автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.06, диссертация на тему:Автоматизация технологических режимов ультразвуковой обработки при производстве и ремонте автотракторной техники

На правах рукописи

СЕЛИВЕРСТОВА ОЛЬГА ВЛАДИМИРОВНА

АВТОМАТИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РЕЖИМОВ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ОБРАБОТКИ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ И РЕМОНТЕ АВТОТРАКТОРНОЙ ТЕХНИКИ

Специальность 05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (промышленность)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

1 О ЛЕК 2009

Москва - 2009

003487326

Работа выполнена на кафедре «Технологии конструкционных материалов» в Московском автомобильно-дорожном институте (государственном техническом университете)

Ведущая организация: Московский государственный технический университет им. Н.Э.Баумана (МГТУ им. Н.Э.Баумана), г. Москва.

Защита состоится 28 декабря 2009г. в Ю00 часов на заседании диссертационного совета Д.212.126.05 при Московском автомобильно-дорожном институте (государственном техническом университете) по адресу:

125329 ГСП А-47, Москва, Ленинградский пр., д.64.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МАДИ(ГТУ)

Текст автореферата размещен на сайте Московского автомобильно-дорожного института (государственного технического университета): www.madi.ru

Автореферат разослан 26 ноября 2009г.

Отзыв на автореферат в одном экземпляре, заверенный печатью, просим направлять в адрес совета института.

УиОЫкПЛ ГЯ|/ПОТЯПк

Официальные оппоненты

Научный руководитель

Член-корреспондент РАН доктор технических наук, профессор Приходько Вячеслав Михайлович, ректор МАДИ(ГТУ), г.Москва Доктор технических наук, профессор Марсов Вадим Израилевич профессор МАДИ(ГТУ), г.Москва Кандидат технических наук Рухман Андрей Александрович, Генеральный директор научно-производственного внедренческого ООО «Афалина», г.Москва

Михайлова Н.В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы

При производстве и ремонте автотракторной техники сборочно-разборочные и моечно-очистные операции являются главным источником материального обеспечения производства, т.к. до 70% деталей разобранных автомобилей и их агрегатов может быть использовано повторно. Установлено, что затраты труда на разборочно-сборочных операциях составляют около 40% от общей трудоёмкости ремонта автомобиля. Причем на долю сборочно-разборочных работ приходится 12 - 17% трудовых затрат. Рациональная организация разборочных и моечно-очистных работ оказывает существенное влияние на качество и зкономические показатели производства и ремонта техники.

Повышение уровня механизации и автоматизации работ, улучшение организации труда является в настоящее время одним из основных направлений работ на предприятиях по производству и ремонту автотракторной техники. Особое значение имеет автоматизация и механизация сборочных и разборочно-моечных операций, так как требует принципиально новых технических решений.

Особую сложность при ремонте автомобилей представляет разборка и качественная очистка прецизионных узлов топливной аппаратуры двигателей, требующих ремонта по ряду причин технологического или эксплуатационного характера. Существующие методы разборки подобных узлов зачастую вызывают повреждения прецизионных поверхностей и деформацию разбираемых деталей.

Одним из наиболее эффективных методов решения этой проблемы является ультразвуковой. Однако, несмотря на многочисленность исследований в области ультразвуковых жидкостных технологических процессов, наблюдается отсутствие обобщенных физико-математических моделей, позволяющих описывать формирование эффективных технологических режимов. Они должны стать основой разработки гибко-управляемых технологических режимов обработки и создания системы автоматизированного выбора или проектирования технологии и оборудования для ультразвуковой разборки и очистки деталей, что и составляет актуальность исследований.

Целью диссертационной работы является повышение эффективности и качества ультразвуковых технологических процессов при производстве и ремонте автотракторной техники.

Для достижения поставленной цели в диссертации последовательно в четырех главах решаются задачи:

• системный анализ методов и моделей технологических процессов ультразвуковой очистки деталей;

• классификация способов ультразвуковой обработки;

• исследование и аппроксимация зависимостей показателей качества ультразвуковых технологических процессов от их продолжительности и основных энергетических характеристик колебательных систем;

• разработка подсистемы автоматизации планирования экспериментов по оценке влияния параметров ультразвуковой обработки деталей;

• разработка базы данных по технологическим процессам ультразвуковой обработки;

• разработка программных компонентов интеграции с Мсс1-приложениями.

Методы исследования

При разработке формальных моделей компонент автоматизированной системы в диссертации использовались методы общей теории систем, классический теоретико-множественный аппарат, дифференциальные уравнения и др. Системный анализ проводился на реальных статистических данных, обработка которых проводилась с помощью современных методов анализа с привлечением математических и статистических пакетов.

Научная новизна

Научную новизну работы составляют методы и модели ультразвуковой обработки деталей, направленные на автоматизацию технологических процессов при производстве и ремонте автотракторной техники.

На защиту выносятся:

• подсистема автоматизации планирования экспериментов по оценке влияния параметров ультразвуковой обработки деталей;

• множественные регрессионные модели продолжительности ультразвуковой разборки и очистки деталей;

• программные компоненты интерфейсного взаимодействия с пакетом аналитических исследований Ма'ЬСас!;

• постановка и решение задачи минимизации энергетических затрат при ультразвуковой очистке деталей;

• семантические модели базы данных технических и технологических характеристик процессов ультразвуковой обработки и результатов экспериментов.

Достоверность научных положений, рекомендаций и выводов

Обоснованность научных положений, рекомендаций и выводов определяется корректным использованием современных

математических методов и моделей, предварительным статистическим анализом технологических процессов ультразвуковой обработки деталей, согласованностью результатов аналитических и имитационных моделей. Достоверность положений и выводов диссертации подтверждена положительными результатами внедрения результатов работы на ряде промышленных и эксплуатационных предприятий.

Практическая ценность и реализация результатов работы

Автоматизированная система сбора, обработки и мониторинга параметров ультразвуковых технологических процессов позволяет выбирать оптимальные режимы обработки и осуществлять контроль качества обработки деталей. Результаты работы внедрены на ряде промышленных предприятий, а также используются на кафедре «Технологии конструкционных материалов» в МАДИ(ГТУ). Опытная эксплуатация разработанного математического, информационного и программного обеспечения подтвердила работоспособность и эффективность системы для решения поставленных задач.

Апробация работы

Содержание отдельных разделов и диссертации в целом было доложено и получило одобрение:

• на Российских, межрегиональных и международных научно-технических конференциях, симпозиумах и семинарах (2005-2009 гг.);

• на совместном заседании кафедр «Технологии конструкционных материалов» и «Автоматизированные системы управления» МАДИ(ГТУ).

В диссертации наряду с результатами теоретических и экспериментальных исследований, рассматриваются подходы к моделированию ультразвуковых технологий и их оптимизации, что может быть обеспечено лишь за счет автоматизации технологических процессов ультразвуковой обработки деталей, использования существующего и разработки нового математического, информационного и программно обеспечений.

Совокупность научных положений, идей и практических результатов исследований в области автоматизации процесса ультразвуковой обработки составляет актуальное направление в области теоретических и практических методов автоматизации принятия решений и выбора режимов управления технологически процессами.

Структура работы соответствует поставленным задачам, содержит описание разработанных методов, моделей и методик.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность работы. Отмечается необходимость решения задачи системной структуризации методов и

моделей ультразвуковой очистки и разборки деталей. Сформулирована цель и основные задачи работы. Приведено краткое описание содержания глав диссертации.

1. АНАЛИЗ МЕТОДОВ И МОДЕЛЕЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕСОВ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ОЧИСТКИ

В первой главе проведен анализ ультразвуковых технологий применительно к процессам обработки прецизионных узлов автотракторной техники в условиях основного и ремонтного производства. Здесь и далее под ультразвуковой обработкой подразумеваются как раздельные, так и совмещенные процессы разборки и очистки.

Развитие методов и средств ультразвуковой жидкостной технологии, как в нашей стране, так и за рубежом происходило на основе общей идеи переноса возможностей вредной в прикладной гидродинамике кавитационной эрозии в акустически управляемую эффективную технологию поверхностных обработок. С другой стороны, такие исследования проводились и на общей научно-методической базе физических исследований Дж. Рэлея, Б. Нолтинга и Е. Непайраса, X. Куттруффа, Д. Сетте, В. Лаутерборна, Я.Б. Зельдовича, Я.И. Френкеля, М.Н. Корнфельда, Л.Д. Розенберга, М.Г. Сиротюка, Б.А. Аграната, а также ряда других выдающихся ученых.

Расширению технологических возможностей ультразвука в промышленности, в особенности, в авто-, авиа- и судостроении, сельскохозяйственном машиностроении способствовали работы В.Ф.Казанцева, О.В.Абрамова и др. В конце шестидесятых, начале семидесятых годов, применение ультразвука для очистки сложных дорогостоящих прецизионных изделий, получило дополнительный импульс благодаря работам А.П.Панова, Ю.Ф.Пискунова, Т.Н.Ивановой, В.М.Приходько, которые сформировали новое направление - ультразвуковой высокоамплитудной технологии. В последние годы усилиями В.М.Приходько, В.А.Елизарова, Ю.Н.Калачева, Б.А.Кудряшова, Д.С.Фатюхина, Р.И.Нигметзянова сформированы научные основы применения ультразвука при производстве и ремонте автотракторной техники.

