Машиностроение и машиноведение. Рубрика в журнале - Известия Самарского научного центра Российской академии наук
Статья научная
В работе представлены результаты моделирования течения газа в каналах струйных элементов пневмоавтоматики на примере двухвходового усилителя. Разработана математическая модель расчета параметров течения газа методом конечных объёмов, базирующимся на численном решении систем дифференциальных уравнений в частных производных Навье-Стокса, осреднённых по методу Рейнольдса. Данный метод реализуется с помощью программного комплекса Ansys CFX. Для замыкания этих уравнений применяется модель турбулентности, сформулированная в соответствии с предположением Буссинеска, согласно которому рейнольдсовы напряжения могут быть связаны со скоростью средней деформации через турбулентную вязкость. С помощью математической модели выполнена серия численных расчетов, на основании результатов которых построены характеристики струйного двухвходового усилителя.
Бесплатно
Статья научная
Статья посвящена вопросам повышения устойчивости функционирования производственных систем на мезоуровне в условиях перехода к экономике сбалансированного развития. Обоснована необходимость разработки новых методов и инструментов, позволяющих оценить уровень развития и баланс интересов экономической, социальной и экологической подсистем общества на разных уровнях управления экономическими системами. Кроме того, учитывая пространственные, социально-экономические и природно-географические факторы, влияющие на развитие субъектов федерации, остро стоит вопрос изучения региональной дифференциации в разрезе подсистем управления экономикой, социальной и экологической сфер. Цель данной статьи заключается в разработке методики и инструментария по оценке сбалансированности развития экономической, социальной и экологической сферы на региональном уровне управления и их апробация на примере регионов Российской Федерации. В качестве методов исследования в статье использовались описательная статистика, кластерный и дисперсионный анализ. Динамический кластерный анализ по интегральным составляющим ESG позволил выявить изменение положения регионов в теоретическом пространстве, которые было характерно более, чем для трети субъектов федерации - 39%, что также подтверждает тезис об изменениях в реализации ESG-трансформации на региональном уровне управления экономическими системами. Концепция наилучших доступных технологий призвана стимулировать промышленность к модернизации, внедрению современных технологий, отличающихся высокой ресурсной, экологической и экономической эффективностью. Сделан вывод, что грамотное определение выгод от внедрения наилучших доступных технологий, включая внешние экологические и социальные эффекты, позволит предприятиям обоснованно причислять себя к числу участников ESG-движения, претендовать на меры государственной поддержки и соответствовать самым современным международным стандартам. Представленные в статье результаты моделирования и сделанные на их основе выводы могут быть использованы органами государственной власти регионов при оценке эффективности реализации региональной политики, для выявления сбалансированности развития всех трех интегральных составляющих: управления экономической системой, социальной политикой и экологичностью региональной экономической системы.
Бесплатно
Методические подходы к исследованию эффективности внедрения концепции индустрии 4.0
Статья научная
Необходимость оперативного выявления проблем с одновременным производством необходимых корректирующих действий, которые, направлены на оптимизацию производительности всей производственной системы обосновывает актуальность исследования вопросов эффективности внедрения технологий индустрии 4.0 в промышленность. В статье проведен обзор аналитических исследований понятия «индустрия 4.0» в зарубежной научной литературе с целью выявления характеристик и разграничения от смежных понятий, таких как «4-я промышленная революция», «киберфизические системы», «интернет вещей». Основными ключевыми факторами успеха цифровизации выделены люди, стратегия, технологии, которые позволят разработать интеллектуальные алгоритмы для повышения операционной эффективности; способствуют эффективному использованию ресурсов, снижению затрат на качество продукции, внедрению автоматизации; способствуют повышению экономичности и производительности операций. Представлены основные направления влияний технологий Индустрии 4.0, предложенной Бостонской консалтинговой компанией, на эффективность производственных систем. Сделан вывод, что применение цифровых технологий индустрии 4.0 дает возможность масштабной технологической трансформации производств, и направлено на повышение инновационного потенциала промышленных предприятий.
Бесплатно
Статья научная
В данной статье на основе проведенного анализа деятельности персонала ряда отечественных угледобывающих предприятий разработан методический инструментарий формирования и осуществления мониторинга организации процесса эксплуатации ГТО на угледобывающем предприятии, реализация которого позволяет существенно повысить результативность управленческих решений, направленных на развитие организации процесса эксплуатации ГТО. Данный методический инструментарий включает в себя зависимость результативности управленческих решений, направленных на развитие процесса эксплуатации горно-транспортного оборудования, от качества мониторинга организации данного процесса, показатели для оценки качества мониторинга организации процесса эксплуатации ГТО, алгоритм реализации видов мониторинга организации процесса эксплуатации горно-транспортного оборудования.
