авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 | 2 || 4 | 5 |

Оптимизация комплекса инженерно-геодезических работ при монтаже технологического оборудования инженерных объектов

-- [ Страница 3 ] --

Результат измерения, содержащий случайную погрешность измерения параметра вблизи границы поля допуска, приводит к неопределённости оценки действительного значения контролируемого параметра, не позволяя судить, находится ли контролируемый параметр в границах поля допуска или нет. Поэтому точность измерений должна повышаться по мере приближения значения контролируемого параметра к границе поля допуска. Данная идея была высказана ранее в работах Ю.П. Гуляева, К.С. Галиева, Т.Т. Чмчяна для назначения точности геодезического контроля при исследовании деформаций инженерных сооружений и использована в диссертации при назначении точности геодезических измерений для случаев аварийного состояния оборудования, нарушениях технологического процесса, большого брака выпускаемой продукции. В результате исследований установлено, что чем ближе математическое ожидание М(х) значений контролируемого параметра к границе допуска и чем больше при этом зона рассеяния значений контролируемого параметра, тем точнее следует производить измерения (с меньшим значением ) для сохранения заданного уровня достоверности измерения. Получены функциональные зависимости между вероятностью Рвз верного заключения от среднеквадратического отклонения и величины зоны рассеяния (рисунок 4). Для заданного необходимого уровня вероятности верного заключения Рвз получены требуемые точностные характеристики измерений в зависимости от положения интервала ожидаемых значений внутри поля допуска. Окончательные результаты обобщены в таблице 2 и представлены в виде следующей рабочей формулы:

= k ( - М(х)), (7)

где – средняя квадратическая погрешность измерения контролируемого параметра; = - М(х) – разница между допустимым значением поля допуска и наиболее вероятным значением М(х) контролируемого параметра к моменту измерения; k – коэффициент, выбираемый из таблицы 2 в зависимости от требуемого уровня достоверности измерения Рвз. и степени рассеяния значений контролируемого параметра .

Таблица 2 – Значения коэффициента k при различной достоверности результатов измерения и степени рассеяния контролируемого параметра

Относительная величина рассеяния параметра Значения коэффициента k при различной достоверности измерения Рвз.
Рвз.= 0,95 0,96 0,97 0,98 0,99 0,997
0 0,60 0,57 0,53 0,49 0,43 0,36
0,6 0,57 0,53 0,49 0,44 0,38 0,30
0,9 0,53 0,48 0,43 0,38 0,31 0,20
1 0,51 0,46 0,41 0,35 0,27 0,15

Рисунок 4 – Исследование влияния: а) функциональной зависимости вероятности принятия верного заключения Рвз от среднеквадратического отклонения ; б) функциональной зависимости Рвз от относительной величины

при различных значениях.

В третьем разделе «Теоретические положения решения задачи оптимизации геодезического контроля на примере монтажа технологического оборудования» представлены теоретические положения основных направлений оптимизации. Рассматриваемая модель системы геодезического контроля геометрических параметров технологического оборудования (СГКГП) определена через функцию Fгк, вход Хгк, выход Yгк, структуру Sгк и связь с внешней средой Нгк :

СГКГП = { Fгк, Хгк, Yгк, Sгк, Нгк }. (8)

Структура системы геодезического контроля Sгк представлена в виде совокупности самих элементов геодезического контроля Nгк, свойств этих элементов Cгк и взаимосвязей элементов Eгк :

Sгк = {Nгк, Cгк, Eгк }, (9 )

где Nгк = {n i }; Cгк = {Cгк ( n i ) }; Eгк = { Eгк ( n i, n j ) }. (10 )

Элементами СГКГП являются: Ок – объекты контроля; ГПк – контролируемые геометрические параметры технологического оборудования; Тк – точность контроля; Мк – метод контроля; СКк – средства контроля (геодезические); Ик – исполнители контроля (квалификация); Дк – документация контроля. Результат взаимодействия элементов системы геодезического контроля рассматривается как процесс геодезического контроля геометрических параметров элементов технологического оборудования, являющийся составной частью процесса технического контроля.

