izvestswsuИзвестия Юго-Западного государственного университетаProceedings of the Southwest State University2223-15602686-6757ЮЗГУ10.21869/2223-1560-2022-26-1-73-91izvestswsu-974Research ArticleИнформатика, вычислительная техника и управлениеComputer science, computer engineering and IT managmentМодель и методика формирования оптимальной совокупности оборудования контроля и поверки предприятий автомобилестроительного кластераModel and Methodology for Optimal Equipment Setting for Monitoring and Verification of Enterprises of the Automotive Clusterhttps://orcid.org/0000-0003-2098-6156АверченковаЕ. Э.AverchenkovaE. E.

Аверченкова Елена Эдуардовна, кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры «Цифровая экономика»

ул. Горького, д.36, г. Брянск 241050

Elena E. Averchenkova, Cand. of Sci. (Engineering), Associate Professor, Associate Professor of Digital Economy Department

36, Gorkogo str., Bryansk 241050

lena_ki@inbox.ruШабановА. А.ShabanovA. A.

Шабанов Алексей Александрович

ул. Хрустальная, д. 22, г. Калуга 248018

Aleksei A. Shabanov

36, Gorkogo str., Bryansk 241050

aashabanov86@mail.ruБрянский государственный технический университетBryansk State Technical UniversityООО "Эрга"Bryansk State Technical University2022280620222617391Copyright © Аверченкова Е.Э., Шабанов А.А., 20222022Аверченкова Е.Э., Шабанов А.А.Averchenkova E.E., Shabanov A.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://izvestswsu.elpub.ru/jour/article/view/974

Цель исследования. Разработать классификатор, модель, а также методику формирования оптимальной совокупности оборудования контроля и поверки для обеспечения эффективного функционирования организационно-технологической системы обеспечения механической сборки на основе резьбовых соединений автоматизированной системы управления технологическим процессом сборки на предприятиях автомобилестроительного кластера.Методы. Совокупность оборудования контроля и поверки в организационно-технологической системе обеспечения механической сборки на предприятиях автомобилестроительного кластера представлена в работе на основе теоретико-множественного подхода. Основой разработки классификатора оборудования контроля и поверки стал метод иерархической классификации. Формализация процесса принятия решения по формированию совокупности оборудования контроля и поверки основывается на методах теории принятия решений и методов математического анализа.Результаты. Предложена теоретико-множественная модель совокупности оборудования контроля и поверки, а также соответствующий классификатор. Описана методика принятия решения по формированию оптимальной совокупности оборудования контроля и поверки, позволяющая учитывать фактическую нагрузку на датчики измерения момента затяжки и оптимизировать затраты на закупку оборудования контроля и поверки. Применение разработанных моделей, классификаторов, методик и алгоритмов в условиях предприятия автомобилестроительного кластера показывает значительное снижение трудоемкости технологической подготовки производства, а также значительные показатели экономии финансовых затрат на закупку оборудования при формировании совокупности оборудования контроля и поверки.Заключение. Разработанные классификатор, а также модель и методика формирования оптимальной совокупности оборудования контроля и поверки позволяют упростить управленческую работу на предприятии автомобилестроительного кластера и решают задачу оптимального управления подсистемой контроля и поверки, входящей в организационно-технологическую систему обеспечения механической сборки на основе резьбовых соединений автоматизированной системы управления технологическим процессом сборки на предприятиях автомобилестроительного кластера.

Purpose of research. To develop a classifier of control and verification equipment, to propose a model of a set of control and verification equipment, as well as a methodology for forming an optimal set of control and verification equipment to ensure the effective functioning of an organizational and technological system for providing mechanical assembly based on threaded connections of an automated assembly process control system at automotive cluster enterprises.Methods. Calibration equipment set in the assembly production organizational and technological system based on thread joints of the automated assembly process control system at the enterprises of the automotive cluster is presented in the work on the basis of a set-theoretic approach. Set-theoretic models are used to describe the calibration equipment set. The method of hierarchical classification became the basis for the development of models. Formalization of the decision-making process on the formation of calibration equipment set is based on the methods of decision theory. Separate elements of the methodology are based on the use of methods of mathematical analysis.Results. A set-theoretic model of the calibration equipment set is proposed. A classifier of calibration equipment is proposed. The technique of making a decision on the formation of calibration equipment set is described. The technique takes into account the actual load on the sensors for measuring the torque and allowing optimize the cost of calibration equipment purchasing. The cost savings from the use of the developed models, classifiers, methods and algorithms for production technological preparation and for equipment purchasing are calculated. The application of the developed models, classifiers, methods and algorithms in the conditions of an automotive cluster enterprise shows a significant reduction in the labor intensity of technological preparation of production, as well as significant savings in financial costs for the purchase of calibration equipment set.Conclusion. The developed classifier, model and methodology for the formation of an optimal calibration equipment set make it possible to simplify managerial work at an automotive cluster enterprise and solve the problem of optimal control of calibration equipment subsystem, which is part of assembly production organizational and technological system based on thread joints of the automated assembly process control system at the enterprises of the automotive cluster.

