Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Моделирование как метод обеспечения требуемого уровня качества автомобильной генераторной установки 9
1.1. Структура и методы исследования 9
1.2. Современные методы компьютерного моделирования 14
1.3. Моделирование в проектировании и производстве автотракторного электрооборудования 19
1.4. Обеспечение качества автомобильного генератора на этапе проектирования и производства 26
1.5. Выводы по главе 36
Глава 2. Оценка влияния разбросов размерных параметров активной зоны генератора на его технические характеристики 38
2.1. Аналитические выражения для расчета коэффициентов влияния 38
2.2. Определение численных значений коэффициентов влияния 42
2.3. Расчетно-статистический эксперимент по методу Монте-Карло 48
2.4. Выводы по главе 59
Глава 3. Исследование стабильности рабочих характеристик генератора с помощью математического и имитационного моделирования 61
3.1. Структура имитационной модели генераторной установки 61
3.2. Моделирование работы электромеханического преобразователя...63
3.3. Моделирование совместной работы ЭП, выпрямителяи регулятора напряжения 87
3.4. Выводы по главе 96
Глава 4. Анализ влияния технологических погрешностей изготовления генератора на зарядный баланс бортовой системы автомобиля 98
4.1. Расчет зарядного баланса бортовой системы автомобиля 98
4.2. Модели расчета зарядного баланса автомобиля 104
4.3. Результаты расчетного моделирования 119
4.4. Расчет кривой изменения зарядного баланса 125
4.5. Выводы по главе 129
Глава 5. Управление качеством при проектировании и производстве автомобильной генераторной установки средствами имитационного моделирования 131
5.1. Имитационное моделирование в управлении качеством продукции 131
5.2. Моделирование обобщенного показателя качества 134
5.3. Исследование показателей качества технологического процесса 139
5.4. Моделирование процессов построения и оптимизации плана приемочного контроля качества, приемочный контроль качества 146
5.5. Выводы по главе 150
Основные результаты и выводы 152
Список литературы 155
Приложения 167
- Моделирование в проектировании и производстве автотракторного электрооборудования
- Определение численных значений коэффициентов влияния
- Моделирование совместной работы ЭП, выпрямителяи регулятора напряжения
- Модели расчета зарядного баланса автомобиля
Введение к работе
Интеграция России в мировую экономическую систему, свободный доступ на ее рынки зарубежных производителей автомобильных компонентов вызывает необходимость всестороннего научного анализа и решения проблемы обеспечения высокой конкурентоспособности продукции отечественных предприятий.
Одним из определяющих факторов конкурентоспособности является качество продукции. Понятие «качество», регламентированное ГОСТ 15467-79 как совокупность свойств продукции, обуславливающих ее пригодность удовлетворять определенные потребности в соответствии с ее назначением, включает такой показатель как надежность, под которой понимается свойство технического устройства или изделия выполнять заданные функции с параметрами, установленными технической документацией в течении требуемого промежутка времени.
Известно, что до 34% всех отказов автотранспортных средств (АТС) связано с выходом из строя изделий системы автотракторного электрооборудования (АТЭ). Поэтому решение проблемы надежности этих компонентов АТС в значительной мере решает и проблему качества, и конкурентоспособности этой техники в целом.
Менее надежными элементами в системе АТЭ являются электромеханические преобразователи (ЭП): генераторы, электростартеры, электродвигатели.
Главным источником электроэнергии автомобиля является генераторная
установка, надежность которой определяет работу всех систем
электрооборудования АТС. Качество генератора закладывается на этапе
проектирования, и обеспечивается в производстве. Практика показывает, что
25-30% отказов ЭП происходит из-за низкого качества изготовления, 8-10% -
из-за ошибок, допущенных при проектировании. Недостаточная
исследованность процесса формирования качества генератора на стадиях
прогнозирования, проектирования и изготовления предопределили актуальность темы диссертационного исследования.
В диссертации решается научно-техническая задача установления взаимосвязи между уровнем качества проектирования, параметрами технологического процесса изготовления и техническими характеристиками автомобильной генераторной установки.
Цель настоящей работы состоит в создании метода обеспечения качества при проектировании и производстве генераторной установки через обобщенный критерий, связывающий процесс проектирования и производства, на основе математического и имитационного моделирования.
