Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Анализ состояния вопроса, цель и задачи исследования 10
1.1. Прикладные аспекты теории размерного анализа в авторе монтном производстве 10
1.1.1. Развитие теории точности и размерного анализа 10
1.1.2. Различные методы достижения точности замыкающего звена в машиностроении 17
1.1.3. Размерный анализ сборочных процессов в машиностроении 22
1.1.4. Размерный анализ в авторемонтном производстве 26
1.2. Пути использования информационных технологий на производстве 32
1.2.1. Анализ применения информационных технологий 32
1.2.1.1 Информационные технологии в машиностроении 32
1.2.1.2. Информационные технологии в решении задач размерного анализа 37
1.2.2. Анализ применения информационных технологий на ав томобильном транспорте 42
1.3. Точность деталей и сборочных единиц, как основа качества ремонта агрегатов автомобилей 58
1.3.1. Качество ремонта. Основные положения 58
1.3.2. Понятие точности в машиностроении 59
1.3.3. Пути управления точностью сборки при ремонте агрегатов автомобилей 61
1.4. Выводы по первой главе, цель и задачи исследования 64
Глава 2. Теоретические и методические подходы к управлению точностью размерных связей при ре монте агрегатов автомобилей 68
2.1. Учет погрешностей звеньев при расчете размерных цепей 68
2.2. Основы управления точностью размерных связей при ремонте агрегатов автомобилей 75
2.3 Способы представления сложных технических систем 79
2.4. Метод оперативного управления процессом ремонта агрегатов автомобилей 81
2.5. Выводы по второй главе 91
Глава 3. Программное обеспечение методики управ ления точностью размерных связей при ремонте агрегатов автомобилей 93
3.1. Программно-информационный комплекс как форма реализации метода оперативного управления процессом ремонта агрегатов автомобилей 93
3.1.1. Особенности реализации программно-информационного комплекса : 93
3.1.2. Общая структура программно-информационного комплекса 95
3.2. Правила формирования размерной модели агрегата 101
3.3. Методика ранжирования звеньев размерных цепей по степени влияния на замыкающее звено 110
3.4. Особенности организации моделирования 113
3.5. Выводы по третьей главе 118
Глава 4. Экспериментальные исследования 120
4.1. Общая методика экспериментальных исследований 120
4.1.1. Структура методики экспериментальных исследований 120
4.1.2. Объекты экспериментальных исследований и их характеристика 122
4.2. Методика проведения экспериментальных исследований 123
4.2.1. Обоснование плана и объёма испытаний 123
4.2.2. Методика микрометражных исследований технического состояния деталей коробки переключения передач 127
4.2.3. Методика проведения имитационных экспериментов 130
4.3. Результаты микрометражных исследований 134
4.4. Анализ результатов моделирования ресурсов размерных связей отремонтированных агрегатов автомобилей 139
4.5. Выводы по четвертой главе 146
Глава 5. Внедрение результатов исследований и их эффективность 148
5.1. Общая методика внедрения результатов исследований 148
5.2. Рекомендации по совершенствованию учебного процесса 153
5.3. Расчет экономической эффективности результатов исследований... 154
5.3.1. Расчет трудоемкости программирования 155
5.3.2. Расчет затрат на создание программного обеспечения 158
5.3.3. Расчет годовых эксплуатационных затрат 161
5.4. Выводы по пятой главе 164
Основные результаты и выводы 166
Список используемых источников
- Различные методы достижения точности замыкающего звена в машиностроении
- Основы управления точностью размерных связей при ремонте агрегатов автомобилей
- Особенности реализации программно-информационного комплекса
- Объекты экспериментальных исследований и их характеристика
Введение к работе
Одной из основных задач авторемонтного производства является экономически эффективное восстановление работоспособности автомобилей для наиболее полного использования ресурса составляющих деталей.
Экономическая эффективность ремонта автомобиля состоит в том, что заготовки, полученные в результате разборки и очистки, значительно дешевле заготовок, выпускаемых машиностроением и получаемых литьем, ковкой или штамповкой. Кроме того, при ремонте деталей автомобиля, как правило, обрабатывается меньшее число поверхностей, поэтому трудоемкость обработки значительно ниже. Таким образом, использование рациональных технологических процессов ремонта на основе эксплуатировавшихся заготовок обеспечивает экономически эффективное восстановление свойств, близких к свойствам новой детали.
