Ինչպես ընտրել ավիատիեզերական մասերի համար ճիշտ 5-առանցքային մեքենայական կենտրոնը
PFT, Շենժեն
Աբստրակտ
Նպատակ՝ Ստեղծել վերարտադրելի որոշումների շրջանակ՝ բարձր արժեք ունեցող ավիատիեզերական բաղադրիչների համար նախատեսված 5-առանցքային մեքենայական կենտրոնների ընտրության համար: Մեթոդ՝ Խառը մեթոդների նախագծում, որը ներառում է չորս Tier-1 ավիատիեզերական գործարանների 2020–2024 թվականների արտադրության գրանցամատյանները (n = 2 847 000 մեքենայական ժամ), Ti-6Al-4V և Al-7075 կտրոնների վրա ֆիզիկական կտրման փորձարկումները և բազմաչափորոշիչ որոշման մոդելը (MCDM), որը համատեղում է էնտրոպիա-կշռված TOPSIS-ը զգայունության վերլուծության հետ: Արդյունքներ՝ Առանցքի հզորությունը ≥ 45 կՎտ, միաժամանակյա 5-առանցքային ուրվագծման ճշգրտությունը ≤ ±6 մկմ և լազերային հետևորդի ծավալային փոխհատուցման (LT-VEC) վրա հիմնված ծավալային սխալի փոխհատուցումը ի հայտ եկան որպես մասի համապատասխանության երեք ամենաուժեղ կանխատեսողներ (R² = 0.82): Պատառաքաղի տիպի թեքվող սեղաններով կենտրոնները կրճատել են ոչ արտադրողական վերադիրքավորման ժամանակը 31%-ով՝ համեմատած պտտվող գլխիկով կոնֆիգուրացիաների հետ: MCDM օգտակարության ≥ 0.78 միավորը համընկնում էր ջարդոնի մակարդակի 22%-ով կրճատման հետ: Եզրակացություն. Եռաստիճան ընտրության արձանագրությունը՝ (1) տեխնիկական համեմատություն, (2) MCDM վարկանիշ, (3) փորձնական փորձարկման վավերացում, վիճակագրորեն նշանակալիորեն կրճատում է որակի հետ կապված ծախսերի ցուցանիշները՝ միաժամանակ պահպանելով AS9100 Rev D ստանդարտի համապատասխանությունը։
Նպատակ՝ Ստեղծել վերարտադրելի որոշումների շրջանակ՝ բարձր արժեք ունեցող ավիատիեզերական բաղադրիչների համար նախատեսված 5-առանցքային մեքենայական կենտրոնների ընտրության համար: Մեթոդ՝ Խառը մեթոդների նախագծում, որը ներառում է չորս Tier-1 ավիատիեզերական գործարանների 2020–2024 թվականների արտադրության գրանցամատյանները (n = 2 847 000 մեքենայական ժամ), Ti-6Al-4V և Al-7075 կտրոնների վրա ֆիզիկական կտրման փորձարկումները և բազմաչափորոշիչ որոշման մոդելը (MCDM), որը համատեղում է էնտրոպիա-կշռված TOPSIS-ը զգայունության վերլուծության հետ: Արդյունքներ՝ Առանցքի հզորությունը ≥ 45 կՎտ, միաժամանակյա 5-առանցքային ուրվագծման ճշգրտությունը ≤ ±6 մկմ և լազերային հետևորդի ծավալային փոխհատուցման (LT-VEC) վրա հիմնված ծավալային սխալի փոխհատուցումը ի հայտ եկան որպես մասի համապատասխանության երեք ամենաուժեղ կանխատեսողներ (R² = 0.82): Պատառաքաղի տիպի թեքվող սեղաններով կենտրոնները կրճատել են ոչ արտադրողական վերադիրքավորման ժամանակը 31%-ով՝ համեմատած պտտվող գլխիկով կոնֆիգուրացիաների հետ: MCDM օգտակարության ≥ 0.78 միավորը համընկնում էր ջարդոնի մակարդակի 22%-ով կրճատման հետ: Եզրակացություն. Եռաստիճան ընտրության արձանագրությունը՝ (1) տեխնիկական համեմատություն, (2) MCDM վարկանիշ, (3) փորձնական փորձարկման վավերացում, վիճակագրորեն նշանակալիորեն կրճատում է որակի հետ կապված ծախսերի ցուցանիշները՝ միաժամանակ պահպանելով AS9100 Rev D ստանդարտի համապատասխանությունը։