1.1. Классификация средств ультразвуковой очистки В диссертации проведена классификация способов очистки. В настоящее время автомобилестроение и, в особенности, авторемонтное производство располагают большим количеством методов и способов очистки. Наиболее простыми, давно применяющимися в ремонтном производстве методами очистки являются механические. Они используются в основном для очистки неответственных деталей или деталей, механическая обработка которых не представляет опасности с точки зрения нарушения их прочности или состояния рабочей поверхности. Применение для

очистки деталей растворителей и специальных моющих средств, оказывающих физико-химическое воздействие на загрязнение, широко распространено на ремонтных предприятиях, Однако эти методы отличаются небольшой производительностью и не позволяют в полной мере удалять загрязнения типа нагаров и лаковых пленок. Показано, что большие перспективы имеет применение ультразвуковых колебаний для интенсификации процесса очистки деталей.

Одним из основных условий эффективного проведения технологического процесса ультразвуковой очистки является сочетаемость элементов системы, которая зависит от конструктивных особенностей объектов очистки, параметров технологического оборудования (табл.1.), технологических требований к отдельным операциям и непосредственно функционала автоматизированной системы управления самим процессом очистки.

Таблица 1.

Средства ультразвуковой очистки

Моющие среды Генераторы Колебательные системы Ванны

УЗГ2-0,063/22 УЗП2-0,025/44 УЗВ2-0,063/22

трихлорэтилен хлористый метилен тетрахлорэтилен четыреххлористый углерод УЗПЗ-0,1/22 УЗГ7-0,25/22 УЗГ4-1,0/22 УЗГ16-1.6/22М УЗГ16-1.6/22П ПМС1-1Д/22 ПМ1-0.4/44 ПМС1-1,6/18 ПМС1-1.0/22 ПМС-2,0/22 УЗВ1-0,16/18 УЗВ2-0.25/18 УЗВ2-0,16/18 УЗМУ1-1.6/18 УЗМУ1-4.0/16

АМ-15 УЗГ4-25.0/16 ПМС-2,5/18 УЗМУ1-25,0/16

дихлорэтан УЗГ5-4.0/16 ПМС15-4,0/22 УЗМУ1-1,6/22

уайт-спирит УЗГ15-1,6/22 ПМС2-4.0/16 ЛЭФМО-1

керосин УЗГ 4000/25 ПМС-2,5/22 ЛЭФМО-2

дизельное топливо УЗГ 1000/25Р ПМС-6/22М1 ЛЭФМО-3

водные моющие растворы на неорганической основе УЗГ025-40 УЗГ 10/25 ПМС-5,0/10 ПМС-10,0/10 ЛЗФМО-4 ЛЭФМО-5

УЗГ-02К УЗГ-04М1 УКС-22/1,5 УКС-2-22/2,0 Передвижная лаборатория

1.2. Ультразвуковая разборка

Разборка узлов, представляющих собой соединения деталей с сопряженными поверхностями, не просто неизбежно входит в подавляющее большинство ремонтно-восстановительных технологий, а в значительной мере определяет трудоемкость, себестоимость зачастую качество восстановительных работ. Основным фактором, осложняющим такую разборку, являются, как правило, силы трения в зазоре, сильно возрастающие в ходе эксплуатации узлов из-за коррозии, загрязнений, полимеризации смазок, задиров и схватывания сопряженных поверхностей. Целью совершенствования технологии разборки в идеале представляется доведение деталей до состояния, позволяющего с использованием минимального объема восстановительных операций осуществить повторную сборку возможно большей части деталей в работоспособные и полноценные по своим характеристикам узлы.

Основные предпосылки к разработке ультразвуковых технологий разборки узлов можно свести к следующим положениям:

• под действием ультразвука заметно интенсифицируется проникновение жидкости в тонкие капиллярные зазоры, что может способствовать снижению сопротивления трению;

• возможность значительного снижения коэффициента трения наложением ультразвуковых колебаний на разбираемое соединение и создание условий для преобразования сухого трения в квазивязкое;

• любая сопряженная пара деталей является гетерогенной системой, в которой при правильно выбранном внешнем механическом воздействии могут создаваться разностные межэлементные силовые реакции, приводящие к разборочным перемещениям в системе;

• минимизация межоперационных потерь времени для совмещения с ультразвуковой очисткой деталей, эффективность которой не вызывает сомнений.

Все эти соображения позволяют считать ультразвуковую технологию разборки соединений научно-техническим направлением, чрезвычайно перспективным для использования как в основном, так и в ремонтном производстве.

1.3. Ультразвуковые установки и автоматизация технологических процессов

Любая современная УЗ технологическая установка состоит из задающего генератора сигнала, усилителя мощности или мощного выходного ключевого каскада, высокодобротной колебательной системы, технологической емкости и др.

Проведенный в работе анализ позволил предложить следующую классификацию задач, связанных с использованием ультразвуковых технологий: измерение амплитуды колебательных скоростей, смещений и их распределение в элементах колебательной системы;

измерение звукового давления в рабочей емкости; измерение энергетических параметров, в том числе входной и излучаемой мощности, степени согласования в системе генератор - УКС; контроль наличия кавитации и ее параметров.

В диссертации показано, что повышение эффективности ультразвуковой обработки возможно при условии объединения информационно-аналитической подсистемы анализа ультразвуковых технологий с подсистемой автоматизированного мониторинга параметров технологических процессов ультразвуковой обработки деталей (рис.1.) в единую автоматизированную систему управления технологическим процессом (АСУТП) ультразвуковой обработки.

Схема автоматизации технологического процесса ультразвуковой ___________________обработки деталей___________

Обратная связь

Рис. 1.

АСУТП должна обеспечивать получение, сбор, хранение, поиск, передачу и обработку показателей технологического процесса, что может быть обеспечено с использованием методов регрессионного, дисперсионного и многомерного статистического анализа.

2. РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ И МОДЕЛЕЙ ОЦЕНКИ ВЛИЯНИЯ ФАКТОРОВ ПО ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫМ ДАННЫМ

Во второй главе разработаны модели оценки влияния различных факторов на процессы ультразвуковой обработки деталей. Проведена серия испытаний, по которым в результате статистической обработки получены новые эмпирические зависимости.

2.1. Подсистема автоматизации планирования экспериментов ультразвуковой обработки

Разработана методика планирования экспериментов для формирования матрицы плана F по оценке параметров процессов ультразвуковой обработки, основанная на использовании следующих критериев оптимальности: D-оптимальный план - <D(F)=c/ef D(F); обобщенно D-оптимальный - 0(F)=cfef (ATD(F)A), где А матрица полного ранга; L-оптимальный - 0(F)=<r LD(F), где L - фиксированная неотрицательно определенная матрица, (рис.8.).

В связи с этим возникает необходимость представления всех структур данных в единой форме, в виде параметрических функционалов факторов:

F(xi '). (1)

где х-1, х2 ,..., хп - варьируемые параметры;

xn+i=xn+i*, хп+2=хп*2*,..., xn+m=xn+m*- неизменяемые параметры. Таким образом, при различных комбинациях варьируемых параметров можно в автоматизированном режиме построить вторичные таблицы и соответственно сформировать вторичные функционалы для запуска приложений анализа и аппроксимации результатов экспериментов.

На основе проведенного сравнительного анализ классических моделей отработана методика оценки эффективности моделей с использованием методов регрессионного, дисперсионного и факторного анализа. Это позволило в автоматизированном режиме проводить исследования по синтезу новых эмпирических зависимостей.

Для отработки новых моделей используется стандартный синтаксис, который позволяет экспериментаторам, не владеющим навыками программирования описывать аналитические модели и получать соответствующие результаты оценки.

Система автоматизации планирования эксперимента основана на использовании компоненты интерфейсного взаимодействия с пакетом статистической обработки данных Statistica, с последующим включением программных приложений в сценарий интегрированной среды «COTA» для разработки макета системы поддержки принятия решений по оптимизации параметров технологических процессов ультразвуковой обработки деталей автотракторной техники.

2.2. Зависимость относительного остаточного загрязнения от времени очистки и амплитуды смещения

В диссертации решена задача построения регрессионной модели

остаточного загрязнения. Зависимость качества ультразвуковой

очистки от продолжительности процесса и амплитуды смещения

излучателя описывается дифференциальным уравнением

, О _

. параметры

—=-к—,г = 0</<7\ Л

где

к>0, 0<с<1 должны быть

определены экспериментально. После интегрирования с начальным условием 0> = С0 степень очистки определяется по наличию на деталях остаточных загрязнений на основании:

8(0 =

1 -ехр

1-ст

100%,

(2)

Зависимость (2) отражает реальные процессы на ограниченном временном промежутке 0<е<1<Т. Для каждого значения амплитуды смещения % в работе проводилась серия испытаний, и определялось среднее значение д'(\) (табл.2.).

Среднее значение степени очистки д'(\),

Таблица

N Время Амплитуда смещения мкм

п/п очистки

и 2.5 7.0 12.5 22.5 30.0

1 10 43.10 62.18 67.74 54.00 48.00

2 20 54.66 75.28 80.10 66.30 60.00

3 40 67.48 85.62 90.00 79.00 75.50

4 90 81.34 94.56 56.50 90.00 85.60

5 120 85.64 96.50 98.66 93.00 89.56

6 240 93.32 89.34 99.40 97.68 95.77

Полученные результаты эксперимента дали возможность расчета значений параметров регрессии а и к. В диссертации использовалась классическая модель нелинейной регрессии У)=^,Р)+£|, ]=1..М, где 1(х,Р) - функция регрессии, заданная с точностью до неизвестных параметров р=(р1,..., рт). Для расчета параметров использовались методы Маркварта и Хартли, которые сводятся к итерационной процедуре:

Г11=Р('Ч,[РТФ(,)) Р(Р(Уа(А}-1 РТ(Р">) У(р«>) (3)

где у,>0, а(>0, Р(,)еП, 1=0,1, ... , А - неотрицательно определенная матрица; р(0)е£^ - начальное приближение параметров регрессии;

У(РМ(М(Х1, Р),... (уЛ, (3))т; = «= цу < = 1..т.

