Машиностроение и машиноведение. Рубрика в журнале - Известия Самарского научного центра Российской академии наук
Логико-информационная модель управления процессами "умного" производства
Статья научная
В статье представлено исследование специфики «умного» производства, положительный эффект которого безусловно признается промышленными предприятиями. Это повышение эффективности производства, обеспечение надежности, устойчивости и безопасности технологических систем, уменьшение нагрузки на окружающую среду. В условиях цифровой трансформации промышленности открываются новые возможности для достижения отмеченного эффекта. В связи с этим важным становится моделирование процессов «умного» производства, декомпозиция системы управления механизмами и инструментами. Цель исследования заключается в построении логико-информационной модели, отражающей специфику управления процессами «умного» производства. В качестве методов исследования применены сравнительный анализ (в разрезе отраслей и территорий); формализация, наглядно представляющая сведения об управлении процессами «умного» производства в виде схем и моделей; математические и статистические методы, лежащие в основе кластерного анализа. В результате исследования получены следующие результаты: формализована общая схема «умного» производства, учитывающая процессы получения нефтехимического продукта, управляющие воздействия, механизмы и необходимые ресурсы, учитывающая ориентиры устойчивого развития; выявлена типология регионов России в зависимости от уровня интеллектуализации производств по признакам активности организаций с точки зрения использования информационно-коммуникационных технологий в целях автоматизации процессов и проектирования: регионы с низкой, средней и высокой активностью интеллектуализации производств; предложена логико-информационная модель управления процессами «умного» производства, охватывающая этапы интеграции и эксплуатации цифровых технологий, производственных активов промышленных предприятий и кадрового обеспечения, отличающаяся объектом моделирования и системно описывающая функционирование интеллектуального производства. Практическая значимость результатов обусловлена возможностью грамотного управления процессами в условиях реализации цифровых решений и устойчивого развития промышленности.
Бесплатно
Магнитно-импульсная опресcовка металлокерамических и металлостеклянных узлов
Статья научная
Способ магнитно-импульсной оппресовки (МИО) лишен недостатков механических методов получения металлостеклянных узлов (МСУ) и металлокерамических узлов (МКУ) и при это имеет массу достоинств, например обработка деталей с ранее нанесенным декоративным покрытием, а так же является способом, требующим меньшие экономические затраты, для осуществления. Представлена принципиальная схема МИО материалов, которая дает детальное представление о протекающих процессах опрессовки МСУ и МКУ. МИО является многофакторным процессом. При анализе процесса МИО МКУ и МСУ, можно выделить двойственность воздействия импульса тока, которое характеризуется тепловым и механическим воздействием. Представлены данные о характере воздействия магнитного давления, которые показали, что многократное нагружение в определенном диапазоне является определяющим фактором получения качественного соединения между металлом и неметаллическим основанием, что позволяет выделить оптимальный диапазон нагружения. Дано краткое описание процесса динамического деформирования заготовок. Для регистрации величин различных параметров процесса использовался специально разработанный измерительный стенд, что позволило получить взаимосвязь параметров процесса, а так же установить оптимальные режимы, которые позволяют получить качественные соединения узлов МСУ и МКУ.
Бесплатно
Математическая и компьютерная модели формирования потока заказов в сбытовой системе предприятия
Статья научная
В статье предложена модель формирования уровня невыполненных заказов. В модели учитываются величины скоростей входящего потока заказов, величины скорости исходящего потока отгрузки изделий. Данная модель реализуется с использованием пакета прикладных программ Matlab, с помощью средств моделирования динамических систем Simulink.
Бесплатно
Статья научная
В статье проведено исследование особенностей методов, применяемых для контроля и диагностики технического состояния бортовых электрических систем летательных аппаратов на примере аналитических, табличных и логических моделей. Выделены достоинства и недостатки этих моделей. По результатам анализа установлено, что в современных условиях интеллектуализации бортовых электрических систем, а в частности систем электроснабжения и формирования единого информационного пространства целесообразно использовать комплексную контрольно-диагностическую систему.
Бесплатно
Статья научная
Разработана математическая модель определения остаточных напряжений при наращивании плазменных покрытий, учитывающая напряжения, возникающие при охлаждении материала от окончательной температуры до температуры окружающей среды; напряжения, возникающие при снятии закрепляющего приспособления и напряжения, существовавшие в подложке до начала напыления. Разработанные математические модели адаптированы для наиболее часто встречаемых случаев закрепления основы, применяемых в практике нанесения покрытий. Проведены экспериментальные исследования остаточных напряжений, которые показали хорошую сходимость со значениями остаточных напряжений, полученными теоретическим путем.
Бесплатно
Математическое моделирование процесса получения цилиндрических спаев стекла с металлом
Статья научная
В статье предлагается математическая модель для определения параметров технологического режима изготовления длинных стеклометаллокомпозитных стержней. При постановке задача разделяется на две: стационарного течения вязкой жидкости по трубе круглого сечения и определения термических напряжений и деформаций в экспериментальном образце стеклометаллокомпозита в процессе остывания.
