2890

Анализ логической схемы позволил определить технологические ограничения при обработке различных материалов. При обработке диэлектриков значимой величиной выступает уровень механических свойств матрицы, который соотносится с ударным воздействием кавитационных струй газожидкостной смеси, вызывающим эрозионное разрушение. Формообразование в электропроводящих материалах требует введения детерминированных режимов, компенсирующих взаимовлияние анодных характеристик арматуры, и матрицы с целью предотвращения растворения матрицы при растворении арматуры.

КОМФА в электропроводящих материалах основана на закономерностях анодного растворения арматуры с одновременной пассивацией материала матрицы. Например, электрохимическая природа процесса определяет увеличение скорости растворения вольфрамокобальтового твердого сплава в нейтральном электролите при достижении потенциалом ячейки значения потенциала анодно - анионной активации. При меньших значениях потенциала фиксируемый выход металла матрицы по току практически равен нулю, а весь ток ячейки расходуется на формирование пассивирующей пленки и эффективное растворение арматуры.

Объединение пары металлов в армированную заготовку производится на основе анализа сравнительных поляризационных кривых. Наличие области потенциалов, при которых происходит образование устойчивого слоя окисла на стенке канала и активное растворение арматуры, позволяет сделать заключение о реальности технологического армирования.

Реализация предпосылок рабочей модели позволила

растворения арматуры и подача электролита в полости большой глубины при выполнении качественно-точностных требований к деталям.

Расширение области применения КОМФА сдерживалось ограниченной геометрией арматуры, которая представляла собой сортовые профили малой площади сечения. Авторами была решена данная проблема посредством использования проволочного каркаса заданной конструкции и навивки на него проволоки диаметром 0,05- 0,13 мм. При необходимости изготовления полостей с высоким

123

уровнем требований к поверхности, каркасная арматура подвергалась газовой металлизации.

Наши эксперименты показали близость технологических результатов при использовании каркасной и сортовой арматуры. Отдельно были проведены исследования по оптимизации сочетания металла каркаса, навивки и металлизирующего порошка.

Номенклатура материалов матриц и арматуры определялась на основе анализа реальных производственных деталей с глубокими каналами и результатов исследований анодного растворения арматуры в различных технологических ячейках. В состав исследованных керамик входили корундовая, муллитокорундовая, стеатитовая, форстеритовая, цельзиановая, цирконовая и некоторые

ВК, ТК, ТТК, ТНМ. Для арматуры и навивки применялись вольфрам, молибден, ниобий, различные стали, медь, латуни, нихром. Рекомендуемый металлизирующий порошок содержит основу из латуни, меди или нержавеющей стали.

ВЗАИМОСВЯЗЬ ОБЪЕКТОВ ПРОЦЕССА ФОРМИРОВАНИЯ СТРУКТУРЫ И ЭКСПЛУТАЦИОННЫМИ ПАРАМЕТРАМИ КОМПОЗИЦИОННЫХ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Бойков Е.А.

Для описания установленных взаимосвязей объектов композиционных полимерных материалов (КПМ) воспользуемся следующей методикой. Представим, что процесс формирования есть функция, связывающая вход Х, воздействие W и выход Y. При этом есть определенная структура Str и множество параметров Р={Р1,Р2,

... Рk }. Процесс преобразования (формование, спекание,

склеивание, полимеризации) обозначим как ПФ. На входе имеем различные элементы в виде материалов Ма так-то: волокна Вл1,

124

пленки Пн1, наполнитель Нл1, клеевую связку Кс1. Процесс ПФ имеет объекты-состояния: ПФ1 – формирование заданной

конструкции, определяющей расчетные значения будущего материала; ПФ2 – элементы технологического регламента; ПФ3 –

свойства оборудования и его внутреннее устройство. Физико – механические параметры материала (это выход Y) определяют: износостойкость Ист1, прочность Пн1, стабильность свойств во

времени Ст1.

Представим процесс формирования в матричной форме, как систему состоящую из следующих подсистем. Первое, свойства конструкционного порядка СК ={Ма1,Вл2, Пн3... ПФN }. Второе,

управление протеканием процесса формирования Str КПМ, это - УП ={ПФ1,ПФ2,... ПФК; выходные параметры процесса Y={Ист1,

Пн1... СтМ }. Исходя из условий минимизации и достаточного учета входных и выходных параметров ограничим, при этом N=К= М=3.

