Машиностроение и машиноведение. Рубрика в журнале - Известия Самарского научного центра Российской академии наук
Квалиметрическая оценка качества цифровых двойников аддитивного производства
Статья научная
Появление «цифровых двойников» стало естественным результатом развития идеи «цифрового производства» и концепции Промышленного Интернета Вещей. В настоящее время во многих промышленных сферах активно собираются данные о работе оборудования. В последние годы цифровая трансформация позволила не только полностью анализировать эти данные с использованием передовой аналитики, но также делать обоснованные решения для оптимизации операций в различных отраслях. Такие новые технологии моделирования также позволяют производителям внедрять цифровые копии в своих продуктах и процессах. Новые проекты можно тестировать в виртуальной среде, что экономит время, средства и ресурсы. Цифровой двойник может значительно ускорить решение физических проблем, обеспечивая высокую точность обнаружения, а также помогать создавать продукты высшего качества и обеспечивать более качественное обслуживание клиентов. С использованием такого интеллектуального подхода компании могут достигать ценности и преимуществ гораздо быстрее, чем когда-либо ранее. Развитие методологии квалиметрии моделей должно идти параллельно в двух взаимосвязанных направлениях исследований, взаимно дополняя и обогащая друг друга. Первое направление работы должно фокусироваться на общих аспектах квалиметрии моделей и базироваться на обобщении результатов, полученных в рамках многочисленных специфических прикладных теорий оценки и управления качеством моделей, которые разрабатываются в каждой из предметных областей (второе направление исследований).
Бесплатно
Квалиметрический метод оценки качества объектов металлургического предприятия
Статья научная
В статье предложен квалиметрический метод оценки качества таких опасных производственных объектов металлургического предприятия как специальные мостовые металлургические краны. Исследована несущая конструкция крана, структурно разделенная на четыре главных группы конструкции и пятнадцать элементов, которые несут всю информацию о доминирующих свойствах эксплуатации крана. Введены два показателя качества конструкции крана: комплексный и интегральный. За комплексный принята функция плотности вероятностей уровней надежности элементов конструкции в виде равномерного закона. За интегральный - показатель риска аварии, так как большинство рассматриваемых кранов эксплуатируются за пределами гарантийных сроков. Ценным является полученные количественные данные уровней надежности, которыми должны обладать элементы конструкции. Исследованный квалиметрический метод позволит экспертам принимать верные научно-технические решения и, в конечном итоге, принесет существенный экономический эффект, который может быть сопоставим с ценой нового кран и ввода его в эксплуатацию. Рассматривались специальные краны Магнитогорского металлургического комбината. Статья продолжает развивать исследования квалиметрической науки для оценки качества продукции и различных объектов металлургического предприятия научной школы Магнитогорского государственного технического университета им. Г. И. Носова.
Бесплатно
Кинематическая и динамическая модели механики деформируемого твердого тела
Статья научная
В статье рассмотрены инвариантные характеристики напряженно-деформированного состояния, возникающего при выполнении различных операций обработки металлов давлением. Используя тригонометрическую форму представления напряжений и деформаций, на девиаторной плоскости представлены кинематическая и динамическая модели, соответствующие деформированному и напряженному состояниям, где траектории главных деформаций и главных напряжений представляются дугами окружностей, что свидетельствует о немонотонности процессов формоизменения.
Бесплатно
Кинематический анализ многозвенного рычажного грейферного механизма
Статья научная
Статья посвящена решению задачи кинематического анализа многозвенного рычажного грейферного механизма, рабочие кромки челюстей которого перемещаются по прямой линии. Преимуществом исследуемой схемы механизма перед традиционными является прямолинейное движение выходного звена на относительно большом участке. В работе для заданных значений свободных кинематических параметров грейфера рассчитаны основные кинематические характеристики: положение, скорость и ускорение. С учетом протяженности прямолинейного участка рассчитаны параметры, обеспечивающие возможность достижения высокой точности прямолинейного движения.
Бесплатно
Кинематический анализ многозвенного рычажного механизма грейфера
Статья научная
Статья посвящена решению задачи кинематического анализа многозвенного рычажного грейферного механизма, рабочие кромки челюстей которого перемещаются по прямой линии. Преимуществом исследуемой схемы механизма перед традиционными является прямолинейное движение выходного звена на относительно большом участке. В работе для заданных значений свободных кинематических параметров грейфера рассчитаны основные кинематические характеристики: положение, скорость и ускорение. Установлено, что отклонение функции перемещения рабочей точки (кромки челюстей) рассматриваемой конструкции грейферного ковша от требуемой прямолинейной траектории не превышает 3%.