Большой вклад в развитие теории моделирования автотракторного электрооборудования внесли отечественные ученые: СВ. Акимов, В.А. Балагуров, В.В. Болотин, С.Я. Дунаевский, Е.В. Кононенко, И.П. Копылов, Ю.А. Купеев, А.В. Лоос, Б.И. Петленко, Г.А. Сипайлов, И.И. Трещев, М.Н. Фесенко, А.Е. Чернов, В.Е. Ютт.
Научная новизна выполненного исследования состоит в том, что:
Разработана методика оценки влияния технологических погрешностей изготовления активной зоны генераторной установки на его технические характеристики и характеристики зарядного баланса бортовой системы электрооборудования автомобиля, которая позволяет в единой расчетной среде перейти от технологического разброса входного размерного параметра к изменению характеристик холостого хода, токоскоростной и зарядного баланса.
Предложен обобщенный критерий качества генераторной установки, отличающийся от известных тем, что в его основе лежит вероятностная оценка распределения размерного параметра в установленных техническими условиями границах поля допуска. Критерий позволяет разрабатывать планы статистического приемочного контроля качества партий генераторных установок, исходя из требуемого и существующего уровней качества производства.
Показана взаимосвязь между обобщенным критерием качества и параметрами технологического процесса изготовления генераторной установки. Это создает предпосылки для эффективного управления технологическими процессами с целью достижения требуемого уровня качества производства генераторных установок.
Впервые разработана имитационная модель управления качеством проектирования и производства генераторной установки, учитывающая технологические разбросы геометрических параметров активной зоны ЭП, и позволяющая научно обосновано создавать систему управления качеством.
Методы исследования. При решении проблемы обеспечения требуемого уровня качества автомобильной генераторной установки использовались методы математической статистики, теории точности электрических машин, теории вероятностей, математическое и имитационное моделирование.
Практическая значимость работы заключается в том что:
Разработана унифицированная программа расчета коэффициентов влияния изменения размерных параметров активной зоны генератора на его технические характеристики. В инженерной практике она позволяет оценить весомость влияния единичного входного размерного параметра на изменение выходных характеристик, что создает предпосылки для более уточненного подхода к назначению геометрического поля допуска на размер.
Представлена программа расчета характеристик зарядного баланса бортовой системы электрооборудования. Программа ориентирована на определение изменения энергетического баланса автомобиля, вызванного технологическими разбросами размеров активной зоны генераторной установки.
Обобщенный критерий качества генераторной установки является основой для формирования эффективной системы управления качеством производства. Исходя из этого, разработана программа расчета статистического плана приемочного контроля, которая согласует
требования, закладываемые в технических условиях на изделие, с параметрами системы контроля качества.
Имитационная модель управления проектированием и производством генераторной установки является необходимым инструментом менеджмента качества производства, так как она реализует основные взаимосвязи между перечисленными процессами и наглядно показывает возможности системы управления качеством, построенной с учетом требуемого уровня качества. Она отвечает основному требованию международного стандарта ИСО 9001: 2000 года, которое гласит: «Организация должна разрабатывать, документировать, внедрять и поддерживать в рабочем состоянии систему менеджмента качества, постоянно улучшать ее результативность». Структура модели используется в механосборочном производстве ОАО «АВТОВАЗ» в качестве инструмента определения взаимосвязей между параметрами технологических процессов и системы управления качеством.
На основе результатов имитационного моделирования производственного процесса разработана методика организации мониторинга качества в процессе изготовления продукции, которая внедрена в механосборочном производстве ОАО «АВТОВАЗ» и позволяет производить оценку уровня качества изготавливаемой продукции в процессе производства.
Основные положения, выносимые на защиту:
- методика расчета коэффициентов влияния разбросов размерных параметров
активной зоны автомобильного генератора на его технические характеристики;
- имитационная модель генераторной установки, позволяющая проводить
оценку влияния технологических погрешностей изготовления размерных
параметров активной зоны ЭП на его технические характеристики;
расчетная модель энергетического баланса автомобиля, позволяющая перейти от технологических погрешностей изготовления размерных параметров активной зоны ЭП к характеристикам зарядного баланса бортовой системы электрооборудования АТС;
обобщенный критерий качества генераторной установки, обеспечивающий взаимосвязь этапов проектирования, производства и управления качеством.