Входами системы геодезического контроля Хгк служат материальные потоки: сборочные единицы элементов оборудования (Эо), управляющая документация на проведение контроля (ТДКу), экономические ресурсы (Эр), характеристики технологических операций монтажа – вероятность правильного выполнения (Р), объём контролируемых элементов (Оэ):

Хгк = {(Эо), (ТДКу), (Эр), (Р), (Оэ)}. (11)

К выходам Yгк отнесены: принятое количество элементов смонтированного оборудования (Опр.), технологическая себестоимость изделий (Стех.), ве-

вероятность годности принятой продукции (Ргод.):

Yгк = {(Опр.), (Стех.), (Ргод.)}. (12)

К внешней среде отнесена совокупность технологических операций обработки контрольно-измерительной информации (Ои), факторы производства первого и второго порядка (ФП1,2), влияющие на уровень качества измерительной информации и возможность применения того или иного метода геодезических измерений.

Функция системы геодезического контроля Fгк рассматривается как предотвращение некачественной сборки и монтажа оборудования на основе проверки соответствия объекта контроля установленным требованиям. Математически Fгк описывается в виде некоторого преобразования входных параметров Хгк в выходные Yгк :

Fгк : Yгк = g [Хгк, (t) ], (13)

где g – оператор преобразования входных компонент Хгк в выходные Yгк, зависящий от параметров (t) функционирования системы.

Критерий Кэф эффективности СГКГП задается количественным выражением цели функции системы геодезического контроля и представляет собой некоторый функционал от свойств элементов Сгк :

Кэф = Ф (Сгк ). (14)

К критериям эффективности, определяющим свойства будущего изделия или смонтированного оборудования, отнесены характеристики точности и достоверности контроля; к частным критериям, определяющим экономические показатели – стоимость и трудоёмкость контроля (ТРк ).

Предложенные автором положения системы геодезического контроля геометрических параметров технологического оборудования в дальнейшем были использованы для разработки модели структурной схемы системы оптимального выбора методов и средств геодезического обеспечения монтажа технологического оборудования инженерных объектов и формирования концептуальной составляющей Sk поля знаний ЭС (см. раздел 4, рисунок 11).

Сформулирована основная задача оптимизации геодезического обеспечения, заключающаяся в выборе таких методов, средств и методики геодезических измерений, которые обеспечивают оптимальную точность геодезического контроля в зависимости от вида и условий функционирования технологического оборудования инженерного объекта при минимальных затратах (по стоимости и трудоёмкости).

Предметы оптимизации геодезического контроля.

Степень ответственности контроля – категория контроля (1 категория – повышенный контроль; 2 категория – нормальный; 3 категория – пониженный; 4 категория – ослабленный). К различным технологическим линиям и их составным узлам предъявляются неодинаковые требования в отношении качества, точности монтажа, степени надёжности и которые определяются в зависимости от назначения технологических линий и последствий их отказов в работе (социальных, экономических, экологических). Категории контроля в диссертации устанавливаются на основе разработанных автором признаков назначения категории и методов контроля в результате всестороннего анализа факторов, характеризующих технологическое оборудование инженерных объектов:

– назначение промышленного оборудования (крупногабаритное оборудование основного производственного или вспомогательного назначения);

– уровень надёжности оборудования, установленный в процессе проектирования на основании требований ГОСТов, СНиПов, требований «Норм технологического проектирования» (наивысшего и высокого уровня надёжности; среднего уровня, эксплуатируемого в сложных режимах работы; низ-

кого уровня надёжности);

– учёт ответственности оборудования характеризуемый экономическими, социальными и экологическими последствиям их отказов;

– положений Федерального закона «О промышленной безопасности

опасных производственных объектов» от 21.07.1997, № 116-ФЗ;

– научного значения для фундаментальных исследований и обороноспо-

собности страны и т. п.

