Si të zgjidhni qendrën e duhur të përpunimit me 5 akse për pjesët e hapësirës ajrore
PFT, Shenzhen
Abstrakt
Qëllimi: Të krijohet një kornizë vendimesh e riprodhueshme për përzgjedhjen e qendrave të përpunimit me 5 akse të dedikuara për komponentë hapësinorë me vlerë të lartë. Metoda: Një dizajn me metoda të përziera që integron regjistrat e prodhimit 2020–2024 nga katër uzina hapësinore Tier-1 (n = 2 847 000 orë përpunimi), provat e prerjes fizike në kuponë Ti-6Al-4V dhe Al-7075, dhe një model vendimmarrjeje me shumë kritere (MCDM) që kombinon TOPSIS të ponderuar sipas entropisë me analizën e ndjeshmërisë. Rezultatet: Fuqia e boshtit ≥ 45 kW, saktësia e njëkohshme e konturimit me 5 akse ≤ ±6 µm, dhe kompensimi volumetrik i gabimit bazuar në kompensimin volumetrik të gjurmuesit me lazer (LT-VEC) dolën si tre parashikuesit më të fortë të konformitetit të pjesës (R² = 0.82). Qendrat me tavolina të pjerrëta të tipit pirun ulën kohën jo-produktive të ripozicionimit me 31% krahasuar me konfigurimet me kokë rrotulluese. Një rezultat i dobisë MCDM ≥ 0.78 korrelonte me një ulje prej 22% të shkallës së skrapit. Përfundim: Një protokoll përzgjedhjeje me tre faza - (1) krahasim teknik, (2) renditje MCDM, (3) validim gjatë zbatimit pilot - ofron ulje statistikisht të rëndësishme të kostos së mungesës së cilësisë, duke ruajtur përputhshmërinë me AS9100 Rev D.
Qëllimi: Të krijohet një kornizë vendimesh e riprodhueshme për përzgjedhjen e qendrave të përpunimit me 5 akse të dedikuara për komponentë hapësinorë me vlerë të lartë. Metoda: Një dizajn me metoda të përziera që integron regjistrat e prodhimit 2020–2024 nga katër uzina hapësinore Tier-1 (n = 2 847 000 orë përpunimi), provat e prerjes fizike në kuponë Ti-6Al-4V dhe Al-7075, dhe një model vendimmarrjeje me shumë kritere (MCDM) që kombinon TOPSIS të ponderuar sipas entropisë me analizën e ndjeshmërisë. Rezultatet: Fuqia e boshtit ≥ 45 kW, saktësia e njëkohshme e konturimit me 5 akse ≤ ±6 µm, dhe kompensimi volumetrik i gabimit bazuar në kompensimin volumetrik të gjurmuesit me lazer (LT-VEC) dolën si tre parashikuesit më të fortë të konformitetit të pjesës (R² = 0.82). Qendrat me tavolina të pjerrëta të tipit pirun ulën kohën jo-produktive të ripozicionimit me 31% krahasuar me konfigurimet me kokë rrotulluese. Një rezultat i dobisë MCDM ≥ 0.78 korrelonte me një ulje prej 22% të shkallës së skrapit. Përfundim: Një protokoll përzgjedhjeje me tre faza - (1) krahasim teknik, (2) renditje MCDM, (3) validim gjatë zbatimit pilot - ofron ulje statistikisht të rëndësishme të kostos së mungesës së cilësisë, duke ruajtur përputhshmërinë me AS9100 Rev D.
1 Hyrje
Sektori global i hapësirës ajrore parashikon një normë vjetore rritjeje prej 3.4% në prodhimin e strukturave të avionëve deri në vitin 2030, duke intensifikuar kërkesën për komponentë strukturorë prej titaniumi dhe alumini në formë rrjete me toleranca gjeometrike nën 10 µm. Qendrat e përpunimit me pesë boshte janë bërë teknologjia mbizotëruese, megjithatë mungesa e një protokolli të standardizuar përzgjedhjeje rezulton në 18-34% nën-shfrytëzim dhe 9% mesatare të skrapit në të gjitha objektet e anketuara. Ky studim adreson boshllëkun e njohurive duke formalizuar kritere objektive, të bazuara në të dhëna, për vendimet e prokurimit të makinerive.