В соответствии с моделью (2) для рассмотренных значений амплитуды смещения проведен анализ динамики процесса ультразвуковой очистки. На рис.2.а приведена зависимость степени очистки д от времени t для фиксированных значений амплитуды смещения Проведено сравнение с данными эксперимента. Показано, что наиболее эффективная очистка в рассматриваемых условиях имеет место для амплитуды смещения £=12.5 мкм (рис.2.б).

Зависимость степени очистки от времени и амплитуды

2.3. Оценка длительности разборки

Проведенный в диссертации анализ процессов, протекающих при ультразвуковой разборке, показал, что принципиально разборка соединений соосных деталей может быть выполнена как при импульсной, так и при непрерывной передаче энергии колебаний. Оба рассмотренных способа ультразвуковой разборки позволяют эффективно разделять детали соединения в "щадящем режиме", без ухудшения состояния поверхности.

Для оценки временных показателей разборки в работе использовалось устройство для разборки распылителей форсунок (рис.3.), которое обеспечивает высокое качество очистки форсунок автотракторных двигателей.

Устройство для разборки распылителей форсунок содержит источник 1 ультразвуковых колебаний, выполненный в виде стержневой колебательной системы, которая крепится вертикально на специально изготовленную раму. Источник 1 ультразвуковых колебаний снабжен входящим в его состав концентратором 2,

а

б

Рис. 2.

предназначенным для воздействия ультразвуковыми колебаниями на разбираемое соединение. В концентраторе 2 выполнен осевой канал 3. Разбираемый распылитель форсунки, состоящий из корпуса 4 в сборе с иглой 5, установлен на рабочем торце концентратора 2 так, что игла 5 своим хвостовиком входит внутрь осевого канала 3. В устройстве предусмотрен упор 6, надетый сверху на корпус 4 распылителя форсунки и который, контактируя с корпусом 4, прижимает последний к рабочему торцу концентратора 2 и обеспечивает соосное положение по вертикали корпуса 4 и иглы 5 распылителя форсунки с концентратором 2. Таким образом, концентратор 2 воздействует на корпус 4 форсунки с одной стороны, а упор 6 - с другой. При этом упор 6 расположен над корпусом 4 разбираемого распылителя. Источник 1 ультразвуковых колебаний с концентратором 2 - под корпусом 4 распылителя, а распылитель форсунки в сборе ориентирован хвостовиком иглы 5 вниз с обеспечением возможности свободного выхода последней из корпуса 4 распылителя, как под действием собственного веса, так и формируемой выталкивающей силой при ультразвуковом воздействии.

Устройство для разборки распылителей форсунок

Рис. 3.

Разработанных подход к автоматизации планирования эксперимента позволил объединить результаты экспериментов, проведенных автором, с результатами экспериментов, проведенными ВАЕлизаровым, что позволило получить более достоверные статистические оценки параметров регрессий по оценке времени разборки.

Полеченная обобщенная модель представляла единую базу данных результатов всех экспериментов при совместном варьировании всеми факторами технологического процесса разборки форсунок (табл.3.) Эксперименты (N1) по оценке времени разборки (т) в соответствии с разработанным планом проводились в зависимости от усилия прижима (РПр) , силы трения (Ртр), шероховатости (Иа), амплитуды (5), жесткости (вп) и других показателей.

Таблица 3.

Сводная таблица результатов экспериментов

N т Рпр 5 $ Сп Ртр

1 147,24 шш 40 1,31 33,94 0,04

1 52,53 11,3 0 40 1,31 33,94 0,04

1 8,99 16 0 40 1,31 33,94 0,04

1 2,07 20 0 40 1,31 33,94 0,04

1 98,85 25,3 0 10 1,31 33,94 0,04

1 168,66 28 0 10 1,31 33,94 0,04

2 29,86 20,00 " 30 .1,31 33,94 0 04

2 57,64 20,00 0 30 1,31 45,71 0,04

2 138,89 20,00 0 30 1,31 89,35 0,04

2 181,25 20,00 2 30 1,31 151,69 0,04

10 <30,11 20,00 ШЙ-Ш 0,96 - 29,69 ■ 0,04

10 38,24 20,00 2 30 0,96 58,36 0,04

10 78,88 20,00 2 30 0,96 136,52 0,04

10 132,77 20,00 2 30 0,96 177,47 0,04

10 10,24 20,00 2 30 0,96 27,99 0,04

35,59 20,00 • 1,31 30,61 0,04

13 43,73 20,00 0 30 1,31 60,20 0,04

13 87,46 20,00 0 30 1,31 140,48 0,04

13 13,56. 20,00 0 30 1,31 29,59 0,04

13 18,31 20,00 0 30 1,31 60,20 0,04

Модели квадратичной с сгшайн-аппроксимацией показали высокую точность оценки времени разборки

2.4. Совмещение процессов разборки и очистки

Ультразвуковая разборка как отдельный, самостоятельный процесс в технологии производства и ремонта машиностроительных изделий встречается редко. Предшествующие или последующие за ультразвуковой разборкой технологические операции, как правило, связаны с очисткой от загрязнений технологического и эксплуатационного характера.

Проведенные исследования по временным характеристикам процессов очистки и разборки показали определяющую роль амплитуды смещения излучателя. На рис.5, приведены зависимости продолжительности процессов ультразвуковой очистки (кривая 1) и ультразвуковой разборки (кривая 2) в относительных единицах от амплитуды смещения излучателей.

Квадратичная и сплайн-аппроксимация зависимости времени разборки

за Солюог РкМ (Елм_исп„ЗлМ 1*У*Юе)

Рис. 4.

В результате показана технологическая и экономическая целесообразность совмещенного технологического процесса очистки и разборки прецизионных деталей топливной аппаратуры автотракторных двигателей. Время, необходимое для осуществления совмещенного процесса, определяется из наложения этих двух зависимостей.

Продолжительность процесса разборки и очистки от амплитуды

т, сек

Рис. 5.

3. РАЗРАБОТКА БАЗЫ ДАННЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ ИСПЫТАНИЙ И МОДЕЛЬНЫХ ЭКСПЕРИМЕНТОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ИНТЕРФЕЙСНЫХ ПРИЛОЖЕНИЙ В СРЕДЕ МАТНСАО

В третьей главе решается задача проектирования гибридной среды моделирования процессов ультразвуковой обработки на основе интерфейсных приложений со средой Ма№Сас1.

3.1. Концептуальное проектирование системы баз данных

В диссертации решена задача разработки концептуальной схемы базы данных, которая формируется в процессе проведения исследовательских экспериментов и выполнения работ по ремонту прецизионных деталей.

Описание концептуальной модели базы данных технологического процесса Мн имеет вид:

Мн = < Ев, 1_Р, А«, V«, А, V,, 1_см>, (4)

где множества исходных атрибутов доменов Ан, исходных типов доменов Ун, классов объектов технологии Ев, текущих атрибутов доменов Д, текущих типов доменов собственные связи приложения 1р, и множества связей доменов и атрибутов модели Цм-

Разработаны ЕИ-диаграммы основных компонентов технологического процесса. При построении реляционной схемы (рис.6.-7.) было принято во внимание, что реляционная схема должна максимально соответствовать исходной модели, иметь приемлемую

производительность и приводить к меньшей степени процедурное™ в запросах.

Таблица оборудование

Рис. 6.

Таблица технологии

Рис. 7.

3.2. Система автоматизации имитационных экспериментов

На основе формализованного описания имитационных моделей технологических процессов ультразвуковой обработки разработана программная компонента их параметризации. Так, разработанное программное приложение автоматически определяет варьируемые параметры моделей, область значений каждого параметра, и, в соответствии с выбранным планом эксперимента, реализует параметризацию и активацию модели для сформированных комбинаций факторов с целью получения заложенного в нее критерия эффективности.

Планирование эксперимента в интегрированной среде аналитических и имитационных моделей

модуль формирования

модуль вызова моделей

.модель

г

модель-1 '-

МСаМ МШМ ЗвМ

Рис. 8.

Использование приложения для исследования влияния факторов на имитационных моделях естественным образом расширяется до планирования эксперимента на аналитических моделях. Кроме того, за счет использования стандартных алгоритмов оптимизации, которые имеют программную поддержку, решается и проблема параметрической оптимизации.

Для интеграции аналитических моделей, разработанных в среде Ма^Сас!, разработан универсальный параметризуемый исполняемый фрагмент ¡\ziCadSOTA, позволяющий средствами пакета !\МЬсаб проводить вычисления по заданной программе с входными данными из внешнего файла (в числовой, строковой и матричной формах), получать во внешних файлах значения выходных переменных и файлы графиков (рис.8.).

Описание абсолютного или относительного пути имеет следующий формат:

<имя_переменной_1>:<значение_или_путь„к_файлу_со_значени ем_переменной_1>...

<имя_переменной_М>:<значение_или_путь_к_файлу_со_ значен ием_переменной_1М>

Используемым в расчетах входным переменным в файле Ма1Ьсас1-программы не должны быть заданы начальные значения.

Если в Mathcad-прогрэмме нет входных переменных, то в качестве значения этого параметра нужно указать символ"-".