- имитационная модель управления качеством проектирования и производства генераторной установки.
Апробация работы. Результаты исследований используются при чтении лекций по курсу «Теория надежности автотракторного электрооборудования».
Основные положения и результаты исследований докладывались на Международных конференциях: «Проблемы качества и эксплуатации автотранспортных средств» (Пенза, 2000, 2002г.); «Системный анализ в проектировании и управлении» (Санкт-Петербург, 2001г.); «Развитие через качество» (Тольятти, 2002г.). Работа прошла апробацию на кафедре «Автотракторное электрооборудование» МГТУ «МАМИ».
Публикации. По теме диссертации опубликовано 13 работ общим объемом 3,3 п.л.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка использованной литературы и приложений. Общий объем диссертации 140 страниц компьютерного набора, 67 рисунков, 41 таблица, 33 страницы приложения.
Моделирование в проектировании и производстве автотракторного электрооборудования
В автомобильной промышленности давно работают системы автоматизированного проектирования таких узлов и агрегатов автомобиля как двигатель, кузов, рама, подвески и прочее. Эти задачи решают САПР, имеющие графику 3D и обеспечивающие разработку и выпуск машиностроительных чертежей, а также подготовку программ для станков с ЧПУ. Однако САПР, комплексно решающих задачу проектирования систем электрооборудования, в СССР до 1986 года не существовало. Известны лишь САПР чертежей жгутов автомобильной электропроводки, которые основаны, в частности, на универсальной системе проектирования AutoCAD, используемой для решения задач в машиностроении и ориентированной на персональные компьютеры [50].
Начиная с 1986 г. в НПО «Автоэлектроника» ведется разработка комплекса программ автоматизированного функционального моделирования системы электрооборудования автомобиля. Сначала его предназначали для автоматизации процесса проектирования подсистем электроснабжения и пуска. После того как первая версия комплекса была разработана и внедрена, выявилась возможность распространить концепцию проектирования и на другие подсистемы, в частности системы стеклоочистки, зажигания и освещения.
Комплекс позволяет еще на стадии составления технических требований на изделия электрооборудования учесть влияние каждой из подсистем электрооборудования на другие подсистемы. Это открывает возможность реализации идей комплексной оптимизации электрооборудования автомобиля.
В основу комплекса положен новый подход к проектированию сложных систем, состоящий из трех базовых элементов: имитационного моделирования эксплуатации системы; аналогового проектирования с возможностью синтеза новых изделий; проектирования «сверху вниз» [5].
С 1993 года в КБ электрооборудования грузовых автомобилей ЗИЛ работает САПР ЭА. В САПР ЭА входят три основные подсистемы: графическая, аналитическая и расчетная. В качестве базы первой из них использована интерактивная универсальная система проектирования плоскостных символьных схем, использующая для разработки соответствующих графических документов базы данных элементов электрических схем и чертежей жгутов, а также базы данных по изделиям электрооборудования, базы стандартных текстов, а также базы проектных решений.
Вторая из подсистем, аналитическая, базируется на комплексе прикладных программ, позволяющих проводить автоматизированный анализ графических документов с выводом грубых ошибок проектирования и получением дополнительной информации. Третья подсистема, расчетная, базируется на программных компонентах, позволяющих проводить специализированные расчеты, стандартизированные в отрасли. К ним, в частности, относятся расчет баланса электроэнергии, сечений проводов, расчет падений напряжений в цепях, моделирование систем.
На сегодняшний день также известен САПР НПО «Автрэлектроника», позволяющий проектировать электромагнитные устройства на основе математических моделей в виде схем замещения [5].
Существуют пакеты прикладных программ (111111) и системы моделирования, такие как 111111 «Ирис», которые решают часть задач САПР, но при этом, имея гибкие программные структуры, позволяют использовать их совместно с другими ППП или системами моделирования. На рынке программного обеспечения для схемотехнического проектирования и разработки печатных плат радиоэлектронных устройств на платформе персонального компьютера эффективно работают и соревнуются друг с другом фирмы Aplac, Micro Nation Software, MicroSim, OrCAD, Viewlogic, Multisim, Protel International.
