автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.22, диссертация на тему:Разработка методов оптимальной загрузки автоклавов производства изделий из полимерных композиционных материалов

На правах рукописи

Рнвин Георгий Леонидович

РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ ОПТИМАЛЬНОЙ ЗАГРУЗКН АВТОКЛАВОВ ПРОИЗВОДСТВА ИЗДЕЛИИ ИЗ ПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ

Специальность 05 02 22 - Организация производства (машиностроение)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Ои-зи 1 ^ ■

Ульяновск - 2007

003070745

Работа выполнена в Институте авиационных технологий и управления Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Ульяновский государственный технический университет» (ИАТУ УлГТУ) на кафедре «Самолетостроение»

Ведущая организация Федеральное государственное унитарное предприятие

«Государственный научно-производственный ракетно-космический центр «ЦСКБ - «Прогресс»

Защита состоится 29 мая 2007г в 12 часов на заседании диссертационного совета Д 212 215 03 при Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Самарский государственный аэрокосмический университете имени академика С П Королева» по адресу 443086, г Самара, ул Московское шоссе, 34, ауд 209

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Самарский государственный аэрокосмический университете имени академика С П Королева»

Автореферат разослан 27 апреля 2007 г

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор технических наук,

Научный руководитель

доктор технических наук, профессор

Попов Петр Михайлович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Коптев Анатолий Никитович ■

кандидат технических наук, доцент Савотчепко Валерий Васильевич

профессор

В Р Каргин

Общая характеристика работы Актуальность темы

Особенности технологического процесса и организации производства изделий из полимерных композиционных материалов (ПКМ) заключаются в том, что наряду с индивидуальной технологией ручной или автоматизированной выкладки слоев препрега на технологическую оснастку, сборки-склейки трехслойных конструкций, где отсутствует взаимное влияние изделий друг на друга, имеется технология, объединяющая эти конструкции в едино целое - это технология автоклавного формования Естественно подобное объединение может быть реализовано только при отсутствии технологических ограничений Эта проблема не существовала, если бы конструкции были бы однообразной типовой формы, а также при единичном производстве Однако даже и при единичном производстве возникает проблема групповой загрузки автоклава Учитывая его значительное энергопотребление (600 кВт/час и более) и высокую стоимость процесса автоклавного формования, необходимо решить задачу групповой загрузки изделий в автоклав Время и температура отверждения композита в автоклаве должны строго выдерживаться, так как в противном случае в изделии остаются реакционноспособные группы молекул, которые при последующем повышении температуры (например, при последующем приклеивании обшивки к сотовому заполнителю и каркасу) изделия продолжают построение полимерных цепей, создавая дополнительные внутренние напряжения и деформацию изделия, возникновение непроклея При этом на этап проектирования плана загрузки автоклава отводится минимальное время, что, зачастую, приводит к низкому качеству работы, и как следствие, возрастает вероятность возникновения брака

Наиболее трудоемкими процедурами в ходе проектирования плана загрузки автоклава являются формирование технологических пакетов, геометрическое описание технологической оснастки, определение ее основных параметров, расчет коэффициента прогрева и охлаждения

Организация производства автоклавного формования изделий из ПКМ должна учитывать особенности отверждения и склеивания изделий в процессе нагрева в автоклаве Задача построения оптимального плана загрузки автоклава оснастками с полуфабрикатами конструкций из ПКМ, то есть технологическими пакетами, характеризуется большой размерностью и необходимостью учета особенностей конструкций и дополнительных технологических требований и ограничений

В настоящее время не существует алгоритмов, позволяющих получить точное решение задач формирования плана загрузки автоклава технологическими пакетами Следовательно, задача исследований по данной тематике является актуальной и своевременной Работа выполнена по плану НИР ИАТУ Ул-ГТУ и заказов авиапредприятий

Цель исследований Целью настоящей работы является разработка методов оптимальной загрузки автоклавов производства изделий из ПКМ самолетостроительной отрасли (на примере агрегата механизации крыла трехслойной

конструкции самолета Ту-204-300) в условиях функционирования систем автоматизации производственного подразделения

Состояния изученности проблемы Значительный вклад в разработку исследуемых вопросов, связанных с созданием новых полимерных композиционных материалов и конструкций из них, а также в организацию производства изделий из ПКМ, описание и моделирование систем управления производственными, технико-экономическими, и технологическими процессами изготовления деталей, агрегатов и сборки самолетов на серийных авиационных предприятиях внесли отечественные и зарубежные ученые Перов Б В , Гуняев Г М , Шалин Р Е , Молодцов Г А , Биткин В Е, Симонов В Ф , Урмасов Ф Ф , Халиу-лин В И , Шапаев И И, Дж Любин, Б Нотон, Барвинок В А , Гречников Ф В , Засканов В Г , Постнов В И , Попов П М и др

Вышеназванные ученые достаточно широко рассмотрели вопросы создания полимерных композиционных материалов, технологических проблем их производства, а также увязали производственные, технологические, организационные и экономические процессы производства изделий авиационной техники

На основании оценки степени научной разработанности темы диссертационной работы следует отметить, что современные методы и подходы к организации автоклавного формования изделий из ПКМ позволяют с высокой степенью вероятности осуществлять планирование загрузки автоклавов технологическими пакетами с учетом их статуса и соответственно выйти на научно-обоснованное планирование производства конструкций из ПКМ

Задачи исследования Достижение сформулированной выше цели предполагает решение следующих задач

1 Выполнить анализ влияния параметров процесса автоклавного формования и склеивания изделий из ПКМ на свойства как материала, так и конструкции

2 Теоретически исследовать и на основе технико-экономического моделирования разработать методы оптимальной загрузки автоклава технологическими пакетами

3 Разработать структурно-функциональную схему влияния параметров конструкции технологического оснащения на процесс автоклавного формования изделий из ПКМ

4 Разработать методику формализованного описания и классификации технологических пакетов, подлежащих загрузке в автоклав, учитывающую особенности изделий из ПКМ и технологического оснащения с программным обеспечением на основе функционально-стоимостного анализа

Область исследовании:

1 Разработка методов и средств планирования и управления производственным процессом автоклавного формования изделий и ПКМ

2 Повышение эффективности организации автоклавного формования изделий и ПМК в условиях воздействия возможных внештатных ситуаций, связанных с изменением плана загрузки автоклава из-за необходимости ремонта

изделий из ПКМ или появлением незапланированной номенклатуры технологических пакетов, подлежащих загрузке в автоклав

Объект исследований - система автоклавного формования конструкций из полимерных композиционных материалов (в условиях функционирования АСУП) производства неметаллических изделий самолетостроительного предприятия

Предмет исследования - методы организации производства и информатизации производственных процессов автоклавного формования изделий из ПКМ (на примере агрегата механизации крыла трехслойной конструкции)

Методика исследовании - включает проведение теоретических и экспериментальных исследований технических, технологических и производственных процессов по автоклавному формованию изделий из ПКМ самолетостроительного предприятия на основе комплексного метода функционально-стоимостного анализа, обеспечивающего снижение длительности цикла автоклавного формования и склеивания изделий из ПКМ и повышения эффективности работы автоклавов при производстве самолетов

Научная новизна работы заключается в разработке

1 Метода объективного моделирования для оптимальной организации автоклавного формования изделий из ПКМ, позволяющего осуществлять выбор конструкций для включения в план загрузки автоклава путем декомпозиции общей функции автоклавного формования на составляющие

2 Метода планирования потребности в изделиях из ПКМ, подлежащих загрузке в автоклав, с созданием АЯР-системы, контролирующей статус технологических пакетов и определяющей их текущее состояние в ходе реализации производственного процесса автоклавного формования изделий из ПКМ

3 Метода расчета коэффициента прогрева технологических пакетов в автоклаве с анализом параметров, определяющих процессы изменения температур технологических оснасток с изделиями из ПКМ (технологических пакетов) в автоклаве

4 Методики формирования конструкторско-технологического кода технологического пакета на основе формализованного описания конструкции из ПКМ и технологической оснастки

Практическая ценность работы Использование метода объективного моделирования поведения технологических пакетов в автоклаве при формовании конструкций из ПКМ и метода планирования потребности в конструкциях из ПКМ, подлежащих загрузке в автоклав, позволяет прогнозировать и оптимизировать ожидаемую загрузку автоклавов

Апробация работы. Основные результаты диссертации отражены в двух отчетах по проведенным НИР, доложены на научно-технических конференциях в 1996-2007 г г (г Ульяновск) в УлГТУ, научно-практической конференции «Новые материалы и технологии» (Москва, «МАТИ» - РГТУ им К Э Циолковского, 1998 г), научно- технической конференции «Проблемы машиностроения и технологии материалов на рубеже веков» (Пенза, ПГТУ, 2003 г )

Материалы работы используются в учебном процессе при чтении курса «Технология изготовления конструкций из полимерных композиционных материалов» в Ульяновском государственном техническом университете

Публикации. По теме диссертации опубликовано 25 работ, в том числе статей - 10, научно-технических докладов - 9, авторских свидетельств и патентов - 2, отчетов о НИР - 2, учебных пособий с грифом УМО АРК - 2 Одна статья опубликована в научном издании «Известия Самарского научного центра Российской академии наук», входящем в перечень ВАК России

Структура и объем работы Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы из 127 наименований, приложения, включает рисунков-34 , таблиц- 17

Научные положения и результаты, выносимые на защиту

1 Метод формирования оптимального плана загрузки автоклава для производства изделий из ПКМ, с учетом особенностей производственного процесса автоклавного формования, технологических требований и ограничений

2 Методы технико-экономического и функционального описания структуры и состава производственного процесса автоклавного формования изделий из ПКМ в комплексе с САПР-ТП и АСУП, основанные на методологии функционально-стоимостного анализа разработок

3 Методика формализованного описания технологического пакета в рамках существующих САПР и АСТПП

Содержание работы.

Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы, задается направление исследований, определяется научное и практическое значение решаемой проблемы, сформулированы основные положения, выносимые на защиту

В первой главе проведен анализ работ отечественных и зарубежных авторов в данной области Объективные потребности развития различных отраслей техники обусловили создание новых конструкционных материалов с высокой прочностью и большими значениями модуля упругости, в то же время обладающих малой плотностью Наибольшее распространение композиционные материалы получили в авиации, где законы природы требуют необходимость резкого увеличения прочностных характеристик при минимизации их массы Это становится возможным при изготовлении аэрокосмических конструкций из полимерных композиционных материалов Анализируется технологический процесс создания изделий из ПКМ с высокой прочностью и высоким тепловым сопротивлением Показано, что обеспечение данных требований связано с соблюдением заданных параметров процесса отверждения связующего, в первую очередь по скорости нагрева в автоклаве и обеспечения заданного перепада температуры по поверхности и по сечению технологического пакета Создание фор-мостабильных изделий из ПКМ связано с исключением условий, вызывающих отклонения геометрических размеров от заданных Недостаточность организации производства технологического процесса автоклавного формования, а именно, не соблюдение режимов формования и термообработки при отверждении и склеивании в автоклаве и равномерности температурного поля, приводит

к возникновению температурных, усадочных и остаточных напряжений и деформаций Такая зависимость свойств ПКМ от технологических параметров процесса автоклавного формования вызывает необходимость разрабатывать дополнительные технологические методы и организационные подходы, позволяющие регулировать отрицательно действующие факторы с целью обеспечения заданных параметров изделия, а также пересмотреть существующую концепцию организации автоклавного формования производства изделий из ПКМ

Далее в главе рассмотрен жизненный цикл изделий из ПКМ, включающий в себя функциональные блоки, где основным определяющим блоком всех производственных процессов является блок, отвечающий за разработку плана загрузки автоклава (рисунок 1)

Нормативная документация

Рисунок 1 Общая схема жизненного цикла изделий из ПКМ

Во второй главе проводятся исследования производственного процесса изготовления изделий из ПКМ с анализом процесса автоклавного формования Необходимость планирования производственного процесса обусловлена тем, что основная масса задержек в процессе производства связана с запаздыванием поступления подготовленных технологических пакетов к автоклавному формо-

ванию, а также различием их режимов формования В результате чего, как правило, параллельно с уменьшением эффективности производства на этапе загрузки автоклавов возникает избыток технологических пакетов, поступивших в срок

С целью предотвращения подобных проблем разрабатывается метод планирования потребности в технологических оснастках, подлежащих автоклавному формованию, ARP (Autoclave Requirements Planning)

Показано, что ARP-система ускоряет доставку тех технологических пакетов, которые в первую очередь необходимы, и задерживает преждевременные их поступления таким образом, что все технологические пакеты, представляющие собой полный список планов загрузки автоклава, поступают в производство для проведения автоклавного формования одновременно

Таким образом основной целью ARP-системы является формирование, контролирование и при необходимости изменение даты последующего поступления заказов таким образом, чтобы все технологические пакеты, необходимые для загрузки в автоклав поступали одновременно ARP- система предлагает программу, которая представлена логической моделью на рисунке 2

Рисунок 2 Логическая модель взаимосвязи входных элементов с результатами работы АЯР-программы

Теоретически прорабатывается и доказывается необходимость предварительно, на стадии анализа технологичности изделий из ПКМ, выполнять оценку

варианта возможного технологического оснащения с рассмотрением плана загрузки автоклава, рациональной классификации, идентификации и кодирования всех объектов, процессов и ресурсов Обосновывается, что для совершенствования организации автоклавного формования изделий из ПКМ необходимо разработать систему формализованного описания и классификации технологических пакетов, так как общепринятые в настоящее время системы классификации изделий из ПКМ и технологической оснастки для их изготовления не позволяют решить задачу формирования плана загрузки автоклава

Далее, обосновывается необходимость и разрабатывается модель подсистемы «Классификация технологических пакетов, используемых для изготовления изделий из ПКМ», вводится определение сети функциональных зависимостей параметров при расчете коэффициента прогрева и охлаждения технологического пакета в процессе автоклавного формования

При разработке иерархической модели системы построения конструк-торско-технологического кода технологического пакета выбирается наиболее адекватный класс подсистемы Этим классом будет идентификатор, стоящий как можно ниже по иерархии, так как он более конкретизирован и детализирован - это технологическая оснастка

Обосновывается, что при безусловном соблюдении режима автоклавного формования по каждой из авиационных конструкций необходимо сократить время подготовительных операций, время выхода на режим термостатирования и время охлаждения с учетом реальных конструкций технологических оснасток, особенностей технологических пакетов, размещаемых на столе автоклава при групповой загрузке

В третьей главе приводится процедура разработки методов планирования загрузки автоклавов в условиях производственного процесса Разрабатывается метод создания основных признаков кокструкторско-тсхнологичсскои классификации технологических пакетов для изготовления изделий из ПКМ, оценивается характер влияния конструкторско-технологических признаков технологических пакетов на выбор оптимального варианта загрузки автоклава Исследуется и обосновывается необходимость введения допустимого и оптимального плана загрузки автоклава с классификацией его моделей в соответствии с руководящими техническими материалами и государственными стандартами

Допустимый план загрузки представляет собой совокупность технологически реализуемых карт с указанием перечня располагаемых технологических оснасток и их количества, а также мест их расположения на столе автоклава Основной характеристикой качества допустимого плана загрузки служит коэффициент загрузки, представляющий собой отношение полезной площади всех технологических оснасток, загружаемых в автоклав, к площади стола автоклава

Оптимальным планом называется такой допустимый план, в котором коэффициент загрузки достигает максимума

Под задачей загрузки автоклава следует понимать широкий класс моделей, объединенных однообразной логической структурой и допускающих раз-

личное толкование Эти задачи следует рассматривать, как задачи раскроя автоклавного стола, путем размещения на нем технологической оснастки с подготовленными изделиями к отверждению или склеиванию, а также и (или) упаковки автоклавной тележки, то есть формирование садки в автоклав Задача загрузки автоклава - это задача «раскроя автоклавных тележек и их упаковка технологической оснасткой»

Во множестве различных факторов, определяющих класс модели загрузки автоклава, выделяются соответствующие основные характеристики Классификация основных моделей Ъ-К изображена на рисунке 3

Рисунок 3 Классификация моделей Ъ-А

Выходом при этом является схема Ъ-к При решении задачи планирования загрузки автоклава определяется совокупность и количество п различных

схем Ъ-К с указанием интенсивностей = 1 ,п их применения При этом размещенными оказываются все элементы, а в качестве функции цели рассмат-

п

ривается количество размещенных объектов, равное в этом случае , Далее, рассматривается оптимизационная модель задачи расположения технологических пакетов на столе автоклава прямоугольной формы

При заданных размерах (с„,ц,),у = 1,1 столов автоклавов на них размещаются технологические пакеты, например, прямоугольной формы размерами

(с,,\ I = 1 ,т Известна мера (площадь) Р„, V = 1,<7 и необходимое число Ь, каждой конструкции в расчете на изделие или на программу

Если требуется составить наиболее рациональную схему загрузки автоклава, то каждой допустимой схеме загрузки автоклава ъ сопоставлены две характеристики номер рассматриваемого стола автоклава и вектор

где я, (г) - число технологических пакетов 1-го вида, получаемых при реализации этой схемы загрузки автоклава

