Конспект лекций по дисциплине Технологическая подготовка производства (842029), страница 17
Текст из файла (страница 17)
Описание этой части поверхности откликадолжно производиться полиномом второго порядка в виде, например уравнения (2).Оценка коэффициентов этого уравнения требует при проведении опытов варьироватьфакторы не на двух, а на трех уровнях. Но полный факторный эксперимент типа 3ктребует большого числа опытов, резко увеличивающихся с возрастанием числа факторов.Для сокращения опытов Бокс и Уилсон предложили композиционные планы.Ядром этих опытов являются линейные ортогональные планы типа полный факторный эксперимент типа 2 k при k < 5 или дробная реплика от него типа дробный факторный эксперимент типа 2 k-р при k ≥5. Линейный план достраивается до плана второго порядка, для чего необходимо:- добавить 2k «звездных» точек, расположенных на координатных осях факторногопространства (±a, 0,…,0), (0,±a, 0,…,0),…, (0,0,…,±a), где a- расстояние от центраплана до «звездной» точки, называемое «звездным» плечом;- увеличить число экспериментов в центре плана n0.Общее число опытов в матрице композиционного плана при k факторах составит:N = 2k + 2k + n0,k<5(10)k- pk≥5N = 2 + 2k + n0,В качестве примера на рис.
5.7 приведена схема композиционного плана длячисла факторов k =3. Точки 1…8 соответствуют линейному плану типа ПФЭ23. Дополнением к нему являются шесть «звездных» точек 9…14 с координатами (±a, 0, 0),(0, ±a, 0), (0, 0, ±a) и n0 опытов в центре плана с нулевыми координатами (0, 0, 0).Величина звездного плеча а и количество опытов в центре плана n0 зависят отвида выбранного плана (ортогональный, рототабельный). Для ортогонального планапринимается n0 = 1.Плечо «звездных» точек a выбирается таким образом, чтобы план второго порядка отвечал требованиям ортогональности, т.е.
чтобы сумма плечевых произведений любых двух столбцов матрицы планирования была равна нулю:N∑ хji хui = 0,(11)i =174Пример композиционного плана для двух факторов k = 2 при n0 = 1 и общемчисле опытов N = 2k + 2k + 1 = 9 показан в таблице 5.4.Т а б л и ц а 5.4 Матрица планирования75№Х0Х1Х2Х1Х2 Х1Х1Х2Х2опыта1+1-1-1+1+1+12+1+1-1-1+1+13+1-1+1-1+1+14+1+1+1+1+1+15+1+a000aa6000+1aa-a007+a0+1aa0080+1aa-a000900+1Проверка этой матрицы по уравнению (11) свидетельствует том, что она не ортогональна, так как:N∑ х0i х2ji ≠ 0,i =1N∑ х2ij х2 ui ≠ 0,(12)i =1Чтобы сделать матрицу планирования полностью ортогональной, необходимо:1. Выбрать величину звездного плеча а в зависимости от числа факторов потаблице 5.5 (в данном случае при k = 2, a = 1, 0).Т а б л и ц а 5.5Значения «звездных» плечЧисло независимых2345факторов kОснова планаВеличина «звездного» плеча a22231,01,215241,414251,5472.