организационно-технологическое обеспечение производстваоборудование контроля и поверкиавтомобилестроительный кластерorganizational and technological support of productioncalibration equipment.ReferencesМишина Т.А., Барабанова И.А. Применение методологии PFMEA-анализа для процесса поверки СИ // Современные материалы, техника и технологии. 2018. № 6 (21). С. 62-68.Mishina T.A., Barabanova I.A. Primenenie metodologii PFMEA-analiza dlya processa poverki SI [Application of the PFMEA-analysis methodology for the process of verification of measuring instruments]. Sovremennye materialy, tekhnika i tekhnologii = Modern materials, equipment and technologies, 2018, no. 6 (21), pp 62-68.Попов А.В., Чудинов В.А., Шаякбаров И.Э. Повышение качества контроля моментов затяжек резьбовых соединений методом отворачивания // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2018. № 2. С. 315-322.Popov A.V., Chudinov V.A., Shayakbarov I.E. Povyshenie kachestva kontrolya momentov zatyazhek rez'bovyh soedinenij metodom otvorachivaniya [Improving the quality of threaded joints checking by unscrewing] Izvestiya Tul'skogo gosudarstvennogo universiteta. Tekhnicheskie nauki = Bulletin of the Tula State University. Technical sciences, 2018, no. 2, pp. 315-322.Маломыжев О.Л., Скутельник В.В., Бектемиров А.С. Исследование момента затяжки ответственных резьбовых соединений на срок их службы на примере шатунных болтов двигателей легковых автомобилей // Вестник Иркутского государственного технического университета. 2016. № 6 (113). С. 156-162.Malomyzhev O.L., Skutel'nik V.V., Bektemirov A.S. Issledovanie momenta zatyazhki otvetstvennyh rez'bovyh soedinenij na srok ih sluzhby na primere shatunnyh boltov dvigatelej legkovyh avtomobilej [Study of the torque of critical threaded joints for their service life by the example of connecting rod bolts of car engines]. Vestnik Irkutskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta = Bulletin of Irkutsk State Technical University, 2016, no. 6 (113), pp 156-162.Спиридонов О.В. Технологические расчеты при сборке резьбовых соединений // Сборка в машиностроении, приборостроении. 2015. № 6. С. 43-48.Spiridonov O.V. Tekhnologicheskie raschety pri sborke rez'bovyh soedinenij Sborka v mashinostroenii, priborostroenii [Technological calculations for the assembly of threaded joints] Sborka v mashinostroenii, priborostroenii = Assembly in Mechanical Engineering, Instrumentation, 2015, no. 6, pp 43-48.Зеленский А.В., Терехина О.В. Устройства измерения крутящего момента в технологических процессах соединения резьбовых изделий // Труды международного симпозиума "Надежность и качество". 2012. Т. 2. С. 44-45.Zelenskij A.V., Terekhina O.V. Ustrojstva izmereniya krutyashchego momenta v tekhnologicheskih processah soedineniya rez'bovyh izdelij [Devices for torque measuring in technological processes of connecting threaded products] Trudy mezhdunarodnogo simpoziuma "Nadezhnost' i kachestvo" = Proceedings of the International Symposium "Reliability and Quality", 2012, vol. 2, pp. 44-45.Tan L., Sun C., Pang M., Xiang K., Tang B. Design of Screw Fastening Tool Based on SEA. In: Yu H., Liu J., Liu L., Ju Z., Liu Y., Zhou D. (eds) Intelligent Robotics and Applications. ICIRA 2019. Lecture Notes in Computer Science, vol 11740. Springer, Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-030-27526-6_32Tan L., Sun C., Pang M., Xiang K., Tang B. (2019) Design of Screw Fastening Tool Based on SEA. In: Yu H., Liu J., Liu L., Ju Z., Liu Y., Zhou D. (eds) Intelligent Robotics and Applications. ICIRA 2019. Lecture Notes in Computer Science, vol 11740. Springer, Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-030-27526-6_32Geda M.W., Kwong C.K., Jiang H. Fastening method selection with simultaneous consideration of product assembly and disassembly from a remanufacturing perspective. Int J Adv Manuf Technol 2019, 101, 1481–1493. https://doi.org/10.1007/s00170-018-3027-1Geda M.W., Kwong C.K., Jiang H. Fastening method selection with simultaneous consideration of product assembly and disassembly from a