ПЕРМСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ОСНОВЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ КАЧЕСТВА ПРЕПОДАВАТЕЛЬ: д-р техн. наук Белобородов Сергей Михайлович Пермь – 2013
Система менеджмента качества (СМК) — совокупность организационной структуры, методик, процессов и ресурсов, необходимых для общего руководства качеством. Она предназначена для постоянного улучшения деятельности, для повышения конкурентоспособности организации на отечественном и мировом рынках, определяет конкурентоспособность любой организации. Она является частью системы менеджмента организации. Качество — ёмкая, сложная и универсальная категория, имеющая множество особенностей и различных аспектов. В зависимости от цели использования и рассмотрения качества, к её основным аспектам можно отнести: — философский; — социальный; — технический; — экономический; — правовой. Современные СМК базируются на принципах TQM (Total Quality Management, ). Различные части системы менеджмента организации могут быть интегрированы вместе с системой менеджмента качества в единую систему менеджмента, использующую общие элементы. Это повышает результативность планирования, эффективность использования ресурсов, создает синергетический эффект в достижении общих бизнес-целей организации. 2
Широко применяется сертификация СМК по ИСО 9001. Сертификация СМК основана на проведении независимых аудитов третьей стороной (органом по сертификации). Системы менеджмента качества приводятся в движение требованиями потребителя организации. Потребителям необходима продукция (услуга), характеристики которой удовлетворяли бы их потребности и ожидания. Потребности и ожидания потребителей постоянно изменяются, из-за чего организации испытывают давление, создаваемое конкурентной средой (рынком) и техническим прогрессом. Для поддержания постоянной удовлетворенности потребителя организации должны постоянно совершенствовать свою продукцию и свои процессы. СМК организации, как один из инструментов менеджмента, дает уверенность высшему руководству самой организации и ее потребителям, что организация способна поставлять продукцию, полностью соответствующую требованиям (необходимого качества, в необходимом количестве за установленный период времени, затратив на это установленные ресурсы). 3 Развитие турбостроения сдерживают проблемы технологического обеспечения
МЕЖДУНАРОДНЫЕ СТАНДАРТЫ • ISO 9000 — серия международных стандартов, описывающих требования к системе менеджмента качества организаций и предприятий. • Серия стандартов ISO 9000 разработана Техническим комитетом 176 (ТК 176) Международной организации по стандартизации. В основе стандартов лежат идеи и положения теории всеобщего менеджмента качества (TQM). • Принято считать, что при разработке первой версии стандартов ISO 9000 ТК 176 руководствовался британским стандартом BS 5750, разработанным Британским институтом стандартов (BSI). В свою очередь, считается, что британский стандарт базировался на отраслевых стандартах ВПК.
СМК основана на восьми принципах менеджмента качества: 1. Ориентация на потребителя — организации необходимо делать то, что хочет потребитель сейчас и захочет в будущем, даже если он этого не осознает. 2. Лидерство руководителя — так как организация действует всегда в рамках ограниченности ресурсов и входных данных в конкурентной среде, то только лидер, обладающий видением, силой духа способен обеспечить достижение ее целей (миссии). 3. Вовлечение персонала — так как персонал организации является ее основным ресурсом и одновременно самой чувствительной заинтересованной стороной опора лидеров на него залог успеха. 4. Процессный подход — СМК организации не статичное образование и ее элементами являются процессы, через которые достигаются цели, то есть через процессы обеспечивают любые изменения. 5
5. Системный подход к менеджменту — подразумевает учет всех факторов, воздействующих на внешнюю и внутреннюю среду организации. 6. Постоянное улучшение — основа современного менеджмента, которая подразумевает постоянную адаптацию к произошедшим и ожидаемым изменениям в среде, а иногда и формирует их. 7. Принятие решений, основанных на фактах — напоминание о том, что стабильность функционирования организации возможна не только на основе интуиции, но и с использованием данных измерений. 8. Взаимовыгодные отношения с поставщиками — вместе с принципом ориентация на потребителя предполагает создание устойчивых цепей поставок на основе взаимовыгодного сотрудничества. 6
Цель!!!: Достижение долгосрочного успеха путем максимального удовлетворения запросов потребителя, сотрудников, владельцев и общества. Целью СМК является соответствие результатов процессов компании потребностям потребителя, организации и общества. (соответствие как явным требованиям, так и подразумеваемым потребностям). Задачи: • Постоянное улучшение качества продукции и снижение затрат на обеспечение качества посредством использования цикла PDCA (цикл Деминга), состоящего из: планирования, действия, анализа, корректировки (устранение причин несоответствия, а не просто коррекция полученных результатов); • создание у потребителей уверенности в отсутствии брака за счет сертификации системы менеджмента качества.