Любой объект Mathcad-программы может быть сохранен в растровом графическом формате (*.png), будь то график, формула или значение переменной. Чтобы объект программы мог быть сохранен в графическом файле, в редакторе пакета Mathcad в свойствах этого объекта необходимо задать символьный тэг (описатель). Описание имеет в файле следующий формат:

<тэг_объекта_1 >:<путь_к_файлу_для_сохранения_объекта_1 >

<тэг_объекта_Ы>:<путь_к_файлу_для_сохранения_объекта_Ы> Путь, задаваемый в правом поле, может быть абсолютным или относительным.

Проведенный анализ и систематизация методов и моделей направлена на разработку методики выбора режимов технологических процессов за счет создания сценария, инструментальных средств интеграции с MathCad и открытого программно-моделирующего комплекса интеграции приложений в среде «COTA».

3.3. Оптимизация процесса ультразвуковой обработки

В работе предлагается процедура частной оптимизации амплитуды смещения излучателя по двум натуральным характеристикам процесса разборки и очистки: производительности /7; удельной производительности Пуя на 1 кВтч потребляемой энергии. Для определения значений амплитуды смещения, обеспечивающих оптимальный режим озвучивания сразу по обоим показателям, используется критерий стоимости. В результате оптимизационная задача имеет следующий вид:

где целевая функция представляет разность между стоимостью соединений, разобранных и очищенных за час работы деталей и стоимостью затраченной электроэнергии.

В плане примера решения оптимизационной задачи зададим следующие технологические параметры: площадь максимального поперечного сечения детали 5дет=8,65см2; коэффициент, учитывающий плотность установки деталей под излучателем кп=1; тариф на электроэнергию Сэ=3,57руб/кВтч; стоимость нового соединения С=1200руб/шт. Разность между стоимостью новой форсунки и затратами на электроэнергию, необходимую для ее

(5)

очистки определяется пределах 2 < § < 52.

Амплитуда варьируется в

Оптимальные параметры амплитуды ультразвуковой обработки

а б

Рис. 9.

Так, оптимальное значение амплитуды смещения для случая эксплуатационных загрязнений £=7мкм (рис.Э.а). Оптимальное значение амплитуды смещения для случая технологических загрязнений £=52 мкм (рис.9.б).

4. РАЗРАБОТКА ПРОГРАММНО-МОДЕЛИРУЮЩЕГО

КОМПЛЕКСА ПРОЦЕССА УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ОЧИСТКИ

В четвертой главе приведено описание возможностей и технических характеристик разработанной установки, а также программных компонентов системы автоматизации ультразвуковой обработки.

Осуществляемые в МАДИ (ГТУ) на протяжении ряда лет исследования в области применения ультразвуковых колебаний при производстве и ремонте деталей автотракторной техники легли в основу ряда разработанных и внедренных ультразвуковых установок, которые отличаются друг от друга степенью автоматизации и количеством выполняемых технологических операций (см. табл. 1).

Расширение функционала установки предполагает включение процедур поисковой оптимизации, что позволяет помимо начальной идентификации состояния деталей, которая служит для установки начальных значений параметров технологического процесса, осуществлять оптимизацию параметров в ходе ультразвуковой обработки на основании съема показателей скорости, например, разборки и др.

Комплекс оборудования системы мониторинга и управления технологическими режимами ультразвуковой обработки (рис.10.) состоит из: 1 - персональный компьютер с АЦП - платой; 2 -электродинамический виброметр; 3 - стержневая колебательная система; 4 - генератор УЗГ 5-1,6/22 с блоком управления.

В качестве информационного сигнала использовался сигнал с выхода электромагнитного виброметра, закрепленного на волноводе

УКС. Его сигнал пропорционален амплитуде колебательных смещений. Под действием колебаний УКС в катушке датчика наводится ЭДС напряжением ~1В, что позволило произвести непосредственное коммутацию вибродатчика с АЦП платой без применения каких-либо согласующих устройств.

Программное обеспечение системы мониторинга включает в низкоуровневый драйвер устройства L - 750 для MS Win 9х, в дальнейшем для работы с оцифрованным сигналом используется программа обработки сигналов SofTest SpectraLab, которая дает возможность обработки сигнала в реальном времени. Программное средство «МОНИТОР» получает значения от SpectraLab, производит конечную обработку данных и отображение (мониторинг) рабочих параметров системы.

Для программной реализации моделей и алгоритмов, создания пользовательских интерфейсов использовался Microsoft Visual Basic, который является встроенным языком MS Access. В качестве пользовательского интерфейса были разработаны формы поддержки расчетов, представляющие собой реализацию имитационных моделей и формы управления базой данных.

Мониторинговый комплекс

Главной формой разработанной системы является форма «Навигация», из которой реализован переход к формам: «Задачи» для выбора технологического задания ультразвуковой разборки и очистки; «Оборудование» для выбора технических средств, используемых в технологическом процессе; «Расчеты» для

проведения расчетов согласно выбранной модели технологического процесса; «Оптимизация» для определения целесообразности проведения технологического процесса ультразвуковой разборки и очистки. Для каждого приложения в диссертации сформированы функции и основные запросы для работы с базой данных.

Для реализации базы данных выбрана СУБД Microsoft Access, в которой вся информация, а именно таблицы, индексы (естественно, поддерживаемые), правила ссылочной целостности, бизнес-правила, список пользователей, а также формы и отчеты хранятся в одном файле. СУБД имеет средства создания форм, отчетов и приложений. В диссертации выполнен полный цикл проектирования базы данных. Предложены концептуальная и реляционная модели базы данных технологического процесса ультразвуковой обработки деталей. В диссертации приводится отображение физической модели базы данных технологического процесса ультразвуковой очистки и разборки в соответствии с декомпозицией рассматриваемой задачи выбора параметров и оптимизации процессов ультразвуковой обработки деталей. При этом отчеты могут быть экспортированы в формат Microsoft Word или Microsoft Excel, а для создания приложений используется Visual Basic for Applications, общий для всех составных частей Microsoft Office, что весьма полезно для решения вопросов расширения и эксплуатации системы на реальных предприятиях, где уровень компьютерной подготовки персонала не всегда высок.

Помимо манипуляции данными Microsoft SQL Server, Access позволяет также в качестве хранилища данных использовать Microsoft Data Engine (MSDE), что необходимо при проведении исследовательских работ, направленных на поиск новых зависимостей и робастных моделей описания технологических процессов ультразвуковой обработки.

Внедрение АСУТП позволило снизить затраты за счет повышения эффективности управления ультразвуковыми технологическими процессами.

В заключении представлены основные результаты работы.

Приложение содержит документы об использовании результатов работы.

Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 11 печатных работ, которые приведены в списке публикаций.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ

1. Проведен системный анализ методов и моделей технологических процессов ультразвуковой обработки деталей, который показал, что повышение качества проводимых операций возможно только с использованием АСУТП ультразвуковой обработки

с учётом специфических особенностей применяемого оборудования, объектов обработки и энергетических параметров излучателя.

2. Выполнено исследование и получена аппроксимация зависимостей остаточных загрязнений от продолжительности очистки и амплитуды смещения излучателя. Полученные результаты дают возможность расчета значений параметров регрессии о и к на основе методов Маркварта и Хартли.

3. Определена зависимость времени ультразвуковой очистки от масштабных факторов проведения технологического процесса; Предложена математическая модель выбора ультразвукового оборудования и технологии очистки деталей; разработан алгоритм задания режимов и параметрических характеристик процесса.

4. Решена задача проектирования системы баз данных, обеспечивающей хранение экспериментальных данных, характеристик оборудования, режимов обработки, информации о заказах на ремонт прецизионных деталей, что позволяет в автоматизированном режиме принимать решения о выборе рациональных режимов ультразвуковой обработки.

5. Разработана методика выбора режимов технологических процессов ультразвуковой обработки за счет создания сценария, инструментальных средств интеграции с МаШСас!, что позволяет без перепрограммирования включать новые методы и модели анализа технологического процесса.

6. Изучен механизм ультразвуковой разборки, исследованы основные технологические характеристики процесса, который в основном связан с преобразованием сухого трения в квазивязкое и, тем самым, приводит к значительному снижению коэффициента трения между сопряженными поверхностями. Предложена методика совмещения процессов ультразвуковой разборки и очистки в одной технологической операции, что позволило минимизировать межоперационные потери времени.

7. Создан программно-моделирующий комплекс, который был внедрен на ОАО «Первый автокомбинат» им. Г.Л.Краузе, ЗАО научно-производственная внедренческая фирма «СВАРКА», научно-производственном внедренческом ООО «Афалина», а также используется в учебном процессе в МАДИ(ГТУ). Внедрение результатов работы позволило вернуть б эксплуатацию до 70% ремонтного фонда прецизионных изделий, ранее выбраковывающихся по причине повреждений при разборке, а также повысить качество работ за счет использования рациональных режимов ультразвуковой обработки деталей.

СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Селиверстова, О.В. О самораскручивании резьбовых соединений при воздействии продольных ультразвуковых колебаний / О.В. Селиверстова, А.Н. Неверов, Б.А. Кудряшов // Материалы 9-й Международной практической конференции «Технологии ремонта, восстановления и упрочнения деталей машин, механизмов, оборудования, инструмента и технологической оснастки» (ч.1):: СПб.: Изд-во Политехи, ун-та, 2007. -С.436-439.

2. Селиверстова, О.В. К вопросу об изменении микрогеометрии поверхностного слоя под действием ультразвуковой жидкостной обработки / О.В. Селиверстова, В.М. Приходько, Д.С. Фатюхин // Материалы 8-й международной научно-технической конференции «Инженерия поверхности и реновация изделий» 27-29 мая 2003 г. / г. Ялта,- Киев: ATM Украины, 2008. -С.200-202.