APLAC - универсальная система для анализа нелинейных схем и электромагнитного моделирования. Она была первоначально создана профессором Мартти Валтоненом. В течение 1988-1998 АРЬАСбыл совместно разработан лабораторией теории цепей Технологического Университета Хельсинки и исследовательского центра Nokia.
Главные типы анализа - анализ по постоянному (DC), переменному (АС) значению тока (напряжения) входного сигнала, анализ ч линейного и нелинейного шума, переходного процесса и тепловая обратная связь. Анализ Монте-Карло доступен во всех основных режимах анализа как и анализ чувствительности в DC и АС режимах. APLAC также включает непостоянную блочную систему для моделирования и проектирования аналоговых и цифровых систем связи, а также электромагнитное моделирующее устройство для решения трехмерных задач поля.
Разработкой фирмы Micro Nation Software является программный продукт CircSolver. Программа дает возможность для исследования электрических схем, имеющих в своем составе только реактивные компоненты, при постоянном значении входного сигнала. В рабочей зоне программы из отдельных элементов выстраивается электрическая схема устройства, указываются точки подключения измерительных приборов. Исследование работы схемы осуществляется с использованием осциллограмм. Уникальным инструментом Micro Nation Software в рассматриваемом продукте является возможность получения аналитического выражения зависимости выходного сигнала от времени работы схемы.
Фирма Multisim является производителем интегрированного пакета программ Electronic WorkBench, который позволяет анализировать работу электронных схем (цифровых и аналоговых) при постоянном и переменном значении входного сигнала и имеет в своем составе обширные библиотеки компонентов, включающие генераторы сигналов, осциллографы, тестеры, большое количество полупроводниковых приборов и микросхем разных фирм. В рабочем окне программы производится построение схемы электронного устройства из компонентов библиотек. После построения модели осуществляется ее запуск в работу. Программа позволяет одновременно исследовать характеристики работы нескольких элементов электронной схемы с учетом их температурных режимов работы, отклонений номинальных значений параметров. Результаты исследований представляются в виде осциллограмм и таблиц. Electronic WorkBench имеет возможность для экспорта электронных схем в программы трассировки, а таблиц результатов моделирования в математический пакет MathCAD, или в электронные таблицы Microsoft Excel.
Определение численных значений коэффициентов влияния
Метод Монте-Карло заключается в многократном расчете параметров по некоторой формализованной схеме, являющейся математическим описанием данного процесса [106]. Исследуемым процессом является определение влияния технологических погрешностей изготовления размерных параметров, подчиненных определенным статистическим законам распределения, на электромагнитные характеристики генератора.
После расчета рабочих характеристик строятся гистограммы, где рассмотренная партия электрических машин разбивается на группы, которые обладают примерно одинаковыми характеристиками. По оси абсцисс отражается разброс входного или выходного параметра. По оси ординат -частота появления рассматриваемого события (і).
В результате расчетно-статистического эксперимента установлено, что особенно широкие разбросы рабочих характеристик образуются в результате погрешностей изготовления диаметра расточки статора и наружного диаметра ротора. Это подтверждает выдвинутые на этапе расчета коэффициентов влияния предположение о наиболее существенном влиянии разбросов этих параметров на технические характеристики генератора. Гистограммы распределения диаметра расточки статора и наружного диаметра ротора представлены на рис.
Распределение магнитного напряжения воздушного зазора (рис. 2.6) подчиняется нормальному закону распределения. Минимальное значение F5 = 330 А во время эксперимента проявилось с частотой, равной двум. Основная масса реализаций, примерно 50%, приходится на значения магнитного напряжения, лежащие в промежутке 350 - 370 А. Максимальное значение напряжения Fs = 393 А проявилось в трех реализациях.
Магнитное напряжение зубцов статора (рис. 2.7) распределяется по нормальному закону. Установлено, что для двухсот реализаций эксперимента изменение Fz происходит в сравнительно небольших пределах от 11,03 до 11,66 А. Такое же малое изменение свойственно и магнитному напряжению ярма статора (рис. 2.8). Его минимальное значение, равное Fj = 11,53 А, проявилось всего один раз, а максимальное значение Fj = 12,13 А - два раза. Основная масса реализаций лежит в пределах Fj = 11,73 - 11,9 А. Малый разброс Fz и Fj по сравнению с Fs объясняется тем, что огромное влияние на формирование магнитного напряжения воздушного зазора оказывает диаметр расточки статора и наружный диаметр ротора (см. табл. 2.2).