ПРЕДМЕТ ИССЛЕДОВАНИЯ: Валопровод высокоскоростного газотурбинного агрегата А Б А В 1 – вал силовой турбины, 2 – трансмиссия, 3 – ротор компрессора, А – монтажные, Б – остаточные, В – локальные дисбалансы Валопровод — комплекс устройств, механизмов и соединений, служащих для передачи крутящего момента от двигателя к движителю. Валопровод — (Propeller shafting) система валов, составленная из нескольких частей, соединенных болтами на фланцах; ГОСТ 25364 -79 Агрегаты паротурбинные стационарные. Нормы вибрации опор валопроводов и общие требования к проведению измерений. ГОСТ 31320 -2006 Методы и критерии балансировки гибких роторов 8 В стандарте устанавливается классификация роторов и методы … п. 4. 7 определяет порядок балансировки валопроводов.
Тактика • Предупреждение причин дефектов. • Вовлечение всех сотрудников в деятельность по улучшению качества. • Активное стратегическое управление. • Непрерывное совершенствование качества продукции и процессов за счет корректирующих и предупреждающих мероприятий. • Использование научных подходов в решении задач. • Регулярная самооценка.
Методические средства • Средства для сбора данных. • Средства предоставления данных. • Методы статистической обработки данных, например Индексы воспроизводимости, Контрольные карты Шухарта. • Теория общего менеджмента. • Теория мотиваций и межличностных отношений. • Экономические расчеты. • Системный анализ производства, например Бережливое производство. • Управление с помощью планирования.
Основные составляющие систем менеджмента качества 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. Установление потребностей и ожиданий потребителей и других заинтересованных сторон организации в области качества производимой продукции или услуги. Наличие политики и целей организации (или выделенной части организации), соответствующим удовлетворению предопределённых потребностей потребителей (внешних и внутренних). (см. 1. ). Постановка Научные школы и направления менеджмента#Процессный подход в управлении '''процессов''' и ответственных за них, необходимых для достижения целей организации (или выделенной части организации). Реализация процессного подхода при достижении этих целей (см. 2). Определение необходимых ресурсов и обеспечение ими ответственных за процессы для достижения целей организации (или выделенной части организации)(см. 2. — 3. ). Разработка и применение методов для измерения результативности и эффективности каждого процесса на основе ключевых показателей качества (см. 1. — 3. ). Определение механизмов, необходимых для предупреждения несоответствий и устранения их причин. И реализация данных механизмов в процессах СМК (см. 3). Разработка и применение процесса для постоянного улучшения всей СМК (см. 1 -2)
Выводы? !!! 1. Первичным элементом СМК являются потребности и ожидания потребителей (внутренних и внешних) продукции или услуги, владельцев предприятий, персонала и общества. 2. Политика и цели организации являются ответом на потребности и ожидания заинтересованных сторон. 3. Последующий процессный подход завершает описание пути достижения целей и реализации долгосрочной политики. Каждый из этих пунктов является ключевым для любой СМК, которые находятся в постоянном цикличном взаимодействии на пути к предельно высокому качеству.