Бесплатно
Межструктурное взаимодействие в современных организациях
Статья научная
В статье представлены результаты анализа проблемы межструктурного взаимодействия в современных организациях, подробно рассмотрены теоретические основы и причины возникновения барьеров между подразделениями организации. Особое внимание уделено точке зрения доктора Э. Деминга на проблемы межфункционального взаимодействия, а также даны системно-статистические предложения по их устранению.
Бесплатно
Статья научная
Приведены результаты исследований металлопорошковой композиции жаропрочного никелевого сплава ХН50ВМТЮБ, полученного различными методами атомизации (центробежная, плазменная, газовая). В работе представлены данные по металлографическим исследованиям частиц порошка. Сопоставлены геометрические параметры частиц порошка с ее текучестью и насыпной плотностью.
Бесплатно
Метод автоматизированного распознавания конструкторско-технологических элементов детали
Статья научная
Рассматривается метод повышения эффективности технологической подготовки производства на основе автоматизации разработки технологических процессов с применением распознавания конструкторско-технологических элементов.
Бесплатно
Метод расчета технологических параметров волочения
Статья научная
Разработана математическая модель расчета рабочего усилия волочения проволоки. Решение поставленной задачи достигалось путем дискретизации материала заготовки в зоне деформации на бесконечно малые конечные элементы ij, а также путем разбиения геометрии рабочей зоны волоки, состоящей из обжимного конуса, калибрующей зоны и радиуса скругления между ними, на бесконечно малые линейные участки. Приведено условие неразрывности на границе конечных элементов, составлены зависимости, необходимые для определения геометрических размеров сетки. Для определения суммарного приведенного усилия волочения получены формулы для описания напряженного состояния в каждой точке конечного элемента на основе уравнений движения, уравнений полей скоростей, условия несжимаемости, интенсивности скоростей деформации с учетом скоростного фактора и вязкопластических свойств материала заготовки. Показана адекватность предложенной модели.
Бесплатно
Статья научная
На примере создания уникальной бортовой системы газификации невырабатываемых остатков жидкого топлива в баках ступени ракеты-носителя (БСГ) рассматривается улучшение качества теоретико-экспериментальных исследований. В связи с уникальностью разрабатываемой БСГ, которая начинает функционирование после выключения маршевого жидкостного ракетного двигателя (ЖРД), отсутствуют как исследования предложенного способа газификации (испарения) на основе подачи теплоносителя в виде горячего газа в бак с остатками жидкого топлива, так и методики выбора проектно-конструкторских параметров БСГ. Очевидно, что создание методики выбора проектно-конструкторских параметров БСГ, дальнейшая разработка БСГ и исследование её функционирования для улучшения качества невозможно без проведения исследования конвективного процесса газификации в топливном баке. Для разработки физико-математической модели (ФММ) и физической модели (ФМ) процесса газификации рассматривается экспериментальная модельная установка с модельной жидкостью в составе экспериментального стенда.
Бесплатно
Статья научная
Автоматизация, цифровизация, блокчейн. Данные категории стали ключевыми в современной экономике и определяющими вектор конкурентоспособного развития промышленных предприятий. Важной проблемой остается изыскание средств на трансформацию всей производственной системы, а также выявление наиболее уязвимых и слабых звеньев в системе управления промышленным предприятием. Исходя из этого, привлекает внимание разработка универсальной методики, реализуемой в частности путем применения Data Mining. Обозначенное предопределило выбор темы, объекта и предмета исследования, на основе чего сформулирована цель исследования - разработка методики выявления ограничений («сильных» и «слабых» мест) в функционировании нефтехимического предприятия, адаптированная к Индустрии 4.0. В рамках достижения цели применены такие методы исследования, как формализация (в части построения SCOR-модели цепи поставок нефтехимической продукции), сравнение (в контексте оценки и сопоставления динамики развития различных промышленных предприятий), коэффициентный метод (заложен в основу авторской универсальной методики оценки бизнес-процессов). В результате исследования получены следующие научные результаты: предложена формализованная SCOR-модель цепи поставок нефтехимической продукции, дополненная общими индикаторами оценки бизнес-процессов (первого уровня), что позволяет увязать результаты деятельности промышленного предприятия с данными бизнес-процессами; выявлены закономерности развития нефтехимических предприятий Республики Татарстан - ПАО «Нижнекамскнефтехим» и АО «Нижнекамский завод технического углерода», характеризующиеся более эффективным функционированием последнего, в том числе в кризисных условиях 2020 года; предложена комплексная методика (первого уровня) автоматизированного выявления ограничений в функционировании нефтехимического предприятия, апробированная на примере нефтехимических предприятий; предложена схема блокчейна в управлении основными бизнес-процессами промышленного предприятия. Включение методики в инструктивные и методические материалы управления бизнес-процессами промышленных предприятий обеспечит максимально возможный эффект в результате построения системы сбора данных по принципам блокчейна.
