CC BY
3
9. Хапкин Д.Л. Прикладные методы синтеза нейросетевых регуляторов для объектов управления с ограничителями: дис. канд. техн. наук 2.3.1. ТулГУ, Тула, 2023. 142 с.
10. Горячев О. В. Минимизация функций в среде MatLab с помощью генетического алгоритма: учебно-методическое пособие. Тула: Издательство ТулГУ, 2018. 17с.
11. Феофилов С.В. Базовый синтез нейросетевых регуляторов для нелинейных следящих систем управления / С.В. Феофилов, Д.Л. Хапкин // ИНФОРМАТИКА: ПРОБЛЕМЫ, МЕТОДЫ, ТЕХНОЛОГИИ, Материалы XXI Международной научно-методической конференции. ООО «Вэлборн», 2021. С. 1314-1322.
12. Феофилов С.В. Базовый синтез нейросетевых регуляторов для следящих систем управления / С.В. Фе-офилов, Д.Л. Хапкин // Известия ТулГУ. Технические Науки, 2020. № 11. С. 256-261.
Бутрин Алексей Владимирович, аспирант, [email protected], Россия, Тула, Тульский государственный университет,
Феофилов Сергей Владимирович, д-р техн. наук, доцент, [email protected], Россия, Тула, Тульский государственный университет
SOFTWARE CONTROL OF A NONLINEAR OBJECT USING NEUROEMULATION OF A SYSTEM WITH A PIDCONTROLLER
A.V.Butrin, S.V. Feofilov
This article discusses the synthesis of a neural network system for program control of a complex nonlinear object with an insufficiently known high-order mathematical model («black box»). To increase the efficiency of training a neural network controller on such an object, preliminary adjustment of the weight coefficient matrices is necessary, since gradient methods are sensitive to initial conditions. The control object under consideration is described in an initial approximation by a mathematical model of the "rigid mechanical stop" type, for which a PID controller was configured, and on its basis, an imitating neural network controller was trained with the possibility of further training by the method of reverse error transmission through a direct neuroemulator of a rigid mechanical stop.
Key words: program control, neural networks, rigid mechanical stop, «black box».
Butrin Alexey Vladimirovich, postgraduate, gfdhj2013@ya. ru, Russia, Tula, Tula State University,
Feofilov Sergey Vladimirovich, doctor of technical sciences, docent, svfeofilov@mail. ru, Russia, Tula, Tula State
University
УДК 621.9
DOI: 10.24412/2071 -6168-2024-2-206-207
К ВОПРОСУ ТЕРМИНОЛОГИИ В МАШИНОСТРОЕНИИ
В.В. Птицын
При автоматизации умственного труда необходимо однозначное толкование применяемых терминов. В работе обосновывается главенство государственных нормативных документов в области технологии машиностроения над производственно-хозяйственными, рассматривается соответствие применяемых в научно-технических работах терминов, касающихся времени, смысла понятий и реальности. Показано, что производственный цикл - это реальный и определяемый показатель технологии машиностроения и он соответствует юридическому понятию - срок выполнения заказа, а его значение определяется технологическим маршрутом и длительностью его элементарных составляющих и подготовкой к ним. Элементарными составляющими производственного цикла является цикл технологической операции и подготовительно-заключительное время продукционных процессов, то есть основные операции основного производства. Цикл технологической операции - календарное время от начала до конца технологической операции, имеющей активную и пассивную часть, а отношение цикла технологической операции к числу одновременно изготавливаемых изделий называют штучным временем. Штучное время не определяется как сумма его составляющих, так как они могут накладываться друг на друга. Схожие по звучанию термины «штучное время» и «норма штучного времени» имеют разные смысловые понятия. Регламентированием норм штучного и подготовительно-заключительного времени можно стимулировать производительность и гибкость производства. Не все производительно-хозяйственные термины допустимы в научно-технических работах.
Ключевые слова: производство, производственный цикл, нормы времени.
В эпоху, когда человек перекладывает на машину функции не только физического, но и умственного труда, необходимо единство применения терминов и определений основных понятий машиностроительных производств. Цель работы: обеспечить, на основе государственных нормативных документов, понятийно-разъяснительную поддержку субъектов научно-технической и производственно-хозяйственной деятельности машиностроения в вопросах, касающихся характеристик производственных процессов, связанных с понятием «время».
Необходимость выполнения настоящей работы вызвана выявлением, при рассмотрении научно-технических работ машиностроения, недопустимой вольности в трактовке таких характеристик производственных процессов, как цикл, время и связанными с ними понятиями.
Основные задачи работы: обоснования главенства научно-технических понятий над производственно-хозяйственными и другими понятиями при выполнении научно-технических работ, особенно касающихся, оптимизации и автоматизации машиностроительного производства и доказательство необходимости однозначной трактовки терминов, характеризующих производственный процесс и его элементы.