Проблематика обеспечения динамической устойчивости валопроводов Научно-методическая проблематика • недостаточно изучены закономерности процесса балансировки роторов с элементами, эксцентрично установленными при сборке; • недостаточно изучены закономерности влияния полученного в процессе серийной сборки роторов дисбаланса, оборотов, материалов, габаритных размеров, координат подшипников и др. на величину вибрации роторов; • отсутствуют научно обоснованные модели и методики, позволяющие устанавливать основные закономерности, взаимосвязи между сборкой и балансировкой отдельных элементов и сборкой и балансировкой всего ротора и обеспечивающие минимизацию вибраций. Технологическая проблематика • несоответствие балансировочных схем конструкциям отдельных узлов и деталей (элементов) ротора; • погрешности сборки отдельных элементов ротора; • несоответствие жесткости ротора центробежным силам, обусловленным его локальными дисбалансами; • недостатки технологических процессов механической обработки и сборки: недостаточная точность изготовления отдельных элементов, входящих в ротор и примитивный характер сборки и балансировки, • неоправданное превышение количества проводимых балансировочных работ. Проектно-конструкторская проблематика • несоответствие технических требований КД условиям эксплуатации валопровода; • несоответствие заданных условий монтажа элементов валопроводов условиям эксплуатации; • несоответствие используемых государственных стандартов конструкции роторов; • отсутствие конструкторских методик прогнозирования и учета монтажных дисбалансов; • отсутствие технологических рекомендаций в период проектирование и конструирования роторов; • системные конструкторские ошибки в КД, обусловленные отсутствием у конструкторов знаний в области динамической устойчивости роторов. 13
Влияние локальных дисбалансов на динамическую устойчивость роторов при первой критической частоте Максимальные деформации Минимальные деформации 14
Влияние локальных дисбалансов на динамическую устойчивость роторов при второй критической частоте Максимальные деформации Минимальные деформации 15
Ротор центробежного компрессора Вал ротора Рабочие колеса Подшипник радиальный Блок датчиков Подшипник радиальный Подшипник осевой Фланец ротора Центробежный компрессор НЦ 16 ДКС-02 «Урал» с системой электромагнитного подвеса 16
Подготовка элемента к сборке по типовому технологическому процессу In 1 InΣ In 2 In 1 Балансируемый элемент (рабочее колесо) Ir 1 InΣ Съем металла при балансировке Δb In 2 Ir 1 Ik 1 Балансировочная оправка Ik 2 IkΣ Роликовая опора балансировочного станка Ib Ir 2 Радиальное биение внешней образующей элемента Δe Ik 1 IkΣ Ik 2 I*o Случайное направление действительного остаточного дисбаланса Io 17
Математическая постановка научной проблемы Учитывая результаты проведенного анализа известных научно-методических разработок, применимых для исследования и обеспечения динамического состояния валопроводов, постановку общей научной проблемы можно сформулировать как совершенствование методологии обеспечения динамической устойчивости валопроводов турбоагрегатов и разработку эффективного алгоритма сборки (Э) валопроводов на основе минимизации локальных дисбалансов (Ii) при увеличении ресурса работы агрегата (Т) и ограничении на стоимость (С) производства элементов и монтажа валопроводов: Главный критерий оценки решения научной проблемы – минимизация локальных дисбалансов валопровода. Гипотеза решения научной проблемы: Заданный уровень динамической устойчивости валопровода турбоагрегата может быть обеспечен адаптацией его элементов к условиям эксплуатации в ходе технологических процессов сборки, что предусматривает прогнозирование, описание, минимизацию их локальных и коррекцию монтажных дисбалансов. 18
