Обработка металлов

Методика критериального анализа мультивариантных систем

Том 25, № 1 Январь - Март 2023

Авторы:

Лобанов Дмитрий Владимирович,

Рафанова Олеся Сергеевна

DOI: http://dx.doi.org/10.17212/1994-6309-2023-25.1-85-97

Скачать полный текст (RU)

Интерактивный просмотр (RU)

Скачать полный текст (EN)

Интерактивный просмотр (EN)

Аннотация
Авторы
Список литературы
Благодарности. Финансирование

Аннотация

Введение. Тенденции развития и применения современных машиностроительных систем так или иначе создают проблему анализа и выбора в случае наличия альтернатив объектов или же при большом количестве критериев сравнения – показателей эффективности объектов или систем. Основные трудности оптимизации решения проектирования производственных систем зависят от сложных технологических задач – большого количества влияющих факторов и отсутствия закономерностей. Выбор эффективных объектов и систем – зачастую сложный и многокритериальный процесс, требующий больших затрат времени и, как следствие, снижающий эффективность организации подготовки производства. В связи с этим для подготовки и принятия различных по сложности технико-экономических решений в условиях производства необходим системный подход с использованием наиболее рациональных форм и методов организации производства. Цель работы – создание обобщенной методики критериального анализа мультивариантных систем. Методика исследований. Предложена методика, направленная на повышение эффективности организации подготовки производства за счет обоснованного выбора из большого числа вариантов. Выбор рационального варианта решения основывается на ранжировании показателей по приоритетности на момент принятия обоснованного решения конкретной ситуации и вида рассматриваемого объекта и системы. Показатели могут быть переменными с учетом специфики производства. Результаты и их обсуждение. В качестве примера практического применения предлагаемой методики проведем сравнительный анализ процесса лезвийной обработки полимерного композиционного материала стеклотекстолит СТЭФ-1 сборной фрезой, оснащенной различными инструментальными материалами. В качестве параметров сравнения взяты период технологической стойкости инструмента, производительность лезвийной обработки и приведенные затраты при реализации лезвийной обработки. По результатам сравнительного мультикритериального анализа, проведенного по представленной методике, следует вывод о приоритете в рассматриваемой системе с оговоренными параметрами реализации технологии является конструкция, оснащенная сплавов ВК3М, у которой наблюдается наибольшее значение весового критериального коэффициента. По результатам анализа, близкой по рациональности является инструмент, оснащенный сплавом марки ВК6ОМ, что позволяет рекомендовать ее в качестве аналога при выборе. Область предполагаемого применения методики видится при необходимости анализа сложных мультивариантных систем/объектов. В качестве объектов/систем могут выступать как варианты научных решений при различных условиях сопоставимости, так и конструкторские, технологические решения, конструкционные и инструментальные материалы на стадии выбора при конструкторской и технологической подготовке производства, варианты алгоритма реализации систем. Параметрами сравнения могут быть физико-механические, технологические, эксплуатационные свойства, технико-экономические и качественные показатели, специфические характеристики и параметры. Предложенная методика позволит сократить время на принятие новых решений при варьируемых условиях производства. Использование методики при известных и четко определенных параметрах, характеризующих мультивариантные системы, позволяет алгоритмизировать, а в последующем и автоматизировать процесс организационно-технологической подготовки производства.

Ключевые слова: Анализ, Сравнение, Мультивариантные системы, Эффективность производства, Организация производства, Автоматизация, Качество

Список литературы

1. Обеспечение качества при абразивной обработке: вопросы теории и практики / Т.А. Аскалонова, А.М. Иконников, С.Л. Леонов, Ю.К. Новоселов, А.А. Ситников, Е.Ю. Татаркин; Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова. – Барнаул: АлтГТУ, 2016. – 219 с. – ISBN 978-5-7568-1170-4.

2. Песин М.В., Макаров В.Ф., Мокроносов Е.Д. Методы проектирования и оптимизации технологического процесса упрочнения деталей нефтегазового назначения // Экспозиция Нефть Газ. – 2011. – № 6 (18). – С. 18–19.

3. Козлов А.М., Кирющенко Е.В., Кузнецов С.Ф. Методика оценки колебаний системы при торцовом фрезеровании портативным оборудованием // Справочник. Инженерный журнал. – 2014. – № 7 (208). – С. 46–49. – DOI: 10.14489/hb.2014.07.pp.046-049.

4. Борисов М.А., Лимонов С.Е. Анализ и совершенствование роботизированного оборудования для исследований в области автоматизации производственных процессов // Современные технологии: проблемы и перспективы: сборник статей Всероссийской научно-практической конференции для аспирантов, студентов и молодых ученых, Севастополь, 19–22 апреля 2022 г. – Севастополь, 2022. – С. 112–115.