Сложившийся на практике подход к технологии ремонтных работ в условиях автотранспортных предприятий сводится, как правило, к замене существенно изношенных деталей агрегата, если внешние признаки износа очевидны. Основанием для восстановления или замены деталей служат зачастую опытные наблюдения, инициированные частотой встречающихся отказов детали или группы деталей. Решения о замене или восстановлении деталей принимаются на основе эмпирических правил без учета значений параметров точности замыкающих звеньев, заложенных конструктором при проектировании агрегата. Такой подход к ремонту не учитывает величины износа в текущий момент времени вспомогательных деталей, узлов и их сопряжений. Все вышеперечисленное приводит к снижению точности сборки агрегата в целом и, как следствие, к уменьшению его ресурса и увеличению затрат, связанных с ремонтом.
В современных условиях информатизации технологических процессов на автомобильном транспорте одним из перспективных направлений в ремонте агрегатов автомобилей является использование размерного анализа. Обоснование оптимальных допускаемых износов деталей и соединений при ремонте может быть осуществлено с учетом их влияния на работоспособность других деталей сборочной единицы, лимитирующих ее долговечность. Решение этой задачи возможно только при рассмотрении размерных параметров деталей и соединений как параметров размерных цепей (РЦ), определяющих надежность агрегата или узла. При этом оптимизация может быть осуществлена с использованием технико-экономического критерия удельных затрат на ремонт и устранение отказов и убытков от недоиспользования ресурса заменяемых деталей.
Агрегат, узел или сборочная единица состоят из нескольких сотен деталей, каждая из которых в зависимости от конфигурации имеет, как правило, от 2-х до 15-ти различных геометрических параметров. Решение оптимизационных задач определения параметров замыкающих звеньев связано с необходимостью решения уравнений РЦ, составленных на основе геометрических параметров деталей, что требует обработки большого объема информации и связано со значительными затратами временных ресурсов. Применение информационных систем для управления точностью размерных связей агрегатов автомобилей позволит повысить качество ремонта, что будет определяться увеличением послеремонтного ресурса агрегата, и сократит время разработки стратегии ремонта.
Использование при ремонте автомобилей восстановленных деталей, бывших в эксплуатации, наряду с новыми деталями затрудняет применение при сборке способов полной взаимозаменяемости и существенно усложняет применение многих известных положений теории ремонтного производства на практике. Принятие решений по ремонту и сборке сопряжений агрегата на основе размерного анализа и моделирования процессов изменения состояния замыкающих звеньев РЦ (изменения интенсивности изнашивания поверхностей) позволяет:
1. Аргументировать выбор стратегии и методов ремонта агрегатов и деталей автомобилей.
2. Обосновывать зависимость качества ремонта от величины остаточной точности замыкающих звеньев. 3. Обеспечивать возможность назначения более обоснованных ресурсов до следующего ремонта (или капитального ремонта) как агрегата в целом, так и каждой РЦ при помощи моделирования изнашивания поверхностей.
4. Рассматривать всю совокупность деталей и составляющих поверхностей при создании базы данных, учитывая их взаимное влияние.
Исходной рабочей гипотезой при решении сформулированных задач является предположение о том, что обеспечение требуемой точности сборки агрегатов автомобилей может быть реализовано перераспределением точности величин замыкающих звеньев, позволяющим увеличить ресурс агрегата.
Целью исследования является повышение качества ремонта автомобилей путем управления размерными связями агрегата при проведении текущих и капитальных ремонтов.
Объектом исследования является процесс управления точностью сборки агрегатов автомобиля путем оптимизации параметров многозвенных РЦ.
Предметом исследования являются звенья пространственных РЦ механической коробки перемены передач (КПП) автобуса ПАЗ-3205.
