1. Теоретико-практическая часть

1.1 Технологическая система и её уровни

В соответствии с ГОСТ 27.004-85, технологическая система (ТС) – это совокупность функционально взаимосвязанных средств технологического оснащения, предметов производства и исполнителей для выполнения на регламентированных условиях определённых технологических процессов или операций [2-4]. К предметам производства относятся материалы, заготовки, полуфабрикаты и изделия, находящиеся в состоянии хранения, транспортирования, формообразования, обработки, сборки, ремонта, контроля и испытаний.

Различают четыре иерархических уровня технологических систем:

1) ТС операций – низший уровень, охватывающий отдельную технологическую операцию;

2) ТС процессов – объединение операций в технологический процесс;

3) ТС производственных подразделений – цеха, участки, линии;

4) ТС предприятий – высший уровень, охватывающий всё предприятие.

Технологическая система может иметь подсистемы (выделяемые по функциональному или структурному признаку) и включает элементы – части ТС, условно принимаемые неделимыми на данной стадии анализа (станок, приспособление, инструмент) .

Практический пример. При изготовлении цилиндрической головки детали на фрезерном станке с ЧПУ технологическая система операции включает: станок мод. 6Р13Ф3, накатную головку, деформирующий элемент (индентор), систему ЧПУ «Координата 2ИТ71» и оператора.

ТС процесса объединяет операции чернового точения, чистового точения и ППД. ТС производственного подразделения включает все станки и персонал механического цеха.

1.2 Параметрическая надёжность технологических систем

Параметрическая надёжность технологической системы – это свойство ТС обеспечивать изготовление продукции с заданными параметрами качества (КПС) и эксплуатационными свойствами (ЭС) в течение требуемого времени (наработки) с заданной вероятностью. При этом надёжность ТС оценивается только по тем параметрам и показателям качества изделия, уровни которых зависят от технологии изготовления.

В качестве показателей параметрической надёжности используются те же показатели, что и для оценки надёжности любой системы:

– вероятность безотказной работы P(t);

– параметр потока отказов ω(t);

– вероятность отказа F;

– средняя наработка до отказа T₁.

Наиболее удачной характеристикой является вероятность безотказной работы P(t) – вероятность выполнения задания по всей совокупности нормируемых показателей качества, поскольку она охватывает факторы, существенно влияющие на надёжность (состояние оборудования, температурный режим и т. д.).

Вероятность выполнения задания ТС по j-му параметру качества определяется выражением 1.

P(Eij ≤ yj(t) ≤ Ejj) ≤ Pj(t),

(1)

где E_ij, E_jj – нижнее и верхнее предельные значения для j-го параметра, установленные НТД;

y_j(t) – значение j-го параметра в момент t.

При обеспечении одновременно всех m параметров справедливо (2).

P(t) = P(Ei1 ≤ y1(t) ≤ Es1; ... Eim ≤ ym(t) ≤ Esm.

(2)

Практический пример. Для цилиндрической головки детали регламентированы параметры КПС:

– шероховатость Rₐ = 0,63 ± 0,13 мкм;

– микротвердость H = 4500 ± 500 МПа;

– остаточные напряжения σ_m = −600 ± 100 МПа.

Параметрическая надёжность ТС определяется как вероятность одновременного выполнения всех трёх условий в течение наработки T = 1000 деталей.