• RU
  • icon На проверке: 13
Меню

Автоматизированное рабочее место мастера КПА

  • Добавлен: 21.05.2020
  • Размер: 1 MB
  • Закачек: 2
Узнать, как скачать этот материал

Описание

Курсовая работа РУТ МИИТ Автоматизированное рабочее место мастера КПА

Состав проекта

icon arm.docx

Дополнительная информация

Контент чертежей

icon arm.docx

МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
«РОССИЙСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ТРАНСПОРТА»
Кафедра «Вагоны и вагонное хозяйство»
«Автоматизированное рабочее место мастера КПА»
По дисциплине: «Автоматизированные рабочие места вагоноремонтного производства»
к.т.н. доцент Иванов А.А.
Структурная схема АРМ5
1 Назначение подразделения5
2 Должностные обязанности руководителя подразделения6
4 Технические требования к АРМ10
5 Выбор режима работы АРМ13
6 Схема АРМ с учетом его режима работы14
7 Структурная схема АРМ мастера контрольного пункта автосцепки15
Техническое обеспечение АРМ: Структурная схема комплекса технических средств АРМ16
1 Требования к техническому обеспечению АРМ16
2 Структурная схема комплекса технических средств АРМ17
3 Схема размещения оборудования18
4 Критерии выбора параметров технических средств АРМ для офисной конфигурации19
5 Формирование вариантов конфигураций технических средств АРМ. Формулы конфигураций20
Программное обеспечение АРМ22
1 Программное обеспечение АРМ. Общее программное обеспечение22
2 Функциональное программное обеспечение23
3 Перечень выбранного типового (ОС СП ИП ПОРП) ПО и формирование задач по разработке алгоритмов расчёта и узко-ориентированных программ. Фрагменты типовых программ24
4 Методика определения и программа расчёта технико-экономического критерия конкурентоспособности технических и программных средств АРМ25
Математическое обеспечение АРМ: Выбор оптимальных стратегий.29
1 Понятие математического обеспечения АРМ техническое задание на разработку заданного математического обеспечения АРМ. Классификация моделей поиска оптимальных стратегий29
2 Разработка алгоритма расчёта и программы. Результаты расчётов. Выводы.31
Математическое обеспечение АРМ: Моделирование производственных процессов32
1 Модели вагоноремонтного производства32
2 Определение ожидаемой трудоемкости наплавки направляющей буксы тележки35
3 Разработка алгоритма расчёта и программы36
Математическое обеспечение АРМ: Экспертные системы и модели экспертизы.39
1 Классификация и назначение экспертных систем. Модели систем качества39
2 Структурная схема АЭС40
3. Экспертиза качества ремонта пружинно-фрикционного поглощающего аппарата автосцепки41
4. Разработка программы автоматизации экспертизы качества ремонта пружинно-фрикционного поглощающего аппарата автосцепки43
В настоящее время автоматизированные рабочие места (АРМ) являются неотъемлемой частью любого производства. Их применение позволяет повысить качество работы сотрудников оперативность решения организационно-управленческие задачи а также связать в единую сеть все отделы предприятия с целью непрерывного контроля производственных процессов.
АРМ мастера КПА должна иметь ряд особенностей к которым можно отнести следующие:
АРМ мастера КПА должна обладать высокими техническими характеристиками необходимыми для возможности установки программ предназначенных для моделирования просмотра расчёта и редактирования конструкций и технических изделий с целью отслеживания и анализа новых разработок для внедрения их на предприятие.
АРМ мастера КПА должна быть включена в общую локальную сеть предприятия с целью непрерывного поддержания связи с другими отделами депо что обеспечит контроль их деятельности.
Необходимо наличие узко-ориентированных программ в распоряжении главного инженера депо. Это позволит обосновывать принятые решения на конкретной математической базе и уменьшить влияние рисков на получаемый предприятием доход.
Цель курсовой работы - внедрение новых информационных и компьютерных технологий требуют ежегодного обновления перечня технических и программных средств применяемых в АРМ.
Структурная схема АРМ
1 Назначение подразделения
Контрольный пункт автосцепки (КПА) входит в состав ремонтно-комплектовочного участка на ВЧДЭ автосцепка осматривается на отсутствие трещин и соответствие геометрическим параметрам. На ВЧДР КПА предназначен для ремонта и комплектовки головок автосцепок с механизмом сцепления и поглощающих аппаратов с тяговым хомутом. Детали автосцепки подвергаются наружному осмотру обмывке и окончательной разборке. Детали подвергаются входному контролю неразрушающими методами с помощью феррозондовой установки ДФ-201.1 фотоэлементной установки и шаблонов. При необходимости детали автосцепки ремонтируются сваркой и после сварочных работ проходят механическую обработку. Стяжные болты пружинно-фрикционных аппаратов проходят испытания на растяжение.