Научная новизна диссертационного исследования:
• разработан метод оперативного управления процессом ремонта агрегатов автомобиля на основе теории размерного анализа, отличающийся управляемым перераспределением резервов точности размерных связей агрегата;
• предложено правило формирования структуры многозвенных РЦ на основе теории графов, отличающееся полным охватом всех элементарных поверхностей и позволяющее синтезировать структурную размерную модель агрегата;
• выявлена закономерность влияния величин замыкающих звеньев РЦ на ресурс агрегата, заключающаяся в том, что чем больше неопределенность распределения величин замыкающих звеньев, тем меньше доля ресурса реализованного от теоретически возможного;
• разработана имитационная модель, включающая алгоритмы: ранжирования звеньев РЦ по степени влияния на величину замыкающего звена; комплектования оптимальных сочетаний деталей или их размеров при ремонте для практических рекомендаций по формированию перечня деталей на сборку агрегата; моделирования интенсивности изнашивания размеров деталей и значений размеров деталей; выбора стратегии восстановления размерных связей, на основе которых разработан инструмент оценки решений, позволяющий их взвешивать с точки зрения ресурса агрегата. Практическая значимость диссертационной работы;
• выявление величины снижения удельных затрат на ремонт путем замены деталей, обоснованной рекомендациями разработанного программно-информационного комплекса (ПИК) с использованием размерного анализа;
• увеличение ресурса агрегата посредством повышения точности сборки, а также входного контроля геометрических параметров деталей, поступающих в запасные части;
• разработка прототипа ПИКа, реализующего методику управления точностью размерных связей агрегата;
• целесообразность использования разработанных методик и алгоритмов в учебном процессе по дисциплинам «Основы технологии производства и ремонта автомобилей» и «Технология организации восстановления деталей и сборочных единиц при сервисном сопровождении» для студентов специальностей: 150200 «Автомобили и автомобильное хозяйство» (190601.65); 230100.02 «Сервис транспортных и технологических машин и оборудования (автомобильный транспорт)» (190603.65.02.00) и направления подготовки бакалавров 55.21.00 (190500).
Реализация результатов исследований. Результаты проведенных исследований внедрены в ПАТЛ «Автобаза «Турист»; рекомендованы департаментом транспорта администрации Красноярска к внедрению на муниципальных транспортных предприятиях; опробованы на кафедре «Автомобильный транспорт, автомобильный сервис и фирменное обслуживание» Сибирского федерального университета в учебном процессе при подготовке специалистов по направлению 150200 «Автомобили и автомобильное хозяйство» (190601.65), 230100.02 «Сервис транспортных и технологических машин и оборудования (автомобильный транспорт)» (190603.65.02.00) и при подготовке бакалавров 55.21.00 (190500); в учебном процессе Красноярского автотранспортного техникума при подготовке техников по направлению 190604 «Техническое обслуживание и ремонт автомобильного транспорта», а также в дипломном проектировании.
Положения, выносимые на защиту:
• метод оперативного управления процессом ремонта агрегатов автомобиля на основе теории размерного анализа, реализованный путем управляемого перераспределения резервов точности размерных связей агрегата;
• правило формирования структуры многозвенных РЦ на основе теории графов, отличающееся полным охватом всех элементарных поверхностей и позволяющее синтезировать структурную размерную модель агрегата;
• закономерность влияния замыкающих звеньев РЦ на ресурс агрегата, заключающаяся в характере его теоретического распределения
• имитационная модель комплектования сочетаний деталей, позволяющая увеличить величину ресурса агрегата, перераспределяя резервы точности размерных связей при ремонте.
Апробация работы. Основные результаты исследований докладывались и обсуждались на VII Всероссийской научно-практической конференции «Проблемы информатизации региона» (Красноярск, 2001 г.), Всероссийской научно-технической конференции с международным участием «Транспортные системы Сибири» (Красноярск, 2003—2005 гг.), Международной научно-технической конференции «Проблемы эксплуатации и обслуживания транспортно-технологических машин» (Тюмень, 2006 г.), Всероссийской научно-технической конференции «Политранспортные системы» (Красноярск, 2006 г.), IX международной научно-технической конференции «Автомобильный транспорт: проблемы и перспективы» (Севастополь, 2006 г.), X конференции молодых ученых Литвы «Наука и будущее Литвы» (Вильнюс, 2007 г).
Публикации. Основные положения и результаты диссертации изложены в 11-ти научных статьях, из них две - в Перечне ведущих рецензируемых научных журналов и изданий, рекомендованных ВАК РФ, и две - в зарубежных изданиях.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, основных выводов и библиографического списка. Объем диссертации составляет 183 страницы машинописного текста, содержит: 41 рисунок, 8 таблиц и 4 приложения объемом 45 страниц. Библиографический список включает 173 наименования.