Бесплатно
Методическое обеспечение в области управления качеством сетей и услуг операторов связи
Статья научная
В статье проведен анализ известного методического обеспечения в области оценки и контроля качества услуг связи. Известные подходы к оценке качества услуг связи, в основном, разработаны применительно к ситуации, характеризующейся тем, что каждая система управления фактически опиралась на собственную, выделенную систему связи. При этом большая часть результатов применима к аналоговым системам связи с преимущественным закреплением каналов (трактов) за определенными информационными направлениями, которые в совокупности отражают структуру системы управления. Синтез систем связи осуществляется на базе требований соответствующей системы управления. В результате проведенного анализа выявлены недостатки известного методического обеспечения в области оценки и контроля качества услуг связи. В целях устранения выявленных недостатков известного методического обеспечения в области оценки и контроля качества услуг связи в рамках статьи разработаны: аналитико-имитационная модель инфотелекоммуникационной системы с требуемым уровнем надежности ее элементов; метод определения параметров направлений развития сетей операторов связи; метод оценки вероятностно-временных показателей технического ресурса фрагментов инфотелекоммуникационной системы, генерирующих услуги связи определенного типа.
Бесплатно
Статья научная
В статье приводятся основные этапы исследования и проектирования механических дисковых бункерных загрузочно-ориентирующих устройств для асимметричных деталей тел вращения, позволяющие на основе закономерностей функционирования бункерных загрузочно-ориентирующих устройств гарантированно обеспечить требуемую производительность и высокую надежность технологического оборудования. Рассматриваются задачи, которые должны решаться на каждом этапе исследования и проектирования. Приведен подробный пример расчета, проектирования и исследования усовершенствованного механического дискового бункерного загрузочно-ориентирующего устройства с радиальными прямоугольными карманами, кольцевым ориентатором и радиальными пазами в форме гребенки для сплошной детали с торцом в форме усеченного конуса. Полученные в процессе исследования и проектирования усовершенствованной конструкции бункерного загрузочно-ориентирующего устройства результаты позволили определить диапазоны рабочих значений конструктивных параметров и окружной скорости захватывающих органов, при которых устройство будет надежно функционировать и будет обеспечена его наибольшая производительность.
Бесплатно
Методология внедрения современных методов менеджмента качества для улучшения бизнес-процессов
Статья научная
Рассматривается комплексный подход к внедрению современных методов менеджмента в деятельность организации для обеспечения стабильности функционирования, результативности, эффективности и продуктивности бизнес-процессов.
Бесплатно
Методология выбора технологических баз корпусных деталей в автоматизированном производстве
Статья научная
Работа посвящена вопросу выбора технологических баз при изготовлении корпусных деталей коробчатого типа в рамках автоматизированных систем машин типа «обрабатывающий центр» с использованием приспособлений-спутников
Бесплатно
Методология оптимизации целевых функций технологических систем производства летательных аппаратов
Статья научная
Автоматизация процессов синтеза, анализа и оценки вариантов технологических процессов сборки летательных аппаратов (ЛА) при переходе к бесплазовому способу их производства на базе электронных моделей изделий позволяет значительно увеличить число разрабатываемых в автоматизированных системах проектов технологий сборочных процессов. Разработана методика совершенствования способов перебора вариантов сборки с использованием предлагаемых моделей выбора состава, построения структуры и схем при технологической подготовке агрегатно-сборочного производства, где задачу определения эффективности операций сборки можно свести к общей задаче расчета адекватных передаточных функций введением в модель сборки в виде смешанного графа подмножеств соотношений входных и выходных переменных по комплексам варьируемых параметров и факторов.