У процесса есть общий вектор КПМ, являющийся выходным показателем процесса формирования, поэтому получим

НС1 КПМ = НС2

НС3 ,

где НС1, НС2 , НС3 есть требуемый набор(1,2,3,) свойств

(НС) материала. Численные коэффициенты представленных взаимосвязей, определяются на основании экспериментальных данных или расчетно-теоретическим путем, выразив матрицей.

125

УДК 621.9.047.7

СИСТЕМАТИЗАЦИЯ ОБЪЕКТОВ КОМПОЗИЦИОННЫХ СТРУКТУРИРОВАННЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ЭТАПАХ ИХ СОЗДАНИЯ И ЭКСПЛУАТАЦИИ

Бойков Е.А.

Существует проблема конструирования композиционных полимерных материалов с заданными свойствами. Помимо всего прочего, трудности заключаются в отсутствии общепринятого теоретического обоснования количественных и качественных критериев и теоретических разработок, которые могли бы научно обосновать требования к связующему, наполнителю и арматуре. В настоящее время, даже зная физические характеристики полимерного связующего, наполнителя и элементов арматуры, пока еще нельзя с достаточной точностью предсказать свойства композиционного материала заданного состава, тем более его конкретных параметров. Такое положение вызывает необходимость иметь обоснованную систематизацию основных объектов композиционных полимерных материалов (КПМ).

Исходим из следующих соображений. Есть понятие структура Str объекта, которая представляет собой множество объектов Е (I) с конкретными элементами (e1,e2, ... en) и множество

отношений R (Y) с конкретными взаимосвязями (r1,r2, ... rn), где I,Y=1,N. Следовательно, структуру композиционного материала StrКПМ можно записать в виде выражения:

Учитывая специфику КПМ, в том числе слоевую структурную неоднородность тонких пленок (из которых могут состоять КПМ или в составе которых они имеются), следует ввести некоторые разграничения в понятиях объекты КПМ, структура КПМ, структурирование в КПМ и другие.

Примем, что между собой объекты связаны

(взаимодействуют) в рамках вышеуказанного понятия StrКПМ . Целенаправленное управление объектами и взаимосвязями

126

обеспечивающие получение материала с заданными свойствами на всех стадиях жизненного цикла продукта, будем называть (ЦУС) – целенаправленное управление структурой. Действия, приводящие к изменению материала или его свойств – это структурирование. Материалы, включая КПМ, подвергшиеся разнообразным действиям, называем структурированные композиционные материалы (СКМ).

Считается, что КПМ можно рассматривать как самостоятельные конструкции, а процесс конструирования включает, по крайней мере, два этапа: расчетно-аналитический и экспериментально-технологический. По нашему мнению, следует расширить эти представления. Так, прогнозирование свойств КПМ на стадии идей вызывает необходимость создания программы действий на этапах расчета, технологий изготовления, поддерживающих идею действий по стабилизации свойств (ДССВ). После получения заданной структуры, введение корректирующих воздействий на материалы в процессе его эксплуатации (КРВ), позволяют ввести известное понятие жизненный цикл изделия (ЖЦИ) для КПМ.

Введем для ЖЦИКПМ уровни. Первый - обозначим его

IYЖЦИ КПМ. Он включает процесс проектирования требуемых свойств посредством составления особых конструкций внутреннего устройства компонентов КПМ, например, это: а) металлополимерные КПМ (наполненные композиции); б) композиты на основе фторопласта-4 с пространственно замкнутым каркасом; в) тонкослойные пленочные или комбинированные покрытия подложек и т.д. Этот процесс входит в этап расчета и анализа свойств, а также направленных действий по формированию Str с заданными (теоретически обоснованными) свойствами.

Второй - IIYЖЦИ КПМ, включает действия, определяющие реализацию технологии изготовления материала. Это могут быть технологические регламенты склеивания, прессования, термообработок, проведение операций магнитной обработки, радиационного облучения.