Различные методы достижения точности замыкающего звена в машиностроении
Единый подход к обеспечению необходимой точности механизма на стадии разработки его конструкции заключается в обеспечении заданной (допустимой) погрешности замыкающих звеньев размерных цепей на основе установления определенных отклонений размеров, формы и пространственно-геометрических параметров деталей и соединений сборочной единицы,входящих в данные размерные цепи в виде составляющих звеньев. С целью снижения себестоимости и трудоемкости, уменьшения погрешности изготовления деталей и сборки соединений были разработаны и успешно применяются пять общеизвестных методов обеспечения точности размерных цепей сборочной единицы: полной, неполной и групповой взаимозаменяемости, пригонки и регулирования (рис. 1.1).
Для машиностроительного производства наиболее производительно использование принципов взаимозаменяемости. Однако, при использовании метода полной взаимозаменяемости в машиностроении, качество деталей, поступающих на окончательную сборку, должно быть столь высоким и стабильным, что его достижение в серийном производстве встречает трудности. При применении метода неполной взаимозаменяемости возникает необходимость в повторных сборках с их высокой трудоемкостью, в случае получения бракованного изделия. Метод групповой взаимозаменяемости (селективной сборки) требует очень высокой серийности выпускаемых изделий и применяется в некоторых, а не во всех, что вполне оправдано, сопряжениях. Метод заключается в том, что при конструировании изделия требуемая точность замыкающего звена обеспечивается по методу полной взаимозаменяемости, но вследствие трудности выполнения полученных расчетом допусков на размеры составляющих звеньев, которые могут выходить за пределы первого класса точности, они заменяются производственными или технологическими допусками, превышающими расчетные конструкторские допуски в несколько раз. Для обеспечения требуемой точности замыкающего звена непосредственно на сборке изделия производят сортировку сопрягаемых деталей на группы по их действительным размерам, а затем берут сопрягаемые детали из тех групп, в результате сборки которых получается допуск замыкающего звена, равный допуску, установленному конструктором, т. е. обеспечивается требуемая точность сборочного соединения.
Сортировка деталей по размерным группам оказывается возможной и потому, что действительные размеры деталей являются случайными величи 20 нами и имеют рассеяние своих значений в пределах допуска. Сборка по методу групповой взаимозаменяемости носит название селективной сборки.
Целесообразность использования метода групповой взаимозаменяемости [154] должна решаться в каждом отдельном случае на основе технико-экономического расчета. Метод групповой взаимозаменяемости целесообразнее всего использовать для трехзвенных линейных или вал-отверстие размерных цепей, а число групп изменяется в пределе от 3 до 5, которым соответствует прирост допуска соответственно от 50 до 67 % [85].
Методы компенсации позволяют различными способами компенсировать неточности изготовления деталей, что дает возможность из неточных деталей собирать точные изделия.
Широко используемый метод пригонки заключается в том, что в размерную цепь включается так называемое компенсирующее звено за счет введения в конструкцию специальной детали — неподвижного компенсатора. При расчете такой размерной цепи на все ее составляющие звенья назначаются легко достижимые допуски. Требуемая точность замыкающего звена достигается за счет дополнительной обработки (пригонки) неподвижного компенсатора на сборке. В качестве неподвижного компенсатора обычно используется прокладка, постановочное кольцо или одна из деталей сборочного соединения.
Достоинством этого метода является то, что он позволяет при высоких требованиях к точности замыкающего звена назначать расширенные допуски на составляющие звенья размерной цепи, благодаря чему упрощается механическая обработка деталей и сокращается трудоемкость их обработки. Недостатком метода является, что в процессе сборки иногда приходится производить предварительную сборку, затем разборку и повторную сборку для пригонки компенсатора, что приводит к увеличению трудоемкости сборки.
Опыт показывает, что для выполнения этих операций требуется рабочий достаточно высокой квалификации. От его умения и навыков зависит качество пригоночных работ, т. е. достижение требуемой точности замыкающего звена по всем ее показателям» При использовании метода регулирования требуемая точность замыкающего звена достигается преднамеренным изменением (регулированием) величины одного из заранее выбранных составляющих звеньев, называемого компенсирующим. Размер компенсирующего звена для нежестких размерных цепей определяется на основании предшествующего опыта сборки и информации о действительных размерах всех сопрягаемых деталей.