Бесплатно
Методология организации ресурсосберегающих производственных систем на железнодорожном транспорте
Статья научная
В статье представлены основные положения методологии организации ресурсосберегающих производственных систем на железнодорожном транспорте. Приведено описание существующих подходов к организации процесса управления эффективным использованием ТЭР в ОАО «РЖД», выполнен анализ их соответствия международному стандарту ISO 50001 - «Системы энергетического менеджмента. Требования и руководство по применению», проанализированы преимущества и недостатки действующих методов. Сформулированы основные принципы предлагаемой методологии и представлены шесть этапов ее реализации, в том числе исследование факторов, влияющих на использование ТЭР при организации ресурсосберегающих производственных систем; исследование математических моделей использования ТЭР в производственных процессах на железнодорожном транспорте; обеспечение эффективного нормирования и прогнозирования расхода ТЭР и заданий по экономии ТЭР; разработка научных и методологических принципов оценки эффективности мероприятий по организации ресурсосберегающих производственных систем железнодорожного транспорта; разработка научных основ стратегии развития железнодорожного транспорта как ресурсосберегающей производственной системы; разработка усовершенствованных методов и средств мониторинга использования ТЭР в производственных процессах. Выполнена апробация предлагаемых решений на действующих объектах железнодорожного транспорта, по результатам которой установлено, что реализация предлагаемой методологии позволяет повысить эффективность функционирования и качество организации ресурсосберегающих производственных систем на железнодорожном транспорте. В частности, применение методов машинного обучения позволяет повысить точность математических моделей использования ТЭР до 1,8 раза для принятых к рассмотрению производственных процессов, результирующее расхождение результатов прогнозирования расхода ТЭР с экспериментальными данными не превышает 5 %, а предлагаемые запатентованные технические и программные решения могут быть использованы для мониторинга использования ТЭР, режимов работы электрооборудования и показателей энергоэффективности производственных процессов. На основе полученных результатов разработан ряд нормативных документов ОАО «РЖД», которые внедрены на сети железных дорог и используются при организации ресурсосберегающих производственных систем на железнодорожном транспорте.
Бесплатно
Статья научная
В статье показана усовершенствованная конструкция опоры буровых долот с принудительной подачей смазочного материала. Расходная система смазки обеспечивает постоянное обновление смазочного материала в опоре из резервуара и удаление отработавшей смазки из опоры в процессе бурения. В докладе показана методология расчета системы смазки опор буровых долот, учитывающая свойства смазочного материала, условия эксплуатации долота, а также конструкционные материалы и покрытия, используемые в опоре.
Бесплатно
Методы контроля влажности при биотермическом компостировании органических отходов
Статья научная
Рассматриваются предложенные авторами подходы к разработке методов автоматизированного контроля влажности в процессе биотермическим компостированием органических отходов.
Бесплатно
Механизм возникновения автоколебаний в технологических системах обработки резанием
Статья научная
Рассмотрены основные причины первичного возбуждения автоколебаний, которые при определенных условиях влияют на интенсивность автоколебаний. Показано влияние неустойчивости процесса резания на автоколебания а именно, периодических срывов наростов, образования и скалывание элементов стружки, схватывания и налипания по задним поверхностям. Показано что эти явления, нарушают общую устойчивость процесса резания, но происходят с частотой, существенно отличающейся от частоты автоколебаний. Показано что частота установившихся автоколебаний всегда близка к собственной частоте наименее инерционного элемента колебательной системы или несколько её превышает вследствие нагружения системы при резании и повышения её жесткости, а, следовательно, и частоты. Проведенный анализ показывает, что все механизмы возникновения автоколебаний в технологических системах обработки резанием можно интерпретировать как влияние колебаний толщины среза на устойчивость движения упругой системы станка, а приведенные периодические и квазипериодические решения нелинейных дифференциальных уравнений относительно изменения толщины среза при автоколебаниях, принять за основу теоретического анализа автоколебательного процесса при точении.
Бесплатно
Механизм формирования производственной программы промышленного предприятия
Статья научная
На основе математических моделей разработан механизм формирования производственной программы промышленного предприятия в условиях нестабильного спроса на продукцию. Предложенный подход к управлению производственной программой позволяет обеспечить максимальную эффективность использования производственных мощностей в условиях нестабильности рынка.
Бесплатно
Механические дисковые бункерные загрузочные устройства для патронов и их элементов
Статья научная
В статье рассматриваются наиболее часто встречающиеся полуфабрикаты, патроны и их элементы, которые подаются в технологическое оборудование патронного производства в ориентированном положении системами автоматической загрузки с механическими дисковыми бункерными загрузочными устройствами. Рассматриваются критерии выбора необходимого типа бункерного загрузочного устройства под заданный предмет в зависимости от его геометрических свойств и требуемой производительности технологического оборудования. Показаны области применения и схемы ориентирования предметов в усовершенствованных конструкциях механических дисковых бункерных загрузочных устройств для широкой номенклатуры предметов как с явной, так и с неявной асимметрией.