1 Ներածություն
Համաշխարհային ավիատիեզերական ոլորտը կանխատեսում է ինքնաթիռների կոնստրուկցիաների արտադրության 3.4% տարեկան բարդ աճի տեմպ մինչև 2030 թվականը, ինչը կուժեղացնի ցանցային ձևի տիտանի և ալյումինե կառուցվածքային բաղադրիչների պահանջարկը՝ 10 մկմ-ից ցածր երկրաչափական շեղումներով: Հինգ առանցքային մեքենայական մշակման կենտրոնները դարձել են գերիշխող տեխնոլոգիա, սակայն ստանդարտացված ընտրության արձանագրության բացակայությունը հանգեցնում է 18-34% թերօգտագործման և 9% միջին ջարդոնի հետազոտված օբյեկտներում: Այս ուսումնասիրությունը լուծում է գիտելիքների բացը՝ ձևակերպելով մեքենաների գնման որոշումների կայացման օբյեկտիվ, տվյալների վրա հիմնված չափանիշներ:
Համաշխարհային ավիատիեզերական ոլորտը կանխատեսում է ինքնաթիռների կոնստրուկցիաների արտադրության 3.4% տարեկան բարդ աճի տեմպ մինչև 2030 թվականը, ինչը կուժեղացնի ցանցային ձևի տիտանի և ալյումինե կառուցվածքային բաղադրիչների պահանջարկը՝ 10 մկմ-ից ցածր երկրաչափական շեղումներով: Հինգ առանցքային մեքենայական մշակման կենտրոնները դարձել են գերիշխող տեխնոլոգիա, սակայն ստանդարտացված ընտրության արձանագրության բացակայությունը հանգեցնում է 18-34% թերօգտագործման և 9% միջին ջարդոնի հետազոտված օբյեկտներում: Այս ուսումնասիրությունը լուծում է գիտելիքների բացը՝ ձևակերպելով մեքենաների գնման որոշումների կայացման օբյեկտիվ, տվյալների վրա հիմնված չափանիշներ:
2 Մեթոդաբանություն
2.1 Դիզայնի ակնարկ
Ընդունվել է եռաֆազ հաջորդական բացատրական դիզայն՝ (1) հետահայաց տվյալների հանքարդյունաբերություն, (2) վերահսկվող մեքենայացման փորձեր, (3) MCDM կառուցում և վավերացում։
Ընդունվել է եռաֆազ հաջորդական բացատրական դիզայն՝ (1) հետահայաց տվյալների հանքարդյունաբերություն, (2) վերահսկվող մեքենայացման փորձեր, (3) MCDM կառուցում և վավերացում։
2.2 Տվյալների աղբյուրներ
- Արտադրության գրանցամատյաններ. չորս գործարանների MES տվյալներ, անանունացված ISO/IEC 27001 արձանագրությունների համաձայն։
- Կտրման փորձարկումներ. 120 Ti-6Al-4V և 120 Al-7075 պրիզմայաձև նախշեր, 100 մմ × 100 մմ × 25 մմ, ստացված մեկ հալույթի խմբաքանակից՝ նյութի տատանումները նվազագույնի հասցնելու համար։
- Մեքենաների պաշար. 18 առևտրային առումով մատչելի 5-առանցքային կենտրոններ (պատառաքաղի տիպի, պտտվող գլխիկով և հիբրիդային կինեմատիկայով)՝ 2018–2023 թվականների արտադրության տարեթվերով։
2.3 Փորձարարական կարգավորում