Для регулирования могут применяться подвижные и неподвижные компенсаторы. В качестве подвижного компенсатора используют: винтовую пару, клин, набор прокладок, зазор в сопряжении типа вал-отверстие и т. п. На все звенья размерной цепи назначаются легко выполнимые допуски, а требуемая точность замыкающего звена достигается при сборке за счет перемещения подвижного компенсатора на необходимую величину. Этот метод по сравнению с методом пригонки имеет ряд преимуществ: а) отпадает необходимость в повторной сборке и разборке; б) в процессе эксплуатации изделия можно восстановить требуемую точность замыкающего звена, например, в связи с износом некоторых деталей сборочного соединения; в) создаются предпосылки для организации поточной сборки. Расчет размерной цепи при использовании метода регулирования сводится по существу к расчету подвижного компенсатора. При обеспечении точности неподвижными компенсаторами, их изготавливают в виде набора регулировочных колец, специально вводимых в сборочную единицу.
Основы управления точностью размерных связей при ремонте агрегатов автомобилей
Управление процессами является одной из основных задач, направленных на достижение постоянного улучшения качества продукции [37].
Современные методы управления качеством продукции, в частности статистические методы анализа и регулирования технологических процессов рассмотрены в работах В. Н. Азарова, В. А. Лапидуса, В. И. Гиссина, Дж. Моргана и многих других авторов [6, 31, 48, 90].
Согласно международным стандартам качества ИСО серии 9000 необходимо обеспечить выполнение производственных процессов в управляемых условиях и, в частности, осуществлять регулирование и управление соответствующими процессами и показателями качества продукции при изготовлении деталей и сборке машин.
В соответствии с требованиями ГОСТ Р ИСО 9001-2001 деятельность, использующая ресурсы и управляемая с целью преобразования входов в выходы, может рассматриваться как процесс [151].
Под управлением будем понимать процесс организации такого целенаправленного воздействия на агрегат, в результате которого достигается требуемое состояние.
Состояние агрегата изменяется под воздействием среды, в которой он находится. Пусть X — состояние среды, взаимодействующей с агрегатом, включая силы, крутящие моменты и т. д., a Y— состояние агрегата, содержащее геометрические параметры деталей, значения износов и пр. Тогда функция взаимосвязи входа X и выхода Y агрегата, характеризующая специфику ее работы F: Y = F\X). (2.18) здесь X выступает как вход, а Г — как выход контролируемых параметров.
Говоря об управлении точностью размерных связей при ремонте агрегатов автомобилей, как о целенаправленном процессе, нельзя обойти того, чьи цели реализуются в процессе управления. Для этого необходимо ввести понятие «субъекта», который является источником целей, реализуемых управлением. Эти цели возникают у субъекта под давлением потребностей, связанных с его жизнедеятельностью и взаимодействием со средой и агрегатом, например снижение материальных затрат на ремонт, увеличение после-ремонтного ресурса и т. д.
Если состояние агрегата удовлетворяет потребностям субъекта, эксплуатирующего его, то никакого управления не нужно. Если же состояние агрегата почему-либо не удовлетворяет потребностей субъекта, то последний должен организовать такое воздействие на агрегат, которое перевело бы его в новое состояние, удовлетворяющее субъекта. Это и есть управление.
Для реализации управления необходимо создать канал управления U, с помощью которого можно влиять на состояние агрегата: Y=F(X, U), (2.19) где F — по-прежнему оператор работы агрегата, но учитывающий наличие фактора управления U.
Теперь можно создавать систему управления, под которой будем понимать совокупность алгоритмов обработки информации и средств их реализации, объединенных для достижения заданных целей управления агрегатом. Следует отметить, что система управления далеко не всегда воплощается «в металле». Она может представлять собой систему правил, договоров и обязательств, которые реализуются в процессе управления.
Прежде чем принимать решение о создании системы управления, необходимо рассмотреть все этапы управления, независимо от того, с помощью каких материальных средств будут реализованы эти этапы. Такой алгоритмический анализ управления является основой для принятия решения о создании системы управления, форме ее реализации и степени автоматизации.
Агрегат — сложный объект, для управления точностью сборки которого в процессе ремонта и формулируются определенные цели: увеличение ресурса агрегата, снижение влияния на результат процесса сборки человеческого фактора, снижение затрат на ремонт, обеспечение точности сборки. Для функционирования процесса управления ресурсом агрегата необходимо создать канал управления U, который связан с целями Z управления, через алгоритм управления ф — указание, как добиваться поставленной цели, располагая информацией о состояниях среды X, агрегата Y и цели Z : и = ц (х,Г,ґ). (2.20)
Цели управления {Z } ресурсами размерных связей для агрегатов автомобилей: увеличение ресурса, снижение влияния человеческого фактора, снижение затрат на ремонт и запасные части.