5. Кудряшов Е.А., Никонов А.М. Обработка деталей из разнородных конструкционных материалов инструментом из композитов // СТИН. – 2008. – № 12. – С. 26–28.

6. Татаркин Е.Ю., Иконников А.М., Шрайнер Т.А. Автоматизация выбора инструментальной оснастки для операций магнитно-абразивной обработки сложнопрофильных поверхностей // Инновации в машиностроении (ИнМаш-2015): VII Международная научно-практическая конференция: сборник трудов. – Кемерово, 2015. – С. 196–201.

7. Выбор характеристики абразивного инструмента и СОЖ для глубинного шлифования / В.А. Носенко, Н.Ф. Ларионов, Н.И. Егоров, М.П. Волков // Вестник машиностроения. – 1989. – № 5. – С. 17–21.

8. Иванцивский В.В., Скиба В.Ю. Повышение поверхностной микротвердости стали при интеграции поверхностно-термической и финишной механической обработок // Научный вестник НГТУ. – 2006. – № 3 (24). – С. 187–192.

9. Analysis of stationary means of measurement filters with optimum sensitivity / O.V. Zakharov, A.V. Kochetkov, N.M. Bobrovskij, I.N. Bobrovskij, P.A. Melnikov // 13th International Scientific Technical Conference on Actual Problems of Electronic Instrument Engineering (APEIE-2016): Proceedings: in 12 volumes, Novosibirsk, 2016. – P. 241–244. – DOI: 10.1109/APEIE.2016.7802265.

10. Иванцивский В.В., Скиба В.Ю. Совмещение операций поверхностной закалки и финишного шлифования на одном технологическом оборудовании // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). – 2006. – № 1 (30). – С. 16–18.

11. Татаркин Е.Ю., Иконников А.М. Функционально-стоимостный анализ технологических процессов изготовления деталей // Инновации в машиностроении: труды 4-й Международной научно-практической конференции, Новосибирск, 02–04 октября 2013 г. – Новосибирск, 2013. – С. 386–387.

12. Выбор оптимальных условий плоского шлифования стальных заготовок / В.А. Носенко, В.Н. Тышкевич, С.В. Орлов, А.В. Саразов, Е.А. Сукочева // Известия высших учебных заведений. Машиностроение. – 2016. – № 6 (675). – С. 73–81.

13. Скиба В.Ю. Обеспечение требуемого характера распределения остаточных напряжений при упрочнении высокоэнергетическим нагревом токами высокой частоты // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). – 2007. – № 2 (35). – С. 25–27.

14. Малюченков А.В., Кожевников А.В. Организация подготовки производства новых изделий как основа инновационного развития предприятия // Инновационный вестник Регион. – 2009. – № 1. – С. 14–21.

15. Амелин С.В. Организация производства в машиностроении в условиях цифровой трансформации // Организатор производства. – 2020. – Т. 28, № 1. – С. 17–23.

16. Сравнительный многокритериальный анализ сложных технических и социальных систем в экономико-управленческом аспекте / Д.В. Панов, В.В. Малышев, С.А. Пиявский, Д.В. Ковков // МИР (Модернизация. Инновации. Развитие). – 2016. – Т. 7, № 2 (26). – С. 74–83. – DOI: 10.18184/2079-4665.2016.7.2.74.83.

17. Интегральная обработка как эффективное направление решения задачи перехода к ресурсосберегающим технологиям / В.Ю. Скиба, В.В. Иванцивский, Н.П. Зуб, С.В. Туревич // Инновационная деятельность. – 2010. – № 1 (10). – С. 66–69.

18. Методика комплексного оценивания технического состояния сложных технических систем, реализуемая на основе применения теории линейных преобразований матриц / Р. Катюха, С. Багрецов, А. Бабишкин, В. Королев // Компоненты и технологии. – 2016. – № 9 (182). – С. 122–123.

19. Родионова В.Н., Луценко М.С. Организационные основы обеспечения гибкости производства в условиях развития инновационной деятельности // Организатор производства. – 2012. – № 4 (55). – С. 17–22.

20. Skeeba V.Yu., Ivancivsky V.V., Martyushev N.V. Peculiarities of high-energy induction heating during surface hardening in hybrid processing conditions // Metals. – 2021. –Vol. 11, iss. 9. – P. 1354. – DOI: 10.3390/met11091354.

21. Research on the possibility of lowering the manufacturing accuracy of cycloid transmission wheels with intermediate rolling elements and a free cage / E.A. Efremenkov, N.V. Martyushev, V.Yu. Skeeba, M.V. Grechneva, A.V. Olisov, A.D. Ens // Applied Sciences. – 2022. – Vol. 12, iss. 5. – DOI: 10.3390/app12010005.