Преобразовать квадратичные факторы в соответствии с выражением:N∑ х2jii=17576˚ 2х= х ji - ---------- = х ji - ˜х j,(13)NС учетом исправлений в соответствии с уравнением (13) при a = 1,0 матрица планирования имеет вид таблице 5.6.222jiТаблица 5.6.№ опыта123456789Х0Ортогональная матрицаХ1Х2Х1Х2Х1Х1+1+1+1+1+1+1+1+1+1-1+1-1+1+1-1000-1-1+1+100+1-10+1-1-1+100000Х2Х2+ 1/3+ 1/3+ 1/3+ 1/3+ 1/3+ 1/3- 2/3- 2/3- 2/3+ 1/3+ 1/3+ 1/3+ 1/3- 2/3- 2/3+ 1/3+ 1/3- 2/3Исправленная матрица, приведенная в таблице 5.6, представляет собой ортогональную матрицу второго порядка для k =2. Ортогональность матрицы подтверждается выражениями:N∑ х0i х2ji = 0,(14)i =1N∑ х2ij х2 ui = 0,i =1Ортогональность матрицы планирования позволяет определять все коэффициенты уравнения математической модели независимо друг от друга по формулам:a) для свободного членаN∑ х0i yi(15)i =1b0 =---------------------N∑ х20ii =17677б) для линейных эффектовN∑ хji yi(16)i =1bj =---------------------N∑ х2jii =1в) для эффектов парных взаимодействийN∑( хjxu) yi(17)i =1bju =----------------------,N∑( хjxu )2ii =1г) для квадратичных эффектовN∑ х2jj yi(18)i =1bjj =----------------------,N∑( х2ji )2i =1Вычислив дисперсию воспроизводимости по формуле (7), проверяется значимость вычисленных коэффициентов с помощью критерия Стьюдента.
Незначимыекоэффициенты отсеиваются вместе с соответствующими переменными и записывается уравнение математической модели операции в безразмерном виде:ŷ = b0 + b1x1 + b2x2 + b12x1x2 + b11x21 + b22x22 = b0 + b1x1 + b2x2 + b12x1x2 + b11(x21 + ‾x21)+ b22 (x22 - ‾x22)(19)Среднее значение квадрата кодированного значения фактора для данного случая (см. табл. 4) вычисляется согласно выражению:62х2ji2˜x j = ∑ ------- = ----- = ----- .N93Подставляя вычисленное значение среднего в уравнение (19), получается:ŷ = b´0 + b1x1 + b2x2 + b12x1x2 + b11x21 + b22x22 ,где b´0 = b0 - 2/3(b11 + b22).(20)7778Адекватные уравнения математической модели с учетом формулы кодирования (3) необходимо перевести в натуральный масштаб измерения факторов, т.е. привести к виду:˜y = b0 + b1x˜1 + b2x˜2 + b12x˜1x˜2 + b11x˜21 + b22x˜22 .(21)Конечной целью математического моделирования является прогнозированиерезультатов проведения технологического процесса и выработка рекомендаций повыбору оптимальных режимов, обеспечивающих экстремальное значение целевойфункции (максимальную эффективность техпроцесса).
Экстремум функции (21) находится в той точке, где все частные производные равны нулю. Для нахождения этойточки решается система уравнений вида:∂ŷ-------- = 0 ;∂ ˜x1∂ŷ-------- = 0 ;∂ ˜x2∂ŷ-------- = 0.(22)∂˜xkСистема уравнений (22), содержащая k неизвестных и столько же уравнений, решается обычными методами линейной алгебры.Полученные оптимальные значения факторов x1opt, x2opt, …, xkopt, соответствующие наилучшим условиям проведения технологического процесса, должны бытьположены в основу разработки технологической карты и использованы при наладкепроизводственного оборудования.Характеризуя метод ортогонального планирования эксперимента (ОПЭ) 2 – гопорядка, следует отметить следующие его достоинства:- позволяет повысить адекватность модели по сравнению с линейными планами;- обеспечивает существенное сокращение опытов по сравнению с планами ПФЭ3kпри k ≥ 3;- отличается простотой математического аппарата по сравнению с другими планамивторого порядка;- не требует пересчета коэффициентов уравнения математической модели при исключении независимых факторов.Недостатком метода является неодинаковая точность оценки коэффициентов(для «звездных» точек эта точность убывает пропорционально квадрату расстоянияот этих точек до центра плана).78Пример применения метода ортогонального планирования для оптимизациитехнологического процесса отмывки печатных узлов показан в Приложении 7.79Контрольные вопросы1.