Величина магнитного напряжения полюсного наконечника подчиняется нормальному закону, имеет существенный разброс (рис. 2.9). Здесь минимальное значение магнитного напряжения равное Fp = 44 А появляется с частотой равной пяти, а максимальное значение Fp = 58 А - с частотой, равной единице. Максимальное количество реализаций характерно для значений Fp, лежащих в пределах от 49 до 53 А (около 50%).
Магнитное напряжение изгиба полюсного наконечника (рис. 2.10) распределяется по нормальному закону, находится в диапазоне от 39 до 61 А. Большая часть реализаций (около 50%) наблюдается при значении напряжения Frarp = 46-51 А.
Минимальное значение магнитного напряжения сборочного кольца (рис. 2.11) равно ПО А, при этом частота появления события равна трем, а при максимальном значении 194 А частота равна двум.
Магнитное напряжение изгиба втулки (рис. 2.12) изменяется в широких пределах от 29 до 56 А. При Frarvt = 40 А наблюдается максимальная частота появления события равная 26. Определяющее влияние на разброс данного параметра оказывают технологические погрешности изготовления наружного диаметра ротора и внутренний диаметр полюсной системы. Численное значение магнитного напряжения стыка также обладает существенным разбросом. Наибольшее значение магнитного напряжения Fst = 89 А имеет частоту появления равную трем, минимальное значение напряжения, равное 66 А, при экспериментировании появилось один раз (рис. 2.13). В данном случае наибольшее влияние на разброс магнитного напряжения оказывают погрешности изготовления Dp, Dm и Dvt. Магнитное напряжение втулки изменяется от 450 до 980 А (рис. 2.14). Наибольшая частота реализаций 135 характерна для Fvt = 575 - 800 А. Наибольшее влияние на разброс данного параметра оказывают те же размерные параметры.
Суммарная намагничивающая сила обмотки возбуждения изменяется в широком диапазоне от 1100 до 1850 А (рис. 2.15). Анализ распределения FB показывает: - наибольший вклад в распределение намагничивающей силы вносит магнитное напряжение рассеивающих поверхностей; - максимальный пик частоты появления события, равный 24, наблюдается при FB=1460A; - распределение суммарной намагничивающей силы обмотки возбуждения подчиняется нормальному закону; - существующий технологический процесс изготовления ЭП не обеспечивает у 6 % электрических машин требуемое фазное напряжение. Около 22% генераторов обеспечивают такое напряжение уже при FB = 1300 А. Гистограмма распределения частоты вращения ротора при постоянном значении токоотдачи Id = 35 А представлена на рис. 2.16. Минимальная частота вращения ротора n = 1850 мин"1 проявляется один раз, максимальная частота вращения п = 2100 мин"1 - три раза..
Моделирование совместной работы ЭП, выпрямителяи регулятора напряжения
После получения значений фазных токов осуществляется обратный переход к фазным напряжениям (выходным параметрам модуля). Заданные в начале работы фазные напряжения необходимы для введения математической модели в зону установившейся работы. Далее реализуется обратная связь между ЭП и регулятором напряжения.
Решение системы дифференциальных уравнений осуществляется одношаговым методом, использующим модифицированную формулу Розенброка с переменным шагом. В данном случае шаг автоматически уменьшается, если скорость изменения результатов в процессе решения растет. И напротив, если результаты меняются слабо — шаг решения автоматически увеличивается.
