Содержание к диссертации
Введение
I. Анализ состояния вопроса и постановка задач исследования 7
1.1. Цели, задачи и особенности добровольной сертификации услуг но ремонту агрегатов автомобилей 7
1.2. Основные методы исследования и оценки качества промышленной продукции 12
1.3. Особенности оценки качества отремонтированных агрегатов автомобилей 22
1.4. Методы инженерного прогнозирования 26
1.5. Выводы и задачи исследования 28
2. Общая и частные методики исследования 32
2.1. Требования к методам оценки показателей качества услуг авторемонтных предприятий при их добровольной сертификации 32
2.2. Общая методика исследования 36
2.3. Анализ надежности задних мостов авгомобилей ГАЗ-3110 и выбор влияющих на нее факторов 41
2.4. Выводы по второй главе 58
3. Исследования зависимости надежности задних мостов от производственно-технологических факторов 61
3.1. Исследование состояния деталей задних мостов, поступающих в ремонт 61
3.2. Свертка информации о состоянии деталей и сопряжений задних мостов 66
3.3. Организация и проведение активного эксперимента 77
3.4. Статистический анализ результатов эксперимента 79
3.5. Выводы по третьей главе 85
4. Использование полученных результатов при добровольной сертификации услуг по ремонту автомобильных агрегатов 88
4.1. Анализ результатов эксперимента 88
4.2. Оценка модели на точность и устойчивость 91
4.3. Порядок добровольной сертификации услуг по ремонту задних мостов 100
4.4. Оценка экономической эффективности полученных результатов 106
4.5. Выводы по четвертой главе 115
Основные выводы и рекомендации 117
Список использованных источников 120
- Основные методы исследования и оценки качества промышленной продукции
- Анализ надежности задних мостов авгомобилей ГАЗ-3110 и выбор влияющих на нее факторов
- Свертка информации о состоянии деталей и сопряжений задних мостов
- Порядок добровольной сертификации услуг по ремонту задних мостов
Введение к работе
Актуальность темы. Сертификация продукции и услуг является одним из основных инструментов государственного управления и регулирования, способствующих формированию и развитию рыночных механизмов. Цивилизованный рынок не может нормально функционировать без четко установленных законов, правил, норм. Государственная регламентация рыночных отношений защищает интересы общества, производителей, потребителей.
Добровольная сертификация имеет целью завоевание рынка, т.е. повышение конкурентоспособности изделия (услуги). Подтверждение при добровольной сертификации показателей качества продукции и услуг, заявленных изготовителем (исполнителем), требует наличия методов и средств определения этих показателей на этапе изґотоеїлєпия продукции или оказания услуг.
Разработка методов оценки ресурса автомобильных агрегатов при добровольной сертификации услуг по их ремонту способствует созданию условий для деятельности авторемонтных предприятий на едином товарном рынке Российской Федерации, компетентному выбору услуг потребителями, защите потребителей от недобросовестности исполнителя услуг.
В свою очередь, добровольная сертификация на основе оценки фактического ресурса автомобильных агрегатов по данным эксплуатационных наблюдений ущемляет интересы авторемонтных предприятий, так как в этом случае официальное подтверждение достигнутого качества ремонта растянется на годы и обернется для предприятия упущенной выгодой.
Таким образом, разработка методов определения показателей качества на этапе оказания услуг представляет собой актуальную научную задачу, решение которой соответствует интересам и производителя, и потребителя.
Цель исследования - разработка метода прогнозирования ресурса автомобильных агрегатов на этапе их ремонта по поддающимся непосредственному измерению конструктивно-технологическим параметрам с заданными точностью и достоверностью.
Объект исследования - задний мост автомобиля ГЛЗ-31 10. Объект исследования выбран с учетом того, что он является массовым и характерным представителем агрегатов автомобиля, достаточно сложен и хорошо изучен с точки зрения технологии ремонта.
Научная новизна. Выявлены составные части, лимитирующие надежность задних мостов, конструктивно-технологические факторы, определяющие качество их ремонта и поддающиеся измерению при проведении сертификации. Экспериментально установлена модель, характеризующая зависимость ресурса заднего моста от влияющих факторов, проведена оценка точности и достоверности модели.