Схема г считается реализуемой, если выдержаны размеры и технологические параметры всех размещаемых технологических пакетов Особенностью построения оптимальной схемы загрузки применительно к условиям организации производства изделий из ПКМ является тот факт, что для реализуемости схемы загрузки каждого стола (или отдельной его зоны) необходимо выполнить условия

а,(^)<Ь,, ,е/ = {й;}, (1)

а в ходе полной схемы загрузки, должны быть изготовлены все изделия из ПКМ в заданном количестве

Таким образом, задача построения оптимальной схемы загрузки автоклава в условиях производства изделий из ПКМ сводится к математической задаче целочисленного линейного программирования Далее при заданных исходных данных для рассматриваемой задачи требуется найти совокупность реализуемых схем загрузки

(2)

и неотрицательный вектор интенсивности их применения

Х= С*,.*:. ,*„), (3)

удовлетворяющий условиям

х,>0, 7=ТЯ (4)

Ы=0, J = й, (5)

5>,(Ог7=6„«6/ (6)

и минимизирующий функцию

7-1

Здесь условия (4) и (5) означают соответственно неотрицательность и це-лочисленность переменных хг ^ = 1,п

Допустимым следует называть реализуемую схему загрузки, для которой выполняются условия (4) — (6) Допустимая загрузка является оптимальной, если величина (7) достигает минимума По результатам исследований в главе разработаны основные технологические требования при планировании схемы загрузки стола автоклава Разработаны и формализованы основные признаки кон-структорско-технологической классификации технологических пакетов для изготовления изделий из ПКМ Обоснованы и опробованы на реальных приче-

рах характеристики влияния конструкторско-технологических признаков технологических пакетов на выбор соответствующего варианта загрузки автоклава, на основе которых разработан алгоритм определения окончательного кода технологического пакета

В четвертой главе приводится процедура адаптации на конкретном авиапредприятии методов и процессов оптимизации автоклавного формования производства изделий из полимерных композиционных материалов На основании проведенных исследований реализован метод формирования оптимального плана загрузки автоклава Проведенные экспериментальные исследования показывают, что имеется перепад между температурой воздуха и температурой технологических пакетов, находящихся в автоклаве в зависимости от их размещения по длине автоклава, поэтому в автоклаве выделены зоны быстрого и медленного нагрева, и автоклав разделен на три зоны '

В качестве объекта исследования рассмотрена серийная загрузка автоклава Фактически имеется увеличение длительности цикла формования в автоклаве на четыре часа по сравнению с максимально допустимой, что не только ухудшает технико-экономические показатели работы автоклавов, но и существенно ухудшает качество изделий из ПКМ Выполнено прогнозирование поведения технологических пакетов в процессе нагрева при автоклавном формовании и произведена оптимизация размещения технологических пакетов на столе автоклава, что позволило сократить цикл автоклавного формования на 19,9 % Результаты оптимизации загрузки автоклава показаны на рисунке 4

3">зп 1 >1,212 ¿пег 3 Зтл i Этапы иикяо аблюклсбного

120 С ¡$о С ШО С охлаждение фэрмсбония

- длительность этапа до оптимизации загрузки

- максимальна допустимая длительность этапа

- увеличение длительности этапа

- длительность этапа после оптимизации загрузки

А- уменьшение длительности этапа после оптимизации загрузки

Рисунок 4 Длительность цикла процесса автоклавного формования до и после оптимизации

Предлагается реализация метода расчета параметров выклеечиых и сбо-рочио-склеечных технологических оснасток с разработкой соответствующего программного продукта, обосновывается необходимость и возможность оптимизации, как конструкции технологической оснастки, так и зоны расположения технологических пакетов на столе автоклава по критерию технологического прогрева, описывается метод адаптации и методика технико-экономического описания процесса автоклавного формования на численном примере

Выполняются технико-экономические расчеты эффективности процесса автоклавного формования на примере лонжерона интерцептора самолета Ту 204-300 после внедрения методики оптимизации конструкции оснастки и процесса загрузки автоклава По результатам исследований и проведенных экспериментов, достигается снижение длительности цикла автоклавного формования и рассчитывается реальный экономический эффект

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ

На основании проведенных исследований, экспериментов и экономико-математических расчетов эффективности, можно сделать следующие основные выводы

1 Исследовано влияние параметров процесса автоклавного формования на свойства материалов и изделий из ПКМ, что позволяет определить подходы к решению проблемы оптимизации производства автоклавного формования конструкций из ПКМ на самолетостроительном предприятии в условиях функционирования САПР и АСУП

2 Разработана методика технико-экономического моделирования структуры и состава плана загрузки автоклава технологическими пакетами (в совокупности с САПР и АСУП) во взаимоувязке информационного обеспечения с функциональными показателями изделия из ПКМ и технологической оснастки по критерию функции загрузки автоклавов, что обеспечило снижение длительности одного цикла на 19,9 % при реализации производственного и технологического процесса автоклавного формования

3 Исследовано влияние параметров конструкции технологического оснащения на процесс автоклавного формования, что позволило разработать модель критериев влияния конструкторско-технологических признаков технологических пакетов на выбор оптимального варианта загрузки автоклавов

4 Проанализированы ранее разработанные оптимальные алгоритмы организации производственного процесса автоклавного формования (по технико-экономическим моделям на основе функционально-стоимостного анализа по временным критериям), что позволило разработать методы функционального моделирования и методику классификации технологических пакетов с соответствующим программным обеспечением, и способствовало внедрению методов и процессов организации производства конструкций из ПКМ на предприятиях с экономическим эффектом более двух миллионов рублей

5 Проведенные исследования и эксперименты подтверждены авторским свидетельством и патентом Авторское свидетельство СССР №1766693 Спо-

соб вакуум-автоклавного формования изделий из полимерных композиционных материалов // Попов А Г , Ривин Г Л , Архипов А Н / 07 октября 1992, Патент Российской Федерации №2108910 Способ изготовления многослойной панели из композиционного материала // Попов А Г, Ривин Г Л , Аминов И А , Лебедев С А/ 14 июня 1995

Основные положения диссертации опубликованы в 25-ти работах, в том числе:

1 Авторское свидетельство СССР №1766693 Способ вакуум-автоклавного формования изделий из полимерных композиционных материалов // Попов А Г , Ривин Г Л , Архипов А Н / 07 октября 1992

2 Патент Российской Федерации №2108910 Способ изготцвления многослойной панели из композиционного материала // Попов А Г , Ривин Г Л , Аминов И А , Лебедев С А / 14 июня 1995

3 Ривин Г Л , Яббаров Д Д Моделирование поведения слоистых полимерных композиционных материалов в процессе сборки-склейки / Сборник научных трудов УлГТУ -Ульяновск УлГТУ,2002 - С 128-133

4 Г Л Ривин Система автоматизированного управления производством полимерных композиционных материалов в самолетостроении //Проблемы машиностроения и технологии материалов на рубеже веков Материалы конф УШМеждунар научно-техн конф - Пенза 2003 - С 187-190

5 Ривин Г Л , Кочергин В И , Алабин А Н Оценка трудоемкости изготовления конструкций композитов с учетом конструктивно-технологических параметров / Современные технологии производства и управления в авиастроении Сборник научных трудов, посвященный 60-летию Победы в Великой Отечественной войне1941-1945 гг - Ульяновск УлГТУ, 2005 - С 147-153

6 Ривин Г Л Совершенствование качества конструкций из ПКМ // Новые методы, средства и технологии в науке, промышленности и экономике (НМСТ-97) Тезисы докладов научно-практической конференции с международным участием -Ульяновск, 1997 - С 48-49

7 Ривин Г Л , Безрукавный В В Основные принципы создания САПР выклеечной оснастки для изготовления конструкций из ПКМ в самолетостроении //Современные технологии в машиностроении Материалы всероссийской научно-техн конф -Пенза 1999 - С 123-126

8 Ривин Г Л Проблемы повышения точности изготовления конструкций из полимерных композиционных материалов //Современные технологии в машиностроении Сборник материалов 5 Всероссийской научно- техн конф , часть 1 -Пенза 2002 - С 119-121

9 Ривин Г Л , Вольсков Д Г , Попов П М Нормирование жизненного цикла цикла программной продукции //Современные технологии производства и управления в авиастроении Сборник научных трудов, посвященный 60-летию Победы в Великой Отечественной войне 1941-1945 гг - Ульяновск УлГТУ, 2005 -С 14-21

10 Ривин ГЛ, Попов П М Исследование и разработка производственного процесса вакуум-автоклавного формования конструкций из композитов // Известия Самарского научного центра Российской академии наук -Спецвыпуск «Технологии, процессы и системы в ходе эволюции их развития» -2007 - С 185-194