Моделирование блока выпрямителя и регулятора напряжения осуществлен методом имитационного моделирования. Выбор данного метода продиктован возможностью работы стандартными средствами используемого программного продукта. Пакет "Simulink" содержит обширную библиотеку преобразовательных устройств: источники сигналов, мощные линейные компоненты (индукторы, конденсаторы, резонансные контуры и т.д.), активные и пассивные компоненты электроники (ключевые транзисторы, тиристоры, диоды и т.д.), измерительные устройства и прочее. Это позволяет наиболее точно, просто и наглядно промоделировать не сложные электронные устройства, к числу которых относятся и исследуемые. Блок генератора рассматриваемой структуры представляет собой математический модуль, т.е. все рассматриваемые в нем процессы описаны математически, выходной сигнал представляется в числовой форме. Использование блоков электронных компонентов исключает подачу на их входы такого сигнала. Поэтому для передачи сигнала от модуля генератора к модулю выпрямителя используется источник управляемого сигнала. Данный источник осуществляет имитационное моделирование электрического сигнала, поступающего на его вход с коэффициентом усиления равным единице то есть компонент имитирует работу источника напряжения. Реализация выпрямителя в математической модели генератора выполнена с помощью стандартных блоков библиотеки электронных компонентов, пакета моделирования "Simulink" (рис.3.18) [40]. Блок, имитирующий работу выпрямительного диода, содержит окно управления, где можно задать параметры моделируемого компонента (прямое и обратное сопротивление, индуктивность, емкость, прямое падение напряжения), что позволяет максимально реально представить исследуемое устройство. Блок имеет один вход и два выхода. Вход и выход диода, соединенный с линиями связи, являются анодом и катодом соответственно. Второй выход - информационный, иллюстрирующий работу электронного компонента. В модуле выпрямителя данный выход закрыт заглушкой. Стрелками показано положительное направление тока. Имитационное моделирование при помощи библиотеки электронных компонентов позволяет добиваться необходимых результатов без дополнительного математического описания исследуемого устройства. В нашем случае, когда рассматривается работа генераторной установки в функции изменения размерных параметров, необходимо подробное описание процессов происходящих в ЭП, что и было осуществлено на обоих этапах моделирования. Работа электронных компонентов (выпрямителя, регулятора) нас интересует только с точки зрения их совместной работы с ЭП, поэтому целесообразней моделировать их работу без усложнения структуры, т.е. предложенным способом. Моделирование регулятора (рис.3.19). Существуют определенные отличия реального устройства от модели, вызванные возможностью упрощения описания схемы и сокращения времени обсчета структуры. В реальном устройстве напряжение с выпрямителя подается на стабилитрон VD1 и в зависимости от его значения происходит дальнейшая работа схемы. В модели стабилитрон заменен схемой сравнения, которая формирует "единичные" и "нулевые" сигналы. Транзисторы реального устройства заменены управляемыми ключами, одни из которых в зависимости от сигнала со схемы сравнения открываются, а другие закрываются в соответствии с алгоритмом работы регулятора.
Работа модели осуществляется в два шага. На первом шаге моделирования работает первая подструктура ЭП, то есть осуществляется расчет технических характеристик генератора. Здесь задаются исходные параметры изменяемые и неизменные. На первом этапе моделирования полученные характеристики сохраняются в промежуточных файлах для дальнейшего использования во второй подструктуре. На этапе расчета коэффициентов влияния было установлено, что разброс особой группы
А размерных параметров активной зоны ЭП состоящей из диаметра расточки статора, наружного диаметра ротора, диаметра внутренней полюсной системы, длины расточки статора, длины и диаметра втулки, зазора в стыке оказывает существенное влияние на изменение технических характеристик генераторной установки. Моделирование подтверждает сделанные ранее выводы о высокой значимости технологических погрешностей изготовления выделенных в особую группу геометрических размеров активной зоны в формировании электромагнитных характеристик ЭП.