Бесплатно
Статья научная
В статье представлена математическая модель оценки ресурсоемкости производственного процесса изготовления литых заготовок. Проведена оценка влияния управляющих воздействий на модель. Представлены рекомендации по совершенствованию производственного процесса изготовления отливок для обеспечения требуемых значений ресурсоемкости.
Бесплатно
Многозвенные силоприводы из материала с памятью формы и их характеристики
Статья научная
В статье рассмотрены конструкции многозвенных силоприводов и их применение в технике. Получена зависимость скорости нарастания нагрузки от скорости нагрева, деформационно-силовые характеристики многозвенных силоприводов. Определены основные преимущества таких силоприводов.
Бесплатно
Многофункциональная магнитно-импульсная установка с изменяемой формой и параметрами разрядного тока
Статья научная
В работе рассмотрены методы и схемотехника создания многофункциональной магнитно-импульсной установки с изменяемыми параметрами разрядного тока для формирования импульсных магнитных полей. Установка предназначена для проведения комплексных исследований по воздействию магнитного поля на различные материалы в машиностроении, медицине, фармакологии и растениеводстве. В настоящее время традиционные конструкции установок работают в режиме однократного разряда и генерируют импульсы тока колебательной формы в виде затухающей синусоиды. Разработанная установка энергоемкостью 5 кДж работает в четырех режимах: колебательного разряда одного накопителя энергии с высокой частотой разрядного тока, синхронного разряда двух накопителей энергии, асинхронного разряда двух накопителей с регулируемой задержкой относительно друг друга и в режиме формирования моноимпульса с отсечкой тока последующих полупериодов. В работе приведена структурная схема многофункциональной магнитно-импульсной установки (МИУ). Даны рекомендации по выбору основных компонентов при создании специализированных установок для решения конкретных задач. Приведены результаты испытания МИУ.
Бесплатно
Модальный анализ шпиндельного узла на опорах с анизотропными упругими характеристиками
Статья научная
В статье рассмотрены вопросы, связанные с влиянием вариантов конструктивного исполнения шпиндельного узла (ШУ), анизотропии радиальной жесткости опор, а также частоты вращения шпинделя на показатели динамического качества станка. Постановка задачи формулируется следующим образом: необходимо определить степень влияния каждого из указанных выше параметров на собственные частоты и формы колебаний ШУ. Для выявления закономерностей проводилось численное конечно-элементное моделирование в среде ANSYS Workbench. Варианты исполнения шпиндельного узла рассматривались на примере четырех расчетных моделей ШУ токарного станка с ЧПУ модели 16Б16Т1, отличающиеся числом конструктивных элементов и их расположением по длине шпинделя. При моделировании, опоры шпинделя представлялись в виде сплошных колец с определенными упругими свойствами, варьируя которые реализовывалась анизотропия жесткости опор. В ходе численного эксперимента учитывалась частота вращения шпинделя в диапазоне от 0 до 20000 об/мин. При анализе результатов рассматривались значения шести собственных частот и форм колебаний для каждой из расчетных моделей при изменении жесткости передней опоры; получены диаграммы Кэмпбелла, иллюстрирующие зависимость динамических характеристик шпинделя от частоты вращения в указанном диапазоне. В результате проведенных исследований установлено, что конструктивные факторы оказывают существенное влияние на формы колебаний и собственные частоты шпиндельного узла. Моделирование показало, что при обработке в центрах на точность будет влиять четвертая собственная частота и форма колебаний, а при использовании патрона - первая. С учетом того, что разница между ними составляет более чем 2,5 раза, то обработка в центрах может вестись при существенно больших скоростях резания. Изменение жесткости передней опоры приводит к возникновению диапазона собственных частот для каждой формы колебаний, который может составлять до 200 Гц. В пределах указанного диапазона собственные частоты изменяются в зависимости от скорости вращения шпинделя.
Бесплатно
Статья научная
Сформированы модели задач выбора обоснованных решений для каждого субъекта производственной системы и исследован механизм взаимодействия между заказчиками и поставщиками в процессе выпуска продукции. Рассмотрена итерационная процедура определения коэффициентов эффективности поставщика и на этой основе предложен механизм организации сбалансированного взаимодействия в производственной системе, реализация которого обеспечивает выпуск продукции в заданном соотношении.
Бесплатно
