Модульная технология и структурное представление ДСМ

 

Севрюгина Н.С., Прохорова Е.В. (БГТУ им. В.Г. Шухова, г.Белгород, РФ)

 

In article it is considered offered  Bazarov B.M., modular technology. The essence of this technology consists that the product is represented set of designs of functional modules of the surfaces which are not dependent on technology of their manufacturing.

 

Современные дорожные и строительные машины (ДСМ) являются сложными техническими системами, доля многономенклатурного разносерийного производства которых порождает структурные изменения в машиностроении, меняя соотношение между типами производства. С точки зрения стадий жизненного цикла этот факт играет существенную роль, не только в период производства ДСМ, но и в период эксплуатации - при поддержании их в работоспособном состоянии, а так же при их утилизации.

Мегаполис, является основным местом эксплуатации ДСМ. Списочный состав парка машин в эксплуатирующих организациях зачастую, варьируется от одной до десятка единиц однотипных, а реже, машин одной модели. Поэтому современные предприятия систем обслуживания, сервиса и ремонтные базы должны быть способны быстро адаптироваться к новым технологиям выполнения работ, обеспечивать материально-техническую базу новейшим оборудованием, способствующим повышать качество работ с минимальными издержками.

Анализ современной сервисно-ремонтной базы показал, что она имеет существенные недостатки, основными из которых являются: большой объем ежегодного обновления физически неизношенных средств технологического оснащения; низкий уровень использования технологических и технических возможностей материально-технического оснащения. Все это приводит к огромным потерям материальных, трудовых и энергетических ресурсов, в связи с чем, разработка мер по устранению перечисленных недостатков не менее важна по своей значимости, чем создание новых машин и технологий.

Установлено, что в качестве одной из причин отмеченных недостатков может быть выделен низкий уровень типизации и унификации деталей и сборочных единиц. Изучение данной проблемы с позиции системного подхода, а в частности, на базе предложенной д.т.н. Базаровым Б.М. модульной технологии [1], для машиностроительного производства позволяет разработать единую элементную базу средств технологического обеспечения (ЭБТО).

В модульной технологии, предложенной Б.М. Базаровым, идея типизации в масштабе всего машиностроения переориентирована на развитие производства по принципу – технология должна создаваться под изделие. Реализация этого пути развития должна начинаться прежде всего с построения классификации изделий, не содержащей технологических признаков, но влияющих на технологию изготовления.

Объект классификации должен существовать объективно, отличаться небольшой номенклатурой, быть устойчивым во времени (долго сохраняться во времени). Поиск такого объекта классификации должен вестись в области его функционального назначения, в качестве такого объекта д.т.н. Базаровым Б.М. предложен модуль поверхностей (МП) детали, представляющий собой сочетание поверхностей, с помощью которого деталь выполняет соответствующую функцию и отличающийся ограниченной номенклатурой.

Сущность модульной технологии заключается в том, что изделие представляется совокупностью конструкций функциональных модулей поверхностей, не зависящих от технологии их изготовления, а его технологический процесс и средства технологического оснащения строятся методом компоновки из типовых модулей технологического обеспечения МП.

На основе модульной технологии появляются возможности свести к минимуму дублирование технологической подготовки производства, снизить избыточное разнообразие технологических процессов, оборудования, оснастки, более полно использовать технологические и технические возможности средств технологического оснащения, совершенствовать организационные формы производственного процесса, внедрять системный подход в унифицикацию изделий и их технологического обеспечения [2].

Построение ремонтного производства с использованием модульной технологии позволит создать единую элементную базу средств технологического обеспечения изделий, где типовому (унифицированному) модулю изделия будут соответствовать типовые (унифицированные) модули технологических процессов, технологического оборудования, инструментальных наладок и приспособлений, а также управлять развитием средств технического обеспечения.

Базируясь на основные положения модульной технологии ДСМ могут быть представлены совокупностью модулей. При этом следует отметить, что система, построенная из модулей, отличается следующими тремя свойствами: во-первых, имеется точное определение качественных признаков каждого составляющего модуля, во-вторых, известным является число типов составляющих модулей, в-третьих, существует порядок, по которому составляющие модули собираются в системы. Для ДСМ в качестве таких модулей выступают сопряжения поверхностей, не зависящие от конструкции изделия и постоянные во времени, с обязательным условием, что данное сопряжение выполняет соответствующую служебную функцию.

Описание машины на модульном уровне начинается с разработки метода замещения машины в целом, структурным множеством модулей. Предварительно следует остановиться на понятии модуля, его характеристиках и разновидностях. Модуль характеризуется абстракцией, когда выделяются основные черты; иерархией – возможностью классификации; устойчивостью - постоянством во времени; унификацией – возможность уменьшить разнообразие. Модуль – техническая система может быть функциональным или конструктивным. Под конструктивным модулем понимается часть конструкции технической системы, рассматриваемая как совокупность деталей и сборочных единиц, а под функциональным модулем – часть технической системы как самостоятельного функционального объекта. В свою очередь, функциональные модули можно разделить на технологические и обслуживающие модули.

Машина, как изделие, на протяжении своего жизненного цикла является на этапе создания предметом производства, затем объектом эксплуатации, ремонта и утилизации, меняя тем самым свое назначение. Таким образом, одна и  та же конструкция машины должна отвечать различным требованиям и в общем случае описываться разными модулями.

Под функциональным технологическим модулем (МФТ) понимается модуль, обеспечивающий выполнение машиной своего функционального назначения при эксплуатации, для погрузчиков это погрузочное оборудование, для перемещения груза, шасси – обеспечивающее передвижение погрузчика, рулевое управление – обеспечивающее маневрирование и т.п.

Для выполнения заданных функций МФТ необходимы поддерживающие функциональные обслуживающие модули (МФО). Например: МФТ - шасси для перемещения погрузчика содержат поддерживающие МФО - передний и задний мост в сборе. В свою очередь, каждый функциональный модуль тоже состоит из соответствующих МФТ и МТО вплоть до деталей. В соответствии с изложенным можно построить следующую классификацию модулей технических систем, представленную на рис.1 [1].

Рисунок 1 – Классификация модулей

 

Поскольку машина, как объект эксплуатации, создается для выполнения соответствующих служебных функций, то все, что закладывает в нее конструктор, несет определенную функциональную нагрузку, т.е. может быть представлено совокупностью функциональных модулей.

На основании вышеизложенного можно сделать вывод, что:

- объективная оценка надежности сложных технических систем возможна только при четком структурном представлении этой системы;

- применение положений модульной технологии позволяет расширить структурное представление технической системы;

- разработка классификационных модулей при описании ДСМ позволит усовершенствовать технологический процесс поддержания машин в работоспособном состоянии.

Литература

1. Базаров Б.М. Модульная технология в машиностроительном производстве /Б.М. Базаров. М.: Машиностроение, 2001. - 368 с.

2. Зорин В.А. Основы работоспособности технических систем: Учебник для вузов /В.А. Зорин. М.: ООО «Магистр-Пресс», 2005. - 536 с.