Введение к работе
Актуальность темы. Современный автомобиль непрерывно совершенствуется, становится технологически более сложным, увеличивается номенклатура устанавливаемых компонентов, возрастают требования к его качеству, надёжности, безопасности эксплуатации. Значимость проблемы недостаточной надёжности транспортных средств постоянно возрастает.
Многочисленные исследования отечественных и зарубежных специалистов показывают, что наиболее широкий спектр проблем надёжности связан с электрооборудованием. Анализ используемых в настоящее время методов оценки параметров надёжности электрооборудования, заключающихся в учёте общего количества отказов, традиционных характеристик безотказности с привязкой к дате выпуска, либо к периоду эксплуатации, продемонстрировал их ограниченность. Недостатки заключаются в одностороннем подходе к оценке показателей надёжности и невозможности их сравнения с аналогичными характеристиками конкурентов.
Необходима модернизация методов, применяемых для определения основных показателей надёжности, увеличение количества информационных потоков, содержащих данные о разнородных характеристиках, влияющих на надёжность. Одним из направлений совершенствования является развитие методологии воспринимаемого качества. Исследования в данной области позволяют преобразовать информацию об удовлетворённости потребителя качеством продукции, включающую в себя данные о надёжности, качестве функционирования, перспективах развития в количественные показатели. В результате появляется возможность для комплексного анализа и более точного определения показателей надёжности.
Развитие производства автомобилей с гибридными силовыми установками и электромобилей также повышает актуальность данной проблемы. При этом значимая доля отказов принадлежит устройствам, имеющим в своём составе электромеханические преобразователи. Качество финишной обработки основных размерных параметров отдельных компонентов которых оказывает значительное влияние на вероятность возникновения отказов во время их эксплуатации.
Таким образом, сложившаяся ситуация требует совершенствования применяемых методов анализа надёжности электрооборудования автомобиля для повышения достоверности принимаемых решений и разработки мероприятий, повышающих качество и полноту определения надёжности электрооборудования автомобиля. Решение обозначенных проблем позволит повысить конкурентоспособность отечественного автомобилестроения.
Объект исследования — электрооборудование современных легковых автомобилей (на примере семейств Лада «Калина» и Лада «Приора»).
Предмет исследования — качество и надёжность электрооборудования легковых автомобилей на основе предлагаемых методов, моделей и алгоритмов анализа.
4 Цель работы. Разработка инструментов для выявления критических компонентов электрооборудования, позволяющих повысить надёжность электрооборудования легковых автомобилей в эксплуатации, за счёт комплексной оценки и совершенствование метода регулирования качества продукции.
В соответствии с целью в работе решаются следующие задачи:
-
Исследование существующих комплексов эмпирических моделей надёжности сложных технических систем и разработка наиболее перспективных инструментов для анализа электрооборудования легковых автомобилей в эксплуатации с позиций надёжности и уровня воспринимаемого качества.
-
Совместный анализ моделей надёжности электрооборудования и моделей воспринимаемого качества для обеспечения достоверности информации о качестве и надёжности электрооборудования.
-
Выявление наиболее важных объектов с точки зрения качества и надёжности электрооборудования за счёт разработки, реализации и исследования эмпирических моделей надёжности и воспринимаемого качества электрооборудования автомобилей и основных причин их отказов.
-
Разработка мероприятий, позволяющих прогнозировать действие возмущающих факторов, нарушающих стабильное состояние технологического процесса и своевременно вводить управляющее воздействие, для повышения качества изготовления компонентов электрооборудования автомобилей.
Методы исследования. При решении проблемы оценки надёжности электрооборудования использовались методы математической статистики, теории вероятностей, численные методы аппроксимации, математическое и имитационное моделирование. Основу исследований составил:
- анализ электронных баз данных по отказам среди электрооборудования
автомобилей в период эксплуатации производства ОАО «АВТОВАЗ» за
промежуток времени с 2010 по 2012 гг.;
- анализ электронных баз данных по потребительскому уровню
воспринимаемого качества автомобилем производства ОАО «АВТОВАЗ» в
интервале с 2010 по 2012 гг.