3. Селиверстова, О.В. Применение ультразвука при сборочно-разборочных операциях / О.В. Селиверстова, В.Ф. Казанцев, Б.А. Кудряшов, А.Н. Неверов, Р.И. Нигметзянов, В.М. Приходько, Д.С. Фатюхин II М.: Изд-во «Техполиграфцентр», 2008.146 с.

4. Селиверстова, О.В. Интенсификация процесса ультразвуковой очистки с помощью перемещения излучателей и очищаемых деталей / О.В. Селиверстова, Б.А. Кудряшов, Д.С. Фатюхин // Сборник трудов XX сессия российского акустического общества «Акустические измерения и стандартизация. Электроакустика. Ультразвук и ультразвуковые технологии. Атмосферная акустика. Акустика океана» 27-31 октября 2009 г. / Т. 2.- М.: ГЕОС, 2008. -С. 120-122.

5. Селиверстова, О.В. Виброперемещение детали под действием ультразвуковых колебаний различной поляризации / О.В. Селиверстова, А.Н. Неверов, В.М. Приходько // Материалы 11-й международной научно-практической конференции «Ресурсосберегающие технологии ремонта, восстановления и упрочнения деталей машин, механизмов, оборудования, инструмента и технологической оснастки от нано- до макроуровня» (ч,2): СПб.: Изд-во Политехи, ун-та, 2009. -С.208-213.

6. Селиверстова, О.В. Энергосберегающая высокоамплитудная колебательная система / О.В. Селиверстова, А.Н. Неверов II Материалы научно-технической конференции «Новые и нетрадиционные технологии в ресурсо- и энерго-сбережении» 19-20 мая 2009 г. / г. Одесса,- Киев: ATM Украины,- 2009. -С. 128-132.

7. Селиверстова, О.В. Анализ сходимости алгоритма поисковой оптимизации / О.В. Селиверстова, С.Н. Сатышев, A.A. Шарков, Д.В. Зайцев // Теория и практика автоматизированного управления: сб. науч. тр. МАДИ(ГТУ). -М„ 2009. -С.21-34.

8. Селиверстова, О.В. Анализ влияния ультразвуковых воздействий на свойства материалов / О.В. Селиверстова, М.В.

Морщилов, В.М. Приходько // Вестник / МАДИ(ГТУ).-М., 2009 № 3(18). -С. 37-41.

9. Селиверстова, О.В. Моделирование процесса ультразвуковой очистки деталей и соединений / О.В. Селиверстова, В.М. Приходько // Новые технологии производства и управления в промышленности и образовании / сб. науч. тр. МАДИ(ГТУ) № 2/42 2009. -С.63-69.

Ю.Селиверстова, О.В. Динамика ультразвукового воздействия на разбираемое соединение / О.В. Селиверстова // Новые технологии производства и управления в промышленности и образовании: сб. науч. тр. МАДИ(ГТУ). -М„ 2009. № 2/42 - С.69-73.

11. Селиверстова, О.В. Выбор способов установки ультразвукового оборудования / О.В. Селиверстова, М.В. Морщилов // Новые технологии производства и управления в промышленности и образовании: сб. науч. тр. МАДИ(ГТУ). - М., 2009. -С.11-18.

Подписано в печать 24.11.2009 г. Формат 60x84/16 Усл.печ.л. 1,0 Тираж 100 экз. Заказ 57 «Техполиграфцентр» Россия, 125319, г. Москва, ул. Усиевича, д. 8а. Тел./факс: 8 (499) 152-17-71 Т. 8-916-191-08-51

ВВЕДЕНИЕ.

1. АНАЛИЗ МЕТОДОВ И МОДЕЛЕЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕСОВ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ОБРАБОТКИ.

1.1. Анализ причин, вызывающих заклинивание прецизионных узлов топливной аппаратуры дизельных двигателей.

1.2. Физические основы применения ультразвуковых методов.

1.3. Классификация типов загрязнений и способы их очистки.

1.4. Анализ методов ультразвуковой разборки соединений деталей.

1.5. Технология и оборудование для ультразвуковой разборки и очистки.

1.6. Автоматизация технологического процесса ультразвуковой очистки деталей с использованием информационной системы.

Выводы по главе 1.

2. РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ И МОДЕЛЕЙ ОЦЕНКИ ВЛИЯНИЯ ФАКТОРОВ ПО ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫМ ДАННЫМ.

2.1. Подсистема автоматизации планирования экспериментов ультразвуковой обработки.

2.2. Моделирование зависимости относительного остаточного загрязнения от времени очистки и амплитуды смещения.

2.3. Моделирование зависимости времени ультразвуковой очистки от масштабных факторов.

2.4. Модели влияния факторов времени разборки.

2.5. Совмещение процессов разборки и очистки.

Выводы по главе 2.

3. РАЗРАБОТКА БАЗЫ ДАННЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ ИСПЫТАНИЙ И МОДЕЛЬНЫХ ЭКСПЕРИМЕНТОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ

ИНТЕРФЕЙСНЫХ ПРИЛОЖЕНИЙ В СРЕДЕ MATHCAD.

3.1. Концептуальное проектирование системы баз данных для автоматизации процесса ультразвуковой обработки.

3.2. Интеграция с пакетом MathCad.

3.3. Оптимизация процесса ультразвуковой обработки.

3.4. Основные таблицы базы данных технологических процессов ультразвуковой очитки.

Выводы по главе 3.

4. РАЗРАБОТКА ПРОГРАММНО-МОДЕЛИРУЮЩЕГО КОМПЛЕКСА ПРОЦЕССА УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ОБРАБОТКИ.

4.1. Разработка базы данных ультразвуковой обработки.

4.2. Разработка программных приложений моделирования процессов ультразвуковой разборки и очистки соединений.

4.3. Компьютерный мониторинг технологического процесса ультразвуковой обработки.

Выводы по главе 4.

При производстве и ремонте автотракторной техники сборочно-разборочные и моечно-очистные операции являются главным источником материального обеспечения производства, т.к. до 70% деталей разобранных автомобилей и их агрегатов может быть использовано повторно. Установлено, что затраты труда на разборочно-сборочных операциях составляют около 40% от общей трудоёмкости ремонта автомобиля. Причем на долю сборочно-разборочных работ приходится 12 - 17% трудовых затрат. Рациональная организация разборочных и моечно-очистных работ оказывает существенное влияние на качество и экономические показатели производства и ремонта техники.

Повышение уровня механизации и автоматизации работ, улучшение организации труда является в настоящее время одним из основных направлений работ на предприятиях по производству и ремонту автотракторной техники. Особое значение имеет автоматизация и механизация сборочных и разборочно-моечных операций, так как требует принципиально новых технических решений.

Особую сложность частности при ремонте автомобилей представляет разборка и качественная очистка прецизионных узлов топливной аппаратуры двигателей, требующих ремонта по ряду причин технологического или эксплуатационного характера. Существующие методы разборки подобных узлов зачастую вызывают повреждения прецизионных поверхностей и деформацию разбираемых деталей.

Одним из наиболее эффективных методов решения этой проблемы является ультразвуковой. Однако, несмотря на многочисленность исследований в области ультразвуковых жидкостных технологических процессов, наблюдается отсутствие обобщенных физико-математических моделей позволяющих описывать формирование эффективных технологических режимов. Они должны стать основой разработки гибко-управляемых технологических режимов обработки и создания системы автоматизированного выбора или проектирования технологии и оборудования для ультразвуковой разборки и очистки деталей, что и составляет актуальность исследований.

Целью диссертационной работы является повышение эффективности и качества ультразвуковых технологических процессов при производстве и ремонте автотракторной техники.

Для достижения поставленной цели в диссертации последовательно в четырех главах решаются задачи:

• системный анализ методов и моделей технологических процессов ультразвуковой очистки деталей;

• классификация способов ультразвуковой обработки;

• исследование и аппроксимация зависимостей показателей качества ультразвуковых технологических процессов от их продолжительности и основных энергетических характеристик колебательных систем;

• разработка подсистемы автоматизации планирования экспериментов по оценке влияния параметров ультразвуковой обработки деталей;

• разработка базы данных по технологическим процессам ультразвуковой обработки;

• разработка программных компонентов интеграции с Mcd-приложениями.

При разработке формальных моделей компонент автоматизированной системы в диссертации использовались методы общей теории систем, классический теоретико-множественный аппарат, дифференциальные уравнения и др. Системный анализ проводился на реальных статистических данных, обработка которых проводилась с помощью современных методов анализа с привлечением математических и статистических пакетов.

Структура работы соответствует списку перечисленных задач, содержит описание разработанных методов, методик и алгоритмов.

В первой главе проведен анализ ультразвуковых технологий применительно к процессам обработки прецизионных узлов автотракторной техники в условиях основного и ремонтного производства. Здесь и далее под ультразвуковой обработкой подразумеваются как раздельные, так и совмещенные процессы разборки и очистки.

В диссертации проведена классификация способов очистки. В настоящее время автомобилестроение и, в особенности, авторемонтное производство располагают большим количеством методов и способов очистки. Наиболее простыми, давно применяющимися в ремонтном производстве методами очистки являются механические. Они используются в основном для очистки неответственных деталей или деталей, механическая обработка которых не представляет опасности с точки зрения нарушения их прочности или состояния рабочей поверхности. Применение для очистки деталей растворителей и специальных моющих средств, оказывающих физико-химическое воздействие на загрязнение, широко распространено на ремонтных предприятиях. Однако эти методы отличаются небольшой производительностью и не позволяют в полной мере удалять загрязнения типа нагаров и лаковых пленок. Показано, что большие перспективы имеет применение ультразвуковых колебаний для интенсификации процесса очистки деталей.