Практическая ценность результатов исследования состоит в том, что они позволяют прогнозировать ресурс автомобильных агрегатов на этапе их ремонта по поддающимся непосредственному измерению конструктивно-технологическим параметрам с заданными точностью и достоверностью, на основе чего проводить добровольную сертификацию.
Реализация результатов работы. Разработанные рекомендации по повышению качества ремонта задних мостов ГАЗ-3110 приняты и использованы ЦБПО ПРНС ОАО "Сургутнефтегаз". Методика добровольной сертификации услуг по ремонту задних мостов принята и используется Органом по сертификации услуг по ТО и ремонту автомототранспортпых средств «ОСТИН» (і\ Тюмень). Разработанные методы и экспериментальные данные также используются в учебном процессе ТюмГНГУ при подготовке инженеров-механиков автомобильного транспорта.
Апробация работы. Основные результаты исследования были доложены, обсуждены и одобрены на Международной научно-технической
конференции "Нефть и газ Западной Сибири" (Тюмень, 1996 г.), Всероссийской научно-технической конференции «Эксплуатация технологического транспорта и специальной автомобильной и тракторной техники в отраслях топливно-энергетического комплекса» (Тюмень, 1997 г.), Международной научно-технической конференции «Проблемы адаптпции техники к суровым условиям» (Тюмень, 1999 г.), научно-технической конференции «Научные проблемы Западно-Сибирского нефтегазового комплекса» (Тюмень, 1999 г.), «Проблемы эксплуатации транспортных систем в суровых условиях» (Тюмень, 2001 г.), «Проблемы транспорта в Западно-Сибирском регионе» техническом совещании при главном инженере ЦБПО ПРНС и НО ОАО "Сургутнефтегаз" (Сургут, 2002 г.).
Публикации. По материалам диссертации автором опубликованы 5 статей общим объемом свыше 1,5 п.л.
На защиту выносятся:
общая методика добровольной сертификации услуг по ремонту автомобильных агрегатов;
результаты экспериментального исследования надежности задних мостов ГАЗ-3110;
модель, характеризующая зависимость ресурса заднего моста от влияющих факторов.
Основные методы исследования и оценки качества промышленной продукции
Важным вопросом является выбор номенклатуры показателей. Любой объект обладает бесконечным числом свойств, а для оценки качества необходимо отобрать только некоторые из них. Система показателей должна наиболее полно отражать все основные свойства продукции, опуская второстепенные, достаточно полно и достоверно характеризовать общественную полезность изделия. Кроме того, показа гели не должны дублировать друг друга, каждый показатель должен четко описывать какое-либо свойство объекта. Для снижения влияния субъективного фактора при выборе номенклатуры показателей часто используют метод априорного ранжирования [ 27,91 ].
Вычисленные значения относительных показателей позволяют судить о качестве изделия. Если q, 1, то оцениваемое изделие по ї-му свойству превосходит базовое. Если q; = I, то по 1-му свойству изделие эквивалентно базовому образцу. В том случае, если все ц-, 1, можно сделать вывод, что уровень качества оцениваемого изделия выше базового (правда, не ясно, насколько выше). Если все qj 1, то справедливо противоположная оценка качества изделия.
Однако часто возникает ситуация, когда часть относительных показателей болыпе единицы, а часть меньше. В этом случае принять решение о преимуществе одного объекта перед другим с помощью дифферепциапьного метода не представляется возможным. Чтобы выйти из этого положения, в работе [ 75 ] предлагается оценивать качество по показателю, имеющему наименьшее значение, т.е. другие свойства предлагается не учитывать. В [ 74, 90 ] и других работах предлагается разбит!, все единичные показатели на две группы: показатели, отражающие наиболее существенные свойства продукции, и показатели, определяющие второстепенные свойства. В этом случае если все q: первой группы больше единицы и большая часть qj второй группы также больше единицы, то качество оцениваемого объекта считается не ниже базового.