2 Должностные обязанности руководителя подразделения
Мастер участка производства (общие требования) - осуществляет в соответствии с Положением о мастере производственного участка руководство возглавляемым им участком. Мастер производственного участка – является непосредственным руководителем трудового коллектива организатором труда и производства.
Обеспечивает производство продукции (работ услуг) в установленные сроки высокого качества определенной номенклатуры повышение производительности труда снижение трудоемкости продукции на основе полной загрузки оборудования и использования его технических возможностей повышение коэффициента сменности оборудования рациональное расходование сырья материалов топлива энергии.
Своевременно подготавливает производство. В установленные сроки оформляет заявки на необходимые для бесперебойной работы участка производства материалы детали сборочные узлы контролирует их рациональное использование в процессе производства. Обеспечивает расстановку рабочих и бригад контролирует соблюдение технологических процессов оперативно выполняет и устраняет причины их нарушения.
Участвует в разработке новых и совершенствовании действующих технологических процессов и режимов производства а также производственных графиков. Проверяет качество выпускаемой продукции или выполняемых работ осуществляет мероприятия по предупреждению брака и повышению качества продукции (работ услуг).
Принимает участие в приемке законченных работ по реконструкции участка ремонту технологического оборудования механизации и автоматизации производственных процессов и ручных работ.
Организует внедрение передовых методов и приемов труда аттестации и рационализации рабочих мести совмещения профессий. Обеспечивает полное выполнение рабочими норм выработки рациональное использование производственных площадей оборудования оснастки и инструмента равномерную (ритмичную) работу участка.
Осуществляет формирование бригад разрабатывает и внедряет мероприятия по рациональному обслуживанию бригад координирует их деятельность.
Устанавливает и своевременно доводит производственные задания бригадам и отдельным рабочим не входящим в состав бригад в соответствии с утвержденными планами и графиками производства плановые показатели по использованию оборудования сырья материалов инструмента топлива энергии фонда заработной платы.
Осуществляет производственный инструктаж рабочих проводит мероприятия по выполнению правил и инструкций по охране труда санитарных норм и правил правил пожарной безопасности технической эксплуатации оборудования и инструмента а также контроль за их соблюдением.
Анализирует результаты производственной деятельности обеспечивает правильность и своевременность оформления первичных документов по учету рабочего времени выработки заработной платы. Содействует распространению передового опыта развитию творческих инициатив внедрению рационализаторских предложений и изобретений. Организует работу по повышению квалификации и профессионального мастерства рабочих и бригадиров обучению их вторым и смежным профессиям
3 Назначение и основные задачи АРМ
Автоматизированное рабочее место (АРМ) – часть пространства оснащенного проблемно-ориентированным комплексом аппаратных и программных средств обеспечивающих оперативное удовлетворение информационных и вычислительных потребностей специалиста.
АРМ-М (мастера) обеспечивает получение сменных заданий и нарядов ежедневного начисления заработной платы ввода результатов работы бригад за смену контроль расходования и поступления материалов и запасных частей контроль сроков замены оборудования информирование мастеров и рабочих по вопросам техники безопасности передовым методам и приемам работы содержанию технологических процессов и правил ремонта.
Основные задачи АРМ:
Формирование баз данных (по вопросам техники безопасности о характеристике вагонов (узлов) их неисправностях и методах их обнаружения и устранения о характеристиках и сроках замены оборудования.);
Формирование баз знаний (для экспертизы качества ремонта вагонов или их узлов о правилах ремонта вагонов и их узлов по ПТЭ по дисциплине должностным обязанностям);
Автоматизация расчетов (производственной мощности депо рациональной структуры ремонтируемых вагонов параметров приводов машин устойчивости автоматических систем управления машинами по выбору вариантов автоматизации процессов определения объемов ремонта вагонов или их узлов по оценке технического уровня участков или депо по оценке сопряженности пропускных способностей участков по определению затрат на ремонт вагонов (их узлов) по обоснованию сроков замены оборудования по обоснованию мощности вагоноремонтной базы вагонного хозяйства (дороги) по оценке влияния качеств руководителя на результаты деятельности участка (депо) по оценке качества ремонта вагонов и их узлов);
Автоматизация экспертизы знаний (по предмету осмотрщиков вагонов инструкторов по тормозам и буксовому узлу по вопросам техники безопасности по правилам ремонта вагонов и их узлов);
Автоматизация экспертизы (технического уровня депо или участка качества ремонта вагона или его узла);
Автоматизация системы контроля расходования и поступления материалов и запасных частей;
Автоматизация системы информирования руководителей о результатах деятельности участков и депо.
4 Технические требования к АРМ
Автоматизированные рабочие места должны удовлетворять санитарно-эпидемиологическим правилам и нормативам СанПиН 2.2.22.4.1340-03 (Утверждены Постановлением Главного государственного санитарного врача Российской Федерации от 13 июня 2003 г. №118).
Основные требования к ПЭВМ:
Конструкция ПЭВМ должна обеспечивать возможность поворота корпуса в горизонтальной и вертикальной плоскости с фиксацией в заданном положении для обеспечения фронтального наблюдения экрана ВДТ (видеодисплейный терминал).