В диссертации показано, что повышение эффективности ультразвуковой обработки возможно при условии объединения информационно-аналитической подсистемы анализа ультразвуковых технологий с подсистемой автоматизированного мониторинга параметров технологических процессов ультразвуковой обработки деталей в единую автоматизированную систему управления технологическим процессом (АСУТП) ультразвуковой обработки.

АСУТП должна обеспечивать получение, сбор, хранение, поиск, передачу и обработку показателей технологического процесса, что может быть обеспечено с использованием методов регрессионного, дисперсионного и многомерного статистического анализа.

Во второй главе разработаны модели оценки влияния различных факторов на процессы ультразвуковой обработки деталей. Проведена серия испытаний, по которым в результате статистической обработки получены новые эмпирические зависимости.

На основе проведенного сравнительного анализ классических моделей отработана методика оценки эффективности моделей с использованием методов регрессионного, дисперсионного и факторного анализа. Это позволило в автоматизированном режиме проводить исследования по синтезу новых эмпирических зависимостей.

Система автоматизации планирования эксперимента основана на использовании компоненты интерфейсного взаимодействия с пакетом статистической обработки данных Statistica, с последующим включением программных приложений в сценарий интегрированной среды «СОТА» для разработки макета системы поддержки принятия решений по оптимизации параметров технологических процессов ультразвуковой обработки деталей автотракторной техники.

Проведенный в диссертации анализ процессов, протекающих при ультразвуковой разборке, показал, что принципиально разборка соединений соосных деталей может быть выполнена как при импульсной, так и при непрерывной передаче энергии колебаний. Оба рассмотренных способа ультразвуковой разборки позволяют эффективно разделять детали соединения в "щадящем режиме", без ухудшения состояния поверхности.

Для оценки временных показателей разборки в работе использовалось устройство для разборки распылителей форсунок, которое обеспечивает высокое качество очистки форсунок автотракторных двигателей.

Разработанных подход к автоматизации планирования эксперимента позволил объединить результаты экспериментов, проведенных автором, с результатами экспериментов, проведенными В.А.Елизаровым, что позволило получить более достоверные статистические оценки параметров регрессий по оценке времени разборки.

Ультразвуковая разборка как отдельный, самостоятельный процесс в технологии производства и ремонта машиностроительных изделий встречается редко. Предшествующие или последующие за ультразвуковой разборкой технологические операции, как правило, связаны с очисткой от загрязнений технологического и эксплуатационного характера.

В третьей главе решается задача проектирования гибридной среды моделирования процессов ультразвуковой обработки на основе интерфейсных приложений со средой MathCad.

В диссертации решена задача разработки концептуальной схемы базы данных, которая формируется в процессе проведения исследовательских экспериментов и выполнения работ по ремонту прецизионных деталей.

Разработаны ER-диаграммы основных компонентов технологического процесса. При построении реляционной схемы было принято во внимание, что реляционная схема должна максимально соответствовать исходной модели, иметь приемлемую производительность и приводить к меньшей степени процедурности в запросах.

На основе формализованного описания имитационных моделей технологических процессов ультразвуковой обработки разработана программная компонента их параметризации. Так, разработанное программное приложение автоматически определяет варьируемые параметры моделей, область значений каждого параметра, и, в соответствии с выбранным планом эксперимента, реализует параметризацию и активацию модели для сформированных комбинаций факторов с целью получения заложенного в нее критерия эффективности.

Использование приложения для исследования влияния факторов на имитационных моделях естественным образом расширяется до планирования эксперимента на аналитических моделях. Кроме того, за счет использования стандартных алгоритмов оптимизации, которые имеют программную поддержку, решается и проблема параметрической оптимизации.

В работе предлагается процедура частной оптимизации амплитуды смещения излучателя по двум натуральным характеристикам процесса разборки и очистки: производительности; удельной производительности потребляемой энергии. Для определения значений амплитуды смещения, обеспечивающих оптимальный режим озвучивания сразу по обоим показателям, используется критерий стоимости.

В четвертой главе приведено описание возможностей и технических характеристик разработанной установки, а также программных компонентов системы автоматизации ультразвуковой обработки.

Осуществляемые в МАДИ (ГТУ) на протяжении ряда лет исследования в области применения ультразвуковых колебаний при производстве и ремонте деталей автотракторной техники легли в основу ряда разработанных и внедренных ультразвуковых установок, которые отличаются друг от друга степенью автоматизации и количеством выполняемых технологических операций (см. табл. 1).

Расширение функционала установки предполагает включение процедур поисковой оптимизации, что позволяет помимо начальной идентификации состояния деталей, которая служит для установки начальных значений параметров технологического процесса, осуществлять оптимизацию параметров в ходе ультразвуковой обработки на основании съема показателей скорости, например, разборки и др.

Программное обеспечение системы мониторинга включает в низкоуровневый драйвер устройства L - 750 для MS Win 9х, в дальнейшем для работы с оцифрованным сигналом используется программа обработки сигналов SofTest SpectraLab, которая дает возможность обработки сигнала в реальном времени. Программное средство «МОНИТОР» получает значения от SpectraLab, производит конечную обработку данных и отображение (мониторинг) рабочих параметров системы.

В заключении представлены основные результаты работы.

В приложении приводятся акты внедрения результатов диссертационной работы.

Научную новизну работы составляют методы и модели ультразвуковой обработки деталей, направленные на автоматизацию технологических процессов при производстве и ремонте автотракторной техники.

На защиту выносятся:

• подсистема автоматизации планирования экспериментов по оценке влияния параметров ультразвуковой обработки деталей;

• множественные регрессионные модели продолжительности ультразвуковой разборки и очистки деталей;

• программные компоненты интерфейсного взаимодействия с пакетом аналитических исследований MathCad;

• постановка и решение задачи минимизации энергетических затрат при ультразвуковой очистке деталей;

• семантические модели базы данных технических и технологических характеристик процессов ультразвуковой обработки и результатов экспериментов.

Обоснованность научных положений, рекомендаций и выводов определяется корректным использованием современных математических методов и моделей, предварительным статистическим анализом технологических процессов ультразвуковой обработки деталей, согласованностью результатов аналитических и имитационных моделей. Достоверность положений и выводов диссертации подтверждена положительными результатами внедрения результатов работы на ряде промышленных и эксплуатационных предприятий.

Автоматизированная система сбора, обработки и мониторинга параметров ультразвуковых технологических процессов позволяет выбирать оптимальные режимы обработки и осуществлять контроль качества обработки деталей. Результаты работы внедрены на ряде промышленных предприятий, а также используются на кафедре «Технологии конструкционных материалов» в МАДИ(ГТУ). Опытная эксплуатация разработанного математического, информационного и программного обеспечения подтвердила работоспособность и эффективность системы для решения поставленных задач.

Содержание отдельных разделов и диссертации в целом было доложено и получило одобрение:

• на Российских, межрегиональных и международных научно-технических конференциях, симпозиумах и семинарах (2005-2009 гг.);

• на совместном заседании кафедр «Технологии конструкционных материалов» и «Автоматизированные системы управления» МАДИ(ГТУ).

В диссертации наряду с результатами теоретических и экспериментальных исследований, рассматриваются подходы к моделированию ультразвуковых технологий и их оптимизации, что может быть обеспечено лишь за счет автоматизации технологических процессов ультразвуковой обработки деталей, использования существующего и разработки нового математического, информационного и программно обеспечений.

Совокупность научных положений, идей и практических результатов исследований в области автоматизации процесса ультразвуковой обработки составляет актуальное направление в области теоретических и практических методов автоматизации принятия решений и выбора режимов управления технологически процессами.

По результатам выполненных исследований опубликовано 11 печатных работ.

Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав и заключения, опубликованных на 156 страницах машинописного текста, содержит 19 рисунков, 12 таблиц, список литературы из 120 наименований и приложения.

Выводы по главе 4

1. Разработана база данных процесса ультразвуковой очитки и разборки. Помимо манипуляции данными Microsoft SQL Server, Access позволяет также в качестве хранилища данных использовать Microsoft Data Engine (MSDE), что необходимо при проведении исследовательских работ, направленных на поиск новых зависимостей и робастных моделей описания технологических процессов ультразвуковой обработки.

2. Разработаны программные приложения моделирования процессов ультразвуковой обработки. Главной формой разработанной системы является форма «Навигация», из которой реализован переход к формам: «Задачи» для выбора технологического задания ультразвуковой разборки и очистки; «Оборудование» для выбора технических средств, используемых в технологическом процессе; «Расчеты» для проведения расчетов согласно выбранной модели технологического процесса; «Оптимизация» для определения целесообразности проведения технологического процесса ультразвуковой разборки и очистки. Для каждого приложения в диссертации сформированы функции и основные запросы для работы с базой данных.

3. Создан программно-моделирующий комплекс, который был внедрен на ОАО «Первый автокомбинат» им. Г.Л.Краузе, ЗАО научно-производственная внедренческая фирма «СВАРКА», ООО научно-производственная внедренческая фирма «Афалина», а также используется в учебном процессе в МАДИ(ГТУ). Внедрение результатов работы позволило вернуть в эксплуатацию до 70% ремонтного фонда прецизионных изделий, ранее выбраковывающихся по причине повреждений при разборке, а также повысить качество работ за счет использования рациональных режимов ультразвуковой обработки деталей.