При возникновении неопределенной ситуации показатели предлагается вновь разделить на существенные и второстепенные и последними по существу пренебречь. Если такое деление и исключение возможно, то вряд ли целесообразно с самого начала включать в рассмотрение показатели, которыми можно пренебречь в случае их низкого значения. Если все же каждое из оцениваемых свойств изделия играет важную роль в формировании его качества, то вызывает сомнение возможность их дальнейшего деления на существенные и второстепенные и исключение последних из рассмотрения.
Дифференциальный метод не позволяет проводить оптимизацию качества, которая представляет собой многокритериальную задачу. В силу указанных недостатков этот метод имеет ограниченное применение.
Комплексный метод позволяет получить значение показателя, оценивающего качество изделия в целом. В некоторых случаях удается получить главный показатель, наиболее полно оценивающий возможность изделия выполнять свои основные функции и отражающий общие цели управления, в виде функциональной зависимости от единичных показателей. При использовании этого метода за комплексный показатель часто принимаю! производительность изделия производственного назначения. комплексные показатели надежности и др. [ 74, 86 ]. В работе [ 105 ] предлагается оценивать качество дизелей по себестоимости вырабатываемой энергии.
Наиболее распространенным приемом при использовании комплексного метода является расчет средневзвешенных показателей. Для вычисления комплексного показателя используются единичные показатели, которым присваиваются определенные коэффициенты весомости, или их исчисление ведется по разным балльным шкалам с учетом степени важности среди других единичных показателей [115]. Существуют различные способы определения весовых.
Существуют и другие способы усреднения. К средневзвешенным показателям предъявляется требование состоятельности. В работах 69, 82, 83, 84 ] рассмотрены условия, при которых средневзвешенные показатели удовлетворяют этому требованию. Средневзвешенный арифметический показатель может применяться вместо средневзвешенного геометрического показателя в тех случаях, когда усредняемые показатели качества незначительно отличаются друг от друга. В противном случае может иметь место эффект компенсации.
В работе [ 10 ] к показателям, кроме состоятельности, предъявляются также требования монотонности, сравнимости и нормированности. Там же доказано, что единственным средневзвешенным комплексным показателем, удовлетворяющим всем этим требованиям, является средневзвешенный геометрический показатель.
Система показателей зависит от назначения, особенностей, области использования продукции, цели оценки качества и многих других факторов. Поэтому как число, так и состав единичных показателей качества одной и той же продукции может сильно колебаться. В настоящее время имеется большой опыт практического применения средневзвешенных показателей для оценки качества различных видов продукции, однако решены далеко не все теоретические вопросы, связанные с разработкой и применением средневзвешенных показателей.
Средневзвешенные показатели, объединяющие в себе разнообразные свойства изделий, не имеют физического смысла. В литературе встречаются мнения о неправомерности усреднения различных показателей (надежности, экономических, эстетических, эргономических и др.) в одном показателе. Это справедливо, если единичные показатели объединяются непосредственно, но когда в комплексный показатель входят относительные безразмерные величины, их объединение, очевидно, возможно. Разбирая психологический аспект проблемы, Г.Г.Азгальдов [ 3 ] отмечает, что при оценке качества изделий в подсознании человека возникает обобщенная модель качества. Человек оценивает свойства изделия и их важность. Таким образом, использование средневзвешенных показателей является формализацией лого процесса.
Анализ надежности задних мостов авгомобилей ГАЗ-3110 и выбор влияющих на нее факторов
Авторемонтное производство имеет особенности, отличающие его от автостроения. Это, в свою очередь, вносит определенную специфику и в оценку качества отремонтированной продукции.