Метод контроля – вид контроля. По управляющему воздействию на ход производственного процесса различают пассивный и активный методы контроля, а по объёмной характеристике – сплошной и выборочный. Неверный выбор категории или метода контроля существенно влияет на достоверность результатов контролируемых параметров, объём контроля, сроки и стоимость геодезических работ. Синтез вышеприведённых понятий: категория и метод контроля – позволил определить перечень входных факторов для модели системы оптимального выбора методов и средств геодезического обеспечения монтажа технологического оборудования (см. рисунок 6).

Число контролируемых параметров – общим правилом оптимизации остаётся назначение минимально возможного количества контролируемых параметров при обеспечении качества изделий и заданной надёжности. Часть контролируемых геометрических параметров использована из ГОСТ 16504-81, другая – предложена автором; все контролируемые параметры внесены в базу данных ЭС и служат основой для построения SQL-запросов на выборку.

Влияние производственных и внешних условий их воздействие на измерительное средство различно. Ставилась задача оценки «выходного качества» измерительного средства при его использовании в различных производственных условиях. Решение выполнялось при условии, когда у исследуемого средства измерения имеется целый набор частных критериев, задаваемых поддающимися измерению или учёту переменных: х(1), х(2), х(3),…, х(р) – входных переменных, а обобщённая сводная характеристика f является латентной, т. е. не поддаётся непосредственному количественному измерению. Для решения задачи использовалась целевая функция обобщённого свойства, предполагающая любое преобразование вида: (х(1), х(2), х(3),…, х(р) ) = (Х) и сохраняющая при этом заданное соотношение порядка между анализируемыми средствами измерений О1, О2, О3,…,Оn по усреднённым значениям выходного качества, т. е. обладающее таким свойством, что из f (Хi 1) f(Хi 2)f (Хi 3)…f (Хi n) с необходимостью следует выполнение неравенств (Хi 1)(Хi 2)(Хi 3)…(Хi n) и наоборот. Допущение о наличии определённой шкалы в измерении единого сводного показателя играет чисто вспомогательную роль и нацеливает только на поиск, связанный с выявлением этой шкалы, т. е. с помощью функции f(Х) можно производить сравнительную оценку качества. Исходные данные для построения единого сводного показателя «эффективности качества» для отдельного средства измерения, на основании которых оцениваются параметры целевой функции, состоят из двух частей: статистической и экспертной.

Статистическая часть исходных данных – это входные переменные х(1), х(2), х(3),…, х(р), которые поддаются непосредственному учёту для каждого средства измерений – точность и диапазон измерений и которые внесены в базу данных экспертной системы для каждого средства измерений.

Экспертная часть исходных данных получена в результате организованного опроса экспертов в данной предметной области и соответствующей обработки экспертных оценок. Для различных инженерных объектов и, соответственно, характеризующих их различных производственных условий, были получены от экспертов балльные оценки для различных геодезических методов. В качестве инженерных объектов взяты: ускорители заряженных частиц; тепловые и атомные электростанции; предприятия авиа-\ судостроения; антенные комплексы и крупные радиотелескопы; крупные гидроузлы; промышленные конвейеры тонкой технологии; металлургические и цементные заводы. Для характеристики производственных условий выбраны следующие параметры: наличие видимости между контролируемыми точками (насыщенность технологической линии оборудованием); количество одновременно контролируемых точек; условия безопасности проведения работ (магнитных полей, радиации); изменение температуры; влияние вибрации от работающего оборудования; влияние турбулентности воздуха; ветровая нагрузка; изменение освещённости и запылённости.