Дизайн ПЭВМ должен предусматривать окраску корпуса в спокойные мягкие тона с диффузным рассеиванием света. Корпус ПЭВМ клавиатура и другие блоки и устройства ПЭВМ должны иметь матовую поверхность с коэффициентом отражения 04-06 и не иметь блестящих деталей способных создавать блики.
Конструкция ВДТ должна предусматривать регулирование яркости и контрастности.
Документация на ПЭВМ должна содержать информацию о следующих контролируемых гигиенических параметрах:
Уровень электромагнитных полей (ЭМП) – напряженность электрического поля для частот 5Гц-2кГц не более 25Вм; для частот 2 кГц-400кГц не более 25 Вм;
Уровни звукового давления не должны превышать 49-38 дБ для частот 500-8000Гц;
Уровень концентрации вредных веществ в воздухе не должен превышать норм установленных для атмосферного воздуха;
Яркость белого поля не менее 35 кдм2;
Неравномерность яркости рабочего поля не более 20%;
Основные требования к помещениям:
Помещения для эксплуатации ПЭВМ должны иметь естественное и искусственное освещение. Окна должны быть ориентированы преимущественно на север или северо-восток.
Оконные проемы должны быть оборудованы регулируемыми устройствами типа жалюзи занавесок и т.п.
Не допускается размещение мест пользователей ПЭВМ в подвальных помещениях (особенно для образовательных организаций).
Площадь на одно рабочее место пользователей ПЭВМ с ВДТ на базе ЭЛТ должна составлять 6 м2 жидкокристаллических – 45 м2. При продолжительности работы в день не более 4 часов и в первом случае допускается 45 кв.м.
Освещенность рабочего места 300-500 лк.
Микроклимат в помещениях должен соответствовать параметрам приведенным в таблице 1.1.
Таблица 1.1 - Значения показателей микроклимата в помещениях
Относительная влажность %
Абсолютная влажность гм3
Скорость движения воздуха мс
Основные требования к оборудованию и организации рабочего места:
Расстояние между боковыми стенками мониторов в ряду не менее 12 м.
Экран монитора должен находиться от глаз пользователя на расстоянии 600-700 мм но не ближе 500 мм.
Конструкция рабочего стола должна обеспечивать оптимальное размещение оборудования. Поверхность стола должна иметь высоту с учетом роста пользователей (обычно 700-760 мм).
Клавиатура должна располагаться на поверхности стола на расстоянии 100-300 мм от края.
Общие требования к разработке АРМ:
АРМ должна быть полезной пользователю.
АРМ должна быть адаптирована к уровню подготовки пользователя и учитывать его профессиональные запросы (типы решаемых задач).
АРМ должна быть простой в обращении и обслуживании.
АРМ должна сохранять работоспособность при ошибке пользователя.
АРМ должна обладать возможностью подключения в ЛВС.
5 Выбор режима работы АРМ
В связи с необходимостью взаимодействия мастера КПА с заместителем начальника депо по ремонту выбираем индивидуально - сетевой режим работы АРМ (рисунок 1.1).
Рисунок 1.1 - Схема индивидуально- сетевого АРМ мастера КПА
- клавиатура; 4- мышь;
- USB-флеш-накопитель
6 Схема АРМ с учетом его режима работы
Индивидуально-сетевые АРМ обладают возможностью связи с другими АРМ и выхода в Интернет. Ниже на рисунке 1.2 приведена схема АРМ мастера КПА и его связь с другими АРМ депо.
Рисунок 1.2 - Схема внутренней ЛВС АРМ мастера КПА
7 Структурная схема АРМ мастера контрольного пункта автосцепки
Структурная схема АРМ (рисунок 1.3) дает общее наглядное представление об его техническом программном и документационном обеспечении. Структурные схемы представляют собой соединение основных блоков АРМ выполненных в виде условных графических обозначений (стандартных фигур: прямоугольников ромбов кругов и т.п.).
Рисунок 1.3 - Структурная схема АРМ мастера КПА
АРМ – автоматизированное рабочее место; СБ – системный блок; ОПО – общее программное обеспечение; ОС – операционная система; СП – служебные программы; ФПО – функциональное программное обеспечение; МФП – многофункциональные программы; ИП – интегрированные пакеты; ПОП – проблемно-ориентированные программы; УОП – узко-ориентированные программы; МКС – модели конкурентоспособности; МПР – модели принятия решения; СМ – статистические модели; МЭП – модели экспертизы производства; ИСС – информационно-справочные службы; БД – базы данных; НТД – нормативно-техническая документация; РО – руководство оператора.
Техническое обеспечение АРМ: Структурная схема комплекса технических средств АРМ
1 Требования к техническому обеспечению АРМ
Техническое обеспечение АРМ разрабатывается в соответствии со структурной схемой АРМ его назначением и режимом работы. Документация по техническому обеспечению АРМ должна соответствовать ГОСТ 24.206-80 Система технической документации на АСУ. Требования к содержанию документов по техническому обеспечению.