РИВИН Георгий Леонидович

РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ ОПТИМАЛЬНОЙ ЗАГРУЗКИ АВТОКЛАВОВ ПРОИЗВОДСТВА ИЗДЕЛИЙ ИЗ ПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ

Автореферат

Подписано в печать 20 04 2007 т Формат 60x84/16 Тираж 100 экз Отпечатано с готовых оригинал макетов 443086, Самара, Московское шоссе, 34, СГАУ

ВВЕДЕНИЕ

1. АНАЛИЗ ОСОБЕННОСТЕЙ ОРГАНИЗАЦИИ ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ПРОЦЕССА АВТОКЛАВНОГО ФОРМОВАНИЯ. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Анализ технологии и организации производства автоклавного формования изделий из композиционных материалов авиационного назначения

1.2. Система информационной поддержки процесса автоклавного формования. Предложения по совершенствованию

1.3. Проблемы и недостатки существующей системы организации автоклавного формования. Постановка задач исследования

2. ИССЛЕДОВАНИЯ ЭТАПОВ И РАЗРАБОТКА МОДЕЛЕЙ ПРОЦЕССА АВТОКЛАВНОГО ФОРМОВАНИЯ

2.1. Исследование и разработка производственного процесса автоклавного формования изделий из композитов

2.2.Разработка модели подсистемы «Классификация технологических пакетов, используемых для автоклавного формования изделий из композитов»

2.3.Разработка метода сокращения производственного цикла автоклавного формования

3. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДОВ И РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМОВ ОПТИМИЗАЦИИ ПРОЦЕССОВ АВТОКЛАВНОГО ФОРМОВАНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ

3.1. Совершенствование методов планирования загрузки автоклава в условиях производственного процесса

3.2. Основные признаки конструкторско-технологической классификации технологических пакетов для изготовления конструкций изПКМ

3.3. Характер влияния конструкторско-технологических признаков технологических пакетов на выбор оптимального варианта загрузки автоклава

4. АДАПТАЦИЯ МЕТОДОВ И МОДЕЛЕЙ ОПТИМИЗАЦИИ АВТОКЛАВНОГО ФОРМОВАНИЯ С РАСЧЕТОМ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ

4.1. Адаптация метода расчета параметров технологических оснасток для оптимизации процесса автоклавного формования

4.2. Оптимизация автоклавного формования производства изделий изПКМ

4.4. Реализация задачи планирования оптимальной загрузки автоклава в условиях производственного процесса

4.5. Расчет экономической эффективности внедрения методов и моделей оптимизации загрузки автоклава

Полимерные композиционные материалы (ПКМ) находят широчайшее применение в авиационной и космической технике [11] ввиду уникального набора свойств: высокой прочности и жесткости, малой удельной массы.

Преимущество композитов связано [12] с возможностью широкого варьирования практически всеми свойствами материала путем рационального подбора его компонентов, их соотношения и распределения в объеме изделия. Это позволяет получать конструкционные материалы многофункционального назначения, обладающие уникальными технологическими характеристиками.

Отметим, что технологические требования к ПКМ авиационного назначения имеют, по сравнению с традиционными нормами, ряд особенностей. Прежде всего, это касается повышенной стабильности и воспроизводимости свойств. В большинстве случаев коэффициент вариации показателей не должен превышать 10%. Так, необоснованное повышение коэффициента безопасности конструкции с 1,5 до 2 практически исключает возможность снижения ее массы в изделии.

Это обстоятельство требует не только детального знания прочностных и вязкоупругих свойств ПКМ, характера их анизотропии, а также влияния соблюдения параметров технологического процесса. В связи с этим весьма актуальным является задача разработки достаточно простых и точных методов организации технологических процессов автоклавного формования на стадии создания плана загрузки автоклава, как при установившемся производстве, так и при изготовлении новых конструкций. При этом важно оценить влияние различных характеристик материала конструкции, особенностей технологического оснащения, так как все механические свойства полимеров и композитов, геометрические размеры (толщина обшивки, геометрический контур) имеют резко выраженную зависимость от параметров процесса отверждения в автоклаве.

Особенностью организации изготовления изделий из ПКМ является то, что имеется технология, объединяющая эти конструкции в единое целое - это технология автоклавного формования. Естественно возможное объединение может быть реализовано только при отсутствии технологических ограничений. Эта проблема не существовала, если бы конструкции были бы однообразной типовой формы, а также при единичном производстве. Однако даже и при единичном производстве возникнет проблема групповой загрузки автоклава. Учитывая его значительное энергопотребление (600 кВт/час и более) и высокую стоимость процесса автоклавного формования, необходимо решить задачу групповой загрузки изделий в автоклав. Время и температура отверждения композита в автоклаве должны строго выдерживаться, так как в противном случае в изделии остаются реакционноспособные группы молекул, которые при последующем повышении температуры (например, при последующем приклеивании обшивки к сотовому заполнителю и каркасу изделия) продолжают построение полимерных цепей, создавая дополнительные внутренние напряжения и деформацию изделия, возникновение непроклея [49]. При этом на этап проектирования и создания плана загрузки автоклава отводится минимальное время, что, зачастую, приводит к низкому качеству работы, и, как следствие, возрастает вероятность возникновения брака.

Наиболее трудоемкими процедурами в ходе проектирования плана загрузки автоклава являются формирование и классификация технологических пакетов, геометрическое описание технологической оснастки, определение ее основных параметров, расчет коэффициента прогрева и охлаждения, построение оптимального плана загрузки автоклава и, как следствие, плана производства конструкций с учетом длительности технологического цикла их изготовления.

Для решения первой проблемы можно было бы предложить использование существующих универсальных пакетов САПР, однако в данном направлении существует ряд сдерживающих факторов, а именно: существующие универсальные пакеты САПР не учитывают особенностей технологического процесса изготовления изделий из ПКМ, а поэтому не отражают решение задач технологического и организационного характера, о которых говорилось ранее.

Задача построения плана загрузки автоклава оснастками с полуфабрикатами изделий из ПКМ, то есть технологическими пакетами, характеризуется большой размерностью и необходимостью учета особенностей конструкций и дополнительных технологических требований и ограничений, а именно:

1. Оснастки с размещенными на них полуфабрикатами изделий из ПКМ имеют различные режимы обработки в автоклаве.

2. Некоторые режимы отверждения имеют много стадий (промежуточное формование), т.е. одна оснастка с полуфабрикатом изделия из ПКМ несколько раз загружается в автоклав в отличие от другой оснастки, хотя изделия на этих оснастках изготавливаются из одинаковых полуфабрикатов.

3. Различием значений коэффициента прогрева в зависимости от конструктивных особенностей оснастки.

4. На величину коэффициента прогрева оказывает влияние зона расположения технологического пакета на столе автоклава.

5. При расположении оснасток на столе автоклава задается минимальное расстояние между технологическими оснастками, которое зависит от высоты технологической оснастки.

6. Максимальная ширина, занимаемая оснастками, не должна превышать ширину стола автоклава.

7. Максимальная длина, занимаемая оснастками, не должна превышать длину стола автоклава.

Кроме того, условия серийного производства вызывают значительные трудности, а именно расположение оснасток с минимальной не занятой поверхностью стола автоклава с обеспечением плановых сроков поставки изделий на сборку самолета.

В настоящее время не существует алгоритмов, позволяющих получить точное решение задач формирования плана загрузки автоклава. К тому же, существующие универсальные алгоритмы не позволяют учесть специфику производства изделий из ПКМ.

На основании вышеизложенного можно констатировать, что основной целью настоящей работы ставится: разработка методов оптимальной загрузки автоклавов производства изделий из ПКМ самолетостроительного производства на основе анализа изделий и технологических пакетов, подлежащих автоклавному формованию (на примере агрегата механизации крыла трехслойной конструкции самолета Ту-204-300) в условиях функционирования систем автоматизации производственного подразделения.

Объект исследований - производственная система автоклавного формования конструкций из полимерных композиционных материалов (в условиях функционирования АСУП) производства неметаллических изделий самолетостроительного предприятия.

Предмет исследования - модели организации производства и информатизации производственных процессов автоклавного формования изделий из ПКМ.

Достижение сформулированной выше цели предполагает решение следующих задач:

1. Выполнить анализ влияния параметров процесса автоклавного формования и склеивания изделий из ПКМ на свойства как материала, так и конструкции.

2. Теоретически исследовать и на основе технико-экономического моделирования разработать оптимальной загрузки автоклава технологическими пакетами.

3. Разработать структурно-функциональную схему влияния параметров конструкции технологического оснащения на процесс автоклавного формования изделий из ПКМ.