Обычно оценка качества производится посредством сравнения качества данного образца продукции с другим образцом того же назначения, принятым за базовый (эталонный). Выбор базового образца является важным этапом в общем процессе оценки качества. Однако единого мнения по этому вопросу не существует. В одних работах рекомендуется в качестве базового выбирать лучший конкретный существующий в стране или за рубежом образец изделия данного назначения. Но, как правило, даже самый лучший в целом образец по некоторым свойствам уступает другим образцам, общий уровень качества которых ниже. Поэтому авторы других работ предлагают в качестве базового образца принимать не конкретный, а абстрактный реально несуществующий образец, обладающий всеми лучшими свойствами. Такое предложение также не является бесспорным. Во-первых, многие свойства продукции находятся в тесной взаимосвязи, которая проявляется таким образом, что улучшение одних свойств неизбежно ведет к ухудшению других. Поэтому принципиально невозможно создать продукцию, все свойства которой находились бы па наивысшем уровне, и такой искусственный образец будет чистой абстракцией, оторванной от реальной действительности. Во-вторых, не могут быть определены затраты на разработку, изготовление и эксплуатацию такого образца.
При оценке качества отремонтированных изделий рекомендуется принимать за эталон качество новых изделий данной марки. Это положение отражено в определении термина «уровень качества ремонта», данном Л.В. Дехтеринским; «Под уровнем качества ремонта следует понимать степень приближения совокупности свойств, определяющих пригодность восстановленной машины для использования по назначению, к соответствующим свойствам новой машины, принятой за эталон для сравнения» [ 40 ].
Существует ряд свойств, которыми в одинаковой степени обладают как новая, так и отремонтированная продукция. Так, например, полностью определено назначение продукции, область ее использования, принцип действия, общая компоновка, конструктивное исполнение элементов, номинальная энергоемкость и др. Неизменность этих свойств делает возможным сравнение качества новой и отремонтированной продукции.
Однако отремонтированная продукция имеет ряд серьезных отличий от новой, что и порождает особенности оценки ее качества. Состояние деталей ремонтируемых изделий характеризуется значительно большей неоднородностью, чемсостояние заготовок в машиностроении. Производственное качество изделия в целом зависит от производствен ного качества составных элементов и качества выполнения сборочных операций. При сборке изделий авторемонтного производства используется более широкий диапазон методов компенсации погрешностей составных частей, чем это принято в автостроении.
В связи с этим диапазон изменения показателей производственного качества продукции при ремонте значительно шире, чем при производстве. Кроме того, совокупности показателей производственного качества новой и отремонтированной продукции могут в значительной степени отличаться не только по количеству, но и по своему составу. Некоторые показатели, имеющие важное значение при производстве, в условиях авторемонтного предприятия могут не представлять интереса, так как остаются неизменными. Зато имеют место дополнительные важные факторы, определяющие качество именно отремонтированной продукции.
Отличие требований к надежности отремонтированных изделий по сравнению с новыми дает возможность изменять требования к нормам точности при ремонте, которые далеко не всегда являются обоснованными. Вопросам определения допустимых при ремонте погрешностей в размерах, форме и взаимном расположении поверхностей деталей посвящены многие работы Л.В. Дехтеринского и его учеников.
Л.В. Дехтеринекий определяет нормы точности при ремонте исходя из допустимого значения ошибки механизма. При невозможности достижения указанного значения предлагается стратегия эксплуатационного резервирования [ 40, 43, 44,45, 77, 95 ].
В.П. Апсиным и АЛ. Алифановым была разработана методика заводской аттестации отремонтированных изделий на примере коробок передач автомобиля ЗИЛ- і 30 [8, 12, 46, 47 ].
В работе А.Г. Липкинда [ 71 ] исследовано влияние непосредственно погрешностей в размерах деталей двигателя на наработку исследуемых сопряжений, выявлена связь величины зазоров в коренных и шатунных подшипниках с уровнем вибрации. В результате предложена методика прогнозирования величины наработки по данным виброакустического диагностирования отремонтированных двигателей.
В.И.Левиным [ 68 ] и В.В.Чепелевским [112] получены корреляционные уравнения, которые связывают величины зазоров в отдельных сопряжениях и ошибки механизмов двигателя с величиной наработки па отказ, вызванный износом. На основе полученных моделей определены нормы точности, обеспечивающие заданную величину наработки исследуемых сопряжений и мехами шов. С.К.Лосавио [72] исследовано влияние показателей производственного качества подсистемы «коленчатый вал - коренные подшипники» на усталостную прочность коленчатого вала и разработаны нормы точности, позволяющие обеспечить необходимый уровень качества с минимальными затратами ремонтного предприятия.
