А.Р. Абзалов,
(КГТУ им. А.Н. Туполева, г. Казань)
Авиационный газотурбинный двигатель является сложной технической системой с высокими удельными параметрами. Конструкция доводилась до совершенства на основе большого объема экспериментальных исследований, накопленной статистики. Технические достижения в области конструкции, материалов, технологии, различных методов повышения нагрузочной способности, усталостной прочности, нашли в современном двигателе самое непосредственное воплощение. В мировой практике разработаны и освоены в производстве двигатели новых поколений, где в конструкцию привнесены качественные изменения, приведшие к существенному повышению удельных эксплуатационных параметров. Продолжающие находиться в эксплуатации и выпускаться, проверенные временем и доведенные на основе анализа результатов практического использования до высокого уровня совершенства ряд моделей ГТД сформировали большой объем практической информации. Данная информация должна использоваться для дальнейшего совершенствования авиационных ГТД подобного класса, а также для разработки новых конструкций двигателей, в том числе последующих поколений. Современные инструментальные средства технической подготовки производства, инженерного анализа обладают широкими возможностями, но не всегда способны обеспечить решение всего круга практических задач, возникающих в течении жизненного цикла изделий. Весьма опасным является также не вполне квалифицированное использование современных средств инженерного анализа, способного дать ненадежные результаты, которые в дальнейшем будут воплощены в конструкции, в технологии.
Приобретение предприятиями дорогостоящих инструментальных средств при повышенных требованиях к качеству изделий становиться актуальным в настоящее время. Качество авиационного двигателя определяется: совершенством конструкции, качеством материалов; технологическими процессами изготовления деталей, технологическими процессами узловой сборки и испытаний узлов и агрегатов, качеством получаемых от поставщиков комплектующих, технологическим процессом сборки двигателя, испытаниями двигателя, метрологическим обеспечением производства в целом, транспортно-складскими операциями, УСЛОВИЯ эксплуатации и множеством других факторов, которые нельзя игнорировать. Эффект от применения приобретаемых инструментальных средств должен быть максимальным, получаемые результаты - надежными.
Разрабатываются математические методы моделирования этапов жизненного цикла ГТД. На данном этапе исследования ограничиваются узлами, агрегатами, ресурсо-ограничивающим деталям. Анализируются возможности базовых поставок CAD/CAM/CAE, PLM - систем. Разрабатываются математические методы, призванные расширить возможности отдельных систем, адаптации их к системам качества предприятий, использовать накопленный и дальнейший практический опыт. Предусматривается:
1. Создание модели изделия, отражающей характеристики качества, представляющие интерес для исследования, для совершенствования. При необходимости анализа конструкторских расчетных зависимостей и используемых в расчетах исходных величин, они также должны быть учтены в моделях. (Предпочтительно наличие объемной модели изделия, пронормированной по геометрической точности, с отражением свойств материала, предельно-допустимые деформации - по условиям эксплуатации, и способности выполнять свои функции, с дальнейшей привязкой модели технологических процессов с соответствующими параметрами).
2. Создается графовая модель производственного процесса, отслеживающего весь цикл создания изделия со всеми устанавливаемыми параметрами, учитывая вспомогательное производство, связи с поставщиками, регламентируемые и контролируемые параметры поставок.
3. Определяются корреляционные связи параметров качества с параметрами функционирования производственного процесса по располагаемой статистике. Предварительно по графовой модели производственного процесса и имитационным моделям анализируется достаточность, корректность ведомой статистики, а также оценивается робастность метода.
Выявляются основные влияющие причины формирования заданного параметра качества. Аналитически выявляются соответствующие подграфы, для лиц. осуществляющих принятие решении строятся графические представления в виде диаграмм «Исикавы».
5. Выявляются регрессионные (трендовые) и другие математические модели, увязывающие параметры качества с конструктивными параметрами изделия, а также с параметрами производственного процесса в функциональные, стохастические зависимости. Выявляются эффективные «рычаги управления».
6. Определяется множество операций, то есть множество целенаправленных действий по управлению качеством, как в рамках существующей системы, так и связанных с вероятным структурным преобразованием.
7. Осуществляется исследование операций для выработки управленческих решений. Осуществляется имитационное моделирование последствий (в ограниченных моделью рамках). Итогом исследования являются рекомендации, для Лица, принимающего управленческое решение.
8. На основе рекомендаций системы, опыта и других принимаемых в данной ситуации в учет факторов и принятых норм принимается определенное решение. Осуществляется корректирующее воздействие.
9. Отслеживаются изменения в системе. Осуществляется сравнение результата с прогнозом.
10. Байесовские методы. На всех этапах производственного процесса, на всех рассмотренных выше этапах имеются три группы данных: параметры ведения процесса (гипотезы), назначенные для получения требуемых параметры качества изделия (априорные) данные, и данные, полученные в результате процесса (апостериорные) данные. При управлении процессами, при запуске в производство нового изделия, при внесении некоторых изменений в конструкцию изделия или параметры процесса - во всех случаях необходимо по ходу поступления результирующей информации осуществлять корректирующие воздействия по стабилизации получаемых параметров в требуемом диапазоне. В худшем случае требуется оценить допустимый диапазон получаемых параметров при заданных условиях.
Разрабатываемые методы приводятся к аналитическим зависимостям и моделям, способным найти воплощение внутри современных систем в качестве инструментальных средств пользователя.