4. Разработать методику формализованного описания и классификации технологических пакетов, подлежащих загрузке в автоклав, учитывающую особенности изделий из ПКМ и технологического оснащения с программным обеспечением на основе функционально-стоимостного анализа.

Научной новизной в настоящей работе обладают следующие результаты:

1. Метод объективного моделирования для оптимальной организации автоклавного формования изделий из ПКМ, позволяющий осуществлять выбор конструкций для включения в план загрузки автоклава путем декомпозиции общей функции автоклавного формования на составляющие.

2. Метод планирования потребности в изделиях из ПКМ, подлежащих загрузке в автоклав, с созданием АЯР-системы, контролирующей статус технологических пакетов и определяющей их текущее состояние в ходе реализации производственного процесса автоклавного формования изделий из ПКМ.

3. Метод расчета коэффициента прогрева технологических пакетов в автоклаве с анализом параметров, определяющих процессы изменения температур технологических оснасток с изделиями из ПКМ (технологических пакетов) в автоклаве.

4. Методика формирования конструкторско-технологического кода технологического пакета на основе формализованного описания коснтрукции из ПКМ и технологической оснастки.

На защиту выносятся следующие разработки:

1. Метод формирования оптимального плана загрузки автоклава для производства конструкций из ПКМ, с учетом особенностей производственного процесса автоклавного формования, технологических требований и ограничений.

2. Методы технико-экономического и математического описания структуры и состава производственного процесса автоклавного формования изделий из ПКМ в комплексе с САПР-ТП и АСУП, основанные на методологии функционально-стоимостного.

3. Методика формализованного описания технологического пакета по критерию функции с возможностью интеграции в состав существующих САПР и АСУП.

Основное содержание работы

В первой главе проведен анализ работ отечественных и зарубежных авторов в данной области. Объективные потребности развития различных отраслей техники обусловили создание новых конструкционных материалов с высокой прочностью и большими значениями модуля упругости, в то же время обладающих малой плотностью. Наибольшее распространение композиционные материалы получили в авиации, где законы природы требуют резкого увеличения прочностных характеристик конструкций при минимизации их массы. Это становится возможным при изготовлении аэрокосмических конструкций из полимерных композиционных материалов. Анализируется технологический процесс создания изделий из ПКМ с высокой прочностью и высоким тепловым сопротивлением. Показано, что обеспечение данных требований связано с соблюдением заданных параметров процесса отверждения связующего, в первую очередь по скорости нагрева в автоклаве и обеспечения заданного перепада температуры по поверхности и по сечению технологического пакета. Создание формостабильных изделий из ПКМ связано с исключением условий, вызывающих отклонения геометрических размеров от заданных. Недостаточность организации производства технологического процесса автоклавного формования, а именно, не соблюдение режимов формования и термообработки при отверждении и склеивании в автоклаве и равномерности температурного поля, приводит к возникновению температурных, усадочных и остаточных напряжений и деформаций. Такая зависимость свойств ПКМ от технологических параметров процесса автоклавного формования вызывает необходимость разрабатывать дополнительные технологические методы и организационные подходы, позволяющие регулировать отрицательно действующие факторы с целью обеспечения заданных параметров изделия, а также пересмотреть существующую концепцию организации автоклавного формования производства изделий из ПКМ.

Далее в главе рассмотрен жизненный цикл изделий из ПКМ, включающий в себя функциональные блоки, где основным структурным и определяющим блоком производственных процессов является блок, отвечающий за разработку плана загрузки автоклава.

Во второй главе проводятся исследования производственного процесса изготовления изделий из ПКМ. Необходимость планирования производственного процесса обусловлена тем, что основная масса задержек в процессе производства связана с запаздыванием поступления подготовленных технологических пакетов к автоклавному формованию, а также различием их режимов формования. В результате чего, как правило, параллельно с уменьшением эффективности производства на этапе загрузки автоклавов возникает избыток технологических пакетов, поступивших в срок.

С целью предотвращения подобных проблем разрабатывается метод планирования потребности в технологических оснастках, подлежащих автоклавному формованию, названный ARP (Autoclave Requirements Planning).

Показано, что ARP-система ускоряет доставку тех технологических пакетов, которые в первую очередь необходимы, и задерживает преждевременные их поступления таким образом, что все технологические пакеты, представляющие собой полный список планов загрузки автоклава, поступают в производство для проведения автоклавного формования одновременно.

Следовательно, основной целью ARP-системы является формирование, контролирование и при необходимости изменение даты последующего поступления заказов таким образом, чтобы все технологические пакеты, необходимые для загрузки в автоклав, поступали одновременно.

ARP- система предлагает программу, которая представлена логической графоаналитической моделью. Совершенствуется процесс формирования входной информации для ARP-программы по результатам ее работы.

Теоретически прорабатывается и доказывается необходимость предварительно, на стадии анализа технологичности изделий из ПКМ, выполнять оценку варианта возможного технологического оснащения с рассмотрением плана загрузки автоклава, рациональной классификации, идентификации и кодирования всех объектов, процессов и ресурсов. Обосновывается, что для совершенствования организации автоклавного формования изделий из ПКМ необходимо разработать систему формализованного описания и классификации технологических пакетов, так как общепринятые в настоящее время системы классификации изделий из

ПКМ и технологической оснастки для их изготовления не позволяют решить задачу формирования плана загрузки автоклава.

Далее обосновывается необходимость и разрабатывается модель подсистемы «Классификация технологических пакетов, используемых для изготовления изделий ПКМ», вводится определение сети функциональных зависимостей параметров при расчете коэффициента прогрева и охлаждения технологического пакета в процессе автоклавного формования.

При разработке иерархической модели системы построения конструкторско-технологического кода технологического пакета выбирается наиболее адекватный класс подсистемы. Этим классом будет идентификатор, стоящий как можно ниже по иерархии, так как он более конкретизирован и детализирован - это технологическая оснастка.

Обосновывается, что при безусловном соблюдении режима автоклавного формования по каждой из авиационной конструкции необходимо сократить время подготовительных операций, время выхода на режим термостатирования и время охлаждения с учетом реальных конструкций технологических оснасток, особенностей технологических пакетов, размещаемых на столе автоклава при групповой загрузке.

В третьей главе расписывается процедура разработки методов планирования загрузки автоклавов в условиях производственного процесса. Разрабатывается метод создания основных признаков конструкторско-технологической классификации технологических пакетов для изготовления изделий из ПКМ, оценивается характер влияния конструкторско-технологических признаков технологических пакетов на выбор оптимального варианта загрузки автоклава. Исследуется и обосновывается необходимость введения допустимого и оптимального плана загрузки автоклава с классификацией его моделей в соответствии с руководящими техническими материалами и государственными стандартами.

Допустимый план загрузки представляет собой совокупность технологически реализуемых карт с указанием перечня располагаемых технологических оснасток и их количества, а также мест их расположения на столе автоклава. Основной характеристикой качества допустимого плана загрузки служит коэффициент загрузки, представляющий собой отношение полезной площади всех технологических оснасток, загружаемых в автоклав, к площади стола автоклава.

Оптимальным планом называется такой допустимый план, в котором коэффициент загрузки достигает максимума.

Под задачей загрузки автоклава следует понимать широкий класс моделей, объединенных однообразной логической структурой и допускающих различное толкование. Эти задачи следует рассматривать, как задачи раскроя автоклавного стола, путем размещения на нем технологической оснастки с подготовленными изделиями к отверждению или склеиванию, а также и (или) упаковки автоклавной тележки, то есть формирование садки в автоклав. Задача загрузки автоклава - это задача «раскроя автоклавных тележек и их упаковка технологической оснасткой».

Во множестве различных факторов, определяющих класс модели загрузки автоклава, выделяются соответствующие основные характеристики.

Выходом при этом является схема загрузки автоклава. При решении задачи планировании загрузки автоклава требуется найти совокупность и количество п различных схем загрузки автоклава с указанием интенсивностей х,-, / = 1, п их применения. При этом размещенными оказываются все элементы, а в качестве функции цели рассматривается

Рассмотрена оптимизационная модель задачи расположения технологических пакетов на столе автоклава прямоугольной формы По результатам исследований в главе разработаны основные технологические п количество размещенных объектов, равное в этом случае требования при планировании схемы загрузки стола автоклава. Разработаны и формализованы основные признаки конструкторско-технологической классификации технологических пакетов для изготовления изделий из ПКМ. Обоснованы и опробованы на реальных примерах характеристики влияния конструкторско-технологических признаков технологических пакетов на выбор соответствующего варианта загрузки автоклава, на основе которых разработан алгоритм определения окончательного кода технологического пакета.