Третий этап - IIIYЖЦИ КПМ описывает процессы, протекающие (вводимые) на этапах поддержания требуемых свойств на всех стадиях эксплуатации. Это могут быть действия по стабилизации эксплутационных свойств на стадиях после

127

изготовления КПМ с требуемой Str, например, это помещение КПМ в магнитное поле; погружение в различные среды нанесение и поддержание в рабочей зоне определенных смазок, охладителей подогрева. Могут быть также другие уровни ЖЦИ.

На любом из уровней проектирования структуры, технологии ее изготовления (IIYЖЦИ КПМ, есть свои подуровни.

Так, для IIYЖЦИ КПМ есть подуровни: последовательность действий – например, спекание под давлением (А), поэтому запишем (А, В, ...М), или наличие в структуре композиционного материала основ - это (1, 2, ...N).Обозначим так: ткани – 1, волокон фторопласта – 2, подложки – 3, пленочного фторопласта – 4. Поэтому в символах этот объект имеет запись: IIY [А ( 2, 3, 4)]. В общем виде это запись IIY (I,Y). Поэтому, например, спекание под нагрузкой компонентов из ткани, волокон, пленочного материала, находящихся на подложке обеспечит определенную структуру: StrКПМ {IIYA(1, 2, 3, 4)} или сокращенно StrIIY A(1÷4),

полученную в процессе изготовления. По аналогии Str IY – это

структура на этапах разработки КПМ. Запись Str III Y –означает структуру материала на этапе эксплуатации (или в ситуации – материал готов к эксплуатации в изделии).

Таковы некоторые особенности систематизации и описания объектов композиционных материалов, используемых в машиностроении.

ИЕРАРХИЧЕСКАЯ ИНФОРМАЦИОННАЯ МОДЕЛЬ МАШИНОСТРОИТЕЛЬНОГО ПРЕДПРИЯТИЯ

И.В. Илларионов, В. Н. Старов, М.Н. Краснова

Новая редакция международных стандартов в области качества ISO 9000 2000 года предполагает использование процессоориентированного подхода, как идеологической основы построения систем управления качеством продукции. Различные

128

методики такого подхода на настоящий момент известны /1,2/ и активно используются как элемент информационных технологий, например, при проектировании программных средств и информационных систем управления предприятиями. Каждая из них включает в себя в той или иной степени стандартизированную графическую нотацию, реализующие ее программные средства и методические материалы по использованию. Особо отметим важность графической нотации, которая наряду с предоставлением исходной информации для программных средств обеспечивающих генерацию кодов, выполняет методически не менее важную задачу – служит своеобразным «интерфейсом» между специалистом в предметной области (менеджером, технологом, финансистом) и специалистами в области информационных технологий. Именно на этапе их взаимодействия во многом закладывается степень адекватности, с которой проектируемая система сможет описывать функционирование предприятия или организации и, в конечном итоге, качество программного продукта.

Предприятия материального производства или сферы услуг, рассматриваемые во всем многообразии их внешних связей и взаимодействий составляющих их частей, очевидно требуется рассматривать как сложную систему, для описания различных сторон функционирования которых целесообразно использование различных способов. Например, известная группа методик IDEF /3/ позволяет описать функциональную структуру (IDEF0), информационную структуру (IDEF1Х), динамику функционирования (IDEF3) объекта. При использовании каждой из них приходится учитывать возможности соответствующих программных средств. Так, если для IDEF0 и IDEF1Х существует значительное количество активно используемых программных пакетов, то для описания динамического поведения вместо IDEF3 гораздо удобнее и экономически целесообразнее использовать иные нотации (UML) /4/, лучше поддержанные программными средствами.

На начальном этапе проектирования требуется определить системы предприятия и входящие в них процессы и объекты с целью последующего управления ими. Такое описание начинается с наиболее общих задач с последующим уточнением до элементарных составляющих.

129

В ГОСТ Р ИСО 9001:2001 к обязательным бизнес-процессам относятся:

- реализация ответственности высшего руководства в рамках системы качества;

-менеджмент ресурсов (кадры, инфраструктура, рабочая среда);

-менеджмент производственных процессов (процессов жизненного цикла продукции приравненных к ним по степени важности вспомогательных процессов обеспечения);

-процессы измерения, контроля и улучшения системы качества.

К обязательным элементам процессов, составляющих бизнеспроцесс, относятся в том числе:

документы, содержащие политику, цели организации в сфере менеджмента качества, руководство по качеству;

документированные процедуры, в том числе документы, содержащие ответственность сотрудников организации;

документация на процессы, необходимая для обеспечения их эффективного планирования, управления и улучшения;

записи качества, и т.д.