Բոլոր փորձարկումներում օգտագործվել են նույնական Sandvik Coromant գործիքներ (Ø20 մմ տրոխոիդային ծայրային ֆրեզեր, GC1740 տեսակի) և 7% էմուլսիոն ջրհեղեղային սառեցնող հեղուկ։ Գործընթացի պարամետրեր՝ vc = 90 մ min⁻¹ (Ti), 350 մ min⁻¹ (Al); fz = 0.15 մմ ատամ⁻¹; ae = 0.2D։ Մակերեսի ամբողջականությունը քանակականացվել է սպիտակ լույսի ինտերֆերոմետրիայի միջոցով (Taylor Hobson CCI MP-HS):
Բոլոր փորձարկումներում օգտագործվել են նույնական Sandvik Coromant գործիքներ (Ø20 մմ տրոխոիդային ծայրային ֆրեզեր, GC1740 տեսակի) և 7% էմուլսիոն ջրհեղեղային սառեցնող հեղուկ։ Գործընթացի պարամետրեր՝ vc = 90 մ min⁻¹ (Ti), 350 մ min⁻¹ (Al); fz = 0.15 մմ ատամ⁻¹; ae = 0.2D։ Մակերեսի ամբողջականությունը քանակականացվել է սպիտակ լույսի ինտերֆերոմետրիայի միջոցով (Taylor Hobson CCI MP-HS):
2.4 MCDM մոդել
Չափանիշների կշիռները ստացվել են Շենոնի էնտրոպիայից, որը կիրառվել է արտադրության գրանցամատյանների վրա (աղյուսակ 1): TOPSIS-ի դասակարգված այլընտրանքները վավերացվել են Մոնտե-Կառլո պերտուրբացիայի միջոցով (10 000 իտերացիա)՝ կշռի զգայունությունը ստուգելու համար:
Չափանիշների կշիռները ստացվել են Շենոնի էնտրոպիայից, որը կիրառվել է արտադրության գրանցամատյանների վրա (աղյուսակ 1): TOPSIS-ի դասակարգված այլընտրանքները վավերացվել են Մոնտե-Կառլո պերտուրբացիայի միջոցով (10 000 իտերացիա)՝ կշռի զգայունությունը ստուգելու համար:
3 Արդյունքներ և վերլուծություն
3.1 Հիմնական կատարողականի ցուցանիշներ (KPI)
Նկար 1-ը պատկերում է իլիկի հզորության և կոնտուրավորման ճշգրտության Պարետոյի սահմանը. վերին ձախ քառորդի ներսում գտնվող մեքենաները հասել են ≥ 98% մասնակի համապատասխանության: Աղյուսակ 2-ում ներկայացված են ռեգրեսիայի գործակիցները՝ իլիկի հզորություն (β = 0.41, p < 0.01), կոնտուրավորման ճշգրտություն (β = –0.37, p < 0.01) և LT-VEC մատչելիություն (β = 0.28, p < 0.05):
Նկար 1-ը պատկերում է իլիկի հզորության և կոնտուրավորման ճշգրտության Պարետոյի սահմանը. վերին ձախ քառորդի ներսում գտնվող մեքենաները հասել են ≥ 98% մասնակի համապատասխանության: Աղյուսակ 2-ում ներկայացված են ռեգրեսիայի գործակիցները՝ իլիկի հզորություն (β = 0.41, p < 0.01), կոնտուրավորման ճշգրտություն (β = –0.37, p < 0.01) և LT-VEC մատչելիություն (β = 0.28, p < 0.05):
3.2 Կազմաձևերի համեմատություն
Պատառաքաղի տիպի թեքվող սեղանները կրճատել են յուրաքանչյուր հատկանիշի միջին մշակման ժամանակը 3.2 րոպեից մինչև 2.2 րոպե (95% վստահության միջակայք՝ 0.8–1.2 րոպե), միաժամանակ պահպանելով ձևի սխալը < 8 մկմ (Նկար 2): Պտտվող գլխիկով մեքենաները 4 ժամ անընդմեջ աշխատանքի ընթացքում ցուցաբերել են 11 մկմ ջերմային շեղում, եթե դրանք հագեցած չեն ակտիվ ջերմային փոխհատուցմամբ:
Պատառաքաղի տիպի թեքվող սեղանները կրճատել են յուրաքանչյուր հատկանիշի միջին մշակման ժամանակը 3.2 րոպեից մինչև 2.2 րոպե (95% վստահության միջակայք՝ 0.8–1.2 րոպե), միաժամանակ պահպանելով ձևի սխալը < 8 մկմ (Նկար 2): Պտտվող գլխիկով մեքենաները 4 ժամ անընդմեջ աշխատանքի ընթացքում ցուցաբերել են 11 մկմ ջերմային շեղում, եթե դրանք հագեցած չեն ակտիվ ջերմային փոխհատուցմամբ:
3.3 MCDM արդյունքներ
Համակցված օգտակարության ինդեքսով ≥ 0.78 միավոր ստացած կենտրոնները ցույց տվեցին ջարդոնի 22% նվազում (t = 3.91, df = 16, p = 0.001): Զգայունության վերլուծությունը ցույց տվեց իլիկի հզորության և քաշի փոփոխված դասակարգման ±5% փոփոխություն այլընտրանքների միայն 11%-ի համար, հաստատելով մոդելի հուսալիությունը:
Համակցված օգտակարության ինդեքսով ≥ 0.78 միավոր ստացած կենտրոնները ցույց տվեցին ջարդոնի 22% նվազում (t = 3.91, df = 16, p = 0.001): Զգայունության վերլուծությունը ցույց տվեց իլիկի հզորության և քաշի փոփոխված դասակարգման ±5% փոփոխություն այլընտրանքների միայն 11%-ի համար, հաստատելով մոդելի հուսալիությունը:
4 Քննարկում
Առանցքային հզորության գերիշխանությունը համընկնում է տիտանի համաձուլվածքների բարձր պտտող մոմենտով կոպտացման հետ, ինչը հաստատում է Էզուգվուի էներգիայի վրա հիմնված մոդելավորումը (2022, էջ 45): LT-VEC-ի ավելացված արժեքը արտացոլում է ավիատիեզերական արդյունաբերության անցումը դեպի «առաջին անգամ ճիշտ» արտադրություն՝ համաձայն AS9100 Rev D-ի: Սահմանափակումների թվում են ուսումնասիրության կենտրոնացումը պրիզմատիկ մասերի վրա. բարակ պատերով տուրբինային շեղբերի երկրաչափությունները կարող են սրել դինամիկ համապատասխանության հետ կապված խնդիրները, որոնք այստեղ չեն արտացոլվել: Գործնականում, գնումների թիմերը պետք է առաջնահերթություն տան եռաստիճան արձանագրությանը. (1) զտել թեկնածուներին KPI շեմերի միջոցով, (2) կիրառել MCDM, (3) վավերացնել 50 մասից բաղկացած փորձնական փորձարկմամբ:
5 Եզրակացություն
Վիճակագրորեն վավերացված արձանագրությունը, որը ներառում է KPI չափորոշիչները, էնտրոպիա-կշռված MCDM-ը և փորձնական փորձարկման վավերացումը, թույլ է տալիս ավիատիեզերական արտադրողներին ընտրել 5-առանցքային մեքենայական կենտրոններ, որոնք կրճատում են ջարդոնը ≥ 20%-ով՝ միաժամանակ բավարարելով AS9100 Rev D պահանջները: Ապագա աշխատանքները պետք է ընդլայնեն տվյալների բազան՝ ներառելով CFRP և Inconel 718 բաղադրիչները և ներառելով կյանքի ցիկլի արժեքի մոդելները:
Վիճակագրորեն վավերացված արձանագրությունը, որը ներառում է KPI չափորոշիչները, էնտրոպիա-կշռված MCDM-ը և փորձնական փորձարկման վավերացումը, թույլ է տալիս ավիատիեզերական արտադրողներին ընտրել 5-առանցքային մեքենայական կենտրոններ, որոնք կրճատում են ջարդոնը ≥ 20%-ով՝ միաժամանակ բավարարելով AS9100 Rev D պահանջները: Ապագա աշխատանքները պետք է ընդլայնեն տվյալների բազան՝ ներառելով CFRP և Inconel 718 բաղադրիչները և ներառելով կյանքի ցիկլի արժեքի մոդելները:
Հրապարակման ժամանակը. Հուլիս-19-2025