Бесплатно
Кинетика течения металла в очаге деформации при раскатке кольцевых деталей
Статья научная
В статье проведен анализ кинетики течения металла в очаге деформации при раскатке кольцевых деталей, анализируются факторы, влияющие на структуру, прочностные и пластические характеристики металла. Рассматривается напряженно-деформированное состояние очага деформации с применением методов равнопрочных вставок. Изучен очаг деформации методами металлографического, рентгеноструктурного и электронно-структурного анализов. Предложена модель очага деформации при раскатке колец.
Бесплатно
Кинетическая, термофлуктуационная природа разрушения поверхностей трения твердых тел при изнашивании
Статья научная
В статье изложены основы кинетической теории прочности и термофлуктуационного механизма разрушения поверхностей трения твердых тел при изнашивании. Проанализирована связь прочности с механо-физическими константами твердого тела. Изучена кинетика состояния материалов поверхностей пар трения в процессе изнашивания. Подтверждена температурно-временна́я зависимость изменений физических, механических параметров материалов и разрушения поверхностей и приповерхностных слоев пар трения. Сформулированы основные положения физической модели повреждаемости поверхностей трения и оценены активационные параметры термофлуктуационной модели их разрушения. Предложена расчетная модель изнашивания при трении на основе термофлуктуационной концепции разрушения.
Бесплатно
Статья научная
Масштабное внедрение информационных технологий и современного программного обеспечения является одной из составляющих Индустрии 4.0. В статье приводятся аргументы в пользу разработки и внедрения дополнительного модуля расчета показателей эффективности для уже готовой информационной системы. Чтобы достичь высоких результатов, необходимо знать, насколько хорошо отдельные сотрудники выполняют свои обязанности и насколько их усилия соответствуют стратегии организации. Для этого используется ключевой показатель эффективности (KPI) - система оценки работы сотрудников за определенный период времени. KPI - это не просто набор показателей, а инструмент, который позволяет оценить вклад каждого сотрудника в выполнение определенной задачи. Как правило, сотрудники не знают, каким образом их работа оценивается и как они могут повлиять на свои KPI. В результате они работают вслепую, не имеют целей и не знают, как улучшить свою эффективность. Была реализована задача по созданию модуля расчета ключевых показателей KPI для полного контроля за выполнением поставленных задач и упрощения процесса расчетов стимулирующих выплат. Внедрение данного модуля приведет к повышению эффективности работы сотрудников. Сравнительный анализ существующих программных продуктов, таких как Галактика, Парус и 1С: Предприятие показал, что все эти решения имеют свои преимущества и недостатки. Однако, для выполнения задачи был выбран программный продукт 1С: Предприятие, так как он обладает широкими возможностями настройки и может быть адаптирован для удовлетворения конкретных потребностей организации, обеспечивая большую эффективность, точность и контроль над операциями. В работе приведен подробный алгоритм расчета KPI, состоящий из восьми пунктов, который позволяет определить проблемные места в работе сотрудников, улучшить качество и производительность, наладить четкий контроль над выполнением задач. Перед разработкой модуля было выполнено моделирование с помощью методологии IDEF0. В методологии IDEF0 контекстная диаграмма A-0 иллюстрирует взаимодействие между системой и ее внешними объектами, такими как пользователи, источники данных и другие системы. Созданный в 1С: Предприятие модуль может быть применен в организациях различного профиля, необходимо будет только произвести настройку под конкретную организацию. Результаты данной работы имеют практическое применение для таких отраслей как, производство, логистика, торговля и др.
Бесплатно
Статья научная
В статье представлены результаты разработки и реализации комплекса дополнительного инструментария позволяющего проводить исследование текущих значений показателей качества автомобилей и их прогнозирование на будущие периоды. Комплекс состоит из нескольких основных автоматизированных инструментов реализованных в виде программных кодов математического пакета MATHLAB, скриптов пакета EXCEL и включает в себя диаграммы потерь качества подразделений автопроизводителя; диаграммы спектра дефектов гарантийной эксплуатации. Разработанный комплекс дополнительных инструментов мониторинга качества прошел апробацию и внедрен в практику работы корпоративной службы качества одного из крупнейших автопроизводителей легковых автомобилей.
Бесплатно
Статья научная
В статье представлены результаты разработки и реализации комплекса основных информационно-аналитических инструментов позволяющих проводить исследование текущих значений показателей качества автомобилей и их прогнозирование на будущие периоды. Комплекс состоит из нескольких основных автоматизированных инструментов реализованных в виде программных кодов математического пакета MATHLAB, скриптов пакета EXCEL и включает в себя: диаграмму Парето; диаграмму средних затрат на выпущенный автомобиль; диаграмму уровня средней дефектности; диаграмму номенклатуры дефектов, имеющих наибольшее снижение или рост затрат по объекту анализа. Разработанный комплекс информационно-аналитических инструментов прошел апробацию и внедрен в практику работы службы качества одного из крупнейших автопроизводителей легковых автомобилей. Результатом внедрения инструментов анализа и прогнозирования качества автомобилей в гарантии стал положительный эффект определяемый ростом оперативности, достоверности и объективности соответствующих аналитических процессов корпоративной службы качества автопроизводителя.
