Учебно-методический комплекс по учебной дисциплине Контроль и испытания продукции для направления специальности 1-54 01 01-01 Метрология, стандартизация и сертификация (машиностроение и приборостроение)

101

стеклянные бутылки для розлива алкогольных напитков и детского питания.

Объясняется это заботой о здоровье нации: вторичное использование стеклянной бутылки может сказываться на качественных параметрах продукции и, как результат, на здоровье покупателей. В странах ЕС повторное использование бутылок, наоборот, поощряется, поскольку это экологично, безопасно для здоровья населения и сокращает потребление энергии в промышленности.

2.2.2 Контролепригодность технических объектов и ее обеспечение

иремонте.За последнее время резко возросла сложность современных технических объектов, увеличилось количество выполняемых ими функций,

икак следствие повысились требования к их надежности. Соответственно

Эффективность этих методов зависит от контролепригодности, т.е. степени

(ПД)– свойство изделия, характеризующее его пригодность к проведению контроля заданными методами и средствами технического диагностирования.

Обеспечение контролепригодности позволяет значительно сократить время и стоимость восстановления при устранении дефекта, повысить надежность, качество и производительность технических средств. Высокий

обработки данных для определения технического состояния и оперативного поиска дефектов, обеспечивает принятие своевременных мер по предотвращению аварийных ситуаций, что особенно важно при их необратимых последствиях. ПД должна обеспечиваться на всех стадиях

разработки новых и модернизации серийно выпускаемых изделий при

разработке для них систем диагностирования. Обеспечение ПД изделий должно проводиться с целью повышения эффективности диагностирования

и изделия при диагностировании на этапе «эксплуатация и ремонт». Для обеспечения ПД изделий в техническом задании (ТЗ) на разработку или модернизацию изделий должны устанавливаться конкретные требования по

ПД изделий в виде количественных показателей ПД и качественных

требований. Количественным показателем ПД является средняя оперативная трудоемкость данного вида диагностирования и коэффициент безразборного диагностирования. Средняя оперативная трудоемкость данного вида диагностирования рассчитывается из выражения:

где N– число операций данного вида диагностирования, необходимых для определения технического состояния изделия;

д – оперативная трудоемкость i-йоперации диагностирования, чел.-ч.:

где – основная трудоемкость i-йоперациидиагностирования, чел.-ч.;

– средняя вспомогательная трудоемкость i-йоперации диагностирования, чел.-ч.

Основная трудоемкость диагностирования характеризует затраты труда на непосредственное диагностирование (установление необходимых

103

режимов работы изделий и средней трудоемкости диагностирования (СТД),

измерение, сравнение действительного значения с заданными, регистрация и отображение результата измерения параметра):

(2.3)

где – средняя трудоемкость установки и снятия измерительных преобразователей и других устройств, необходимых для выполнения i-

йоперации диагностирования, чел.-ч.;

–средняя трудоемкость работ на изделии для обеспечения доступа

кконтрольным точкам и приведения изделия в исходное состояние после диагностирования, чел.-ч.

Коэффициент безразборного диагностирования рассчитывается по формуле:

где Пк– число контролируемых параметров изделия данного вида диагностирования, для измерения которых не требуются демонтажно-

монтажные работы;

Пн– общее число контролируемых параметров данного вида

диагностических работ следует прорабатывать на стадиях их проектирования и изготовления. Это значительно повысит показатели надежности, качества функционирования, сократит затраты на обслуживание и ремонт при их эксплуатации. Проблеме синтеза контролепригодных систем уделяется большое внимание– фундаментальные положения теории предложены в работах видных ученых. В частности достаточно успешно решаются задачи построения тестовых последовательностей для покрытия возможных неисправностей. Для решения задач синтеза, прежде всего, необходима математическая модель объекта диагностирования– диагностическая

104

модель. Она должна адекватно отражать основные свойства проектируемой системы и в то же время быть универсальной по отношению к типу ошибок.

Наиболее удобной является структурная модель, представляемая в форме ориентированного графа, вершины которого отображают блоки объекта диагностирования, а дуги– связи между блоками. Представление объекта

диагностирования в форме ориентированного графа позволяет

абстрагироваться от специфики объектов и рассматривать иx в весьма общем плане.

Согласно ГОСТ 26656 диагностическая модель– формальное описание изделия, подвергаемого диагностированию (в аналитической,

табличной, векторной, графической и др. форме), учитывающее возможные изменения в его исправном и неисправном состоянии.