В четвертой главе приводится процедура адаптации на конкретном авиапредприятии методов и процессов оптимизации автоклавного формования производства изделий из полимерных композиционных материалов. На основании проведенных исследований реализован метод формирования оптимального плана загрузки автоклава. Проведенные экспериментальные исследования показывают, что имеется перепад между температурой воздуха и температурой технологических пакетов, находящихся в автоклаве в зависимости от их размещения по длине автоклава, поэтому в автоклаве выделены зоны быстрого и медленного нагрева, и автоклав разделен на три зоны.

В качестве объекта исследования рассмотрена серийная загрузка автоклава. Фактически имеется увеличение длительности цикла формования в автоклаве на четыре часа, по сравнению с максимально допустимой, что не только ухудшает технико-экономические показатели работы автоклавов, но и существенно ухудшает качество изделий из ПКМ. Выполнено прогнозирование поведения технологических пакетов в процессе нагрева при автоклавном формовании и произведена оптимизация размещения технологических пакетов на столе автоклава, что позволило сократить цикл автоклавного формования на 19,9 %.

Предлагается реализация метода расчета параметров выклеечных и сборочно-склеечных технологических оснасток с разработкой соответствующего программного продукта, обосновывается необходимость и возможность оптимизации как конструкции технологической оснастки, так и зоны расположения технологических пакетов на столе автоклава по критерию технологического прогрева, описывается метод адаптации и методика технико-экономического описания процесса автоклавного формования на численном примере.

Выполняются технико-экономические расчеты эффективности процесса автоклавного формования на примере лонжерона интерцептора самолета Ту 204-300 после внедрения методики оптимизации конструкции оснастки и процесса загрузки автоклава. По результатам исследований и проведенных экспериментов достигается снижение длительности цикла автоклавного формования и рассчитывается реальный экономический эффект.

Все расчеты подтверждены актами о внедрении результатов исследований, экспериментов и разработок (акты вынесены в приложение настоящей работы). В завершении четвертой главы констатируется практическая ценность выполненной работы.

В основных выводах и результатах к диссертации резюмируются научные и практические результаты, а также акцентируется новизна исследований и экспериментов.

В перечень литературы внесено 127 наименований источников, используемых при написании настоящей работы.

В приложение вынесены два акта о внедрении результатов исследований, экспериментов и разработок на двух действующих авиационных предприятиях и справка об использовании разработок в учебном процессе Института авиационных технологий и управления Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Ульяновский государственный технический университет».

По теме диссертации опубликовано 25 научно-технических работ: статей - 10 (одна статья опубликована в научном издании «Известия Самарского научного центра Российской академии наук», входящем в перечень ВАК России); научно-технических докладов в сборниках - 9; авторских свидетельств и патентов - 2; отчетов о НИР - 2; учебных пособий с грифом УМО АРК - 2.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ

На основании проведенных исследований и экспериментов и экономико-математических расчетов эффективности, можно сделать следующие основные выводы:

1. Исследовано влияние параметров процесса автоклавного формования на свойства материалов и изделий из ПКМ, что позволяет определить подходы к решению проблемы оптимизации производства автоклавного формования конструкций из ПКМ на самолетостроительном предприятии в условиях функционирования САПР и АСУП.

2. Разработана методика технико-экономического моделирования структуры и состава плана загрузки автоклава технологическими пакетами (в совокупности с САПР и АСУП) во взаимоувязке информационного обеспечения с функциональными показателями изделия из ПКМ и технологической оснастки по критерию функции загрузки автоклавов, что обеспечило снижение длительности одного цикла на 19,9 % при проведении производственного и технологического процесса автоклавного формования.

3. Исследовано влияние параметров конструкции технологического оснащения на процесс автоклавного формования, что позволило разработать модель критериев влияния конструкторско-технологических признаков технологических пакетов на выбор оптимального варианта загрузки автоклавов.

4. Проанализированы ранее разработанные оптимальные алгоритмы организации производственного процесса автоклавного формования (по технико-экономическим моделям на основе функционально-стоимостного анализа по временным критериям), что позволило разработать методы функционального моделирования и методику и классификации технологических пакетов с соответствующим программным обеспечением, и способствовало внедрению методов и процессов организации производства изделий из ПКМ на предприятиях с экономическим эффектом более двух миллионов рублей.

5. Проведенные исследования и эксперименты подтверждены авторским свидетельством и патентом: Авторское свидетельство СССР №1766693. Способ вакуум-автоклавного формования изделий из полимерных композиционных материалов // Попов А.Г., Ривин Г.Л., Архипов А.Н. / 07 октября 1992; Патент Российской Федерации №2108910. Способ изготовления многослойной панели из композиционного материала // Попов А.Г., Ривин Г.Л., Аминов И.А., Лебедев С.А./14 июня 1995.

Практические результаты исследований и экспериментов оформлены в виде актов о внедрении.

1. Аверченков В.К и др. САПР технологических процессов, приспособлений и режущих инструментов: Учебное пособие для вузов / В.К. Аверченков, И.А. Каштальян, А.П. Пархутж. Мн.: «Высшая школа», 1993.-288 с.

2. Автоматизация процессов подготовки авиационного производства на базе ЭВМ и оборудования с ЧПУ. / В.А. Вайсбург, Б.А. Медведев, А.Н. Бакушский и др. М.: Машиностроение, 1985. - 216 с.

3. Автоматизированное проектирование систем автоматизированного управления / Я.Я. Алексанкин, А.Э. Бржозовский, В.А. Жданов и др.; Под ред. В.В.Солодовникова. -М.: Машиностроение, 1990.

4. Автоматизированные системы технологической подготовки производства в машиностроении. / Под ред. Г.К. Горанского. М.: Машиностроение, 1976. -328 с.

5. Армирующие химические волокна для композиционных материалов. / Под ред. Кудрявцева Г.К -М.: Химия, 1992. 263 с.

6. Бабушкин А.И. Моделирование и оптимизация сборки JIA. -М.: Машиностроение, 1990. 264 с.

7. Бержеев М.М., Заляев H.A. и др. Основы системы автоматизированного проектирования: Учебное пособие: Издательство Казанского университета, 1988. - 254с.

8. Вальков В.М., Верминин В.Е. Автоматизированные системы управления технологическими процессами. 3-е изд., перераб. и доп. - JL: Политехнического университета, 1991. - 269 с.

9. Гавршова Т.к., Червинская K.P. Извлечение и структирование знаний для экспертных систем. М.: Радио и связь, 1992.

10. Гуняев Г.М., Перов Б.В., Шалин P.E. Современные полимерные композиционные материалы. // В кн.: Авиационные материалы на рубеже XX-XXI веков. Научно-технический сборник. Под ред. акад. P.E. Шалина.-Ы.: ВИАМ. 1994, С. 187-196.

11. Зеленский Э.С., Куперман A.M., Горбаткина Ю.А. и др. Однонаправленные армированные пластики (обзор) // ВМС, сер. А и Б, 1994, т.36, №4, С.662-675.

12. Перепелкин К.Е. Структура и свойства волокон. М.: Химия, 1992. -236 с.

13. Шайтхауэр Г., Мухачева A.C., Белов Г.Н. и др. Планирование одномерного раскроя материала различной длины на базе непрерывной релаксации и метода отсекающих плоскостей //Информационные технологии, 2004, №1, С.28-35

14. Митрофанов С.П. Организация группового производства. Л.: Машиностроение, 1983.-407 с.

15. Технологический классификатор деталей машиностроения и приборостроения. 4.II. Под ред. Верченко В.Р., М.: Изд-во стандартов, 1975.-109 с.

16. Тихомиров В. А. Основы проектирования самолетостроительных заводов и цехов. Учебник для авиационных вузов. Изд.2-е перераб. и доп. М.: Машиностроение, 1975. 472 с.

17. Композиционные материалы: В 8-ми т. Пер. с англ. / Под ред. JJ. Браутмана, Р. Крока. М.: Машиностроение, 1978 - Т.З. Применениекомпозиционных материалов в технике / Под ред. Б. Нотона. 1978. -511с.

18. Формостабильные и интеллектуальные конструкции из композиционных материалов / Г. А. Молодцов, В.Е. Биткин, В.Ф. Симонов, Ф.Ф. Урмасов. М.: Машиностроение, 2000. - 352с.

19. Халиулин В.И., Шапаев И.И. Технология производства композитных изделий: Учебное пособие. Казань: Изд-во Казан, гос. техн. ун-та, 2004. -332с.

20. Г.Л. Ривин, Д.Д. Яббаров. Моделирование поведения слоистых полимерных композиционных материалов в процессе сборки-склейки. Статья. Сборник научных трудов УлГТУ, 2002, с. 128-133.

