Том 30, № 1 (2024)

Рассмотрены особенности многосвязных производственных систем и задач управления ими. Предложена модель многосвязных производственных систем как совокупность процессов производственного цикла, с учетом материальных, информационных потоков и возмущений от внутренней и внешней среды. Состояние многосвязной производственной системы оценивается технологическими, технико-экономическими, организационными показателями и показателями эффективности инвестиционных вложений. Предложен подход к управлению на основе концепции бережливого производства, сформулирована цель управления и поставлена задача управления, как поиск рациональных управляющих воздействий. Рассмотрены структура системы управления и функциональные подсистемы.

Рассмотрены модели и методы, лежащие в основе функционирования интеллектуальной информационно-управляющей системы (ИИУС) барабанной сушильной установкой (БСУ). Они позволяют в реальном режиме времени минимизировать потери качества высушиваемого материала и производительность процесса его сушки. Приведены математическая постановка задачи управления процессом сушки с минимизацией заданного функционала и структура барабанной сушильной установки как объекта управления. Дано описание множеств возможных ситуаций управления, сформулированы лингвистические переменные, определены функции принадлежностей термов лингвистических переменных, сформирована база нечетких правил управления. Показаны пример расчета управляющего воздействия, минимизирующего функционал потерь и ИИУС БСУ его реализующей.

Рассмотрен подход к автоматизированному выбору вида погружного барабана и формы токопроводящего анода в установке гальванического покрытия деталей насыпью, базирующийся на использовании теории построения экспертных систем. Поставлена и решена задача оптимального выбора вида погружного барабана и формы токопроводящего анода. Рассмотрены вопросы построения информационно-логической модели поддержки принятия решений при их выборе, позволяющей в зависимости от заданных формы и размеров обрабатываемых деталей в насыпном виде найти оптимальный вариант вида погружного барабана и формы токопроводящего анода в установке. Для подготовки конструкторской документации многофункциональной установки гальванического покрытия деталей насыпью разработаны цифровые параметрические модели возможных видов барабанов и токопроводящих анодов в системе SolidWorks. Разработан программный комплекс, реализующий решение поставленной задачи, и апробирован при проведении процесса цинкования мелких деталей (шпилек, втулок, гаек).

Рассмотрен процесс оценивания эффективности в ходе проектирования и функционирования информационной системы – сложной автоматизированной системы. Представлены варианты декомпозиции показателей эффективности информационной системы и оценок эффективности функционирования ее элементов. При этом система управления предполагается централизованной, однозвенной. Рассмотрены стандартные показатели процесса управления (оперативность, непрерывность, устойчивость и скрытность). Функционирование системы оценивается на основе фазовых траекторий эталонных значений.

Выполнено стохастическое моделирование процесса формирования разреженных потоков сыпучих компонентов на этапе ротационного смешивания на платформе кибер-физических систем. Применение энергетического метода для стохастического описания технологической операции смешивания твердых дисперсных сред в рабочем объеме смесителя-уплотнителя с ротационными элементами позволило получить аналитические зависимости между показателями исследуемого процесса и его основными конструктивно-режимными параметрами, а также физико-механическими характеристиками рабочих материалов.

Представлены результаты разработки пористых пластинчатых регенеративных материалов на основе надпероксида калия и пероксида кальция. Пероксидные соединения синтезируются в вакууме из жидкофазной смеси дипероксогидратов пероксида калия и пероксида кальция с подводом тепла в виде инфракрасного излучения и закрепляются в порах и на волокнах стекловолоконной матрицы. Введение в состав регенеративного материала пероксида кальция улучшает хемосорбционные свойства получаемого материала за счет образования тугоплавких и менее гидрофильных, чем соединения калия, соединений кальция. Это позволяет сохранить пространственную структуру и пористость пластин в процессе эксплуатации. Пластины регенеративного материала предлагаются к применению в дымозащитных капюшонах.

Обобщены литературные данные по переработке отходов с получением компактного осадка меди методом электролиза. Предложена и экспериментально подтверждена математическая модель электроэкстракции меди из азотнокислого и сульфатного электролитов с понижением рабочей плотности тока по мере истощения электролита. Разработанные модели электролиза опробованы в процессах технологической переработки концентрированных медьсодержащих отходов с получением осадка компактной меди высокой чистоты.

Решена уточненная задача расчета рационального припуска с использованием среды программирования Python, модернизированы алгоритм и программа для расчета рационального припуска и определения необходимого количества переходов для достижения заданных конструкторской документацией параметров шероховатости поверхности и точности размеров. Дано описание разработанного алгоритма автоматического определения операций и назначения допуска, реализация которого в среде программирования Python позволяет выполнять расчеты для всех операций токарной обработки и подбирать их количество, что существенно упрощает работу технологам на стадии технологической подготовки машиностроительного производства.

Проанализированы результаты экспериментальной проверки аналитических выражений для определения осевой силы, возникающей в крепежной детали при затяжке ее крутящим моментом с помощью аттестованного динамометрического ключа. Представлены аналитические расчеты усилия в крепежных деталях по известным выражениям для болтов М12´1,75, М16´6 и М20´2,5 с построением графической зависимости усилия в стержне болта от момента затяжки и экспериментальные исследования той же зависимости на экспериментальной модели фланцевого соединения с использованием тензодатчиков, приклеенных к стержню болта. Приведены экспериментальная зависимость усилия от момента затяжки и выражение для его определения. Из анализа сравнения аналитических и экспериментальных выражений следует, что действительная нагрузка на болт меньше ее аналитического значения, что необходимо учитывать в расчетах.