Научные основы комплексной автоматизации и моделирования характеристик технологических процессов в системе контроля качества продукции промышленного производства
Скачать 0.71 Mb.
|
Цель и основные задачи исследованияЦелью настоящей диссертационной работы является повышение эффективности производственного цикла промышленных предприятий за счет комплексной автоматизации процессов контроля качества продукции и параметров технологических процессов. В соответствии с поставленной целью в диссертации решаются следующие задачи:
Методы исследованияТеоретической основой диссертационной работы являются общая теория систем, методы оптимизации, случайные процессы, имитационное моделирование, исследование операций, регрессионный анализ, дисперсионный анализ и другие. Научная новизнаНаучную новизну работы составляют методы, модели и методики автоматизации контроля качества продукции и параметров технологических процессов промышленного производства. На защиту выносятся:
Достоверность научных положений, рекомендаций и выводовОбоснованность научных положений, рекомендаций и выводов, изложенных в работе, определяется корректным использованием современных математических методов, согласованным сравнительным анализом аналитических и экспериментальных зависимостей. Достоверность положений и выводов диссертации подтверждена положительными результатами внедрения разработанных методов и моделей в ряде крупных организаций. Практическая ценность и реализация результатов работыНаучные результаты, полученные в диссертации, доведены до практического использования. Разработан программно-моделирующий комплекс, позволяющий в интерактивном режиме использовать оперативные данные о качестве технологических процессов для принятия решений по выбору стратегий реорганизации производственных процессов. Разработанные методы и алгоритмы прошли апробацию и внедрены для практического применения в ЗАО НПВФ «СВАРКА», ЗАО «Асфальтобетонный завод№1» (ЗАО «АБЗ-1»), ЗАО «КВИНТМАДИ», а также используются в учебном процессе МАДИ(ГТУ). Результаты внедрения и эксплуатации подтвердили работоспособность и эффективность разработанных методов. Апробация работыСодержание разделов диссертации докладывалось и получило одобрение:
Содержание работыСтруктура работы соответствует списку перечисленных задач и содержит описание разработанных методов, моделей и алгоритмов. В первой главе диссертации проводится анализ методов и моделей автоматизации контроля качества технологических процессов и готовой промышленной продукции. Анализ состояния производственных процессов на промышленных предприятиях с непрерывным производственным циклом показал, что в настоящее время не в полной мере используются современные методы контроля качества, основанные на использовании динамических карт контроля качества и экспертных систем, учитывающих систему правил вывода на основе темпоральных логик. Существует два обстоятельства, наиболее сильно влияющих на качество продукции: отклонения от плановых спецификаций и слишком высокая изменчивость реальных характеристик изделий относительно плановых спецификаций. На ранних стадиях отладки производственного процесса для оптимизации этих двух показателей качества часто используются методы планирования эксперимента, причем изменчивость или вариабельность - причина дефектов. Вне зависимости от того, сколько изделий будет изготовлено, все они должны быть идентичными, пока идентичны показатели технологического процесса, т.е. либо все изделия будут соответствовать требованиям, либо не будут им соответствовать. Все изделия окажутся дефектными, если материалы, станки, методы изготовления или контроля будут ненадлежащими. В этом случае неизбежно появление одинаковых дефектных изделий. Если же никаких отклонений в перечисленных условиях производства не будет, то все изделия должны быть "идентичными" - бездефектными. В диссертации проведена классификация карт контроля качества, которые предлагается использовать для динамической идентификации характеристик качества изделий и технологических процессов. Функционал основных контрольных карт для оценки изменчивости производственного процесса представлен в табл.1. При этом все виды карт контроля качества дают информацию, необходимую для принятия решений по переналадке технологического процесса. Каждая карта рассматривается как некоторый показатель оценки качества, однако интерпретация всех показателей для решения вопроса об изменении технических характеристик (переналадке, замене, установке новых агрегатов и др.) формулируется как задача экспертного оценивания качества в условиях многокритериальности. В качестве базовой методологии оценки качества в работе предлагается использовать концепцию «Шесть Сигма», которая основана на эмпирическом подходе управляемом данными (процедура акцентирована на использование количественных данных о том, как протекает технологический процесс). Процесс реализации проекта улучшения качества в рамках концепции «Шесть Сигма» можно условно разделить на фазы: Определить (определение целей проекта и выявление ключевых вопросов, на которые необходимо обратить внимание, чтобы достичь большего уровня сигма); Измерить (сбор информации о текущем положении дел, получение ключевых данных о производительности процесса и оценка масштабов проблем); Анализировать (выявление основных причин проблем с качеством и подтверждение результатов с использованием соответствующих средств анализа данных); Улучшить (применение специальных средств устранения проблем (основных причин), выявленных на предыдущем этапе); Управлять (оценка результатов предыдущей фазы и наблюдение за текущим процессом). Функционал карт контроля качества