Документация по техническому обеспечению АРМ предназначена для описания проектных решений по техническому обеспечению в документах: описание комплекса технических средств; структурная схема комплекса технических средств; план (схема) размещения технических средств в помещении и на рабочем столе; перечень заявок на разработку новых технических средств и др.
Выбор структуры и моделей технических средств АРМ должен осуществляться на основе технико-экономических критериев. Типовая конфигурация ПЭВМ включает набор из шести видов оборудования: системный блок (СБ) монитор клавиатура мышь принтер сканер.
Дополнительные технические средства включают: копировально-множительные аппараты плоттеры модемы сетевые платы и др. оборудование учитывающее функциональное назначение АРМ и режим работы.
2 Структурная схема комплекса технических средств АРМ
Структурная схема комплекса технических средств АРМ (рисунок 2.1) должна показывать состав комплекса технических средств и связи между ними. На схеме допускается указывать основные характеристики технических средств. Условные графические обозначения технических средств должны соответствовать ГОСТ 24.303-80 Система технической документации на АСУ. Обозначения условные графические технических средств.
АРМ мастеров КПА должны работать в индивидуально- сетевом режиме. Связь осуществляется по телефонным линиям связи с использованием модемов или иным линиям связи. Такие АРМ должны включать сетевые карты.
Рисунок 2.1 - Структурная схема комплекса технических устройств индивидуально-сетевого АРМ
3 Схема размещения оборудования
Площадь помещения на одно автоматизированное рабочее место (в соответствии с техническими требованиями при продолжительности работы в день не более 4 час) допускается 45 кв. м. Требования к помещению и оборудованию рабочего места приведены в СанПиН 2.2.22.4.1340-03.
На рисунке 2.2 представлена схема размещения оборудования АРМ мастера КПА.
Рисунок 2.2 - Схема размещения оборудования АРМ мастера КПА
Площадь кабинета мастера КПА вагонов составляет 2886 м2.
- системный блок с модемом;
- принтер и сканер;
4 Критерии выбора параметров технических средств АРМ для офисной конфигурации
Системный блок: производительность (тактовая частота) объем оперативной памяти средняя наработка до отказа объем памяти жесткого диска объем памяти видеокарты.
LCD-монитор: яркость угол обзора размер диагонали время отклика контрастность сертификат безопасности.
Клавиатура: эргономичность клавиатуры интерфейс фирма производитель.
Мышь: устройство количество кнопок интерфейс фирма производитель.
МФУ: бесшумность скорость печати качество печати разрешающая способность глубина цвета интерфейс.
Телефон: фирма производитель интерфейс надёжность.
Модем: скорость передачи данных разрядность скорость работы поддерживаемая сетевая среда передачи.
5 Формирование вариантов конфигураций технических средств АРМ. Формулы конфигураций
При укрупненном формировании вариантов конфигурации АРМ можно руководствоваться следующими приближенными соотношениями и данными:
Стоимость компьютера (системного блока) Amd
где 11 12 – коэффициент учитывающий влияние всех характеристик компьютера на стоимость кроме тактовой частоты процессора;
- стоимость базового варианта компьютера при известной тактовой частоте процессора GHz (например руб. при = 1300 GHz);
- возможные значения тактовой частоты процессора (GHz) для проектных вариантов конфигурации АРМ ( = 1300; 2000; 2000; 3000; 3100; 3200; 3400; и др.)
Монитор 19 IPS + клавиатура + мышь + колонки – 11270 руб.; Монитор 23 IPS + клавиатура + мышь + колонки – 11990 руб.; Монитор 27
IPS + клавиатура + мышь + колонки – 14590 руб.; Монитор 31.5 IPS + клавиатура + мышь + колонки – 17480 руб
МФУ - Многофункциональное устройство (объединяет в себе функции принтера сканера копира): 2790 4890 руб.
Выбор и расчёт базового и трёх проектных вариантов технического обеспечения АРМ выполнен в программе и представлен в таблице 2.1
Таблица 2.1 - Варианты технических средств АРМ
Программное обеспечение АРМ
1 Программное обеспечение АРМ. Общее программное обеспечение
Общее программное обеспечение – часть программного обеспечения автоматизированной системы представляющая собой совокупность программ рассчитанных на широкий круг пользователей и предназначенных для организации вычислительного процесса и решения часто встречающихся задач обработки информации.
К общему программному обеспечению относят:
Операционные системы;
Системные программы;
Языки программирования;
Инструментальные средства создания программ.
Рекомендуемая для применения на АРМ операционная система – Windows 10. Так как эта система является наиболее новым и совершенным продуктом Microsoft. Компания регулярно выпускает обновления этой системы улучшая удобство её пользования безопасность и быстродействие.
Необходимые системные программы АРМ главного инженера –программы драйверы обеспечивающие надёжную эксплуатацию устройств периферии и мультимедийных средств; программы архиваторы антивирусные программы.