Для достижения обозначенной цели и решения поставленных задач примем следующие нормативно-установленные положения: производство - это вид деятельности человека, направленный на создание экономического продукта [1], то есть продукта, который может быть продан или производится согласно заказа (договора); заказ может быть, в том числе, и от собственных подразделений организации. Единицами экономического продукта (продукта производства, продукта труда) в машиностроении считаются изделия, к которым относятся завершенные и незавершенные предметы производства, в том числе заготовки [2]. В заказе изделие характеризуется чертежом с наименованием изделия и обозначением документа или эскизом, если выполняется только определенная технологическая операция, а также указывается количество изделий в штуках.
Главными пунктами заказа являются стоимость и срок изготовления. Стоимость заказа устанавливается с учетом производственных затрат, где для их определения основным ресурсным показателем являются технологические времена, а срок изготовления согласовывается с производственным циклом.
Производственный цикл с научно-технической точки зрения - это интервал времени от начала до окончания производственного процесса изготовления или ремонта изделия [3].
Интервал времени: «Длительность между двумя моментами времени» [4]. Встречающиеся в научных работах технического или экономического направления, особенно касающихся оптимизации, словосочетание «длительность производственного цикла», выглядит как длительность длительности времени. Возможно, авторы этих работ вкладывают в понятие «производственный цикл» свой смысл, не соответствующий определению ГОСТ 14.004-83, но тогда необходимы пояснения.
Показатель «производственный цикл» может устанавливаться по объективным показателям технологических времен или директивно. Директивно производственный цикл устанавливается, например, при выполнении государственных заказов. Если сроки выполнения заказа установлены директивно, то проектирование элементарных частей производственного процесса ведется исходя из этих сроков, но с учетом нормативных документов, причем интервал времени разработки технологической документации включается в производственный цикл, а вопросы оптимизации расходования ресурсов отодвигаются на второй план.
В машиностроении применение термина «производственный цикл» возможно как для циклических процессов (установившееся производство), так и для нециклических (опытное производство) [5], а его показатель используется при стратегическом планировании.
Повторный заказ на изготовление изделий является основанием для пересмотра показателя «производственный цикл» с учетом серийности и внесением его в автоматизированные системы: технологической подготовки производства (САРР - системы) и управления данными об изделии (РБМ - системы) [6].
Встречающееся толкование понятия «производственный цикл», как интервал времени превращения материала в изделие, в условиях производств с многочисленными кооперированными связями, позволяющими исключить часть технологических действий непосредственно на предприятии, не имеет смысла и приводит к неопределяе-мости.
Реальный смысл имеет единство показателей: технологического (научно-технического) - производственный цикл и юридического - срок выполнения заказа, которые следует принимать исходными для решения задач оптимизации производства, ресурсосбережения и других. При этом «моментами времени» производственного цикла являются: начало - утверждение заказа и внесение в автоматизированные системы организации сведений о нем, а окончание - предъявление продукции заказа с внесением соответствующих сведений в автоматизированные системы. Значение величины производственного цикла определяется технологическим маршрутом и длительностью его элементарных составляющих - технологических операций и подготовкой к ним. [1]
На показатель производственного цикла в первую очередь оказывают влияние процессы, связанные с выполнением заказа, то есть на изготовление продукции - называемые продукционными. В технологическом (научно-техническом) смысле это основные операции основного производства. Одними из главных показателей, характеризующих технологические операции, считаются показатели времени, они же и регламентируются в первую очередь при технологическом нормировании, при этом рабочее время относится к производственным ресурсам. [7]
Основными показателями времени, характеризующими непосредственно технологическую операцию, являются цикл технологической операции Ц и подготовительно-заключительное время Тпз .
В определении «цикл технологической операции» отмечается, что это интервал календарного времени от начала до конца технологической операции [7], тем самым указывается на непрерывность процесса.
При механической обработке в производственно-хозяйственном смысле технологическая операция начинается с выполнения действий - установить и закрепить (зафиксировать) изделие, а заканчивается - снять изделие, независимо от количества одновременно изготавливаемых или ремонтируемых изделий [7]. Цикл технологической операции не считается законченным, пока изделие не снято с технологического оборудования и не может быть перемещено на последующие операции технологического маршрута.
Технологической операции предшествует подготовка технологического оборудования и технологической оснастки к выполнению технологической операции, то есть наладка [7]. Наладка может выполняться как перед одной операцией, так и перед несколькими, в том числе и повторяющимися.
Если затраты времени необходимо отнести к одному изделию, а цикл технологической операции определён на несколько одновременно изготавливаемых, то отношение цикла к их числу, независимо от степени механизации и автоматизации производства, называют штучным временем Тш [7,8].