В работе показано, что традиционные методы поиска решений по реорганизации производственной деятельности в связи с падением качества выпускаемой продукции недостаточно эффективны для динамических сред и в данном случае предлагается использовать механизмы вывода временной логики с часами и логику умолчаний. Временные умолчания при этом имеют вид:
где A и B - формулы временной логики, причём B - формула, имеющая ровно одно вхождение некоторого одноместного предикатного символа. Умолчания, определённые таким образом, соответствуют классу так называемых нормальных умолчаний в обычных логиках умолчаний, для которых гарантировано существование расширений. Временная теория с умолчаниями определяется как четверка:
где P - множество всех предикатных символов, встречающихся в элементах множеств Dt и Ft; ck - оператор присваивания часов, т.е. отображение из множества P в множество всех часов ck; Dt - множество временных умолчаний; Ft=RulesEvents, где Rules и Events - непересекающиеся множества формул временной логики, такие, что формулы, входящие в множество Rules, имеют вид AB, где A и B - любые замкнутые формулы, а формулы, входящие в множество Events, имеют вид first next [n] p(e1,..., ek), где n - натуральное число, меньшее или равное числу моментов времени на часах формулы p(e1,..., ek), p - k-местный предикатный символ; e1,...,ek - термы, не имеющие вхождений индивидных переменных. Таким образом, рассуждения, формализуемые во временной логике, это рассуждения о процессе, эволюционирующем во времени и знания о котором неполны, но пополняются и изменяются по мере поступления новых частных фактов, выражаемых формулами, входящими во множество Events соответствующей временной теории с умолчаниями. При этом операционные знания об этом процессе не меняются во времени. Их можно подразделить на надёжные, выражаемые формулами из множества Rules, и правдоподобные, выражаемые при помощи временных умолчаний. Проведенный в работе анализ выделил два вида влияния новых информационных технологий на реорганизацию деятельности распределенной структуры предприятий и, соответственно, две группы технологий, имеющих пересечение. Технологии первой группы обеспечивают проведение реорганизации за счет автоматизации работ. Технологии второй группы обеспечивают появление новых процессов, позволяющих перейти к новым правилам работы. В каждом предприятии можно выделить ресурс, который отвечает за разработку и сопровождение технологических процессов предприятия, влияющих на качество продукции. Обычно этот ресурс представляет группу разработки деловых процессов. Эта группа на входе имеет новые цели, а на выходе – реорганизованное предприятие с требуемых качеством выпускаемой продукции. Таким образом, можно утверждать, что реорганизация производственных процессов (РПП) состоит из двух основных шагов: обратного и прямого инжиниринга нового предприятия. Упрощенно можно отобразить это в виде следующего утверждения: РПП = обратный инжиниринг + прямой инжиниринг. Для достижения поставленной в диссертации цели сформированы стоимостные и временные характеристики различных проектов для объективного их сравнения, а также проверки гипотезы "что если". Для анализа работы моделей предусмотрен набор инструментариев: блоки-датчики для сбора данных, блоки-установщики значений атрибутов сущностей и т.д. Разработка систем поддержки принятия решений (СППР) по реорганизации производства для повышения качества готовой продукции связана с изучением множества взаимозависимых проблем, касающихся природы производственных процессов. Наличие механизма явного управления моделями и поддержка деятельности, связанной с моделированием, является специфической чертой СППР, которая отличает их от традиционных систем обработки информации. Возможность вызывать, испытывать в действии, изменять комбинировать и проверять модели - важное средство ядра СППР. При автоматизации процессов контроля качества всегда встают вопросы формализации решающих правил принятия управленческих решений. Опыт автоматизации показывает, что процесс создания работоспособной системы правил очень трудоемкий и на практике составленное множество правил никогда не оказывается полным. Так как основной целью автоматизации системы контроля качества является поддержка в принятии управленческих решений по реорганизации технологических процессов, то основные принципы могут быть заимствованы из теории и практики разработки экспертных систем. В рамках проведенного анализа поставленных задач схема исследований и структура работы представлена на рис.1. Взаимосвязь методов и моделей  Предполагается, что на всем производственном цикле проводится документальное описание качества технологических процессов. На основе поиска соответствующих технологических требований и описания состояния процесса