Файл: Сборник методических пособий.doc

Вместе с тем становится очевидным, что детерминированный подход к явлению несколько обедняет его представление. Более полным должен быть учет случайного фактора. Действительно, любой технологический процесс характеризуется целым рядом параметров, которые имеют случайный характер (свойством материала и заготовок, режимом обработки, износом инструментов и пр.). Все эти параметры случайным образом суммируются в ходе технологического процесса, поэтому и результат процесса представляется случайной величиной.

Для уже разработанных и реализованных технологических процессов явления технологического наследования можно описать на основе теории планирования эксперимента—т.е. необходимо сначала разработать технологический процесс, а затем совершенствовать его. Однако для широкого использования на производстве такой подход не оправдан. Поэтому важным этапом должно стать высокодостоверное прогнозирование качества изделий с учетом технологического наследования еще на стадии разработки технологического процесса. При таком подходе к делу необходимость учета случайных факторов еще более очевидна.

Элементы системы и связи между элементами достаточно полно могут быть описаны с помощью теории графов. Особенность таких графов заключается в том, что они должны быть ориентированными и ациклическими. Вершины графов представляют собой свойства объектов, ребра характеризуют передачу (наследование) свойств.

Р
А₂


исунок 84 – Граф формирования свойств объекта
На рисунке 84 вершина А₁ графа представляет собой совокупность свойств заготовки, а вершина А₂ – те свойства, которые создаются на определенной операции обработки заготовки. Ориентированные ребра А₂С и А₁С показывают передачу (наследование) свойства в процессе обработки. Таким образом, возникает объект С со свойствами, характерными для А₁ и А₂. Если процесс обработки на этом не заканчивается, применяют еще ряд операций, каждая из которых создает на обрабатываемом объекте дополнительные свойства.

Такой технологический процесс представлен графом на рисунке 85,а. Действительно, свойства объекта С, а также те свойства, которые создает операция

---

А₃, передаются объекту D и т. д.

Объект G является готовой деталью, которая сочетает в себе свойства А₁, С, D, Е, F. Ребра А₂С, А₃D, А₄Е и т.д. являются непременно ориентированными, т.е. показывающими изменение свойств. Это объясняется тем, что операции А₂С, А₃D и др. оказывают воздействие на объекты, после которого изменение свойств обязательно. Ребра же А₁С, СD, DЕ и т.д. могут быть и неориентированными, т.е. нельзя утверждать, что свойства А₁, С, D и пр. будут непременно перенесены на объект в дальнейшем ходе технологического процесса.



Рисунок 85-- Граф технологического наследования: а – ориентированный; б – содержащий неориентированные ребра

Операции технологического процесса могут ликвидировать некоторые свойства объектов и создавать новые. В этом случае наследование определенных свойств представляется смешанным графом (риcунке 85,б),у которого некоторые ребра не являются ориентированными. Свойства С, D, ..., G,создаваемые в ходе технологических операций, формируются в соответствии с особенностями проведения этих операций. Например, лезвийным инструментом можно вести обработку, применяя ту или иную охлаждающую жидкость, специальный подогрев или охлаждение заготовки и пр. Аналогично, процесс шлифования может сопровождаться специально осуществляемыми колебаниями инструмента или заготовки, особыми условиями ее закрепления и др. В соответствии с этим технологическое наследование представляется графом по рисунку 85. Здесь под индексами A_3(1); A₃₍₂₎ следует понимать те свойства объекта D, которые создаются за счет особенностей проведения технологических операций, что может обеспечивать синэргетический эффект.

Графы на рисунке 86, и 87 представляют собой изображение процесса технологического наследования в самом общем виде. Например, D на рисунке 86 характеризует все и всякие свойства технологического процесса. Однако и такое смешение свойств иногда затрудняет представление о технологическом наследовании.

С точки зрения технологического обеспечения качества, наибольший интерес представляют такие параметры заготовок деталей, как точность размеров, форма сечений, напряжения поверхностных слоев и др. Поэтому целесообразно механизм технологического наследования представлять графами в более полном виде рисунке 86. Здесь комплекс свойств

---

А₁ заготовки представляется конкретными ее свойствами В, С, D, ... , N, каждое из которых претерпевает изменения в ходе технологического процесса. Пусть С—отклонение формы заготовки. За счет свойств С₁₍₁₎ и других особенностей С₁₍₂₎ ... С_1(р), операции чернового точения эта погрешность превращается в С₁и т.д. В конце технологического процесса наследственное отклонение формы составит С₄.