207
В состав штучного времени могут входить оперативное время Топ, машинное время Тм и их составляющие, а также другие характеристики времени технологической операции, которые часто перекрывают друг друга.
Важно отметить, что термины ГОСТ 3.1109-82, характеризующие технологическую операцию, в том числе и характеризующие время, полностью справедливы при условии - один рабочий, один станок, а производство не механизированное и не автоматизированное.
Определение значения штучного времени как суммы возможных его составляющих в производственно-хозяйственной деятельности возможно только с большими уточнениями, а в научно-технической деятельности не допустимо. Например, при оперативном или тактическом планировании многостаночного обслуживания, в цикл технологической операции включается время ожидания обслуживания технологического оборудования.
Часто в производственно-хозяйственной деятельности при нормировании затрат рабочего времени употребляется термин «штучно-калькуляционное время». Однако при применении этого термина следует помнить, что во-первых: ГОСТ 14.107-76 «Расчет трудоемкости изготовления изделий с применением средств вычислительной техники», где штучно-калькуляционное время определялось как сумма штучного времени и части подготовительно-заключительного времени, отменен, а во-вторых - процессы, характеризуемые подготовительно-заключительным временем, больше связаны с подготовкой технологического оснащения к циклам технологической операции, а не с изделием. На государственном уровне показатели затрат рабочего времени и их обозначения утверждены в методических рекомендациях по разработке норм труда [9].
При проектировании производств, для оценки затрат времени работы оборудования и персонала, применяют показатели «станкоемкость» и «трудоемкость» соответственно [10]. Расчет этих показателей выполняют по расчетным нормам штучного времени Нвш - норма времени на выполнение объёма работы, равной единице нормирования при выполнении технологической операции [7].
Если затраты на выполнение объема работы, то есть затраты энергии, характеризовать показателями «емкости»: «станкоемкость», «трудоемкость», то и единицы измерения должны быть соответствующими.
Однако, эти термины применяют в производственно-хозяйственной деятельности, и они упоминаются в некоторых профессиональных стандартах на нижних уровнях квалификации. В научно-технических работах не следует применять термины понятий, не определенных государственными нормативными документами.
В отличие от Тш, Нвш как и другие нормы времени, регламентируют время выполнения некоторого объема работы (определенной части заказа), в определенных производственных условиях одним или несколькими исполнителями соответствующей квалификации [7] в рамках трудовых функций (трудовых действий), описанных в профессиональных стандартах, необходимое для своевременного выполнения заказа.
Единицами технического нормирования являются количество производственных объектов, число работающих на которых устанавливают технологическую норму или количество деталей, на которое устанавливают норму времени [7]. Время в технологии машиностроения не является единицей нормирования и термин «нормируемое время» не следует применять в научно-технических работах.
Таким образом, нормы времени наравне с другими показателями, устанавливаются с целью выполнения заказа в оговоренные договором сроки, то есть в течении производственного цикла. Создание условий для сокращения расходов при выполнении каждого последующего цикла одноименного заказа относятся к задачам оптимизации производственных процессов и технологических операций.
Иногда планируемым постепенным уменьшением нормы времени стимулируют повышение производительности или гибкости производства. Гибкость производства сопровождается дополнительными издержками при наладке оборудования. В этом случае решение задачи оптимизации сводится к нахождению путей ускорения наладки оборудования, то есть сокращения норм подготовительно-заключительного времени. Классическим примером целенаправленного постоянного снижения нормы подготовительно-заключительного времени является опыт фирмы «Toyota», добившейся его сокращения до 3 минут при наладке 800 - тонного пресса, использующегося для штамповки автомобильных капотов и крыльев [11,12]. Смену технологической оснастки менее чем за 1 минуту стали называть «в одно касание».
Выводы: достоверность решений научно-технологических задач машиностроения и результатов решения этих задач обеспечивается их описанием в соответствии технологическим понятиям, терминам и определениям, установленным ГОСТами; регламентация норм времени не только определяет объем работы, но и стимулирует производительность и гибкость производства; допустимые в производственно-хозяйственной деятельности термины «станкоемкость», «трудоемкость», «штучно-калькуляционное время» и другие могут вводить в заблуждение при научно-технической деятельности в машиностроении.
Список литературы
1. ГОСТ 2.0.002-2014 Система стандартов безопасности труда.
2. ГОСТ 15895-77 Статистические методы управления качеством продукции. Термины и определения.
3. ГОСТ 14.004-83 Технологическая подготовка производства. Термины и определения основных понятий.
4. ГОСТ 8.567-2014 Государственная система обеспечения единства измерений. Измерения времени и частоты. Термины и определения.
5. ГОСТ 3.1102-2011 Единая система технологической документации. Стадии разработки и виды документов. Общие положения.