Свертка информации о состоянии деталей и сопряжений задних мостов
Проведенный анализ надежности отремонтированных задних мостов показал, что снижение норм точности отдельных деталей и сопряжений при использовании изношенных деталей с отклонениями от размеров, указанных в рабочих чертежах завода-изготовителя, хотя и обеспечивает некоторое снижение себестоимости ремонта агрегата, но в то же время негативно отражается на его показателях надежности. Поэтому необходимо обоснование величин допустимых отклонений на основные параметры, определяющие надежность отремонтированного агрегата.
Для решения этой задачи необходимо проведение исследований по выявлению значимости влияния отклонений параметров деталей и сопряжений на выходные параметры отремонтированного агрегата. Это требует постановки многофакторного активного эксперимента. Однако использовать полученную информацию о состоянии деталей и сопряжений заднего моста в существующем виде не представляется возможным из-за большого количества контролируемых параметров, имеющих отклонения от диапазонов значений, установленных заводом-изготовителем.
В теории планирования экспериментов указывается, что состояние объекта с достаточной для практических целей достоверностью можно охарактеризовать 10-15 факторами [ 1 ]. Это требует использования методов и приемов свертки информации для обеспечения возможности ее использования при постановке многофакторного активного эксперимента.
Вероятностный характер численных значений исследуемых параметров исключает наличие функциональной связи между ними. її то же время, особенности конструкции заднего моста, в частности, наличие кинематической связи между деталями, передающими крутящий момент от двигателя к колесам, позволяет сделать предположение о существовании корреляционной связи между контролируемыми параметрами.
Наличие корреляционной связи между отдельными дефектами деталей автомобилей подтверждается, в частности, в работе В.П. Крюкова [ 61 ] и работах других авторов. Установление наличия корреляционной связи между основными дефектами деталей и сопряжений заднего моста позволит максимально использовать деталь как источник информации.
Исследование наличия корреляционной связи между параметрами деталей и сопряжений заднего моста с целью свертки информации и приведения ее к виду, удобному для использования при постановке многофакторного активного эксперимента, проводилось в следующем порядке: 1) в результате анализа кинематических связей в механизме и характера работы отдельных деталей и сопряжений выдвигались рабочие гипотезы о наличии корреляционной связи между исследуемыми параметрами; 2) для исследуемых пар параметров определялись коэффициенты парной корреляции г и величины ошибок mr коэффициентов парной корреляции; 3) для выявления множественной корреляционной зависимости между несколькими параметрами определялись коэффициенты множественной корреляции. Исследуемые дефекты и параметры основных деталей и сопряжений заднего моста представлены в таблице 3.1. В результате проведенного корреляционного анализа установлено, что между многими контролируемыми параметрами существует тесная корреляционная связь. Теснота связи между отделыплми параметрами различна. Однако между отдельными дефектами (параметрами) она настолько большая, что имеется возможность вместо нескольких коррелированных между собой факторов оставить для дальнейших исследований только один без существенных потерь информации о детали (сопряжении). Значения коэффициентов парной корреляции основных контролируемых параметров картера и крышки с большой теснотой связи приведены в табл. 3.2. Ошибка приведенных в таблице 3.2 коэффициентов парной корреляции сравнительно невелика и составляет всего 5-9%, что свидетельствует о надежности количественной оценки корреляционной связи рассматриваемых факторов. Анализ физической сущности взаимосвязи исследуемых параметров и тесноты их корреляционной связи позволил уменьшить число рассматриваемых факторов без ощутимых потерь информации. Исходя из тесной корреляционной связи между размерами посадочных гнезд под подшипники и величинами их нскруглости, в качестве фактора, характеризующего состояние картера и крышки заднего моста, был принят комплексный фактор: новый картер (крышка) или бывший в употреблении картер (крышка). Область определения для этого фактора выбрана с учетом величины износа посадочных гнезд под подшипники и состояния других поверхностей. В качестве фактора, характеризующего состояние шлицевых соединений ведущая шестерня - фланец карданного вала и полуось - шестерня полуоси, а также учитывающего величину износа зубьев шестерни главной передачи, была принята величина суммарного люфта на ободе фланца карданного вала при заторможенных барабанах.