21. Дудорш В.И. Моделирование в задачах управления производством. -М.: Статистика, 1990. 232с.

22. Егер С.М. и др. Основы автоматизированного проектирования самолетов: Учеб. пособие для студентов авиационных специальностей вузов. / С.М. Егер, Н.К. Лисещев, О.С. Самойлович. М.: Машиностроение, 1986.-234с.

23. Информационные технологии управления: Учеб. пособие для вузов / Под ред. проф. Г.А. Титаренко. 2-е изд., доп. - М.:ЮНИТИ -ДАНА, 2003. - 439с.

24. Клюев A.C. Глазов Б.В., Дубровский А.Х. Проектирование систем автоматизации технологических процессов: Справ, пособие / Под ред A.C. Клюева. -М.: Энергия, 1980.

25. Шепеленко Г.И. Экономика, организация и планирование производства на предприятии: Учебное пособие для студентов экономических факультетов и вузов. 4-е изд., доп. и переработ. М.: ИКЦ «МарТ»; Ростов-на-Дону: Издательский центр «МарТ», 2003. -592 с.

26. Производственный менеджмент. Учебник для вузов / С.Д. Ильенкова, A.B. Бандурин, Г.Я. Горбоцов и др.; Под ред. С.Д. Ильенковой. М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2000. - 583 с.

27. Справочник по композиционным материалам: В 2-х кн. Кн. 2/ Под ред. Дж. Любина; Пер. с англ. А.Б. Геллера, М.М. Гельмонта; Под ред. Б.Э. Геллера. -М.: Машиностроение, 1988.-584 с.

28. Авторское свидетельство СССР №1766693. Способ вакуум-автоклавногоформования изделий из полимерных композиционных материалов // Ривин Г.Л., Попов А.Г., Архипов А.Н./ 07 октября 1992.

29. Мухачева Э.А. Рациональный раскрой промышленных материалов. Применение АСУ. М.: Машиностроение, 1984. - 176 с.

30. Канторович Л.В., Залгаллер В. А. Рациональный раскрой промышленных материалов. Новосибирск, Наука, 1971. - 320 с.

31. Валеева А.Ф., Гареев И.Р., Мухачева Э.А. Задача одномерной упаковки: рандомизированный метод динамического перебора и метод перебора с усечением. //Приложение к журналу «Информационные технологии», 2003, №2, с.2-24.

32. Романовский И.В. Алгоритмы решения экстремальных задач. М.: Наука, 1977. 351 с.

33. Стрекалов А.Ф. Создание системы информационной поддержки жизненного цикла изделий ЗАО «"ЗЭМ" РКК "Энергия"» на основе ИПИ-технологий. //Вестник машиностроения, 2005, №11, С.70-75.

34. Компьютерно-интегрированные производства и ИПИ-технологии в машинстроении: Учеб. пособие / Под ред. проф. Б.И. Черепанова. М.: ВИМИ, 1999.-512с.

35. Управление жизненным циклом продукции / А.Ф. Колчин, М.В. Овсяников, А. Ф. Стрекалов и др. М.: Анахарис, 2002. 356с.

36. Норенков И.П. Основы автоматизированного проектирования: Учебник для вузов.- М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2000. -360с.

37. Сироткин Я. А. Промышленные САПР машиностроения. Элементы геометрического моделирования: Конспект лекций. СПб: Изд-во СПбГТУ. 2000.-116с.

38. Новоженов Ю.В. Объектно-ориентированная технология разработки сложных программных систем. М.: Аргуссофт компани, 1996.

39. Силич В.А., Силич М.П. Метод объектного моделирования для проектирования сложных систем. //Автоматизация и современные технологии, 2003, №4, С. 14-21.

40. Месарович М., Мако Д., Такахара И. Теория иерархических многоуровневых систем.-М.: Мир, 1973.

41. Филатов В.И., Корсаков В.Д. Технологическая подготовка процессов формования изделий из пластмасс. JL: Политехника, 1991 - 352 с.

42. Инв.№ 02.92.0000457. М.:ВИМИ, 1992. - 157 е.: ил. - Отв. исполн. Г.Л. Ривин, С.А. Кобелев.

43. Патент Российской Федерации №2108910. Способ изготовления многослойной панели из композиционного материала // Ривин Г.Л., Попов А.Г., Аминов И.А., Лебедев С.А./14 июня 1995.

44. Савин А.Г., Игнатенко Г.К. Роль оснастки в обеспечении задаваемого теплового воздействия на конструкцию из КМ при автоклавном форомовании. // Авиационная промышленность, №8, 1999.

45. Попов ИМ. Оптимизация технических решений проектирования и управления на основе экономико-математических методов анализа. Монография Ульяновск: УлГТУ, 2000.

46. Милованов А.П., Малинкина Т.П. Композиционные материалы и технология изготовления деталей JIA: Учеб. пособие. М.: Издательство МАИ, 1990. - 72 с.

47. Ревенков A.B., Панасенков В.П. Анализ и синтез технических решений при производстве JIA: Учебное пособие. М.: Издательство МАИ, 1992,- 76 с.

48. Leonard, L., "Testing for Damage", ADVANCED COMPOSITES, Jan/Feb., 1991. pp. 40-45.

49. Автоматизация технологической подготовки производства прессованных изделий авиационного производства: Учеб. пособие ¡A.A. Игуменов, Ф.В. Гречников; Куйбышев, авиац. ин-т. Самара, 1991.-80 с.

50. Романов О. Т. Основы интелектуализации САПР АСУ: Учеб. пособие. -М.: Издательство МАИ, 1993. 82 с.

51. Норенков А.П., Маничев В.Б. Основы теории и проектирования САПР. М.: Высшая школа, 1990.

52. Г.Л. Ривин, Е.В. Безгодков, А.Г. Попов и др. Изготовление лопастей ветроэнергетических установок из полимерных композиционных материалов// Технология производства деталей из композиционных материалов: Тезисы докладов. -М.: НИАТ, 1991, с. 25-26.

53. Ривин Г.Л., Попов А.Г., Плетинь НИ., Изменение температур в конструкциях из ПКМ при автоклавном формовании // Технологические проблемы производства ЛА и двигателей: Тезисы докладов научно-технической конференции. Казань: НИАТ, 1993, 5960.

54. Ривин Г.Л. Разработка технологии ремонта авиационных конструкций из ПКМ в полевых условиях. Сборник научно-технических докладов 30 НТК ППС УлГТУ. Из-во УлГТУ, 1996, С.50-51.

55. Ривин Г.Л. Совершенствование качества конструкций из ПКМ // Новые методы, средства и технологии в науке, промышленности и экономике (НМСТ-97): Тезисы докладов научно-практической конференции с международным участием. Ульяновск, 1997, С.48-49.

56. Ривин Г.Л. Технологические проблемы повышения качества полимерных покрытий в самолетостроении. Сборник научно-технических докладов 30 НТК ППС УлГТУ. Из-во УлГТУ, 1998, С. 6769.

57. Ривин ГЛ., Безрукавный В.В. Основные принципы создания САПР выклеечной оснастки для изготовления конструкций из ПКМ в самолетостроении //Современные технологии в машиностроении

58. Материалы всероссийской научно- техн. конф. Пенза: 1999, С. 123126.

59. Постное В.И., Ривин Г.Л., Постнова М.В. Материало-технологические подходы к созданию звукоизоляционных конструкций //Перспективные материалы, технологии, конструкции: Сборник научных трудов, выпуск 5. Красноярск: КАЦМСД999, С.394-396.

60. Ривин ГЛ. Технологические проблемы при восстановлении эксплуатационных характеристик трехслойных конструкций летательных аппаратов. Сборник научно-технических докладов 33 НТК ППС УлГТУ. Из-во УлГТУ, 1999, С.45-46.

61. Ривин Г.Л. Ремонт конструкций из полимерных композиционных материалов летательных аппаратов: Учебное пособие. Ульяновск: УлГТУ, 2000, 76с.

62. Ривин Г.Л. Повышение технологических свойств высоконаполненных композиционных материалов //Современные технологии в машиностроении: Сборник материалов 4 Всероссийской научно-техн. конф., часть 2. Пенза: 2001, С.105-107.

63. Ривин Г.Л. Проблемы повышения точности изготовления конструкций из полимерных композиционных материалов //Современные технологии в машиностроении: Сборник материалов 5 Всероссийской научно- техн. конф., часть 1. Пенза: 2002, С. 119-121.

64. Ривин Г.Л. Принципы формирования состава полиэфирных препрегов //Научно-производственный журнал №3. Ульяновск: УлГТУ, 2001, С. 64-68.