Для класса непрерывных систем нет общего подхода к решению вопросов обеспечения их контролепригодности. В системах со сложной

структурой и большим количеством возможных дефектов выбор

расположения точек контроля при существовании ограничений на их размещение является достаточно нетривиальной задачей. Используемые для решения таких задач традиционные точные методы, методы ветвей и границ,

к необходимости разработки новых методов и алгоритмов проектирования контролепригодных систем.

В последнее время для решения задач с большим числом возможных

экстремума целевой функции принципы, лежащие в основе процессов естественного отбора. По своей сути, являясь алгоритмами нахождения глобального экстремума многоэкстремальной функции, они значительно сокращают перебор в сложных задачах и легко адаптируются к изменению условий проблемы.

105

Таким образом, задачи оптимального синтеза контролепригодных

Математические технологии предназначены для решения задач оптимизации большой размерности и успешно применяются для решения технических

ограничение на размерность решаемых задач и даст новый эффективный подход к решению задач синтеза контролепригодных объектов различной природы и назначения. Актуальной проблемой также является разработка методов синтеза контролепригодных систем с большим числом состояний,

определяемым дефектами, на базе эволюционного моделирования; адаптация

генетических алгоритмов к решению задач обеспечения

контролепригодности восстанавливаемых непрерывных технических систем по критериям глубины поиска, времени восстановления при наличии ограничений на область допустимых решений.

Для исследований контролепригодности применяются методы теории

графов, теории множеств, теории вероятностей и эволюционного

моделирования. Для практической апробации и настройки разработанных алгоритмов применено программное статистическое моделирование,

реализованное на языке Builder C++. Графический материал при проведении исследований получен с использованием математических технологий пакета

MATLAB 6.0, Microsoft Excel.

В практическом плане объектами исследования являются

восстанавливаемые технические системы непрерывного действия, число возможных состояний которых, обусловленных возникновением дефектов,

к обеспечению контролепригодности изделий в части их приспособленности

106

к диагностированию, требования к параметрам, методам, средствам технического диагностирования, к конструкции изделия и требования к их контролю. Стандарт устанавливает общие требования к конструкции

изделия:

●к введению в конструкцию объекта встроенных измерительных преобразователей, обеспечивающих внешнюю выдачу контролируемых сигналов;

●к введению ... встроенных элементов контроля (смотровые или мерные стекла, прозрачные трубки и др.), обеспечивающих визуальный контроль параметров;

идоступности устройств сопряжения;

●к легкосоединяемости и легкосъемности устройств сопряжения

(соединения);

●к защите устройств сопряжения (присоединения) с СТД от повреждений и загрязнений при работе изделия;

●к обозначению устройств сопряжения.

Устройство сопряжения– устройство, предназначенное для соединения и разъединения изделия и СТД (электрический соединитель,

переходник, штуцер и др.).

Требования по ПД изделий следует включать в ТЗ на разработку или модернизацию изделий; конструкторскую документацию (пояснительную записку к техническому предложению, эскизному проекту, чертежи,

технические условия (ТУ)), стандарты. Показатели ПД изделий контролируются путем определения соответствия фактических значений показателей ПД заданным их значениям в ТЗ. Значения показателей ПД определяют в процессе приемочных испытаний. Фактические значения показателей ПД заносятся в протокол испытаний. Важнейшим понятием является контрольная точка.

107

Контрольная точка– выходы изделия, с которых снимаются средствами технического диагностирования ответы изделия (на рабочие или тестовые воздействия).

Выходы могут быть основные (необходимые для применения изделия по назначению) или дополнительные (специально организованные для целей диагностирования). В качестве критериев синтеза контролепригодных объектов целесообразно использовать коэффициент глубины диагностирования. Так как данный коэффициент изменяется в зависимости от числа точек, с которых снималась информация, то накладывая определенные ограничения, можно обеспечивать различную глубину диагностирования.

2.3Виды контроля по полноте охвата единиц продукции

2.3.1Сплошной контроль

Согласно ГОСТ 16504 сплошной контроль– контроль каждой единицы продукции в партии.

Согласно ГОСТ Р 50779.11 партия (производственная партия) –

определенное количество некоторой товарной продукции или услуг,

произведенное в одно время и при условиях, которые можно считать однородными.

Обстоятельства, при которых условия можно считать однородными,

в большинстве случаев нельзя установить. Например, замена используемого материала или инструмента или прерывание процесса производства может привести к разным условиям.