6. Профессиональный стандарт 40.031 «Специалист по технологиям механосборочного производства в машиностроении» 2021г.
7. ГОСТ 3.1109-82 Межгосударственный стандарт. Единая система технологической документации. Термины и определения основных понятий.
8. ГОСТ 23004-78 Механизация и автоматизация технологических процессов в машиностроении и приборостроении. Основные термины, определения и обозначения.
9. Министерство труда и соцзащиты РФ, приказ от 31 мая 2013 г. №235 «Об утверждении методических рекомендаций для федеральных органов исполнительной власти при разработке типовых отраслевых норм труда».
10. ОНТП 14-96 (I). Автопром Роскомстата.
11. Шонбергер Р. Японские методы управления производством: (девять простых уроков): Сокр. пер. с англ./ Научн. ред. и авт. предисл. Л.А. Конарева. М.: Экономика, 1988. 251 с.
12. Монден Я. «Тойота»: методы эффективного управления: Сокр. пер. с англ. / Науч. Ред. А.Р. Бенедиктов, В.В. Мотылев. М.: Экономика, 1989. 288 с.
Птицын Виктор Викторович, канд. техн. наук, доцент, [email protected]. Россия, Тула, Тульский государственный университет
TO THE QUESTION OF TERMINOLOGY IN MECHANICAL ENGINEERING
V. V. Ptitsyn
When automating mental labor, an unambiguous interpretation of the terms used is necessary. The paper substantiates the primacy of state regulatory documents in the field of mechanical engineering technology over production and economic ones, considers the correspondence of terms used in scientific and technical works concerning time, the meaning of concepts and reality. It is shown that the production cycle is a real and definable indicator of mechanical engineering technology and it corresponds to the legal concept - the deadline for completing the task, and its duration is determined by the technological route and the duration of elementary components and preparation for them. The elementary components of the production cycle are the cycle of the technological operation and the preparatory and final time of the production processes, that is, the main operations of the main production. The cycle of a technological operation is the calendar time from the beginning to the end of a technological operation having an active and passive part, and the ratio of the cycle of a technological operation to the number of simultaneously manufactured products is called piece time. Piece time is not defined as the sum of its components, since they can overlap each other. Similar-sounding terms "piece time" and "piece time norm" have different semantic concepts. By regulating the piece and preparatory-final time, it is possible to stimulate productivity and flexibility ofproduction. Not all productive and economic terms are acceptable in scientific and technical works.
Key words: production, production cycle, time norms.
Ptitsyn Viktor Viktorovich, candidate of technical sciences, docent, kamen1955@inbox. ru, Russia, Tula, Tula State University
УДК 553.98:550.832
DOI: 10.24412/2071-6168-2024-2-209-210 ПРОВЕРКА МЕТОДА ВОЗГОРАНИЯ ТОРФЯНИКОВ НА ОСНОВЕ КРИТЕРИЯ ДАРБИНА - УОТСЕНА
А.П. Зверев, А.В. Баринов
В данной статье рассматривается вопрос об использовании временного ряда для определения возможного возгорания торфяников. В статье проведен анализ построен температурный ряд, а также показано будет ли автокорреляция в выбранной в данном ряде температуры или же нет. Если оказался довольно высоким коэффициент автокорреляции первого порядка, то тогда с высокой долей уверенности можно говорить о том, что исследуемый ряд имеет явную тенденцию. Данный факт подтверждает критерий Дарбина - Уотсена.
Ключевые слова: торфяные болота, временной ряд, автокорреляционная функция, температура внутри торфяника, коэффициент автокорреляции, критерий Дарбина - Уотсена.
Торфяной пожар является разновидностью почвенного лесного пожара. Если рассматривать, к примеру 2009 год, то данный период ознаменовался значительными торфяными пожарами, в частности, в Московской области, более точно в Орехово - Зуевском районе. Согласно статистике к началу сентября данного года было зафиксировано более 20 тыс. возгораний на площади более 1млн. гектаров. [1,2,3,4,5,7,8,9].
Так в 2021году в г. Екатеринбурге Свердловской области тление торфяников происходило на территории 120 гектаров. В некоторых районах был введен режим ЧС. Ликвидация последствий торфяных пожаров продолжалась более двух недель и были задействованы более 270 человек и 110 единиц техники. В августе 2022 года в Центральной России также горели не только леса, но и торфяники. С последними боролись в Рязанской, Владимирской, Ивановской, Нижегородской областях. Общая площадь пожаров составила более 5 тыс. гектаров.
Рассмотреть автокорреляцию для температурных рядов и контроля возгорания торфяников.
В данной статье рассматривается контроль возгорания торфяников на основе информации полученной от датчиков температуры и влажности [1,2,3,4,5,6,7].