Научная новизна выполненного исследования состоит в следующем:
-
Разработаны эмпирические модели надёжности электрооборудования, обеспечивающие комплексное решение задачи по выбору главных позиций надёжности электрооборудования автомобилей по факторам количества отказов и воспринимаемого уровня качества.
-
Предложена эмпирическая модель оценки ремонтопригодности через показатели надёжности, позволяющая прогнозировать уровень затрат, требуемых для поддержания надёжности перспективных систем электрооборудования автомобилей.
-
Разработана структура двухконтурной системы и предложен способ статистического регулирования технологического процесса механической обработки компонентов электромеханических устройств, отличающийся от
известных ранним определением причин изменчивости, за счёт статистической обработки данных о качестве изготовления, получаемых в динамическом режиме в момент окончания обработки детали. Практическая значимость работы.
-
Предложена методика количественной оценки показателей надёжности и индексов воспринимаемого качества с возможностью ранжирования компонентной базы для обоснования критериев оценки принимаемых решений в области эксплуатации электрооборудования.
-
Разработано и реализовано техническое устройство системы активного контроля и статистического регулирования качества продукции на основе раннего обнаружения момента разладки технологического процесса, позволяющее решить проблему управления качеством продукции на этапе производства.
Реализация результатов работы. Разработанные в диссертационной работе методика и модели анализа используются в аналитической службе ОАО «АВТОВАЗ», основные технические решения двухконтурной системы активного контроля и статистического регулирования качества продукции внедрены в рамках работ по модернизации механообрабатывающего оборудования МСП «АВТОВАЗ». Полученные результаты теоретических исследований и расчётов используются в учебном процессе кафедры «Электрооборудование автомобилей и электромеханика» ФГБОУ ВПО «ТГУ» при проведении лекционных и практических занятий по дисциплинам «Надёжность электрооборудования автомобилей и тракторов» и «Физика отказов».
Основные положения, выносимые на защиту.
-
Построение эмпирических моделей надёжности и воспринимаемого качества электрооборудования легковых автомобилей и их обоснование.
-
Критерий оценки уровня взаимосвязи показателей надёжности и воспринимаемого качества для электрооборудования автомобилей.
-
Способ статистического регулирования технологического процесса механической обработки размерных параметров компонентов электромеханических преобразователей, реализуемый с использованием двухконтурных систем активного контроля для улучшения качества выпускаемой продукции на этапе производства.
Достоверность полученных результатов основных научных положений и практических рекомендаций, полученных в ходе диссертационного исследования, обусловлена корректным использованием математического аппарата, методов теории надёжности и математической статистики, состоятельностью принятых допущений и подтверждается положительными результатами от внедрения на предприятиях, специализирующихся на производстве и обслуживании автомобильного транспорта.
Апробация работы. Основные материалы и результаты диссертационного исследования докладывались и обсуждались на: международных конференциях: «Синергетика природных, технических и
социально-экономических систем» (Тольятти, 2011 г.), «Татищевские чтения: актуальные проблемы науки и практики» (Тольятти, 2013 г.); расширенных заседаниях НТС кафедр «Электрооборудование автомобилей и электромеханика» ФГБОУ ВПО «ТГУ» (г. Тольятти, 2013 г.), «Автоматизированные электроэнергетические системы» ФГБОУ ВПО «СамГТУ», (г. Самара, 2013 г.).
Связь работы с научными программами, темами, грантами. Часть исследований проводилась в соответствии с планом работ по гранту № 24/12/239-00 от 20.09.2012 г. «Двухконтурная система активного контроля и статистического регулирования качества продукции в массовом производстве», НО «Инновационно-инвестиционный фонд Самарской области». В рамках научной работы получен диплом победителя областного конкурса «Молодой ученый» за 2012 г. по Самарской области.
Публикации. Основные результаты диссертации отражены в 17 работах, из которых 5 работ в изданиях, входящих в перечень ВАК и 2 патента на изобретение.
Структура и объём диссертации. Диссертация состоит из введения, четырёх глав, заключения, библиографического списка и приложений. Основной текст работы изложен на 120 стр. компьютерного набора и включает в себя 53 рисунка, 11 таблиц, а также 54 стр. приложений.