Языки программирования применяются для написания узко-ориентированных программ по заказу специалистов.
Инструментальные средства создания программ представляют собой редакторы программ для соответствующих языков. Они облегчают редактирование оформление и написание программ на соответствующих языках.
2 Функциональное программное обеспечение
Функциональное или прикладное ПО АРМ – это совокупность взаимосвязанных программ предназначенных для реализации функций или группы функций автоматизированной системы и настраиваемых при конкретном применении.
К функциональному программному обеспечению относят:
Многофункциональные пакеты:
1.Текстовый редактор для издательств;
2.Графический редактор
3.Системы управления базами данных;
4.Компьютерные игры;
5.Электронные справочники;
6.Обучающие программы;
7.Системы автоматизированного проектирования и др.
Интегрированные пакеты (объединяют под общей идеологией некоторые наиболее часто применяемые программы). В интегрированных пакетах все необходимые средства объединены в рамках одного пакета что обеспечивает совместимость записи данных возможность переключения на другие программы преемственность различных типов команд и методов работы с меню. Наиболее популярные интегрированные пакеты: Microsoft Office Lotus – 1-2-3 и др.
Проблемно-ориентированные пакеты – пакеты охватывающие конкретную область знаний и позволяющие производить определённые операции в ней.
Узко-ориентированные программы – программы создаваемые по запросам специалистов для решения задач в определённой области знаний. Сопровождаются руководствами пользователя.
3 Перечень выбранного типового (ОС СП ИП ПОРП)
ПО и формирование задач по разработке алгоритмов расчёта и
узко-ориентированных программ. Фрагменты типовых программ
Оценим суммарную стоимость программного обеспечения АРМ. При этом производится выбор операционной системы пакета Microsoft Office и
-4 узко-ориентированных программ.
Таблица 3.1 - Варианты программного обеспечения АРМ
4 Методика определения и программа расчёта технико-экономического критерия конкурентоспособности технических и программных средств АРМ
Выбор лучшего варианта конфигурации АРМ из совокупности вариантов осуществляется по технико-экономическому критерию . При использовании данного критерия не учитывается объем перерабатываемой информации и ее стоимость.
Численные значения технико-экономического критерия можно определять по формуле:
где - интегральный показатель конкурентоспособности по техническим параметрам;
количество исследуемых технических параметров;
- коэффициент весомости го технического параметра:
абсолютный вес го технического параметра;
эмпирический коэффициент (.
В качестве технических параметров можно например принимать следующие характеристики системного блока и монитора:
тактовая частота ();
объем оперативной памяти ();
средняя наработка до отказа ();
объем памяти жесткого диска ();
объем памяти видеокарты ( );
шум вентиляторов ( );
время отклика ( ) и др.
или - относительный показатель конкурентоспособности сравниваемых параметров системного блока или монитора (первое соотношение применяется для показателей имеющих тенденцию роста а второе – снижения: первые пять показателей имеют тенденцию роста а два последних – тенденцию снижения). Увеличение относительного показателя должно соответствовать улучшению качества продукта (АРМ);
абсолютное значение го технического параметра для проектируемого варианта;
абсолютное значение го технического параметра для базовой модели конфигурации АРМ (базовая модель конфигурации АРМ и ее характеристики задаются до начала расчетов).
интегральный показатель конкурентоспособности по экономическим параметрам;
коэффициент весомости го экономического параметра;
среднегодовые затраты на разработку АРМ () приобретение технических и программных средств () техническое обслуживание и ремонт АРМ () соответственно для проектируемого и базового вариантов АРМ.
Показатель средней наработки до отказа как правило в технических документах на ПЭВМ не указывается. Этот параметр можно приближенно определить по величине срока гарантии на элементы системного блока. Среднее значение этого параметра можно принимать 4422 ч минимальное – 3368 ч максимальное – 5578 ч.
Стоимость системного блока проектного варианта АРМ при увеличении показателя наработки до отказа по сравнению со средним значением можно определять по формуле:
где средняя наработка до отказа для го варианта СБ и средняя наработка до отказа =4422 ч.;
стоимость проектного варианта СБ в зависимости от параметров его комплектующих.
Выполним расчёт и построим диаграмму конкурентоспособности согласно вышеизложенной методике. Для расчёта создадим программу в среде Microsoft Excel.
Общий вид программы и результаты расчёта представлены на
Рисунок 3.1 – Программа определения оптимальной конфигурации АРМ
Вывод: По совокупности технических и экономических параметров наиболее оптимальным вариантом конфигурации АРМ оказался проектный вариант №1. Это обуславливается незначительным по сравнению с прочими вариантами увеличением стоимости оборудования при значительном приросте численных значений параметров конфигурации оборудования.
Математическое обеспечение АРМ: Выбор оптимальных стратегий.