Анализ и обработка экспертных данных выполнена по методу ранжирования. Согласованность мнений экспертов оценивалась по коэффициенту конкордации Кэндела. Вычисленные значения коэффициента конкордации для различных производственных условий составили величину в диапазоне: W = 0,876-0,944, что показало высокую согласованность мнений экспертов. Проверка вычисленных значений коэффициента конкордации на статистическую значимость осуществлена с использованием критерия Пирсона 2. При уровне значимости менее 0,01 коэффициент конкордации показал статическую существенность. Можно считать согласованность мнений экспертов неслучайной, а имеющей некоторую согласованность, например, как показано на рисунке 5. Выражая через qjk (хi) оценку i-альтернативы j-экспертом (i = 1, n, j =1, m) для k-производственного параметра; придавая различные веса различным альтернативам в виде коэффициента соотношения между рангами jk выраженные через 1\n; учитывая различную компетентность экспертов j (0 j 1), получено выражение для итоговой оценки при выборе наиболее оптимального в данных условиях метода измерений:

= . (15)

Рисунок 5 – График согласованности мнений экспертов

(производственный параметр – изменение температуры)

Полученные результаты ранжирования шкал упорядоченности геодезических методов и средств измерений и разработанные автором наборы программ в среде MS Axcel, позволяют оперативно вносить изменения в «базу

знаний» ЭС и используются для принятия решения экспертной системой.

В качестве модели для исследований при выборе оптимальных методов и средств геодезических измерений использована система «черного ящика»

(рисунок 6), где входы представляют собой факторы, воздействующие на систему, а выходы – критерий оптимизации.

Рисунок 6 – Модель структурной схемы системы оптимального выбора

методов и средств измерений

Для реальных производственных условий осуществлялся одновременный учёт как количественных, так и качественных факторов, принимающих при выборе метода и средства геодезических измерений одно из нескольких значений (уровней). Фиксированные наборы уровней входных факторов (точность контроля, категория контроля, метод контроля, вид контролируемого параметра, квалификация исполнителей, вид отчётной документации, влияние производственных условий, трудоёмкость контроля) определяют все возможные состояния «черного ящика». В качестве параметра оптимизации выбран параметр – эффективность измерительного средства, а надёжность его использования – в качестве ограничения. Для получения численных значений отдельных качественных факторов (квалификация исполнителя, экономические ресурсы и др.) использована функция желательности Харрингтона, устанавливающая соответствие численного значения на основе специально разработанных таблиц. После преобразования частных откликов в частные функции желательности строилась обобщённая функция желательности. Переход осуществлялся по формуле:

D = , (16)

где D – обобщённая функция желательности задаётся как среднее геометрическое частных желательностей и является количественным, однозначным и

универсальным показателем качества для выбранного средства измерений.

Для предсказывания значений откликов в тех состояниях, которые не изучались экспериментально, принималось предположение о некоторых свойствах математической модели – непрерывность поверхности отклика, её гладкость и наличие единственного оптимума. Эти условия позволили представить изучаемую математическую модель в виде степенного ряда в окрестности любой возможной точки факторного пространства. Для выбора области эксперимента на основе априорной информации были установлены границы определения факторов (выбор основных уровней и интервалов варьирования). С целью определения численных значений коэффициентов полинома для каждой категории контроля выполнен полный факторный эксперимент, в котором реализовывались все возможные сочетания уровней 24 (так, например, в таблице 3 представлена матрица планирования для 2 категории контроля: Тк – точность метода, ТРк – трудоёмкость контроля, Ик – квалификация исполнителя, Эр – экономические ресурсы). Проверка однородности дисперсий осуществлялась на основе критерия Кохнера (G =0,289; при табличном значении 0,679 и уровне значимости 0,05); вычисление коэффициентов модели и обработка результатов – на основе метода наименьших квадратов. Для проверки используемой математической модели на адекватность вычислялось значение дисперсии адекватности (S2адек.= 0,00387; F-критерий Фишера для проверки гипотезы адекватности модели составил 1,84 при табличном

значении 4,1). Проверка значимости коэффициентов модели выполнялась с

помощью критерия Стьюдента.

Таблица 3 – Порядок проведения и результаты опытов, матрица планирования для 2 категории контроля (в кодированных значениях)



Pages:     | 1 | 2 || 4 | 5 |
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.