Слово «цель» — здесь используется в смысле модели потребного будущего субъекта, т. е. некоторого определенного состояния агрегата, которое желательно потребителю и которое в определенном смысле «неестественно», т. е. не реализуется естественным образом без вмешательства извне (без управления).
Объектами управления в данном случае выступают замыкающие звенья РЦ агрегата и процесс управления сборкой.
Структурный синтез модели F размерных связей агрегата заключается в формировании алгоритма, указывающего, как, располагая информацией о состоянии составляющих звеньев РЦ агрегата X, определить состояние замыкающих звеньев РЦ Y, X — Y; F — (St,C), где С -— число параметров; St — структура модели F.
Параметрический синтез модели F заключается в определении и планировании экспериментов с агрегатом и состоит в наблюдении за объектом без организации управляющих воздействий и проведения эксперимента.
Синтез управления U выражается в принятии решений о параметре U, для достижения в сложившейся ситуации заданной цели управления Z процессом сборки агрегата. При этом управление должно быть оптимально с точки зрения целей управления и представлять собой программу изменения управляемых параметров во времени.
Реализация управления состоит в отработке решений, полученных на предыдущем этапе. Управление ресурсом агрегата автомобиля требует расширения описанного цикла за счет введения этапа адаптации, т. е. коррекции всего процесса управления.
Адаптация выступает в роли обратной связи, улучшающей процесс управления: U = /(w,,...,uq\ Q(u) — min —»/ . Адаптация как процесс приспособления системы управления к специфическим свойствам агрегата и окружающей среды может иметь несколько иерархических уровней, соответствующих различным этапам управления сложным объектом.
Особенности реализации программно-информационного комплекса
При анализе надежности, как автомобилей в целом, агрегатов и других составных частей, как сложных технических систем, в технической эксплуатации и ремонте в отличие от многих других изучаемых человеком систем, наиболее затруднен процесс накопления и обработки статистических данных. Так этап проведения определенных испытаний с целью выявления уровня эксплуатационной надежности автомобиля (агрегата) занимает период в 5-7 лет. Это определяется, в первую очередь, тем, что автомобиль состоит из большого числа деталей (более 10 тыс. штук) и мы должны рассматривать в эксплуатации всю совокупность его элементов.
Для реализации метода оперативного управления процессом ремонта агрегатов автомобилей необходимо привлечение вычислительной техники и современных информационных технологий
Основными функциями программно-информационного комплекса (ПИК) являются: создание структурной и размерной моделей автомобиля (агрегата), которые могут также использоваться как электронные каталоги по агрегатам; заполнение этих моделей разнородной информацией; проведение расчетов параметров состояния агрегатов до и после ремонта; оценка и формирование функций распределений случайных величин (размеров деталей, интенсивностей износов поверхностей агрегатов и других) и моделирование случайных событий и значений случайных величин; моделирование ресурса РЦ отремонтированных агрегатов; выбор наиболее обоснованные решения по восстановлению размерных связей агрегатов; поиск оптимального перечня заменяемых деталей при заданных структурных характеристиках.
Основной парк персональных компьютеров (ПК) это IBM-совместимые компьютеры. Их большая часть работает под управлением операционных систем (ОС) фирмы Microsoft — Windows 98, Windows 2000, Windows XP. Поэтому целесообразно работу ПИК организовать под управлением ОС Windows.
Выбор этой ОС диктуется следующими факторами: ОС Windows обеспечивает графический интерфейс пользователя (Graphic User Interface - GUI), который позволяет использовать стандартную пользовательскую и программную среду; графический интерфейс пользователя имеет более широкие возможности и является более дружеским для пользователя, по сравнению с DOS; ОС Windows имеет богатые функциональные возможности, встроенные непосредственно в саму ОС; такой подход позволяет значительно повысить производительность системы; под Windows работают значительное количество прикладных программ, что позволяет эффективно использовать ресурсы программного и технического обеспечения; под Windows работают широко распространенные системы управления базами данных (СУБД) - Paradox, dBase и другие, а также визуальные средства разработки программ Delphi, С Builder, Visual Basic.
Последнее обстоятельство определяет выбор языка программирования. Delphi, С Builder, Visual Basic могут использовать широкие функциональные возможности как ОС, так и возможность разработки и поддержки наиболее распространенных форматов БД — Paradox, dBase, Access и других. Все пе речисленные среды программирования работают на базе широко известных языков программирования Pascal, C++, Basic.
