Προσδιορισμός του ρόλου της ακρίβειας απόδοσης γεωμετρικών μορφών στην ποιότητα και το κόστος των μηχανολογικών κατασκευών

Abstract

Αντικείμενο της Διδακτορικής Διατριβής είναι η ανάπτυξη μεθοδολογίας για το συστηματικό προσδιορισμό της ακρίβειας των μηχανολογικών κατασκευών σε συνθήκες βέλτιστου συσχετισμού ποιότητας-κόστους κατεργασίας και η συνακόλουθη δημιουργία υπολογιστικού συστήματος για τον καθορισμό λειτουργικών και/ή κατασκευαστικών ανοχών. Δημοσιευμένες μεθοδολογίες για καθορισμό κοστολογικά βέλτιστων ανοχών και κυκλοφορούντα εμπορικά λογισμικά διαπιστώνεται ότι παρουσιάζουν σοβαρές αδυναμίες και ασυμβατότητες αναφορικά με τη συγκρότηση και χρήση συναρτήσεων κόστους-ανοχών αντιπροσωπευτικών του Περιβάλλοντος Κατεργασίας που θα υλοποιήσει μία δεδομένη κατασκευή και θα εξασφαλίσει κοστολογικά βέλτιστα αποτελέσματα. Η διαπίστωση αυτή επιβεβαιώνει την εξαιρετικά περιορισμένη μέχρι σήμερα, παρά την προφανή ανάγκη, αποδοχή και χρήση των υφισταμένων μεθόδων στη βιομηχανία, καθώς και την εξαιρετικά περιορισμένη μέχρι σήμερα ανάπτυξη και διάθεση συναφούς εμπορικού λογισμικού. Η μεθοδολογία που αναπτύχθηκε στο πλαίσιο της Διδακτορικής Διατριβής καθιστά δυνατή την κάλυψη του κενού που υπάρχει στο πολύ σημαντικό για την ποιότητα και το κόστος των μηχανολογικών κατασκευών επιστημονικό αυτό πεδίο με: (α) την καινοτομική εισαγωγή, δόμηση και εφαρμογή της έννοιας των Στοιχείων Ανοχών. Τα Στοιχεία Ανοχών είναι τεχνολογικές οντότητες που κωδικοποιούνται αποκλειστικά με βάση τα γεωμετρικά χαρακτηριστικά μηχανολογικών κατασκευών που παράγονται με κατεργασίες κοπής και ο ρόλος τους είναι καθοριστικός στη διαμόρφωση του κόστους επίτευξης της ακρίβειας κατασκευής. Είναι άμεσα αναγνωρίσιμα κατά τη σύγχρονη βιομηχανική αντίληψη και καλύπτουν την περιοχή των συμβατικών μηχανολογικών εφαρμογών. (β) την ανάπτυξη Δελτίου Ικανότητας Κατεργασίας για τη συστηματική καταγραφή, αποθήκευση και αλγοριθμική επεξεργασία δεδομένων επίδοσης και σχετικού κόστους επίτευξης ακρίβειας κατασκευής του εκάστοτε συγκεκριμένου Περιβάλλοντος Παραγωγής που θα κληθεί να υλοποιήσει μία συγκεκριμένη κατασκευή. Οι προκύπτουσες συναρτήσεις κόστους-ανοχών είναι, κατά τον τρόπο αυτόν, αντιπροσωπευτικές και εστιασμένες και τα εξ αυτών αποτελέσματα ρεαλιστικά, εφικτά και κοστολογικά βέλτιστα. Το σύστημα COPTOL (Cost Optimum Tolerancing), που δημιουργήθηκε για την υπολογιστική υλοποίηση της μεθοδολογίας, υποστηρίζει τον καθορισμό βέλτιστων κοστολογικά ανοχών σε συναρμολογημένα σύνολα καθώς επίσης και τον κοστολογικά βέλτιστο μετασχηματισμό λειτουργικών σε κατασκευαστικές ανοχές. Υπολογίζονται βέλτιστες ανοχές γραμμικών (1D) και μη γραμμικών (2D και 3D) διαστασιολογικών αλυσίδων. Οι προκύπτουσες ανοχές εξασφαλίζουν τις προδιαγραφές ακρίβειας λειτουργίας συναρμολογημένου συνόλου ή, εναλλακτικά, την αρχή μεταφοράς ανοχών, είναι οπωσδήποτε σε συμμόρφωση με τις ικανότητες κατεργασίας και μετροτεχνικού ελέγχου του Περιβάλλοντος Κατεργασίας που θα υλοποιήσει την κατασκευή και αποδίδονται με το ελάχιστο κόστος επίτευξης ακρίβειας. Μεθοδολογία και υπολογιστικό σύστημα εφαρμόσθηκαν και αξιολογήθηκαν τόσο συγκριτικά με δημοσιευμένες διαδικασίες και αποτελέσματα άλλων μεθόδων, όσο και με ανεξάρτητες εφαρμογές. Σε όλες τις περιπτώσεις επιβεβαιώθηκαν η επιτυχής και ρεαλιστική αντιμετώπιση των τεθέντων στόχων της Διδακτορικής Διατριβής καθώς και η ουσιαστική συμβολή της νεοεισαχθείσας καινοτομικής έννοιας των Στοιχείων Ανοχών ως εργαλείου επίλυσης των σχετικών προβλημάτων με σαφώς θετικές προοπτικές περαιτέρω εξέλιξης.