Заключение

1. Проведен системный анализ методов и моделей технологических процессов ультразвуковой обработки деталей, который показал, что повышение качества проводимых операций возможно только с использованием АСУТП ультразвуковой обработки с учётом специфических особенностей применяемого оборудования, объектов обработки и энергетических параметров излучателя.

2. Выполнено исследование и получена аппроксимация зависимостей остаточных загрязнений от продолжительности очистки и амплитуды смещения излучателя. Полученные результаты дают возможность расчета значений параметров регрессии а и к на основе методов Маркварта и Хартли.

3. Определена зависимость времени ультразвуковой очистки от масштабных факторов проведения технологического процесса; Предложена математическая модель выбора ультразвукового оборудования и технологии очистки деталей; разработан алгоритм задания режимов и параметрических характеристик процесса.

4. Решена задача проектирования системы баз данных, обеспечивающей хранение экспериментальных данных, характеристик оборудования, режимов обработки, информации о заказах по очистке прецизионных деталей, что позволяет в автоматизированном режиме принимать решения о выборе рациональных режимов ультразвуковой очистки.

5. Разработана методика выбора режимов технологических процессов ультразвуковой обработки за счет создания сценария, инструментальных средств интеграции с MathCad, что позволяет без перепрограммирования включать новые методы и модели анализа технологического процесса.

6. Изучен механизм ультразвуковой разборки, исследованы основные технологические характеристики процесса, который в основном связан с преобразованием сухого трения в квазивязкое и, тем самым, приводит к значительному снижению коэффициента трения между сопряженными поверхностями. Предложена методика совмещения процессов ультразвуковой разборки и очистки в одной технологической операции, что позволило минимизировать межоперационные потери времени.

7. Создан программно-моделирующий комплекс, который был внедрен на ОАО «Первый автокомбинат» им. Г.Л.Краузе, ЗАО научно-производственная внедренческая фирма «СВАРКА», ООО научно-производственная внедренческая фирма «Афалина», а также используется в учебном процессе в МАДИ(ГТУ). Внедрение результатов работы позволило вернуть в эксплуатацию до 70% ремонтного фонда прецизионных изделий, ранее выбраковывающихся по причине повреждений при разборке, а также повысить качество работ за счет использования рациональных режимов ультразвуковой обработки деталей.

1. Аверин В.И., Кручинин И.А. Эффективность компьютеризации производственных систем. -М.: Машиностроение, 1991. - 187 с.

2. Арайс Е.А., Дмитриев В.М. Автоматизация моделирования многосвязных механических систем. М.: Машиностроение, 1987.- 240с.

3. Ахаян Р., Горев А., Макашарипов С., Эффективная работа с СУБД. «Питер Пресс», 1997.

4. Баранов Л.Ф. Техническое обслуживание и ремонт машин. Мн.: Ураджай, 2000.

5. Безкоровайный М.М., Костогрызов А.И., Львов В.М. Инструментально-моделирующий комплекс для оценки качества функционирования информационных систем «КОК». Руководство системного аналитика. — М.: Синтег, 2000. 116с.

6. Бенькович Е.С., Колесов Ю.Б., Сениченков Ю.Б. Практическое моделирование сложных динамических систем. С. Петербург, БХВ, 2001.-441с.

7. Бизли Д. Язык программирования PYTHON, Киев, ДиаСофт, 2000. -336 с.

8. Боггс У, Боггс М. UML и Rational Rose, М.: Лори, 2000. 582с.

9. Борщев А.В., Карпов Ю.Г., Колесов Ю.Б. Спецификация и верификация систем логического управления реального времени. -Системная информатика, вып.2, Системы программирования. Теория и приложения. Новосибирск: ВО «Наука», 1993, с. 113-147.

10. БТИ ГОСНИТИ, Труды ГОСНИТИ, Тракторы и сельскохозяйственные машины (1984-2003гг.)

11. Бусленко Н.П. Моделирование сложных систем. М.:Наука,1978.-384 с.

12. Буч Г. Объектно-ориентированный анализ и проектирование с примерами на С++, 3-е изд. / Пер. с англ. М.: «Издательство Бином», СПб.: «Невский диалект», 2001 - 560с.

13. Буч Г., Рамбо Д., Джекобсон А. Язык UML. Руководство пользователя: Пер. с англ. М.: ДМК, 2000. - 432с.

14. Вапника В.Н., Алгоритмы и программы восстановления зависимостей. -М.:Наука, 1984г.

15. Вендров A.M. CASE-технологии: Современные методы и средства проектирования информационных систем. М.: Финансы и статистика, 1998. -176с.

16. Вик Курипович. Visual Basic. Издательство «Солон-Пресс», 2006.-384 с.

17. Волкер Маркл, Гай Лохман, Виджайшанкар Раман Волкер Маркл, Гай Лохман, Виджайшанкар Раман. LEO: самонастраивающийся оптимизатор запросов для DB2. Открытые системы, N 4, 2003

18. Глушков В.М., Гусев В.В., Марьянович Т.П., Сахшок М.А. Программные средства моделирования непрерывно-дискретных систем. -Киев: Наукова думка, 1975. 152с.

19. Гома X. UML. Проектирование систем реального времени, параллельных и распределенных приложений: Пер. с англ. М.: ДМК Пресс, 2002. - 704с.

20. Гринев М., С. Кузнецов, А. Фомичев. XML-СУБД Sedna: технические особенности и варианты использования. Открытые системы, N 8, 2004

21. Гультяев А.К. MATLAB 5.3. Имитационное моделирование в среде Windows, М.: Корона принт, 2001. 400с.

22. Дмитриев А.К., Мальцев П.А. Основы теории построения и контроля сложных систем. JL: Энергоатомиздат, 1988.- 192 с.

23. Дьяконов В. Mathematica 4: учебный курс. СПб: Питер, 2002. -656 с

24. Дьяконов В.П. Mathcad 8—12 для студентов. Издательство «Солон-Пресс», 2005.-632 е.;

25. Емельянов С.В, Коровин С.К. Новые типы обратной связи. М.: Наука, 1997. 352 с.

26. Калачев Ю.Н., Нигметзянов Р.И., Приходько В.М. Применение ультразвука в условиях эксплуатации автотракторных средств //Ультразвуковые технологические процессы-98: Сборник докладов / МАДИ (ТУ). М., 1998. С. 45-48.

27. Калачев Ю.Н., Нигметзянов Р.И., Приходько В.М. Применение ультра-звука в условиях эксплуатации автотракторных средств // Ультразвуко-вые технологические процессы-98: Тез. докл. науч.-техн. конф.М.: МАДИ (ТУ), 1998. С. 45-48.

28. Капитальный ремонт автомобилей / Под ред. Р.Е. Есенберлина. М.: Транспорт, 1989. 325 с.

29. Каста Дж. Большие системы. Связность, сложность и катастрофы. = М.: Мир, 1982.-216с.

30. Киндлер Е. Языки моделирования: Пер. с чеш. М.: Энергоатомиздат, 1985.-389с.

31. Козлов О.С., Медведев B.C. Цифровое моделирование следящих приводов. // В кн.: Следящие приводы. В 3-х т. /Под ред. Б.К. Чемоданова. М.: Изд. МГТУ им. Н.Э. Баумана, 1999. Т. 1. С. 711-806.

32. Король И.В. Visual Basic 6.0, Visual Basic for Applications 6.0. Издательство «КУДИЦ-Образ», 2000. 448 е.;

33. Короткое Э.М. Исследование систем управления. — М.: «ДеКА», 2000.

34. Курочкин Е.П., Колесов Ю.Б. Технология программирования сложных систем управления / ВМНУЦ ВТИ ГКВТИ СССР. М.: 1990. -112с.

35. Л.Б. Соколинский. Организация параллельного выполнения запросов в многопроцессорной машине баз данных с иерархической архитектурой. Программирование, N 6, 2001, http://sok.susu.ru/papers/sources/Sokolinsky%2001 .pdf

36. Липаев В.В. Надежность программных средств, М.: Синтег, 1998. — 232с.

37. Липаев В.В. Системное проектирование сложных программных средств для информационных систем. М.: Синтег, 1999. — 224с.

38. Майо Д. С#: Искусство программирования. Энциклопедия программиста: Пер. с англ. СПб.: «ДиаСофтЮП», 2002. 656 с.

39. Мамаев Е.В. Microsoft SQL Server 7 для профессионалов. СПб: Издательство "ПИТЕР", 2000. 896 с. : ил.

40. Мамаев E.B.Microsoft SQL Server 2000. СПб.: БХВ Петербург, 2001. 1280с.: ил.

41. Меерович Г.А. Эффект больших систем., М.: Знание, 1985. 231с.

42. Мехатроника: Пер. с япон. / Исии Т., Симояма И., Иноуэ X., и др. — М.: Мир, 1988.-387с.

43. Минами С., Утида Т., Чернышева Ю.Н., Косарева Е.Л., Обработка экспериментальных данных с использованием компьютера. М.: Радио и связь. 1999г. 256с.: ил.

44. Мухин О.И. Компьютерная инструментальная среда "Слоистая машина". Пермь, ППИ, 1991. 122 с.

45. Мухин О.И. Универсальная инструментальная среда "Stratum Computer" программный продукт нового поколения // Проблемыинформатизации высшей школы (бюллетень Госкомвуза РФ). М., ГосНИИ СИ, 1995. Вып.2. 10-1 10-4.