Программно-информационный комплекс состоит из нескольких модулей. Основными из них являются (см. рис. 3.1): модуль структурной модели (СМ), модуль размерной модели (РМ) и модуль моделирования (ММ). Каждый модуль выполняет свои специфические задачи, методы реализации которых будут рассмотрены ниже.
Объекты экспериментальных исследований и их характеристика
Исследуются основные детали коробки переключения передач автобусов ПАЗ-3205: картера, валы, зубчатые колеса, подшипники и др. Выбор и назначение средств измерения производится с учетом их метрологических и экономических факторов. Обобщающим метрологическим и экономическим показателем является погрешность средств или метода измерения (ГОСТ 8.051-81).
С целью выбора средств измерения устанавливаются точность, с которой необходимо осуществить измерение и точность, с которой может быть проведено измерение. Средства измерения выбираются с учетом выполнения следующего условия: Alim 72, (4.14) где Л lim — суммарная погрешность средства измерения, мкм; j2 — допускаемая погрешность измерения, мкм: так для составных частей изготовленных по 9 - 14 квалитетам определяется по формуле: j2 = (0,45 - 0,0004 а\}]ъ-{ТДЕГ + j3 ), (4.15) где a — коэффициент квалитета; J3 — допускаемый и регламентированный стандартам переход за границу допуска детали, мкм; Глет — поле допуска параметра детали, мкм.
Если погрешность измерения выбранного инструмента больше допускаемой j2, то проводится несколько измерений и берется среднее значение. Количество измерений в этом случае определяется по формуле: Alim 2 п = 72 . (4.16) J 2
Для микрометражных исследований у поста по ремонту КПП оборудуется специальное рабочее место. На этом рабочем месте дополнительно промывают, подготавливают к микрометражу и замеряют с не менее чем 3-кратной повторностью все детали.
Измерение взаимного расположения осей посадочных отверстий картера коробки передач производится с помощью специального приспособления. Данный способ измерения предложен в [84] и обеспечивает повышение точности и снижение трудоемкости измерений. Он заключается в том, что на плоскость разъема корпусной детали устанавливается угольник для создания дополнительной измерительной базы. Замеряют величины расстояний от образующих посадочных отверстий детали до плоскостей угольника. Приспособление, как и штангенциркуль, включает в себя штангу и подвижную рамку с губкой. Вместо неподвижной губки устанавливается индикаторный нутромер (во втулку, приваренную к штанге). Настройка приспособления осуществляется по блоку концевых, мер. Погрешность устройства определена его автором А. В. Котиным и не превышает 0,016 мм [84].
Результаты визуального контроля и микрометража заносятся в микро-метражные карты, разработанные на каждую типовую деталь. В статистическую обработку эмпирических данных входят: построение статистического ряда и определение основных характеристик, эмпирических распределений износов деталей, а также дефектов деталей КПП; выбор и определение параметров теоретического закона распределения; проверка адек ватности эмпирических и теоретических распределений по критерию согласия Пирсона.
Статистическая обработка экспериментальных данных проводилась на ЭВМ, с использованием стандартных программ математического обеспечения.
Важный класс сложных технических систем составляют стохастические системы, т. е. такие, динамика которых зависит от случайных факторов. Поэтому и изучение моделей таких систем в процессе имитационного эксперимента требует учета таких факторов. Подобный учет осуществляется с использованием математической статистики, что приводит помимо всего прочего к существенным затратам машинного времени, вызванным необходимостью многочисленных «прогонов» или длительных реализаций. Все это порождает необходимость рациональной организации статистических исследований в ходе имитационных экспериментов.
Входные и выходные переменные стохастической модели, как правило, представляют собой случайные величины, векторы, функции, процессы, последовательности. Поэтому методы математической статистики применимы, естественно не без оговорок, к задачам, возникающим на этапе имитационного эксперимента, а также и на других этапах машинного моделирования, связанных с анализом исходных данных, разработкой модели, постановкой имитационного эксперимента и интерпретацией его результатов.
Необходимость статистического анализа при сборе и анализе входных данных вызвана проблемой их идентификации, т. е. задачами определения вида функциональных зависимостей, описывающих входные данные, оценки конкретных значений параметров этих зависимостей, а также проверки значимости параметров. При этом используются критерии согласования [7] и процедуры анализа чувствительности модели [5].