remanufacturing perspective. Int J Adv Manuf Technol 101, 1481–1493 (2019). https://doi.org/10.1007/s00170-018-3027-1Faccio M., Ferrari E., Gamberi M. et al. Human Factor Analyser for work measurement of manual manufacturing and assembly processes. Int J Adv Manuf Technol, 2019, 103, 861–877. https://doi.org/10.1007/s00170-019-03570-zFaccio M., Ferrari E., Gamberi M. et al. Human Factor Analyser for work measurement of manual manufacturing and assembly processes. Int J Adv Manuf Technol 103, 861– 877 (2019). https://doi.org/10.1007/s00170-019-03570-zCloud, G.L. William M. Murray Lecture: Some Curious Unresolved Problems, Speculations, and Advances in Mechanical Fastening. Exp Mech 53, 2012, 1073–1104 (2013). https://doi.org/10.1007/s11340-013-9736-3Cloud G.L. 2012 William M. Murray Lecture: Some Curious Unresolved Problems, Speculations, and Advances in Mechanical Fastening. Exp Mech 53, 1073–1104 (2013). https://doi.org/10.1007/s11340-013-9736-3Poparad H. Advanced Automotive Assembly Line Trends as Tools in Optimizing Production Line Performance. In: Chiru A., Ispas N. (eds) CONAT 2016 International Congress of Automotive and Transport Engineering. CONAT 2016. Springer, Cham. 2017. https://doi.org/10.1007/978-3-319-45447-4_65Poparad H. (2017) Advanced Automotive Assembly Line Trends as Tools in Optimizing Production Line Performance. In: Chiru A., Ispas N. (eds) CONAT 2016 International Congress of Automotive and Transport Engineering. CONAT 2016. Springer, Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-319-45447-4_65Doshi J.A., Desai D. Overview of Automotive Core Tools: Applications and Benefits. J. Inst. Eng. India Ser. C 98, 515–526. 2017. https://doi.org/10.1007/s40032-016-0288-zDoshi J.A., Desai D. Overview of Automotive Core Tools: Applications and Benefits. J. Inst. Eng. India Ser. C 98, 515–526 (2017). https://doi.org/10.1007/s40032-016-0288-zTesfay Y.Y. Process Capability Analysis. In: Developing Structured Procedural and Methodological Engineering Designs. Springer, Cham. 2021. https://doi.org/10.1007/978-3-030-68402-0_6Khomenko A., Koricho E.G., Haq M., Cloud G.L. (2016) In-service Preload Monitoring of Bolted Joints Subjected to Fatigue Loading Using a Novel ‘MoniTorque’ Bolt. In: Beese A., Zehnder A., Xia S. (eds) Fracture, Fatigue, Failure and Damage Evolution, Volume 8. Conference Proceedings of the Society for Experimental Mechanics Series. Springer, Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-319-21611-9_32Khomenko A., Koricho E.G., Haq M., Cloud G.L. In-service Preload Monitoring of Bolted Joints Subjected to Fatigue Loading Using a Novel ‘MoniTorque’ Bolt. In: Beese A., Zehnder A., Xia S. (eds) Fracture, Fatigue, Failure and Damage Evolution, Volume 8. Conference Proceedings of the Society for Experimental Mechanics Series. Springer, Cham. 2016. https://doi.org/10.1007/978-3-319-21611-9_32Xu W., Cheng Q., Yang C. et al. Dynamic analysis and looseness evaluation of bolted connection under vibration of machine tools. Int J Adv Manuf Technol (2021). https://doi.org/10.1007/s00170-021-07615-0Xu W., Cheng Q., Yang C. et al. Dynamic analysis and looseness evaluation of bolted connection under vibration of machine tools. Int J Adv Manuf Technol. 2021. https://doi.org/10.1007/s00170-021-07615-0Tesfay Y.Y. (2021) Process Capability Analysis. In: Developing Structured Procedural and Methodological Engineering Designs. Springer, Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-030-68402-0_6Jeang A., Chung C.P. Process capability analysis based on minimum production cost and quality loss. Int J Adv Manuf Technol 43, 710–719. 2009. https://doi.org/10.1007/s00170-008-1741-9Jeang A., Chung C.P. Process capability analysis based on minimum production cost and quality loss. Int J Adv Manuf Technol 43, 710–719 (2009). https://doi.org/10.1007/s00170-008-1741-9Khodaygan S., Movahhedy M.R. Functional process capability analysis in mechanical systems. Int J Adv Manuf Technol 73, 899–912. 