Соответствующая функциональная модель должна содержать все перечисленные процессы и элементы в соответствии с требованиями указанного ГОСТ.

Для промышленного предприятия действующего в современной конкурентной среде наряду с выполнением задачи построения его информационной модели не менее важной является способность построенной модели обеспечивать эффективную поддержку задачи постоянной реструктуризации производства (в частности технологических процессов материального производства и соответствующих им информационных технологий). Наиболее эффективно эти задачи решаются при поддержке программных средств. Так, развитие продукции, направленное на повышение еѐ характеристик, эффективно поддерживается CAD/CAM/CAE – системами, обеспечивающими конструирование, проектные расчеты, кинематическое моделирование и др.

С внедрением в практику стандартов CALS место идеологической основы проектирования информационных систем прочно занял объектный подход, для которого, в свою очередь, стандартом проектирования стала нотация языка UML. Далее в работе рассматривается формальное описание процессов

130

машиностроительного производства с учетом динамики поведения

ивзаимодействия отдельных объектов.

Вкачестве задач предполагалось:

1)Изучение возможностей CASE-технологий и UML применительно к разработке программного обеспечения для машиностроительного производства.

2)Построение общей концептуальной модели техпроцесса как потомка абстрактного техпроцесса и приблизительного словаря информационной системы машиностроительного производства с использованием UML и шаблонов проектирования.

3)Подетальная проработка системы управления предприятием на уровне шаблонов.

4)Проектирование:

услуг, предоставляемых системой, на диаграммах прецедентов или случаев использования (use case diagrams);

их реализаций в виде ассоциаций классов на диаграммах коопераций (collaboration diagrams);

классов на диаграммах классов (class diagrams);

процессов и объектов во временных рамках на диаграммах последовательностей и состояний (sequence diagrams, state diagrams);

физического развѐртывания системы в пространстве на диаграммах развѐртывания (deployment diagrams) для лучшего понимания масштаба системы и физической связи еѐ отдельных звеньев.

5)Проектирование целевой части проекта до логически низшего уровня.

6)Разработка с использованием технологии CASE универсального программного обеспечения (АСТПП) для упрощения обслуживания и повышения эффективности работы оборудования с ЧПУ в рамках информационной системы предприятия.

Разрабатываемая система – среда визуального проектирования формализованных техпроцессов для операционной системы Windows с интуитивно понятным графическим интерфейсом, требующим минимум времени для освоения. Система имеет клиентскую и серверную составляющие: собственно среда визуального проектирования с локальной базой данных (БД) и ПО оснастки сервера БД техпроцессов. Так реализуется принцип сотрудничества разработчиков техпроцессов: доступ к серверу базы

131

данных возможен с любого компьютера, подключѐнного к корпоративной сети (рассматриваются сети, работающие по протоколу TCP/IP), на котором имеется клиентская часть системы. Администрирование главной БД техпроцессов может производиться с компьютера с любой операционной системой. Так частично реализован принцип кроссплатформенности. Для полной его реализации следует использовать при разработке клиентской части системы язык Java, что, к сожалению, приведѐт к снижению производительности и появлению ограничений, накладываемых на графический интерфейс, поэтому в рамках этого проекта Java не используется. Результатом проектирования стали диаграммы верхнего, нижнего и среднего уровня.

ДИАГРАММЫ ПРЕЦЕДЕНТОВ, ДИАГРАММЫ ВЕРХНЕГО УРОВНЯ

И.В. Илларионов, В. Н. Старов, М.Н. Краснова

Диаграммы верхнего уровня.

Самый верхний уровень абстракции представлен девятью диаграммами прецедентов. Все девять диаграмм показывают процессы, происходящие на производстве с разных позиций и с разным уровнем детализации. В диаграммах используется объектноориентированный подход, в частности, поэтому широко используется наследование.

Рассмотренные диаграммы прецедентов: Диаграмма общей системы

Диаграмма системы поддержки жизненного цикла продукта Диаграмма системы управления кадрами Диаграмма системы работы с репозиторием (базой знаний) Диаграмма системы управления ресурсами Диаграмма процессов, связанных с оборудованием

132