1 Понятие математического обеспечения АРМ техническое задание на разработку заданного математического обеспечения АРМ. Классификация моделей поиска оптимальных стратегий
Математическое обеспечение АРМ представляет собой совокупность алгоритмов обеспечивающих формирование результатной информации. К инструментарию математического обеспечения относятся:
средства моделирования процессов управления;
типовые задачи управления;
методы математического программирования;
методы математической статистики;
Заданный вариант задачи – Определение оптимальных сроков службы машин в условиях риска или стохастической неопределенности. Рассмотрим эту задачу.
Метод решения такого класса задач основан на минимизации среднегодовых затрат. Поэтому при выборе оптимальных сроков службы машин в условиях риска или стохастической неопределенности сохраняется применение этого метода но в качестве критериев оптимальности используются соотношения приведенные в разделе «теория поиска оптимальных стратегий».
Среднегодовой доход от применения технологических машин определим по формуле:
где стоимость единицы продукции руб.шт.;
фактический объем продукции который может выпустить новая машина за год шт.;
вероятность безотказной работы новой машины;
цикловая производительность новой машины шт.час;
номинальный годовой фонд времени работы машины ч;
потребное число машин;
расчетная стоимость машины нового качества при изменении ее срока службы руб.;
стоимость базовой машины руб.;
срок службы новой машины лет;
коэффициент учитывающий отчисления на содержание оборудования;
себестоимость годового выпуска продукции [см. формулу (2)].
Выбрать оптимальный срок службы машины при замене изношенной машины машиной нового качества в условиях риска или стохастической неопределенности.
Решение задачи осуществляется в форме матрицы выигрышей или рисков. В качестве стратегий принимаем возможные сроки службы машины. В качестве параметров ситуаций принимаем объем спроса на продукцию цену единицы продукции вероятность появления ситуаций . Матрица выигрышей применительно к данной задаче приведена в таблице 4.1.
Стратегии (срок службы машины лет)
Ситуации отличающиеся параметрами машины и спросом на продукцию
Оптимальная стратегия
2 Разработка алгоритма расчёта и программы. Результаты расчётов. Выводы.
Программа разработана с помощью среды Microsoft Excel. Общий вид программы и результаты расчёта представлены на рисунке 4.1
Рисунок 4.1 – Программа выбора сварочного механизма
Вывод: Как видно из результатов расчётов наиболее оптимальным вариантом сварочного механизма для проведения капитального ремонта вагонов в условиях риска является сварочный механизм №3.
Математическое обеспечение АРМ: Моделирование производственных процессов
1 Модели вагоноремонтного производства
Математические модели позволяют заменить реальные объекты с некоторой степенью приближения и дают возможность проводить всесторонний анализ объектов. Правильный выбор математической модели зависит от понимания задачи цели действий и критерия эффективности.
Статистические модели предназначены для обработки статистических данных полученных в результате наблюдений или численных экспериментов. В статистических моделях используются случайные величины. Случайные величины характеризуются законом распределения и числовыми характеристики. Наиболее часто при исследовании случайных величин (параметров производственных процессов) применяют нормальное равномерное биномиальное распределения и распределение Пуассона. При исследовании надежности технических систем (технологических машин электрических схем систем управления и др.) наиболее часто используют показательное (экспоненциальное распределение) которое считается аналогом закона распределения Пуассона для непрерывных случайных величин.
При построении статистических моделей применяют методы корреляционного и регрессионного анализа метод Монте-Карло (метод статистического моделирования). Метод Монте-Карло – построение искусственного случайного процесса обладающего всеми нужными свойствами и реализуемого с помощью обычных вычислительных средств.
Метод Монте-Карло для приближенного нахождения численных значений какой-либо величины заключается в формировании кратной выборки значений случайной величины в серии независимых испытаний и вычислении среднего значения. Тогда по закону больших чисел при достаточно большом значении с вероятностью достаточно близкой к единице среднее значение можно считать искомым значением величины.
Для построения корреляционных моделей задаются статистическими данными об изменении какого-либо результативного признака в зависимости от наблюдаемого признака . Например стоит задача построения зависимости производительности труда от коэффициента механизации и автоматизации труда
Используя уравнение вида:
где уровень механизации и автоматизации труда;
среднее значение производительности труда;
среднее значение уровня механизации и автоматизации труда;
выборочный коэффициент корреляции;
среднеквадратическое отклонение для параметра ;
среднеквадратическое отклонение для наблюдаемого параметра определяют параметры модели.
Для создания регрессионных моделей стоит задача отыскания её параметров. В качестве моделей параметров производства применяют различные линейные и нелинейные функции. Чаще всего используют:
гиперболическая функция:
полином второй степени или парабола:
где оценки коэффициентов регрессии.
Для определения численных значений оценок коэффициентов регрессии формируют системы нормальных уравнений по методу наименьших квадратов. Например для линейного уравнения получают следующую систему уравнений для нахождения неизвестных
Для решения этой системы уравнений применим матричный метод:
2 Определение ожидаемой трудоемкости наплавки направляющей буксы тележки
Одной из наиболее распространённых неисправностей боковых рам тележек подлежащих ремонту является износ поверхностей направляющих букс. Для определения ожидаемой трудоёмкости производимого ремонта необходимо провести моделирование по методу Монте-Карло.