Бесплатно
Статья научная
В статье обсуждаются проблемы автоматизации конструкторско-технологической подготовки производства деталей сложной формы на станках с числовым программным управлением. Предлагается и описывается комплексная методика проектирования заготовок деталей и управляющих программ для станков с ЧПУ, основанная на использовании современных технологий автоматизированного проектирования и электронных средств измерений.
Бесплатно
Статья научная
В статье представлены результаты разработки и реализации комплексных инструментов повышения эффективности в современных производственных системах автосборочных предприятий
Бесплатно
Комплексный показатель оценки устойчивости систем менеджмента качества
Статья научная
В статье рассматривается необходимость оценки устойчивости системы менеджмента качества (СМК) в современных условиях постоянных изменений. Определяются подходы для количественной оценки устойчивости СМК с помощью комплексного показателя устойчивости, состоящего из целей по качеству процессов как отдельных показателей параметров системы. Этапы формирования целей в области качества и дальнейшая с ними работа представлена в виде структурной модели обеспечения устойчивости СМК. Рассмотрена целесообразность расчета комплексного показателя устойчивости в зависимости от этапа организационного развития предприятия. Высказана гипотеза о том, что процесс достижения границы этапа организационного развития аналогичен закону логистического роста населения, открытым П. Ф. Ферхюльстом. Динамика изменения устойчивости СМК представлена в виде логистической функции (решение уравнения Ферхюльста). Мониторинг комплексного показателя устойчивости СМК позволит прогнозировать приближение кризиса развития предприятия, вовремя провести системные организационные мероприятия и выйти на следующий уровень развития.
Бесплатно
Компьютерное моделирование влияния кристаллографии структуры на гофрообразование при вытяжке
Статья научная
Методом конечных элементов исследовано влияние кристаллографической ориентации структуры на гофрообразование при вытяжке колпачков из алюминиевого сплава 8011А. Установлено, что по сравнению с изотропным и трансверсально-изотропным материалом для устранения гофрообразования при вытяжке заготовок с плоскостной анизотропией требуются более высокие усилия прижима.
Бесплатно
Статья научная
В работе, на основании компьютерного моделирования, установлена взаимосвязь между параметрами процесса инкрементального формообразования и точностью получаемой геометрии персонифицированных имплантатов костей свода черепа. Проведен анализ значений максимального и среднего отклонения. Разработана регрессионная модель зависимости величины отклонения геометрии от различных параметров процесса инкрементального формообразования. Определено, что точность получаемых изделий увеличивается с уменьшением шага перемещения и диаметра деформирующего инструмента при инкрементальном формообразовании.
Бесплатно
Статья научная
Представлены результаты компьютерного моделирования и экспериментальных исследований процесса формообразования крутоизогнутых отводов. Способ формообразования - проталкивание в гарантированный зазор инструментальной оснастки. Доказана удовлетворительная сходимость результатов.
Бесплатно
Статья научная
Полые детали нередко требуют формообразования рельефа на боковой или донной части рельефа конструктивного или информационного назначения. В статье предлагается использовать для нанесения рельефа технологию магнитно-импульсной формовки. Приведены технологические схемы. Основное внимание в статье уделено компьютерному моделированию процесса. Использован программный продукт LS-Dyna и входящий в него электромагнитный модуль (Eddy Сurrent). Описана методика и результаты компьютерного моделирования. Полученные данные позволяют описать процесс динамического деформирования и выдать рекомендации по управлению им с целью получения высокого качества рельефа.
Бесплатно
Статья научная
С помощью компьютерного моделирования рассмотрены все стадии процесса магнитно-импульсного деформирования (обжима) трубчатой заготовки на цилиндрическую оправку: от свободного деформирования до динамического взаимодействия с оправкой, включая возможное образование неразъемного соединения. Оценены параметры кинематики процесса, меняющееся во времени напряжённо-деформированное состояние материала заготовки. При этом уменьшено количество упрощающих допущений: учтена упругая податливость оправки, сняты ограничения по осевым перемещением заготовки.
Бесплатно
Конструктивно-технологическое обеспечение герметичности запорной арматуры
Статья научная
На примере конструкции шарового крана проведён анализ размерных цепей с целью определения натягов тарельчатых пружин, обеспечивающих герметичность затвора. Натяги определены с учётом усадки элементов седельной группы, возникающей при приварке концевых соединений.
Бесплатно
Конструкторско-технологические решения аддитивного производства корпусных деталей МКА НК
Статья научная
В данной статье проводятся исследования, разрабатываются технологические рекомендации, включающие выбор материала, проектно-конструкторских решения для корпусных деталей МКА НК с учетом возможности их изготовления методами аддитивного производства и дальнейшей роботизированной сборки «под ключ».
Бесплатно