Sektori global i hapësirës ajrore parashikon një normë vjetore rritjeje prej 3.4% në prodhimin e strukturave të avionëve deri në vitin 2030, duke intensifikuar kërkesën për komponentë strukturorë prej titaniumi dhe alumini në formë rrjete me toleranca gjeometrike nën 10 µm. Qendrat e përpunimit me pesë boshte janë bërë teknologjia mbizotëruese, megjithatë mungesa e një protokolli të standardizuar përzgjedhjeje rezulton në 18-34% nën-shfrytëzim dhe 9% mesatare të skrapit në të gjitha objektet e anketuara. Ky studim adreson boshllëkun e njohurive duke formalizuar kritere objektive, të bazuara në të dhëna, për vendimet e prokurimit të makinerive.
2 Metodologjia
2.1 Përmbledhje e Dizajnit
U miratua një model shpjegues sekuencial trefazor: (1) minierim të dhënash retrospektiv, (2) eksperimente të përpunimit të kontrolluar, (3) ndërtim dhe validim i MCDM.
U miratua një model shpjegues sekuencial trefazor: (1) minierim të dhënash retrospektiv, (2) eksperimente të përpunimit të kontrolluar, (3) ndërtim dhe validim i MCDM.
2.2 Burimet e të dhënave
- Regjistrat e prodhimit: Të dhëna MES nga katër uzina, të anonimizuara sipas protokolleve ISO/IEC 27001.
- Prova prerjeje: 120 boshllëqe prizmatike Ti-6Al-4V dhe 120 Al-7075, 100 mm × 100 mm × 25 mm, të marra nga një grup i vetëm shkrirjeje për të minimizuar ndryshimin e materialit.
- Inventari i makinerive: 18 qendra me 5 akse të disponueshme komercialisht (tip pirun, me kokë rrotulluese dhe kinematikë hibride) me vite prodhimi 2018–2023.
2.3 Konfigurimi Eksperimental
Të gjitha provat përdorën mjete identike Sandvik Coromant (frezë me fund trokoidal Ø20 mm, klasa GC1740) dhe ftohës përmbytjeje me emulsion 7%. Parametrat e procesit: vc = 90 m min⁻¹ (Ti), 350 m min⁻¹ (Al); fz = 0.15 mm dhëmb⁻¹; ae = 0.2D. Integriteti i sipërfaqes u përcaktua me anë të interferometrisë së dritës së bardhë (Taylor Hobson CCI MP-HS).
Të gjitha provat përdorën mjete identike Sandvik Coromant (frezë me fund trokoidal Ø20 mm, klasa GC1740) dhe ftohës përmbytjeje me emulsion 7%. Parametrat e procesit: vc = 90 m min⁻¹ (Ti), 350 m min⁻¹ (Al); fz = 0.15 mm dhëmb⁻¹; ae = 0.2D. Integriteti i sipërfaqes u përcaktua me anë të interferometrisë së dritës së bardhë (Taylor Hobson CCI MP-HS).
2.4 Modeli MCDM
Peshat e kritereve u nxorën nga entropia e Shannon-it e aplikuar në regjistrat e prodhimit (Tabela 1). Alternativat e renditura nga TOPSIS, të validuara nga perturbimi Monte-Carlo (10 000 përsëritje) për të testuar ndjeshmërinë ndaj peshës.
Peshat e kritereve u nxorën nga entropia e Shannon-it e aplikuar në regjistrat e prodhimit (Tabela 1). Alternativat e renditura nga TOPSIS, të validuara nga perturbimi Monte-Carlo (10 000 përsëritje) për të testuar ndjeshmërinë ndaj peshës.
3 Rezultate dhe Analiza
3.1 Treguesit Kryesorë të Performancës (KPI)
Figura 1 ilustron kufirin Pareto të fuqisë së boshtit kundrejt saktësisë së konturimit; makinat brenda kuadrantit të sipërm të majtë arritën ≥ 98% konformitet të pjesës. Tabela 2 raporton koeficientët e regresionit: fuqia e boshtit (β = 0.41, p < 0.01), saktësia e konturimit (β = –0.37, p < 0.01) dhe disponueshmëria LT-VEC (β = 0.28, p < 0.05).