Метод Монте-Карло – построение искусственного случайного процесса обладающего всеми нужными свойствами и реализуемого с помощью обычных вычислительных средств.
Метод Монте-Карло для приближенного нахождения численных значений какой-либо величины заключается в формировании кратной выборки значений случайной величины в серии независимых испытаний и вычислении среднего значения . Тогда по закону больших чисел при достаточно большом значении с вероятностью достаточно близкой к единице .
3 Разработка алгоритма расчёта и программы
Для нахождения средней трудоёмкости производимых работ по методу Монте-Карло необходимо задаться возможными трудоёмкостями. Для наплавки направляющих букс возможную трудоёмкость можно вычислить зная затраты времени на наплавку поверхности детали.
Определяем объём наплавки поверхности по формуле:
где доля износа поверхности детали (03-1); глубина износа см; площадь наплавляемой поверхности см2.
Задаёмся затратами времени на наплавку поверхности. Норма для наплавки поверхности 03 05 минсм3
Считаем затраты времени на ремонт одной боковины и умножаем на количество человек занятых наплавкой. Принимаем что наплавкой занимается один работник. Получаем возможную трудоёмкость.
Формируем N-кратную выборку фактических трудоёмкостей при помощи генератора случайных чисел.
Определяем частоту попадания значений фактических трудоёмкостей на интервалы возможных трудоёмкостей.
Определяем вероятность попадания значений фактических трудоёмкостей на интервалы возможных трудоёмкостей.
Перемножаем значения возможных трудоёмкостей на вероятность попадания значений фактических трудоёмкостей на интервалы возможных трудоёмкостей.
Сумма значений полученных в предыдущем пункте является ожидаемой трудоёмкостью наплавки направляющей буксы боковой рамы тележки.
Вид окна разработанной программы показан на рисунке 5.1.
Рисунок 5.1. – Вид окна программы расчёта ожидаемой трудоёмкости наплавки направляющей буксы тележки
Рисунок 5.2- Диаграмма вероятности попадания от глубины износа
Вывод: при поиске ожидаемой трудоемкости по методу Монте-Карло проведя выборку при помощи генерации случайных чисел наиболее вероятным событием является глубина износа 07 см
Математическое обеспечение АРМ: Экспертные системы и модели экспертизы.
1 Классификация и назначение экспертных систем. Модели систем качества
Автоматизированные экспертные системы (АЭС) объединяют возможности ПЭВМ с базой профессиональных знаний и способны в диалоговом режиме вырабатывать разумное решение задач в определенной предметной области.
Экспертная система – это компьютерная программа составленная на традиционном (Бейсик Паскаль Фортран и др.) или специальном (Пролог Лисп) языке программирования для имитации действий человека-эксперта. Экспертные программы в отличие от обычных компьютерных программ автоматизируют процессы логических выводов и используют эвристические методы поиска решений.
Экспертные системы классифицируют по трем признакам:
По уровню развития (экспертные системы первого и второго поколений);
По назначению (системы интерпретации системы диагностики системы планирования системы управления системы прогнозирования системы обучения);
По способу диалога (системы со сплошным опросом системы с выборочным опросом системы с опросом в форме меню).
2 Структурная схема АЭС
Структурные схемы АЭС отличаются от структурных схем АРМ наличием редактора правил и баз знаний. Структурная схема любой АЭС приведена на рисунке 6.1
АЭС – автоматизированная экспертная система; ФПО – функциональное программное обеспечение; ТС – технические средства; БД – базы данных; ИМО – информационно-методическое обеспечение; ОПО – организационное программное обеспечение
Рисунок 6.1 – Структурная схема АЭС
3. Экспертиза качества ремонта пружинно-фрикционного поглощающего аппарата автосцепки
В данной курсовой работе требуется провести экспертизу качества для выбранного элемента вагона. В качестве объекта экспертизы выбираем качество ремонта пружинно-фрикционного поглощающего аппарата автосцепки.
Оценку качества ремонта вагонов или их узлов производим по интегральному показателю:
где интегральный показатель качества ремонта заданного узла;
- коэффициент риска по техническим функциям учитывающий уровень применяемой технологии и организации производства;
интегральный показатель технического уровня производства рассматриваемого депо (участка);
интегральный нормативный показатель технического уровня депо (участка);
коэффициент риска по управленческим функциям учитывающий квалификацию работников уровень сплоченности трудового коллектива и уровень управления (качества руководителя). Для практических расчетов можно принимать ;
количество рассматриваемых элементов вагона или его узла;
коэффициент весомости го элемента узла с позиций безопасности движения (численные значения показателя могут быть определены методом экспертных оценок);
комплексный показатель качества выполнения работ и соблюдения технологических режимов при ремонте го элемента узла;
нормативное значение критерия.
