Введение к работе
Актуальность проблемы. Необходимость переоснащения парка гражданских и военных самолётов в России – основная проблема, которую необходимо решить авиационной промышленности. Новая авиационная техника должна соответствовать не только отечественным, но и мировым стандартам качества и надёжности, для того чтобы быть конкурентоспособной в условиях активного противодействия со стороны зарубежных производителей.
Это возлагает колоссальную ответственность на всех участников производственного этапа жизненного цикла изделия. Повышение качества продукции предприятия возможно только при совершенствовании самого производства, всех технологических процессов производственного цикла, включая технологический контроль.
Важнейшей из задач в авиастроении, несомненно, является обеспечение высокой надёжности технических систем летательных аппаратов, особенно при постоянном расширении областей применения и ужесточении условий эксплуатации изделий авиационной техники (температуры, нагрузки, скорости, агрессивные среды и т.д.). В частности, существенную роль здесь играет обеспечение требуемого качества деталей, выполняющих ответственные функции, к которым относятся различные уплотнители из эластомеров.
Производство деталей из резинотехнических изделий (РТИ) для агрегатов авиационной техники нередко сопровождается высоким процентом отсева бракованных деталей, что приводит к существенному увеличению материалоемкости изделий и трудоемкости их изготовления, то есть удорожанию производства РТИ, а, следовательно, и повышению стоимости конечного продукта – летательного аппарата.
В современном самолёте количество РТИ составляет порядка 10–12 тысяч единиц, многие из которых выполняют особо ответственные функции, а стоимость и сложность замены отдельных деталей из эластомеров в процессе эксплуатации летательного аппарата зачастую высока. Таким образом, долговечность РТИ является основным эксплуатационным показателем для потребителя. Для производства это оборачивается увеличением материало- и трудоёмкости. Следовательно, при производстве РТИ огромное значение имеет продление сроков эксплуатации изделий, не исключая оптимальное использование сырья и материалов и разработку безотходных технологий, так как особенностью производства РТИ является высокая стоимость применяемого сырья, являющегося продуктом сторонних химических предприятий. Одним из путей достижения этих целей является внедрение на участках изготовления РТИ новых систем контроля качества сырья и РТИ и мониторинга состояния технологического процесса.
По технологии контроль качества сырья и деталей из РТИ состоит только во входном контроле исходной резиновой смеси (РС) в лабораторных условиях при установке стандартных параметров технологического процесса изготовления РТИ и контролируемом поддержании их. Однако в цеховых условиях в технологическом цикле под влиянием различных внешних и внутренних контролируемых и неконтролируемых факторов происходят трудно контролируемые необратимые изменения состояния исходного материала РС, что в свою очередь оказывает значительное влияние на качество РТИ на выходе технологического процесса. В результате чего возникает необходимость в разработке новых методов и средств оперативного мониторинга состояния резиновых смесей в цеховых условиях, для систематического и непрерывного сбора информации, необходимой для достижения заданного уровня качества РТИ.
Целью работы является разработка, исследование и внедрение автоматизированных методов и средств оперативного мониторинга состояния резиновых смесей в процессе изготовления РТИ авиационного назначения, позволяющих:
вести мониторинг технологического процесса изготовления РТИ, обеспечивая выпуск деталей требуемого качества в соответствии с требованиями к надёжности агрегатов и систем авиационной техники;
снизить затраты на изготовление РТИ.
Методика исследования. При выполнении диссертационной работы использовались такие научные методы исследования как:
анализ и синтез технологических систем;
методология функционального моделирования;
теория принятия решений на основе автоматизированного анализа данных с применением нейросетевого моделирования.
Научная новизна работы состоит в следующем:
разработан процесс автоматизированного мониторинга технологического процесса производства РТИ авиационного назначения на основе анализа реологической информации о состоянии РС, что позволило обеспечить выпуск деталей заданного уровня качества и снизить уровень брака за счёт улучшения информационного обеспечения технолога;
разработана и применена методика автоматизированной оценки состояния РС в технологическом цикле изготовления РТИ на основе нейросетевого моделирования, что позволило снизить количество ошибок при выборе и корректировке технологических параметров.
Практическая значимость и внедрение результатов. Разработана малозатратная методика реологических испытаний РС, используемых в авиационной промышленности. На основе разработанной методики создан и внедрён программно-аппаратный комплекс, позволяющий:
отслеживать изменение состояния материалов в технологическом цикле производства РТИ;
обеспечивать информационную поддержку принятия решения технологом;
оценивать качество сырья по степени подвулканизации, возникающей под влиянием неуправляемых скрытых факторов;
обеспечить выпуск РТИ требуемого качества.
снизить затраты на производство РТИ авиационного назначения.
Результаты работы внедрены в экспериментальном режиме в лаборатории цеха по производству РТИ ОАО «Комсомольское-на-Амуре авиационное производственное объединение» при исследовании качества РС и технологическом контроле производства РТИ авиационного назначения (Акт внедрения результатов диссертационной работы от «27» января 2009г. с приложением расчёта экономического эффекта от внедрения результатов научно-исследовательской работы). Так же результаты работы использованы при организации системы лабораторных испытаний при технологическом контроле качества образцов РС в Испытательном центре материалов и изделий ОАО «Амурский судостроительный завод» (Акт внедрения результатов диссертации от «14» января 2009г.).
Достоверность подтверждается снижением на 20% доли бракованных РТИ в реальном производстве, изготовленных с применением процесса автоматизированного мониторинга РС, в сравнении с данными о количестве брака без использования разработанного процесса.
Апробация работы. Основные результаты работы выносились на обсуждение на ХХ научно-технической конференции ОАО «КнААПО» им. Ю.А.Гагарина «Создание самолетов – высокие технологии» в 2005 г., на Международном Российско-Китайском симпозиуме «Современные материалы и технологии 2007», на Международной научно-технической конференции «Теория и практика механической и электрофизической обработки материалов» в 2009 г.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, общих выводов, библиографического списка из 82 наименований. Материалы работы изложены на 107 страницах, содержит 41 иллюстрацию и 5 таблиц.
Автор искренне признателен научному консультанту кандидату технических наук, доценту Фролову Д.Н. за консультации, поддержку, внимание и критический анализ результатов работы.