Модели расчета зарядного баланса автомобиля
В преддверии вступления России во Всемирную торговую организацию (ВТО) необходимо иметь ввиду, что только сертификация системы качества предприятий по международным стандартам ИСО не сможет стать основой в конкурентной борьбе с зарубежными фирмами. В этом аспекте они уже имеют преимущество. Для того, чтобы их превзойти, необходимо изменить отношение к усовершенствованию этой системы. В понимании наших специалистов при внедрении стандартов ИСО основной упор делается на качество именно процесса производства, обеспечивающего определенный уровень конкурентоспособности продукции на этой стадии жизненного цикла. Это очень важно. Однако наряду с этим нужно уделять внимание и совершенствованию предметов производства. В решении этой задачи мы предлагаем использовать методологию математического имитационного моделирования. Данная методология способствует повышению качества выпускаемой продукции на этапах проектирования и производства при снижении сроков и стоимости работ. Эффективность имитационного моделирования основана на том, что оно использует априорные, то есть доопытные механизмы исследований, полноценно заменяющие дорогостоящие экспериментальные работы компьютерным моделированием. Необходимо заметить, что имитационное моделирование можно эффективно использовать для решения задач управления качеством на этапах проектирования и производства в тех случаях, когда - разработка и производство ведутся в определенной последовательности от составления технического задания до рассмотрения требований потребителей; - качество выполнения каждого этапа рассматриваемых процессов можно описать требованиями, предъявляемыми к его входу, самим процессам и выходу; - установлены критерии качества параметров входа, процесса и выхода. Процесс создания изделий является одним из наиболее сложных и трудных для моделирования. Это объясняется тем, что он состоит из большого числа этапов, операций и других актов перехода от менее совершенного и завершенного к более определенному и законченному. Каждый этап процесса может отличаться от предыдущего и последующего по форме и содержанию, он может иметь различную ; длительность и выполняться на различных предприятиях или подразделениях одного предприятия и так далее. При составлении модели следует руководствоваться очередностью решаемых задач, а также последовательностью постановки вопросов и получения ответов в рамках системного подхода. Однако при этом нужно иметь в виду, что система управления процессами не может быть описана одной простой моделью. Необходим набор моделей, отражающих различные этапы процессов. Процесс создания изделий укрупненно можно представить в виде схемы , (рис. 5.1) Технические условия, выработанные на основе маркетинговых исследований рынка и политики предприятия в области качества, являются входными параметрами процесса проектирования, а его выходные параметры служат входными данными производственных процессов. Такая последовательность присуща созданию как сложных изделий, так и простых. В блоке (6) осуществляется сравнение технических требований с результатами проектирования и полученными показателями качества готового изделия. Эта модель позволяет наблюдать за входом, процессом и выходом, а также позволяет устанавливать меру влияния входа и процесса на результат. По полученным данным принимаются решения о выработке и применении корректирующих воздействий.
На этапе проектирования устанавливается система связей свойств материала и размерных связей и, что особенно важно, закладываются методы достижения качества продукции с учетом наиболее экономичного способа изготовления при намеченной программе выпуска.
На этапе производства решаются более сложные задачи материализации связей путем управления технологическими процессами и операциями. Получить адекватное описание процессов возможно с помощью процедуры, называемой моделированием. Под моделированием понимается процесс создания точного и удобного для восприятия и анализа описания системы как совокупности взаимодействующих компонентов и взаимосвязей между ними.
Задача повышения стабильности рабочих характеристик генераторных установок должна рассматриваться в контексте взаимодействия этапов проектирования и производства. Именно здесь закладываются основы надежности и качества продукта, оценку которых можно производить только в том случае, если известно влияние процессов формирования показателей качества и параметров системы управления качеством. Как было показано, технологические разбросы главной группы размеров активной части ЭП оказывают существенное влияние на рабочие характеристики генераторной установки, характеристики системы энергоснабжения и на зарядный баланс бортовой системы электрооборудования в целом. Отсюда повышение стабильности электромагнитных характеристик генераторной установки будет способствовать повышению качества и надежности функционирования элементов бортового электрооборудования. Стабильность рабочих rv характеристик генератора напрямую зависит от стабильности технологического процесса изготовления элементов и конструкции в целом. Для создания полноценной компьютерной модели, обеспечивающей описание и взаимодействие процессов производства и управления качеством, необходимо создание принципиально новых структур, объединяющих в себе элементы математики, теории вероятностей, математической статистики и логики. В качестве связующего звена между ними должен выступать единый показатель, способный отразить характеристики качества (стабильности) технологического процесса изготовления ЭП. Структура модели представлена на рисунке 5.2. Здесь в качестве объекта исследования выступает технологический процесс изготовления главной группы размерных параметров ЭП, представленный в виде математической взаимосвязи между входными и выходными параметрами генератора. Формирование разброса главных размеров активной части ЭП осуществляется с помощью генератора случайных чисел.