проводятся экспертные заключения с целью формирования количественных и качественных показателей качества технологических процессов, что дает основу формирования распоряжений о переналадке процессов, замене оборудования и других управляющих воздействий. Во второй главе диссертации ставится и решается задача формализации моделей контроля качества и принципов их включения в систему поддержки принятия решений по реорганизации технологических процессов. В работе проведен анализ системы контроля качества на ЗАО «Асфальтобетонный завод№1». Так, исходя из организационной структуры предприятий по выпуску асфальтобетонных смесей, функции контроля качества закреплены за испытательной лабораторией, которая является самостоятельным структурным подразделением предприятия. Основной задачей лаборатории является испытание и контроль качества продукции в целях определения ее соответствия обязательным требованиям государственных стандартов, норм и правил. В процессе своей деятельности лаборатория выполняет контроль показателей качества продукции в соответствии с регламентами технологических карт и схем оперативного контроля. В задачи лаборатории также входит обеспечение требуемого уровня точности и достаточности измерений, испытания и контроля. Лаборатория выполняет проведение испытаний на всех стадиях производства продукции (постановка на производство, входной, операционный и выходной контроль). Лаборатория должна постоянно пополнять и обновлять всю необходимую для работы нормативно-техническую документацию, а также регулярно вести необходимую лабораторную документацию в виде журналов:
Контроль делится на этапы: входной, операционный, приемочный и периодический. При входном контроле устанавливается соответствие качества исходных материалов в каждой поступившей на завод партии требованиям действующих нормативно-технических документов с соответствующими записями в журналах. |
,Похожие:
 | Мгупб Методические указания предназначены для студентов, изучающих курс «Автоматизация технологических процессов и производств» и«Системы... | | Рабочая учебная программа дисциплины Особое внимание уделяется перспективным техническим средствам для обеспечения рациональных и эффективных схем товародвижения в торгово-технологических... |
| Программа дисциплины «Развитие систем менеджмента качества» для магистров... Качество как фундаментальная категория развития современного общества. Стадии формирования качества продукции. Зависимость эффективности... |  | Современный электропривод является основой автоматизации технологических... Целью освоения дисциплины является ознакомление с техническими средствами, алгоритмами функционирования и конструкцией электроприводов... |
| Рабочая программа по дисциплине опд. Ф. 08 Моделирование и оптимизация... Курс «Моделирование и оптимизация технологических процессов» является прикладной наукой, занимающейся вопросами моделирования рациональных... | | Рабочая программа по дисциплине опд. Ф. 08 Моделирование и оптимизация Курс «Моделирование и оптимизация технологических процессов» является прикладной наукой, занимающейся вопросами моделирования рациональных... |
| Учебно-методический комплекс по дисциплине «технология материалов и покрытий» Целью дисциплины является изучение общих подходов к описанию и анализу технологических процессов, а так же сущности и назначения... | | Методические указания и задания к контрольной работе по дисциплине... Дисциплина "Проектирование трикотажного производства" рассматривает совокупность технологических процессов изготовления изделий,... |
| Рабоч ая учебная программа дисциплины Технология материалов твердотельной электроники Целью освоения дисциплины является изучение общих подходов к описанию и анализу технологических процессов, а так же сущности и назначения... | | Рабочая программа учебной дисциплины экология для подготовки бакалавров... «Технология производства и переработки продукции растениеводства», «Технология производства и переработки продукции животноводства»,... |
| Основная образовательная программа бакалавриата, реализуемая вузом... Автоматизация технологических процессов и производств и профилю подготовки Автоматизация технологических процессов и производств... | | Рабочая программа по дисциплине в «Основы функционирования технологических... В «Основы функционирования технологических процессов в производстве швейных изделий» |
| Рабоч ая учебная программа дисциплины Материалы электронной техники Это одна из основных дисциплин профиля, ибо без знания физико-химических характеристик материалов и протекающих в них физических... | | Рабочая программа дисциплины «Технологии производства иммунобиопрепаратов» Целью освоения дисциплины «Технологии производства иммунобиопрепаратов» является получение знаний о современных технологиях производства... |
| Экзаменационные билеты включают 65 вопросов, разбитых на четыре раздела по нижеуказанным Дуктов, плодоовощной продукции и виноградарства обеспечивает преемственность и связь следующих дисциплин: технологии производства,... | | Разработка и исследование интегрированных алгоритмов размещения элементов... Специальности: 05. 13. 12 – Системы автоматизации проектирования, 05. 13. 17 – Теоретические основы информатики |