Бесплатно
Статья научная
В статье предложена методика анализа организационно-технических рисков обеспечения готовности оборудования к селективному лазерному сплавлению (СЛС) деталей, основанная на применении сетей Байеса. Идентификация рисков и вероятность возникновения нежелательных событий проведена путем анкетирования экспертов. На основе обработки результатов анкетирования разработана вероятностная модель количественной оценки влияния организационных факторов на отклонения от стандартного регламента подготовки оборудования к процессу СЛС, позволяющая количественно оценить степень воздействия отклонений на производственную систему и доступность оборудования к выполнению заказа.
Бесплатно
Методика анализа рисков в процессах производства
Статья научная
Рискозащищенность организации является критерием, зависящим от особенностей производственного процесса и экономических возможностей организации. При таком подходе уровень рискозащищенности можно считать для целого ряда предприятий ключевым параметром конкурентоспособности. Следовательно, основываясь на количественной оценке уровня рисков по каждому процессу, можно определить группу рисков, работа над которыми существенно снизит потери денежных средств. В материалах статьи представлены результаты анализа рисков, модель интегрированной системы менеджмента и матрица вероятностных затрат.
Бесплатно
Статья научная
В статье представлены результаты решения научно-технической задачи по разработке методики бальной оценки качества деятельности товаропроводящей сети производителя электроинструментов.
Бесплатно
Статья научная
Для уменьшения погрешности при назначении режима процесса механической обработки в условиях неопределенности информации разработаны математические модели и алгоритмы, предусматривающие коррекцию параметров моделей, связывающих входные и выходные параметры процесса, по данным текущей информации о выходных параметрах. Разработаны план варьирования управляемыми факторами технологического процесса, методика и алгоритм генерации математических моделей процесса механической обработки с изменяющимися во времени параметрами. Модели учитывают взаимное влияние параметров состояния инструмента и текущих параметров процесса обработки и их влияние на выходные параметры и позволяют рассчитать выходные параметры процесса в различные моменты времени. Это позволяет создать предпосылки для назначения режима механической обработки с изменяющимися во времени параметрами в условиях неопределённости технологической информации.
Бесплатно
Методика определения момента трения в усовом манжетном уплотнении
Статья научная
В работе кратко рассмотрены основные виды манжетных уплотнений. Выполнен анализ условий работы усовой манжеты с расклинивающим кольцом. Приведена аналитическая методика расчета момента трения данного уплотнения.. Для оценки достоверности аналитической зависимости, позволяющей производить расчет момента трения с использованием исходных геометрических параметров уплотнения предложена численная методика расчёта момента трения с использованием пакета ANSYS.
Бесплатно
Статья научная
Статья посвящена разработке и тестированию методики назначения приоритета выполнения технологических операций для ряда заказов и оценке рисков назначения цены и сроков выполнения новых заказов с учётом их сложности и приоритетности. Выделены основные проблемы высокотехнологичного единичного производства и риски, которые они создают. Для решения выделенных проблем на основе анализа выбран комплексный метод, состоящий в сочетании использования имитационного моделирования и нейросетевого моделирования. Нейросетевая модель создана на базе статистики времён производства различных деталей на этом участке. Тип нейросетевой модели выбран Fitting app, обучается сеть посредством алгоритма обратного распространения ошибки Левенберга-Марквардта. Имитационная модель производственной площадки построена в программе Tecnomatix Plant Simulation. В результате благодаря разработанной методике появилась возможность получать информацию о новом заказе до его непосредственного введения в производство, диверсифецировать риски до того, как они нанесли ущерб, а также улучшить репутацию. В заключение приводится, как пример, добавление новой детали к другим уже производящимся деталям, рассчитывается время её изготовления.
Бесплатно
Методика оптимизации выбора мероприятий по обеспечению безопасности труда на производстве
Статья научная
Обоснована необходимость использования математической модели для оптимизации планирования долгосрочных и дорогостоящих мероприятий по обеспечению безопасности труда, основанной на анализе дерева задач. Разработан граф системы с показателями: важность, время и стоимость. Построена целевая функция для заданной совокупности показателей.
Бесплатно
Статья научная
Рассмотрены особенности оптимизации операций токарной обработки деталей газотурбинных двигателей (ГТД) из жаропрочных никелевых сплавов инструментами из сверхтвердых материалов (СТМ) и керамики. При высокоскоростной обработке на скоростях резания, в 10 раз превышающих скорости резания твердосплавными инструментами, наблюдаются качественные изменения в самом процессе резания. Показано, что эффективность обработки существенно зависит от всего комплекса условий обработки. Предложена методика для определения оптимальных условий высокоскоростного точения.
Бесплатно