Согласно ГОСТ Р 50779.11 контролируемая партия– определенное число единиц продукции, материала или услуг, собранных вместе и представленных для испытания.Контролируемая партия может состоять из нескольких производственных партий или частей производственных партий.

Выборка– одна или несколько выборочных единиц, взятых из генеральной совокупности и предназначенных для получения информации о ней.Выборка может служить основой для принятия решений о генеральной совокупности или процессе, который ее формирует.

Генеральная совокупность– множество всех рассматриваемых единиц.

Различают следующие виды выборочного контроля:

1)одноступенчатый;

2)двухступенчатый;

3)многоступенчатый;

4)последовательный;

5)непрерывный;

6)одностадийный непрерывный;

7)многостадийный непрерывный;

8)серийный;

9)с пропуском партий;

10)инспекционный.

Одноступенчатый – выборочный контроль, при котором решение

о приемке или отклонении партии в соответствии с определенными

правилами принимают на основе результатов контроля, получаемых из одной выборки заранее определенного объема n.Если среди n случайно отобранных изделий число дефектных m окажется не больше приемочного числа с (m ≤

с), то партия принимается. В противном случае партия бракуется.

Согласно ГОСТ Р 50779.11 приемочное число– наибольшее число несоответствий или несоответствующих единиц в выборке в плане

109

выборочного контроля по альтернативному признаку, при котором

допускается приемка партии.

Двухступенчатый– выборочный контроль, при котором после

контроля первой выборки объема n1 принимают решение о приемке,

отклонении партии или отборе второй выборки объема n2 для принятия решения о приемке или отклонении в соответствии с определенными правилами.

Первая ступень: если среди n1случайно отобранных единиц продукции число дефектных m1 окажется не больше приемочного числа с1(m1 ≤ с1), то партия принимается. Если m1 ˃с2 ˃ с1, то партия бракуется. Если с1≤ m1 ≤ с2,

то принимается решение о взятии второй выборки объемом n2.

Вторая ступень: если суммарное число дефектных изделий в двух

выборках (m1 + m2) ≤ c3, то партия принимается. Если (m1 + m2) ˃ c3.партия бракуется по данным двух выборок.

Многоступенчатый– выборочный контроль, при котором после

контроля каждой выборки принимают решение о соответствии с определенными правилами о приемке, отклонении партии или отборе

следующей выборки, причем правила принятия решения основаны на

накопленных данных всех выборок партии.Для большинства

многоступенчатых планов выборочного контроля наибольшее число выборок, которые можно отобрать, ограничено, причем при достижении этой границы решение о приемке или отклонении надо принимать обязательно.

Таким образом, решение о принятии или забраковании партии принимается на основании испытаний k (k ≥ 2) выборок, причем максимальное количество выборок ограничено и заранее установлено (в отечественной практике чаще всего применяется двухступенчатый контроль, в котором число выборок не

в соответствии с определенными правилами после контроля каждой единицы принимают основанное на накопленных данных всех проконтролированных

110

единиц из партии решение о приемке, отклонении партии или контроле следующей единицы. Полное число единиц, которые должны быть проконтролированы, не устанавливают, но максимальное число часто

выбирают на основании предыдущего опыта. Таким образом, решение

о приемке партии, браковке или продолжении испытаний принимается после оценки каждого последовательно проверяемого изделия, причем число изделий, подвергаемых контролю, заранее не ограничено. Задаются объемы последовательных выборок ni(n1,n2,n3), где n1 ˂ N;n1 +n2 ˂N и т.д.

Также задаются пары целых чисел с1и с'1; с2 и с'2 и т.д. При этом с1< с'1;

с2 ˂ с'2 и т.д.

На первом шаге контролируется выборка объема n1. Если m1 ≤ с1, то партия принимается. Если m1 > c1– бракуется.

Если с1≤ m1 ≤ с'1, берется выборка объема n2. Если m2 = m (n1 +n2) ≤ с2,то

с организационной точки зрения, так как предусматривают элементарную процедуру контроля, в которой объем выборки постоянен и заранее известен.

В остальных планах процедуры контроля значительно сложнее, применение их на производстве требует наличия квалифицированных кадров. В то же время при многоступенчатом и последовательном контроле при том же среднем объеме выборки, равном объему выборки одноступенчатого контроля, достигается большая достоверность принимаемых решений, но они более сложны в организационном плане.

Непрерывный контроль – выборочный контроль, предназначенный для проверки непрерывного потока отдельных единиц продукции, который:

● предусматривает приемку или отклонение на основании результатов последовательного контроля отдельных единиц;