65. Ривин Г.Л. Повышение точности изготовления конструкций из ПКМ. Сборник научно-технических докладов 36 НТК ППС УлГТУ. Из-во «Венец», 2002, С.60.

66. Ривин Г.Л. Автоматизированная система организационно-технологического проектирования и управления производством из

67. ПКМ в самолетостроении. Сборник научно-технических докладов 37 НТК ППС УлГТУ. Из-во «Венец», 2003, С.20.

68. Ривин ГЛ. Антикоррозионная защита летательных аппаратов: Учеб. пособие. Ульяновск, изд-во «Венец», УлГТУ, 2003, 100с.

69. Романов О. Т. Основы интеллектуализации САПР АСУ: Учеб. пособие. М.: Издательство МАИ, 1993.

70. Норенков АЛ., МаничевВ.Б. Основы теории и проектирования САПР. -М.: Высшая школа, 1990.

71. Попов П.М., Соколова О.Ф. Проектно-технологические и управленческие функции по конструкции самолета (ЛА). Правила их формулирования: Учеб. пособие. Ульяновск, изд-во «Венец», УлГТУ, 2002.-272с.

72. Современные технологии авиастроения / Коллектив авторов. Под ред. А.Г. Братухина, ЮЛ. Иванова. М.: Машиностроение, 1999. - 832 е.: ил.

73. Трахтенгерц Э.А. Компьютерная поддержка принятия решений. М.: СИНТЕГ, 1998.

74. Тельное Ю.Ф. Интеллектуальные информационные системы в экономике. Учеб. пособие. М.: СИНТЕГ, 1998. - (Информатизация России на пороге XXI века).

75. Семенов М.И. и др. Автоматизированные технологии в экономике: Учебник для вузов / Под ред. И.Т. Трубилина. М.: Финансы и статистика, 1999.

76. Романов А.Н., Одинцов Б.Е. Советующие информационные системы в экономике. М.: ЮНИТИ, 2000.

77. Одинцов Б.Е. Проектирование экономических экспертных систем. М.: ЮНИТИ, 1996.

78. Шайтхауэр Г., Мухачева A.C., Белов Г.Н. и др. Планирование одномерного раскроя материала различной длины на базе непрерывной релаксации и метода отсекающих плоскостей // Информационные технологии, №1, 2004, с. 28-35.

79. Belov G., Scheithauer G. A Cutting Plane Algorithm for One-Dimensional Cutting Stook Problem with Multiple Stok Lengths // European Journal of Operational Research. 2002. 141 (2). P. 275-280.

80. Юрин B.H., Давиденко A.B., Дерунов C.B. и др. Библиотека параметрических моделей деталей станочных приспособлений. // Авиационная промышленность, №1, 2002, С. 40-45.

81. Дубанов A.A. Конструирование базовых элементов формы и параметризация составных поверхностей. // Информационные технологии, №10, 2003, С. 42-51.

82. Корсаков B.C. Автоматизация производственных процессов. М.: Высшая школа, 1978.

83. Перепелкш К.Е. Структура и свойства волокон. М.: Химия, 1992, 236 с.

84. Перепелкш К.Е., Кудрявцев Г.И. Армирующие химические волокна и композиционные материалы на их основе. // Химические волокна, №5, 1981, С.5-12.

85. Шекунов ЕЛ. Основы технологического членения конструкций самолетов. М.: Машиностроение, 1988.

86. Белкин C.B. Система автоматизированного проектирования композиционных материалов. // Пластические массы, №12, 1990, С.24-28.

87. Попов П. M. Оптимизация технических решений проектирования и управления на основе экономико-математических методов анализа. Монография Ульяновск: УлГТУ, 2000.

88. Самсонов О.С. Цифровые информационные технологии в проектировании и производстве авиационной техники. // Авиационная промышленность, №1, С. 22-28.

89. Емельянов C.B., Ларичев О.И. Многокритериальные модели принятия решений. М.: Машиностроение, 1985.

90. Норенков И.П. Системы автоматизированного проектирования: кн. 1. Принципы построения и структура. М.: Радио и связь, 1986.

91. Лысенко Э.В. Проектирование автоматизированных систем управления технологическими процессами. М.: Радио и связь, 1987.

92. Мясников В.А., Вальков В.М., Омельченко КС. Автоматизированные и автоматические системы управления технологическими процессами. -М.: Машиностроение, 1987.

93. Русинов Л.А., Рудаков КВ. Оперативное управление процессом получения полиэтилена высокого давления. // Автоматизация и современные технологии, №7, 2003, с.30-35.

94. Норенков К.П. Введение в автоматизированное проектирование технических устройств и систем. М.: Высшая школа, 1988.

95. Юсофович Б.Е., Монеткина Л.Н., Пятиборова В.Н. Совершенствование оперативного управления основным производством машиностроительного предприятия. М.: Машиностроение, 1982.

96. Попов ИМ. Организация информационного тезаурса по конструкции самолета. Монография Ульяновск: УлГТУ, 2001.

97. Аверченков В.И. и др. САПР технологических процессов, приспособлений и режущих инструментов: Учеб. пособие для вузов /

98. В.И. Аверченков, И.А. Кашталъян, А.П. Пархутик. Мн.: «Вышэйш. школа», 1993. - 288 с.

99. Быков В.П. Методическое обеспечение САПР в машиностроении. Л.: Машиностроение, Ленигр. отд - ние, 1989. - 255 с.

100. Проектирование систем автоматизации технологических процессов: Справочное пособие / A.C. Клюев; ред. A.C. Клюев. 2-е изд., перераб. И доп. - М.: Энергоиздат., 1990. - 464 с.

101. Основы теории автоматизированного управления: Учебник для авиационных вузов / B.C. Булыгин, Ю.С. Гришанин, Н.Б. Судзиловский и др.; под ред. Н.Б. Судзиловского, М.: Машиностроение, 1985. - 512 с.

102. Вальков В.М., Вершинин В.Е. Автоматизированные системы управления технологическими процессами. 3-е изд., перераб. и доп. - Л.: Политехнический университет, 1991. - 269 с.

103. Марков В.Н. Способ порождения эвристик для решения NP трудных задач. // Информационные технологии, №5,2006, С. 21-25.

104. Амиров Ю.Д. Методические основы технической подготовки производства. // Сборка в машиностроении, приборостроении, №5, 2006, С.3-13.

105. Парамонов Ф.И. Моделирование процессов производства. М.: Машиностроение, 1994. - 232 с.

106. Вендров A.M. CASE технологически современные методы и средства проектирования информационных систем. - М.: Финансы и статистика, 1998.-176 с.

107. Бабкин A.C., Костин A.A. Система автоматизированного проектирования технологических процессов сварки и восстановительной наплавки. // Автоматизация и современные технологии, №3, 2003, С. 18-21.

108. Автоматизированные системы технологической подготовки производства в машиностроении. / Под ред. Г.К. Горанского. М.: Машиностроение, 1976.

109. Попов П.М., Ляшко Ф.Е. Оптимальное управление в ходе эволюционного развития процессов и систем: Учеб. пособие. -Ульяновск, 2000.

110. Пресняков P.A. Геометрическое моделирование и оптимизация раскроя в САПР // Межвузовская комплексная научно-техническая программа 12.11 «Перспективные информационные технологии в высшей школе» -Воронеж, ВГТУ, 1999.

111. Мнлаев В.А, Фаткин А.Н., Соколов А.Н. Схематическое представление заказа в системе оперативного управления многономенклатурным мелкосерийным производством. // Автоматизация и современные технологии, №11,2003, С.41-46.

112. Кукаренко Е. Управление инженерными данными в автоматизированной ситеме управления предприятием. // САПР и графика, №11,2000, С. 3-8.

113. Дворцин М.Д. Основы теорий научно-технического развития производства. М.: Изд-во МИНХ им. Г.В. Плеханова, 1988.- 251 с.

114. Попов П.М. Организация автоматизированных систем подготовки авиационного производства. Монография. УлГТУ. 2000 172 с.

115. Загрутдинов Г.М., Прищепа В.А, Бариева Г.З. Обеспечение систем автоматизированного контроля оптимальным комплектом ЗИПа. // Авиационная промышленность, №4, 2005, С. 47-54.

116. Загидуллин P.P. К определению точности расписания работы оборудования в гибких производственных системах. // Автоматизация и современные технологии, №8, 2003, С. 21-24.

117. Мухин A.B. Принятие оптимальных технологических решений в условиях экономической неопределенности производства. // Вестник машиностроения, №2, 2006, С. 73-80.

118. Бром А.Е., Терентьева З.С. Разработка динамической модели системы интегрированной логистической поддержки наукоемкой продукции на стадии эксплуатации. // Вестник машиностроения, №12,2005, С.51-60.