Комплексный показатель качества выполнения наиболее ответственных работможно приближенно определять по формуле:
где количество наиболее ответственных работ выполняемых при ремонте объекта (сварка наплавка механическая обработка правка термическая обработка и др.);
коэффициент весомости качества выполнения ой работы при ремонте
относительный показатель качества выполнения ой работы при ремонте го элемента узла.
Относительный показатель качества выполнения работ и соблюдения режимов обработки можно определять из следующих соотношений например при выполнении операции наплавки (устранение износов):
где соответственно максимально допустимый и фактический износ элемента;
частота повторяемости работы по устранению износов методом наплавки.
4. Разработка программы автоматизации экспертизы качества ремонта пружинно-фрикционного поглощающего аппарата автосцепки
Задаёмся исходными данными.
Рассмотрим требования предъявляемые к элементам поглощающего аппарата. В соответствие с технической документацией при всех видах ремонта разрешается выполнять следующие работы:
-заварка трещин у технологических отверстий при условии что суммарная их длина не превышает 120 мм;
-нагрев корпуса перед заваркой трещин до температуры 250 оС;
-наплавка изношенных поверхностей;
-наплавка изношенной резьбы длиной не более 35 мм;
-наплавка изношенной поверхности болта при глубине износа по диаметру не более 5 мм.
Определяем относительные показатели качества для каждой из проводимых операций
Находим коэффициенты качества выполнения работ.
Находим интегральный критерий качества ремонта и сравниваем его с допустимым.
Вид окна программы показан на рисунке 6.2.
Рисунок 6.2. – Вид окна программы экспертизы качества ремонта ПА
Вывод: найдя интегральный критерий качества ремонта и сравнивая его с допустимым считаем его допустимым.
В курсовой работе выполнен проект АРМ мастера КПА в соответствии с его должностными обязанностями назначением и основными задачами и требованиями к АРМ.
Определены требования к техническому обеспечению АРМ. Составлена структурная схема комплекса технических средств АРМ и схема размещения оборудования. Сформулированы критерии выбора параметров технических средств и сформированы четыре возможные конфигурации по актуальным на текущий момент данным.
Подобрано программное обеспечение АРМ определена его суммарная стоимость для четырех различных по конфигурации вариантов. Все технические и стоимостные показатели программного оборудования являются актуальными на момент выполнения курсовой работы. Разработана узко-ориентированная программа определения оптимальной конфигурации АРМ по технико-экономическому показателю конкурентоспособности. Найдя численные показатели технико-экономические параметров принимаем наиболее оптимальный вариант АРМ:
Номер варианта: Проектный вариант 1; тактовая частота процессора – 4400 GHz оперативная память – 4 средняя наработка до отказа – 4422 ч; память жесткого диска – 1 видеопамять – 2 Операционная система – MS W Пакет MS Office - MS Office 2016 профессиональный количество узко-ориентированных программ – 3.
Приведены теоретические сведения о моделях поиска оптимальных стратегий и разработана узкоспециализированная программа определения оптимальных сроков службы машин в условиях риска или стохастической неопределённости с использованием минимаксного критерия минимального среднего риска.
Описаны модели применяющиеся в вагоноремонтном производстве. По методу Монте-Карло мы при помощи генератора случайных чисел с нормальным распределением и отклонением 01 составили программу расчёта ожидаемой трудоёмкости наплавки направляющих букс боковой рамы тележки.
Представлены теоретические сведения об экспертных системах и разработана программа автоматизации экспертизы качества ремонта пружинно-фрикционного поглощающего аппарата автосцепки с использованием интегрального критерия качества ремонта.
М.М. Болотин. Автоматизированные рабочие места вагоноремонтного производства. Учебное пособие (в двух частях). Часть 1 74 с.; Часть 2 126 с. –М.: МИИТ. 2008.
М.М. Болотин. Методические указания к лабораторным работам по дисциплине «Автоматизированные рабочие места и экспертные системы вагоноремонтного производства». –М.: МИИТ. 1997. – 38 с.
М.М. Болотин. Методические указания к курсовой работе по дисциплине «Автоматизированные рабочие места и экспертные системы вагоноремонтного производства». –М.: МИИТ. 1998. – 16 с.
П.А. Устич и др. Под ред. П.А.Устича. Вагонное хозяйство. Учебник для вузов ж.-д. транспорта. – М.: Маршрут. 2003. - 560 с.
Гигиенические требования к персональным электронно-вычислительным машинам и организации работы. Санитарно-эпидемиологические правила и нормативы СанПиН 2.2.22.4.1340-03.
М.М. Болотин. Применение программ Excel и MathCAD в инженерных расчетах вагоноремонтного производства. Методические указания по выполнению лабораторных и курсовых работ по дисциплине «Автоматизированные рабочие места и экспертные системы вагоноремонтного производства». –М.: МИИТ. 2005.
А.А. Иванов. Электронные пособия №1-№7 АРМ-2019. – М.: РУТ (МИИТ). 2019.
up Наверх