Цель работы: создание научно-методического аппарата технологического обеспечения производства динамически устойчивых валопроводов, обеспечивающего заданный уровень ресурса работы агрегатов при снижении себестоимости. Задачи исследования 1. Установить основные закономерности и взаимосвязи между величинами погрешностей установки сборочных единиц при сборке роторов и величинами появляющихся при этом локальных дисбалансов ротора. 2. Разработать адаптирующие методы и алгоритмы технологических процессов подготовки к сборке валов и элементов роторов, обеспечивающие минимизацию локальных дисбалансов высокоскоростных гибких роторов и роторов с несовпадающими балансировочными и рабочими поверхностями. 3. Разработать адаптирующий метод и алгоритм технологического процесса сборки, обеспечивающего минимизацию прироста локальных дисбалансов ротора. 4. Разработать адаптирующий метод и алгоритм выполнения технологического процесса, обеспечивающие коррекцию монтажных дисбалансов валопровода при его сборке. 5. Провести сравнительное математическое моделирование динамического состояния роторов, собранных по типовому и адаптирующему технологическим процессам. 6. Провести сравнительные экспериментальные исследования качества сборки при типовом и адаптирующем технологическом процессе. 7. Разработать практические рекомендации и алгоритмы проектирования технологических процессов сборки на основе адаптационных методов. 19
Схема предпочтительного распределения дисбалансов при сборке ротора Векторы локальных монтажных дисбалансов, обусловленных эксцентриситетами посадочных поверхностей Направления радиальных биений внешней образующей Векторы заданных дисбалансов элементов условие обеспечения динамической устойчивости ротора на этапе сборки 20
Алгоритм адаптационного технологического процесса сборки Исходные данные (формируются на стадии проектных работ) 1) масса элементов mei 2) радиусы установки уравновешивающих масс rbi 3) радиусы установки имитирующих масс rsi Величины и направления биений Δhi, φhi Изготовление и подготовка вала к сборке Величины и углы установки имитирующих масс msi, φsi Измерение величин и маркировка направлений радиальных биений посадочных поверхностей вала Ввод данных в специальное ПО mei, Δhi, φhi rsi Величины и направления остаточных дисбалансов элементов Автоматизированный расчет величин и углов установки имитирующих масс Изготовление элементов ротора Изготовление балансировочной оправки Измерение величины и маркировка направления радиального биения посадочной поверхности оправки Установка элемента на оправку, установка рассчитанных уравновешивающих и имитирующих масс Двухплоскостная динамическая низкочастотная балансировка элементов, маркировка направлений остаточных дисбалансов Ввод данных в специальное ПО Автоматизированный расчет величин и углов установки уравновешивающих масс Снятие уравновешивающих и имитирующих масс mei, Δb, φb rbi Величина и направление биения оправки Величины и углы установки уравновешивающих масс Δb, φb mbi, φbi Применение метода обеспечивает минимизацию прироста величин локальных дисбалансов ротора, обусловленных эксцентриситетами посадочных поверхностей вала и эксцентриситетами центров масс устанавливаемых элементов, а также минимизацию радиальных биений поверхностей собранного ротора Монтаж ротора в состав компрессора Монтаж элементов на вал с разворотом маркированных мест на 180° Проверка дисбаланса ротора 21
Точение валов Схема движения информации в ходе изготовления роторов Точение дисков Сборка и сварка колес Балансировка колес БД Сборка роторов Сектор ОДУ валопроводов Балансировка роторов ПСИ 22
Схема нормализации технологических дисбалансов АРМ балансировки АРМ сборки АРМ коррекции и моделирования монтажных дисбалансов А Сектор ОДУ валопроводов 23
Схема коррекции монтажных дисбалансов Сектор ОДУ валопроводов БД Блок коррекции монтажных дисбалансов А 24
А ВОТ ТЕПЕРЬ ВЫВОДЫ: 1. Формирование долгосрочных целей и ценностей – самый близкий путь к успеху. 2. Делегирование полномочий подразделениям – путь активизации процесса. 3. Авторитаризм исключает качество. 4. Качество может быть только у цельного проекта. 5. Работа но конечный результат, на победу – единственный путь обеспечения качества. 6. Трудоголиков расстрелять.
СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ 26
ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
ВИКИПЕДИЯ: Методология науки, в традиционном понимании, — это учение о методах и процедурах научной деятельности, а также раздел общей теории познания, в особенности теории научного познания (эпистемологии) и философии науки. Методология, в прикладном смысле, — это система (комплекс, взаимосвязанная совокупность) принципов и подходов исследовательской деятельности, на которые опирается исследователь (ученый) в ходе получения и разработки знаний в рамках конкретной дисциплины: физике, химии, биологии, информатики и других разделах науки. БСЭ: Методология (от метод и. . . логия), учение о структуре, логической организации, методах и средствах деятельности. М. в этом широком смысле образует необходимый компонент всякой деятельности, поскольку последняя становится предметом осознания, обучения и рационализации. Методологическое знание выступает в форме как предписаний и норм, в которых фиксируются содержание и последовательность определённых видов деятельности (нормативная М. ), так и описаний фактически выполненной деятельности (дескриптивная М. ). В обоих случаях основной функцией этого знания является внутренняя организация и регулирование процесса познания или практического преобразования какого-то объекта. Методология обеспечения динамической устойчивости валопроводов высокоскоростных газотурбинных агрегатов на основе адаптационной сборки включает в себя структуру последовательного применения адаптационных методов подготовки к сборке валов и элементов, сборки роторов и их элементов с коррекцией монтажных дисбалансов валопроводов, при этом предусматривается использование средств измерения и программного обеспечения адаптационных технологических процессов. Методология обеспечения динамической устойчивости валопроводов высокоскоростных газотурбинных агрегатов основана на последовательном применении адаптационных методов подготовки к сборке валов и элементов, сборки роторов и их элементов с коррекцией монтажных дисбалансов валопроводов, при этом предусматривается использование средств измерения и программного обеспечения адаптационных технологических процессов. 28
В современной литературе под М. обычно понимают прежде всего М. научного познания, т. е. учение о принципах построения, формах и способах научно-познавательной деятельности. М. науки даёт характеристику компонентов научного исследования — его объекта, предмета анализа, задачи исследования (или проблемы), совокупности исследовательских средств, необходимых для решения задачи данного типа, а также формирует представление о последовательности движения исследователя в процессе решения задачи. Наиболее важными точками приложения М. являются постановка проблемы (именно здесь чаще всего совершаются методологические ошибки, приводящие к выдвижению псевдопроблем или существенно затрудняющие получение результата), построение предмета исследования и построение научной теории, а также проверка полученного результата с точки зрения его истинности, т. е. соответствия объекту изучения. Нау ка — особый вид познавательной деятельности, направленной на получение, уточнение и распространение объективных, системно-организованных и обоснованных знаний о природе, обществе и мышлении. Основой этой деятельности является сбор научных фактов, их постоянное обновление и систематизация, критический анализ и, на этой базе, синтез новых научных знаний или обобщений, которые не только описывают наблюдаемые природные или общественные явления, но и позволяют построить причинно-следственные связи и, как следствие — прогнозировать. Те естественнонаучные теории и гипотезы, которые подтверждаются фактами или опытами, формулируются в виде законов природы или общества. 29
Адаптация: позднелат. adaptatio — прилаживание, приспособление, от лат. adapto — приспособляю Ротор: лат. Roto – вращаю, rotare – вращать научный метод (от греч. methodos) — это упорядоченный способ познания, исследования явлений природы и общественной жизни, приводящий к истине теория (от греч. theoria наблюдение, исследование) — это сложное многоаспектное явление, которое включает обобщение опыта, общественной практики, отражающее объективные закономерности развития природы и общества, совокупность обобщенных положений, образующих какую-либо науку или ее раздел гипотеза (от греч. hypothesis основание, предположение) — это научное предположение, выдвигаемое для объяснения какого-либо явления и требующее проверки на опыте, а также теоретического обоснования для того, чтобы стать достоверной научной теорией наблюдение — это в общем и целом целенаправленное восприятие, обусловленное задачей деятельности, а в частности в науке — восприятие информации на приборах, обладающее признаками объективности и контролируемости за счет повторного наблюдения, либо применения иных методов исследования (например, эксперимента) эксперимент (от лат. experimentum — проба, опыт) — это поставленный опыт, изучение явления в точно учитываемых условиях, позволяющих следить за ходом явления и многократно воспроизводить его при повторении этих условий Валопровод — комплекс устройств, механизмов и соединений, служащих для передачи крутящего момента от двигателя к движителю. ВАЛОПРОВОД — (Propeller shafting) система валов, составленная из нескольких частей, соединенных болтами на фланцах; ГОСТ 25364 -79 Агрегаты паротурбинные стационарные. Нормы вибрации опор валопроводов и общие требования к проведению измерений. ГОСТ 31320 -2006 Методы и критерии балансировки гибких роторов В стандарте устанавливается классификация роторов и методы … 30