22. Зареченский А.М. Организация производства на высокотехнологичных предприятиях в условиях цифровой экономики // СТИН. – 2021. – № 11. – С. 10–12.

23. Анализ и синтез системы виброизоляции шлифовального станка с учетом эксплуатационной надежности ее элементов / С.М. Братан, А.О. Харченко, Е.А. Владецкая, А.А. Харченко // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). – 2019. – Т. 21, № 1. – С. 35–49. – DOI: 10.17212/1994-6309-2019-21.1-35-49.

24. Автоматизация конструкторско-технологической подготовки производства на основе синхронного подхода / В.Ф. Макаров, В.Р. Туктамышев, С.В. Масленков, Я.А. Катаев, И.И. Койнов, О.И. Трепезаева // Наукоемкие технологии в машиностроении. – 2014. – № 9 (39). – С. 35–39.

25. Кисель А.Г., Реченко Д.С. Оценка технологической эффективности смазочно-охлаждающих жидкостей при лезвийной обработке // Механики XXI веку. – 2013. – № 12. – С. 160–161.

26. Рощупкин С.И., Колесов А.Г., Тараховский А.Ю. Анализ технологии и оборудования для изготовления металлополимерных филаментов для 3D-печати по технологии Fused deposition modeling (FDM) // Мехатроника, автоматика и робототехника. – 2021. – № 7. – С. 25–27. – DOI: 10.26160/2541-8637-2021-7-25-27.

27. Лобанов Д.В., Янюшкин А.С. Технология инструментального обеспечения производства изделий из композиционных неметаллических материалов. – Старый Оскол: Тонкие наукоемкие технологии, 2012. – 296 с. – ISBN 978-5-94178-347-2.

28. Макаров В.Ф., Мешкас А.Е., Ширинкин В.В. Исследование процессов механической обработки деталей авиационно-космической техники из новых композиционных материалов // Новые материалы и технологии в машиностроении. – 2015. – № 22. – С. 14–22.

29. Рычков Д.А., Янюшкин А.С. Технология механической обработки композиционных материалов. – Братск: Изд-во Брат. гос. ун-та, 2017. – 224 с.

30. Макаров В.Ф., Мешкас А.Е., Ширинкин В.В. Исследование проблем механической обработки современных высокопрочных композиционных материалов, используемых для производства деталей авиационной и ракетно-космической техники // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Машиностроение, материаловедение. – 2015. – Т. 17, № 2. – С. 30–41.

31. Лобанов Д.В., Владимирова Н.А., Рафанова О.С. Особенности процесса лезвийной обработки полимерных композиционных материалов и формообразования режущего инструмента // Электрофизические методы обработки в современной промышленности: материалы IV Международной научно-практической конференции молодых ученых, аспирантов и студентов, Пермь, 14–15 декабря 2020 г. – Пермь, 2021. – С. 141–144.

32. Особенности диагностики процесса резания при сверлении композиционных материалов / В.Ф. Макаров, И.И. Койнов, Р.С. Абзаев, В.В. Ширинкин, А.Е. Мешкас // Наукоемкие технологии в машиностроении. – 2016. – № 12 (66). – С. 20–27.

33. Лобанов Д.В., Янюшкин А.С., Рычков Д.А. Оптимизация выбора режущего инструмента на основе методов сравнительного анализа // Фундаментальные и прикладные проблемы техники и технологии. – 2010. – № 5-2 (283). – С. 23–30.

34. Лобанов Д., Янюшкин А., Рычков Д. Автоматизированная система создания баз данных и многокритериального сравнительного анализа конструкций сборного фрезерного инструмента для обработки композиционных материалов // САПР и графика. – 2011. – № 3 (173). – С. 71–73.

35. Лобанов Д.В., Рафанова О.С., Владимирова Н.А. Оценка экономичности лезвийной обработки композиционных материалов // Актуальные проблемы в машиностроении. – 2021. – Т. 8, № 3–4. – С. 30–35.

Для цитирования:

Лобанов Д.В., Рафанова О.С. Методика критериального анализа мультивариантных систем // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). – 2023. – Т. 25, № 1. – С. 85–97. – DOI: 10.17212/1994-6309-2023-25.1-85-97.

For citation:

Lobanov D.V, Rafanova O.S. Methodology for criteria analysis of multivariant system. Obrabotka metallov (tekhnologiya, oborudovanie, instrumenty) = Metal Working and Material Science, 2023, vol. 25, no. 1, pp. 85–97. DOI: 10.17212/1994-6309-2023-25.1-85-97. (In Russian).

Просмотров: 877

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ

Методика критериального анализа мультивариантных систем