Что называется технологическим процессом, операцией, переходом,рабочим местом?2. Какие виды технологических процессов используются в производствеэлектронных средств?3. По каким показателям оценивается качество технологического процесса?4. Какие основные этапы разработки технологических процессов?5. Какие основные виды работ выполняются при проектировании технологических процессов?6. В каких случаях применяется метод ортогонального планирования эксперимента?Тема 11 Типы производстваОсновное производство - производство по выпуску изделий в соответствии спрограммой выпуска.Вспомогательное производство – производство, которое обслуживает основное производство (изготовление тары, инструмента, приспособлений).Различают три типа производства: единичное, серийное и массовое.Единичное производство характеризуется малым объемом (программой) выпуска одинаковых изделий, повторное изготовление или ремонт которых, как правило, не предусматривается.
При этом, однажды осуществленный для какого – либо изделия процесс изготовления больше не повторяется или может повториться через неопределенный промежуток времени.Особенности единичного производства:1.Программа выпуска – единицы изделий.2. Номенклатура выпускаемых изделий – разнообразная (номенклатура – совокупность или перечень названий).3.
Оборудование - универсальное.4. Оснастка - универсальная, легко переналаживаемая.5. Квалификация специалистов высокая.Серийное производство – представляет собой производство, при котором процесс изготовления ведется партиями (сериями), регулярно повторяющимися черезопределенные промежутки времени.
В зависимости от количества изделий в партииразличают:7980- мелкосерийное;- среднесерийное;- крупносерийное производства.Особенности серийного производства:1. Программа выпуска – партии (серии) изделий.2. Номенклатура выпускаемых изделий – разнообразная.3. Оборудование - специализированное, а в ряде случаев специальное.Специализированное оборудование – для выполнения типовых процессовдля определенных изделий.Специальное оборудование – для выполнения одного процесса.4. Оснастка - специализированная, а в ряде случаев специальная.5.
Квалификация специалистов - разной квалификации.Массовое производство – характеризуется большим объемом выпуска изделийв течение значительного промежутка времени.Особенности массового производства:1. Программа выпуска – большое количество изделий одного наименования.2. Номенклатура выпускаемых изделий – ограниченная.3. Оборудование - специальное. Закрепление за рабочим местом одной операции,т.е.
узкая специализация рабочих мест. Возможность комплексной автоматизации.4. Оснастка - специальная.5. Квалификация специалистов - узкая.Тип производства определяется коэффициентом закрепления операций КзоКзо = О / Р, где: О – число различных операций, выполненных за один месяц;Р – число рабочих мест, на которых выполняются операции.Согласно ГОСТ 14.004 – 74:Кзо = 20…40 – мелкосерийное производство.Кзо = 10…20 – серийное производство.Кзо ≥ 1…10 – крупносерийное производство.Кзо = 1 – массовое производство.Для единичного производства Кзо не регламентируется.Вопросы экзаменационных билетов по дисциплине «Технологическая подготовка производства»ФГБОУ ВО МГТУ им. Н.Э. Баумана8081ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 1по курсу «Технологическая подготовка производства»1.10 баллов2.10 баллов3. Технологическая задача10 балловБилет рассмотрен и утвержденна заседании кафедры ИУ4_________ 20 __ г.
Протокол № ___«___»БИЛЕТ №11. Что такое электронное средство? Этапы сквозного проектирования.2. Методы обеспечения заданной точности изделий.3. Технологическая задача.БИЛЕТ №21. Маршрутная карта, Операционная карта, Карта эскизов.2. Качество изделий.3. Технологическая задача.БИЛЕТ №31. Технология, технологический процесс (ТП).2. Содержание операционной карты.3.
Технологическая задача.БИЛЕТ №41.Типовые технологические процессы (ТТП).2. Задачи, которые решает Отдел главного механика (ОГМ).3. Технологическая задача.БИЛЕТ №51. Штучное время (основное, вспомогательное, время технического обслуживания рабочего места,Время необходимых перерывов).2. Задачи, выполняемые отдел надежности (ОН).3. Технологическая задача.БИЛЕТ №61.Источники для разработки технологического процесса.2.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