46. Напольский Г.М. Технологическое проектирование автотранспортных предприятий и станций технического обслуживания. М.: Транспорт, 1993. 272 с.

47. Панов А.П. Ультразвуковая очистка прецизионных деталей. М.: Машиностроение, 1984. 88 с.

48. Петров Г.Н. Использование пакета "Model Vision" для создания компьютерных лабораторных работ. // Гибридные системы. Model Vision Studium: Труды междунар. науч.-технич. конф. СПб.: Изд-во СПбГТУ , 2001. — с.53-54.

49. Плис А.И., Сливина Н.А. Mathcad 2000. Математический практикум. Издательство «Финансы и статистика», 2003. — 656 е.;

50. Подчуфаров Ю.Б. Физико-математическое моделирование систем управления и комплексов / Под ред. А.Г.Шипунова. М.: Изд-во физико-математической литературы, 2002. - 168с.

51. Положение о техническом обслуживании и ремонте подвижного состава автомобильного транспорта. М.: Транспорт, 1986. 73 с.

52. Приходько В. М., Сазонова 3. С. Технологическое применение ультра-звука в ремонтном производстве. М.: МАДИ (ТУ). 1995. 119 с.

53. Приходько В.М. Повышение эффективности процесса ультразвуковой очистки деталей топливной аппаратуры автотракторных двигателей при ремонте. Дис.канд. техн. наук. М., 1975. 175 с.

54. Приходько В.М. Ультразвуковая разборка. Научное издание. Ротапринт МАДИ-ТУ. М., 1995. - 94 е.;

55. Приходько В.М. Ультразвуковые технологии при производстве и ремонте техники. М.: Издательство «Техполиграфцентр», 2000. 253 е.;

56. Приходько В.М. Физические основы ультразвуковой технологии при ремонте автотракторной техники. М.: БРАНДЕС, 1996. 128 с.

57. Приходько В.М., Буслаев А.П., Норкин С.Б., Яшина М.В. Моделирование процессов ультразвуковой очистки. Научное издание. МАДИ-ТУ. М., 1998. - 132 е.;

58. Приходько В.М., Сазонова З.С. Технологическое применение ультразвука в ремонтном производстве. Учебное пособие/ МАДИ-ТУ. М.: 1995.- 119 с.;

59. Прицкер А. Введение в имитационное моделирование и язык СЛАМ II: Пер. с англ. М.: Мир, 1987. - 646с.

60. Рейсдорф К., Освой самостоятельно. С++ Builder 3. Бином. 1999.

61. С.Д. Кузнецов. Обзор журнала "Bulletin of the Technical Committee on Data Engineering June 1999", Vol. 22, No. 2

62. Самарский А.А., Михайлов А.П. Математическое моделирование: Идеи. Методы. Примеры. М.: Наука. Физматлит, 1997.-320 с.

63. Селиверстова, О.В. Применение ультразвука при сборочно-разборочных операциях / О.В. Селиверстова, В.Ф. Казанцев, Б.А. Кудряшов, А.Н. Неверов, Р.И. Нигметзянов, В.М. Приходько, Д.С. Фатюхин // М.: Изд-во «Техполиграфцентр», 2008. 146 с.

64. Селиверстова, О.В. Анализ влияния ультразвуковых воздействий на свойства материалов / О.В. Селиверстова, М.В. Морщилов, В.М, Приходько // Вестник / МАДИ(ГТУ).-М., 2009 № 3(18). -С.37-41.

65. Селиверстова, О.В. Моделирование процесса ультразвуковой очистки деталей и соединений / О.В. Селиверстова, В.М. Приходько // Новыетехнологии производства и управления в промышленности и образовании / сб. науч. тр. МАДИ(ГТУ) № 2/42 2009. -С.63-69.

66. Селиверстова, О.В. Динамика ультразвукового воздействия на разбираемое соединение / О.В. Селиверстова // Новые технологии производства и управления в промышленности и образовании: сб. науч. тр. МАДИ(ГТУ). -М., 2009. № 2/42 С.69-73.

67. Селиверстова, О.В. Выбор способов установки ультразвукового оборудования / О.В. Селиверстова, М.В. Морщилов // Новые технологии производства и управления в промышленности и образовании: сб. науч. тр. МАДИ(ГТУ). М., 2009. -С. 11 -18.

68. Семененко М. Введение в математическое моделирование -М.:Солон-Р, 2002. 112с.

69. Советов Б. Я. Яковлев С. А. Моделирование систем. — М.: Высшая школа, 1985.

70. Советов Б.Я., Яковлев С.А. Моделирование систем. Издательство «Высшая школа», 2007. 343 е.;

71. Солодовников В.В. Теория автоматического регулирования. М.: Машиностроение, 1976, т.1 768 с

72. Суранов Г.И. Уменьшение износа автотракторных двигателей. М.: Ко-лос, 1982. 143 с.

73. Теория систем с переменной структурой./ Под редакцией С. В. Емельянова. М.: Наука, 1970. 590 с.

74. Технология ремонта автомобилей /Под ред.Л.В.Дехтеринского. М.: Транспорт, 1979. 342.

75. Тиори Т., Фрай Д. Проектирование структур баз данных. В 2 кн., -М.: Мир, 1985. Кн. 1. 287 е.: Кн. 2. - 320 с.

76. Трудоношин В.А., Пивоварова Н.В. Математические модели технических объектов Мн.: Выш. шк.,1988 - 159с.

77. Ульман Д. Основы систем баз данных. М.: Финансы и статистика, 1983.-334 с.

78. Ульман И.Е. и др. Техническое обслуживание и ремонт машин. -М.: Агропромиздат, 1990.

79. Хаббард Д. Автоматизированное проектирование баз данных. М.: Мир, 1984.-294 с.

80. Хансен Г., Хансен Д., Базы данных: разработка и управление. «Издательство БИНОМ», 1999.

81. Хромцов Н.В. Надежность отремонтированных автотракторных двигателей. М.: РОСАГРОПРОМИЗДАТ, 1989. 318 с.

82. Цаленко М.Ш. Моделирование семантики в базах данных. М.: Наука, 1988.

83. Цикритизис Д., Лоховски Ф. Модели данных. М.: Финансы и статистика, 1985. - 344 с.

84. Чаудхари С. Методы оптимизации запросов в реляционных системах //СУБД. 1998. - №3. - С.22-36.

85. Чен П. Модель "сущность-связь" шаг к единому представлению о данных //СУБД. - 1995. - №3. - С.137-158.

86. Черемных С.В., Семенов И.О., Ручкин B.C. Структурный анализ систем: IDEF-технологии, М.: Финстат, 2001. 208с.

87. Шеннон Р. Имитационное моделирование искусство и наука. М.: Мир, 1978.-418с.

88. Шорников Ю.В., Жданов Т.С., Ландовский В.В. Компьютерное моделирование динамических систем // «Компьютерное моделирование 2003». Труды 4-й межд. научно-техн. конференции, С.Петербург, 24-28 июня 2003г., с.373-380

89. Элисон Балтер. Профессиональное программирование в Microsoft Office Access 2003. Издательство «Вильяме», 2006. 1296 е.;

90. Andersson М. Omola An Object-Oriented Language for Model Representation, in: 1989 IEEE Control Systems Society Workshop on Computer-Aided Control System Design (CACSD), Tampa, Florida, 1989.

91. Avrutin V., Schutz M. Remarks to simulation and investigation of hybrid systems, // Гибридные системы. Model Vision Studium: Труды междунар. науч.-технич. конф. СПб.: Изд-во СПбГТУ , 2001. с.64-66.

92. Booch G. Object-Oriented Analysis and Design with Applicatons, 2nd ed. Redwood City, California, Addison-Wesley Publishing Company, 1993.

93. Booch G., Jacobson I., Rumbaugh J. The Unified Modeling Language for Object-Oriented Development. Documentation Set Version 1.1. September 1997.

94. Bunus P., Fritzson P. Methods for Structural Analysis and Debugging of Modelica Models. 2nd International Modelica Conference, 2002, Proceeding, pp. 157-165.

95. Elmqvist, IT., F.E. Cellier, M. Otter, Object-Oriented Modeling of Hybrid Systems, Proc. ESS'93, SCS European Simulation Symposium, Delft, The Netherlands, 1993, pp.xxxi-xli.

96. Esposit J.M., Kumar V., Pappas G.I. Accurate event detection for simulating hybrid systems. Hybrid Systems: Computation and Control, 4th International Workshop, HSCC 2001, Rome, Italy, March 28-30, 2001, Proceedings, pp.204-217.

97. Ferreira J.A., Estima de Oliveira J.P. Modelling hybrid systems using statecharts and Modelica. . In Proc. of the 7th IEEE International Conference on Emerging Technologies and Factory Automation, Barcelona, Spain, 18-21 Oct., 1999, p.1063.

98. Fritzson P., Gunnarson J., Jirstrand M. MathModelica an extensible modeling and simulation environment with integrated graphics and literate programming/ 2nd International Modelica Conference, March 18-19 2002, Proceedings, pp. 41-54.

99. Hyunok Oh, Soonhoi Ha. Hardware-software cosynthesis of multi-mode multi-task embedded systems with real-time constraints. In Proc. International Symposium on Hardware/Software Codesign, CODES'02, Estes Park, Colorado, May 2002, pp. 133-138.

100. Kolesov Y., Senichenkov Y. A composition of open hybrid automata. Proceedings of IEEE Region 8 International Conference «Computer as a tool», Ljubljana, Slovenia, Sep.22-24,. 2003, v.2, pp. 327-331.