Порядок добровольной сертификации услуг по ремонту задних мостов
Сравнение значений коэффициентов уравнения (3.2) со значением доверительного интервала показывает, что коэффициенты при факторах Х7 и Х9 статистически незначимы.
Гипотеза об адекватности модели по выходному параметру «ресурс заднего моста» проверялась с помощью F-критерия Фишера. Расчетное значение критерия Фишера составляет 1,88, что меньше табличного значения, рапного 2,92. Следовательно, полученная модель зависимости ресурса заднего моста от влияющих факторов адекватна опытным данным, и ее можно использовать для прогнозирования этого показателя надежности.
Контроль состояния деталей, поступающих на сборку, показал, что значения контролируемых параметров, как правило, имеют отклонения от значений, допустимых ТУ на их ремонт, иногда отличаясь от них в несколько раз. Отдельные параметры, у которых наблюдаются значительные отклонения от допустимых значений, на предприятии не контролируются.
Рекомендации ТУ на капитальный ремонт заднего моста допускают значительное расширение полей допусков на отдельные параметры без достаточного на то обоснования. Снижение норм точности отдельных деталей и сопряжений при использовании изношенных деталей с отклонениями от размеров, указанных в рабочих чертежах завода-изготовителя, хотя и обеспечивает некоторое снижение себестоимости ремонта агрегата, но в то же время негативно отражается на его показателях надежности,
Для выявления значимости влияния отклонений параметров деталей и сопряжений на выходные параметры отремонтированного агрегата необходима постановка многофакторного активного эксперимента. При подготовке эксперимента ввиду большого количества контролируемых параметров необходима свертка информации, позволяющая в соответствии с требованиями теории планирования экспериментов ограничиться 10-15 наиболее информативными факторами.
В результате проведенного корреляционного анализа установлено, что между многими контролируемыми параметрами существует тесная корреляционная связь. Это дало возможность вместо нескольких коррелированных между собой факторов оставить для дальнейших исследований только один без существенных потерь информации о детали (сопряжении). 5. С целью выбора наиболее важных для дальнейшего изучения и исследования факторов были применены методы априорного ранжирования. Для отобранных факторов назначены области определения и уровни варьирования. 6. В качестве выходных параметров, характеризующих отремонтированные задние мосты, были приняты наработка до первого отказа и ресурс. Эксперимент проводился путем реализации дробной реплики полнофакторного эксперимента с использованием методов факторного планирования на двух уровнях. Для постановки эксперимента была разработана рабочая матрица, представляющая собой І/256-реплику от полнофакторного эксперимента 2 . 7. Согласно плану построенной матрицы на ЦБПО ПРНС и НО ОАО "Сургутнефтегаз" были собраны экспериментальные агрегагы, за которыми установлены эксплуатационные наблюдения. При сборке агрегатов проведено четырехкратное дублирование опытов в каждой точке плана. С учетом потерь информации о некоторых агрегатах обработка экспериментальных данных сделана по результатам равномерного трехкратного дублирования для всех точек плана. 8. Проверка однородности дисперсий с помощью критерия Кохрена показала, что все дисперсии можно считать однородными. Значимость коэффициентов уравнения регрессии проверялась путем построения для них доверительного интервала. Коэффициент уравнения регрессии считался значимым, если его абсолютная величина была больше доверительного интервала. 9, Гипотеза об адекватности полученных моделей опытным данным проверялась с помощью критерия Фишера. Полученная модель зависимости наработки заднего моста до 1-го отказа от влияющих факторов оказалась неадекватна опытным данным, что исключило возможность ее практического использования. Полученная модель зависимости ресурса заднего моста от влияющих факторов адекватна опытным данным, и ее можно использовать для прогнозирования этого показателя надежности.