Проблематика - ПРОБЛЕМАТИКА , проблематики, мн. нет, ·жен. ( ·книж. ). Совокупность, круг проблем. Проблематика - развертывание проблемы (более или менее осознанного противоречия) в процессе размышления: например, анализ чувства долга и свободы относится к нравственной проблематике. Это понятие часто используется в значении «исследования точно поставленной и развернутой задачи» , при этом вначале все решения кажутся возможными. ПРОБЛЕМАТИКА - и, мн. нет, ж. Совокупность проблем. П. исследований. ГОСТ 12. 1. 012 -90 ВИБРАЦИОННАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ Общие требования П. 3. 9 вибрационная активность [виброактивность] машины: Свойство машины производить вибрацию во время работы. Примечание - Машину, обладающую свойством виброактивности, называют виброактивной. Монтаж – это сборка и установка машин, сооружений, конструкций и т. п. из готовых частей. – Ожегов Монтаж / Энциклопедический словарь франц( montage) - в технике - сборка и установка сооружений, конструкций, технологического оборудования, агрегатов, машин, аппаратов, приборов, радиоэлектронных устройств и т. д. . Монтаж / Энциклопедический словарь франц. ( montage) - в технике - сборка и установка сооружений, конструкций, технологического оборудования, агрегатов, машин, аппаратов, приборов, радиоэлектронных устройств и т. д. . Сборка и установка машин, сооружений, конструкций и т. п. из готовых частей. Жгут — Ушаков ЖГУТ, а, м. Что-н. туго свитое, сделанное из сплетенных веревок, ремней, соломы и др. Свить ж. Жгут / Словарь Ожегова Туго, подобно веревке, закрученная полоса какого-нибудь мягкого материала. . 31
Напряжение, создаваемое в твердом теле внешними нагрузками, есть мера (с размерностью силы на единицу площади) интенсивности внутренних сил, действующих со стороны одной, мысленно отсекаемой, части тела на другую, оставшуюся (метод сечений). НАПРЯЖЕНИЕ ВНУТРЕННЕЕ — напряжение, существующее в пределах тела (иногда системы связанных тел или части тела ), уравновешенное при неоднородной деформации внутри тела без приложения к нему внешних сил. Из условия равновесия следует, что сумма внутр. усилий (сил, изгибающих и крутящих моментов) от внутреннего напряжения равна нулю. Поэтому, напр. , растягивающим внутренним напряжением в одной зоне соответствуют сжимающие внутренние напряжения в другой зоне. Чем меньше сечение в одной из зон, тем выше в ней напряжения. Внутренние напряжения делятся на напряжения остаточные и напряжения временные, исчезающие после удаления их причины. Виброустойчивость — способность изделия выполнять свои функции и сохранять свои параметры в пределах значений, предъявляемых к этому изделию, в условиях воздействия вибрации в заданных режимах. Устойчивость упругих систем, свойство упругих систем возвращаться к состоянию равновесия после малых отклонений их из этого состояния. Понятие У. у. с. тесно связано с общим понятием устойчивости движения или равновесия. Устойчивость является необходимым условием для любой инженерной конструкции. Потеря устойчивости может явиться причиной разрушения как отдельного элемента конструкции, так и сооружения в целом. Потеря устойчивости при определённых видах нагружения характерна для различных гибких элементов, входящих в состав конструкции, – стержней (продольный изгиб), пластинок и оболочек (выпучивание). Болотин В. В. Динамическая устойчивость упругих систем. М. 1956. 600 стр. OCR. pdf Челомей Владимир Николаевич Впервые показал, что динамическая устойчивость упругих систем в линейной постановке в общем виде сводится к исследованию бесконечных систем дифференциальных уравнений с периодическими коэффициентами. Как следствие этого им были решены многие важные задачи динамической устойчивости разного рода конструкций, подверженных действию периодических сил. Исследовал устойчивость обширного класса упругих систем, подверженных действию высокочастотных периодических продольных сил. Показал, в частности, что статически неустойчивую систему можно при помощи вибраций обратить в динамически устойчивую. 32
33
34
Презентация разработок на 10 -й Международной выставке 10 -я Международная выставка 35
Скачать презентацию ПЕРМСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ОСНОВЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ КАЧЕСТВА
Презентация ОСНОВЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ КАЧЕСТВА.ppt