Это отклонение явится одним из параметров, определяющих качество F готовой детали. Естественно, что должны учитываться только те наследственные свойства, которые решающим образом влияют на функционирование изделия.



Рисунок 86 – Граф технологического наследования, показывающий влияние технологических операций



Рисунок 87 – Развернутый граф технологического наследования
Так как рассматриваемые графы являются ориентированными, общее число наследуемых свойств определится одной из сумм:

Здесь – число ребер, выходящих из вершин графа;

– число ребер, входящих в эти вершины;

n – число вершин графа. Например, для рисунка 84,а.



В обоих случаях сумма равна 10. Следовательно, свойства готовой детали G представляют собой совокупность десяти свойств, полученных в ходе технологического процесса. Однако, естественно, удельное значение их в формировании конечных свойств детали будет различным.

Графы, характеризующие технологическую наследственность, по своей сущности сходны с графами, именуемыми генеалогическими. Последние же показывают влияние наследственной информации, передаваемой от двух объектов к третьему, свойства которого формируются в зависимости от свойств этих двух объектов. В отличие от генеалогических графов, которые не могут быть замкнутыми циклическими, графы, отражающие процесс технологического наследования, в отдельных случаях могут представляться циклами. Это возможно, в частности, в прецизионном станкостроении, когда речь идет о ремонте дорогостоящих частей станка.

---

B

---

Рисунок 88 – Циклический

граф технологического

наследования

С оответствующий граф представлен на рисунке 88. Граф, рассматриваемый от А до F в направлении стрелок, представляет собой процесс изготовления детали, свойства которой характеризуются значением F. Однако, когда эта деталь нуждается в ремонте, она может быть использована в качестве заготовки для изготовления новой детали, но, естественно, иных размеров. Ребро FА указывает на перенос отдельных свойств готовой детали на заготовку. Так, в частности, иногда поступают при ремонте шпинделей, работающих на подшипниках скольжения. Создание нового шпинделя из указанной заготовки будет иллюстрироваться дополнительным графом, который явится ответвлением от цикла.

Из рисунка 86 видно, что графы, характеризующие технологическую наследственность, состоят из отдельных цепочек, внутри которых стрелки направлены в одну сторону. Это единство направлений символизирует течение технологического процесса и перенос свойств обрабатываемого объекта от операции к операции. Сложность технологического наследования вместе с тем состоит в том, что не всегда удается рассматривать цепочки графа обособленно.

Рисунок 89 – Граф, имеющий перешеек

На рисунке 89 представлен более сложный случай наследования, изменение одного качества обрабатываемого объекта вызывает изменение другого. Если цепочка свойств С–С₁–С₂–С₃ характеризует, например, изменение погрешностей формы детали в процессе обработки, а цепочка D–D₁–D₂–D₃―изменение напряжений, то перешеек графа указывает на взаимное вли­яние этих свойств. Истинную картину технологического наследования описывают аналогичные графы с большим числом перешейков. Однако такие графы являются весьма сложными и не позволяют отделить главные связи от второстепенных. Поэтому для практических целей удобнее пользоваться графами, построенными на основе упрощающих допущений.

Вместе с тем нельзя не заметить что именно графы на рисунке 89 показывает важнейшее свойство кибернетических систем—наличие обратной связи. Всякая система, рассматриваемая с позиций технологического наследования, содержит в себе большое число регуляторов с обратной связью. Эти регуляторы присущи системе, их работа не всегда четко может быть осознана исследователями, детально описана и, тем более, использована для управления свойствами обрабатываемых объектов. В основе графа, показывающего технологическое наследование, лежит ориентированное ребро, условно снабженное стрелкой. Именно оно указывает на передачу свойств. Отсутствие хотя бы одного ориентированного ребра снимает вопрос о технологическом наследовании, так как вся предыстория изготовления данного объекта оказывается не связанной с дальнейшей обработкой.

---