2014. https://doi.org/10.1007/s00170-014-5800-0Khodaygan S., Movahhedy M.R. Functional process capability analysis in mechanical systems. Int J Adv Manuf Technol 73, 899–912 (2014). https://doi.org/10.1007/s00170-014-5800-0Yang Y. 2019. Application Research of Process Capability Analysis in Manufacturing Quality Control. In: Deng K., Yu Z., Patnaik S., Wang J. (eds) Recent Developments in Mechatronics and Intelligent Robotics. ICMIR 2018. Advances in Intelligent Systems and Computing, vol 856. Springer, Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-030-00214-5_53Yang Y. (2019) Application Research of Process Capability Analysis in Manufacturing Quality Control. In: Deng K., Yu Z., Patnaik S., Wang J. (eds) Recent Developments in Mechatronics and Intelligent Robotics. ICMIR 2018. Advances in Intelligent Systems and Computing, vol 856. Springer, Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-030-00214-5_53Новиков Д.А. Теория управления организационными системами. 3-е изд. М.: Издательство физико-математической литературы, 2012. 604 с. ISBN 978-5-94052-222-5.Novikov D.A. Teoriya upravleniya organizatsionnymi sistemami [The theory of management of organizational systems]. Moscow, 2012. 604 p. ISBN 978-5-94052-222-5.Шабанов А.А. Решение задачи оптимизации частоты проверок параметров оборудования // Вопросы радиоэлектроники. Серия общетехническая (ОТ). Вып. 10. М.: АО «ЦНИИ Электроника», 2015. С. 105-114.Shabanov A. A. Reshenie zadachi optimizacii chastoty proverok parametrov oborudovaniya [Solution of the optimization problem of equipment parameters inspection frequency] Voprosy radioelektroniki / Seriya obshchetekhnicheskaya (OT) Vypusk 10. [Questions of radio electronics. General technical series. Is. 10]. Moscow, 2015, pp. 105-114Шабанов А.А. Разработка методики рационального выбора структуры и состава запаса сборочных инструментов и приспособлений для системы обеспечения механической сборки // Вопросы радиоэлектроники. Серия общетехническая (ОТ). Вып. 10. М.: АО «ЦНИИ Электроника», 2015. С. 115-124.Shabanov A. A. Razrabotka metodiki racional'nogo vybora struktury i sostava zapasa sborochnyh instrumentov i prisposoblenij dlya sistemy obespecheniya mekhanicheskoj sborki [Development of rational choice method of structure and composition of spare assembly tools and accessories for mechanical assembly system] Voprosy radioelektroniki / Seriya obshchetekhnicheskaya (OT). Vyp. 10 [Questions of radio electronics. General technical series. Is. 10]. Moscow, 2015, pp. 115-124.Шабанов А.А., Шабанов А.К. Анализ структуры подсистемы контроля и проверки современной системы обеспечения механосборки // Труды XXXIII Всероссийской НТК «Проблемы эффективности и безопасности функционирования сложных технических и информационных систем» / Филиал военной академии РВСН им. Петра Великого. Серпухов, 2014. Сб. 4. С. 301–305.Shabanov A. A., Shabanov A. K. [Analysis of the structure of calibration equipment subsystem of a modern mechanical assembly support system] Trudy XXXIII Vserossiyskoy NTK «Problemy effektivnosti i bezopasnosti funktsionirovaniya slozhnykh tekhnicheskikh i informatsionnykh sistem» [Proceedings of the XXXIII All-Russian Scientific and Technical Conference "Problems of the efficiency and safety of the functioning of complex technical and information systems"]. Serpukhov, 2014, vol. 4, pp 301-305 (in Russ.).Шабанов А.А., Аверченкова Е.Э. Моделирование систем управления организационно-технологическим обеспечением механической сборки на предприятиях автомобилестроительного кластера // Автоматизация и моделирование в проектировании и управлении. 2021. №3(13), 4(14), С.58-68.SHabanov A.A., Averchenkova E.E. Modelirovanie sistem upravleniya organizacionno-tekhnologicheskim obespecheniem mekhanicheskoj sborki na predpriyatiyah avtomobilestroitel'nogo klastera [Modeling of management systems for organizational and technological support of mechanical assembly at enterprises of the automotive cluster]. Avtomatizaciya i modelirovanie v proektirovanii i upravlenii = Automation and modeling in design and management, 2021, №3(13), 4(14), pp.58-68.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.