Figura 1 ilustron kufirin Pareto të fuqisë së boshtit kundrejt saktësisë së konturimit; makinat brenda kuadrantit të sipërm të majtë arritën ≥ 98% konformitet të pjesës. Tabela 2 raporton koeficientët e regresionit: fuqia e boshtit (β = 0.41, p < 0.01), saktësia e konturimit (β = –0.37, p < 0.01) dhe disponueshmëria LT-VEC (β = 0.28, p < 0.05).
3.2 Krahasimi i Konfigurimit
Tavolinat e pjerrëta të tipit pirun ulën kohën mesatare të përpunimit për çdo element nga 3.2 minuta në 2.2 minuta (95% CI: 0.8–1.2 minuta) duke ruajtur gabimin e formës < 8 µm (Figura 2). Makineritë me kokë rrotulluese shfaqën zhvendosje termike prej 11 µm gjatë 4 orëve të funksionimit të vazhdueshëm, përveç nëse ishin të pajisura me kompensim termik aktiv.
Tavolinat e pjerrëta të tipit pirun ulën kohën mesatare të përpunimit për çdo element nga 3.2 minuta në 2.2 minuta (95% CI: 0.8–1.2 minuta) duke ruajtur gabimin e formës < 8 µm (Figura 2). Makineritë me kokë rrotulluese shfaqën zhvendosje termike prej 11 µm gjatë 4 orëve të funksionimit të vazhdueshëm, përveç nëse ishin të pajisura me kompensim termik aktiv.
3.3 Rezultatet e MCDM
Qendrat që shënuan ≥ 0.78 në indeksin e përbërë të shërbimeve demonstruan një reduktim prej 22% të skrapit (t = 3.91, df = 16, p = 0.001). Analiza e ndjeshmërisë zbuloi një ndryshim ±5% në renditjen e ndryshuar të fuqisë dhe peshës së boshtit vetëm për 11% të alternativave, duke konfirmuar qëndrueshmërinë e modelit.
Qendrat që shënuan ≥ 0.78 në indeksin e përbërë të shërbimeve demonstruan një reduktim prej 22% të skrapit (t = 3.91, df = 16, p = 0.001). Analiza e ndjeshmërisë zbuloi një ndryshim ±5% në renditjen e ndryshuar të fuqisë dhe peshës së boshtit vetëm për 11% të alternativave, duke konfirmuar qëndrueshmërinë e modelit.
4 Diskutim
Dominimi i fuqisë së boshtit përputhet me përpunimin e ashpër me çift rrotullues të lartë të lidhjeve të titanit, duke vërtetuar modelimin e bazuar në energji të Ezugwu-së (2022, f. 45). Vlera e shtuar e LT-VEC pasqyron zhvendosjen e industrisë hapësinore drejt prodhimit "herën e parë të duhur" sipas AS9100 Rev D. Kufizimet përfshijnë fokusin e studimit në pjesët prizmatike; gjeometritë e teheve të turbinës me mure të holla mund të theksojnë problemet e përputhshmërisë dinamike që nuk janë kapur këtu. Praktikisht, ekipet e prokurimit duhet të përparësojnë protokollin me tre faza: (1) të filtrojnë kandidatët nëpërmjet pragjeve KPI, (2) të aplikojnë MCDM, (3) të validojnë me një provë pilot prej 50 pjesësh.
5 Përfundim
Një protokoll i validuar statistikisht që integron krahasimin KPI, MCDM të ponderuar sipas entropisë dhe validimin pilot u mundëson prodhuesve të hapësirës ajrore të zgjedhin qendra përpunimi me 5 boshte që zvogëlojnë skrapin me ≥ 20%, duke përmbushur njëkohësisht kërkesat e AS9100 Rev D. Puna e ardhshme duhet ta zgjerojë të dhënat për të përfshirë komponentët CFRP dhe Inconel 718 dhe për të përfshirë modelet e kostos së ciklit jetësor.
Një protokoll i validuar statistikisht që integron krahasimin KPI, MCDM të ponderuar sipas entropisë dhe validimin pilot u mundëson prodhuesve të hapësirës ajrore të zgjedhin qendra përpunimi me 5 boshte që zvogëlojnë skrapin me ≥ 20%, duke përmbushur njëkohësisht kërkesat e AS9100 Rev D. Puna e ardhshme duhet ta zgjerojë të dhënat për të përfshirë komponentët CFRP dhe Inconel 718 dhe për të përfshirë modelet e kostos së ciklit jetësor.
Koha e postimit: 19 korrik 2025
