ПРОЕКТИРОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ

Интеграция методов статистического управления процессами со средствами инженерного моделирования и цифровых двойников для повышения зрелости систем управления качеством в машиностроении

Авторы

  • К. Хэ Южно-Уральский государственный университет (Национальный исследовательский институт), 454080, Россия, г. Челябинск, пр. Ленина, 76

Как цитировать

ГОСТ Хэ К. Интеграция методов статистического управления процессами со средствами инженерного моделирования и цифровых двойников для повышения зрелости систем управления качеством в машиностроении // СТРОИТЕЛЬНЫЕ И ДОРОЖНЫЕ МАШИНЫ. 2025. Т. 69. № 11. С. 123-131.
APA Хэ, К. (2025). Интеграция методов статистического управления процессами со средствами инженерного моделирования и цифровых двойников для повышения зрелости систем управления качеством в машиностроении. СТРОИТЕЛЬНЫЕ И ДОРОЖНЫЕ МАШИНЫ, 69(11), 123-131.

Аннотация

В статье рассматривается интеграция методов статистического управления процессами (SPC) со средствами инженерного моделирования и цифровых двойников для повышения зрелости систем управления качеством в высокотехнологичном машиностроении. Целью исследования является обоснование методологии и инструментария, позволяющих трансформировать традиционную реактивную модель обеспечения качества, основанную на выборочном контроле, в проактивный контур предиктивного управления прецизионной механической обработкой деталей газотурбинных двигателей. Эмпирическую базу составили данные мониторинга ключевых параметров процесса за 18 месяцев эксплуатации производственных участков: более 2,5 млн измерений геометрических, температурных и вибрационных характеристик, регистрируемых сетью IoT-датчиков, интегрированной в систему СПИД. Методология опирается на совмещение классических инструментов SPC (индексы Cp, Cpk, контрольные карты X̄/R, регрессионный и дисперсионный анализ) с высокодетализированным инженерным моделированием термоупругих деформаций методом конечных элементов в составе цифрового двойника оборудования и обрабатываемых деталей, а также на адаптацию модели зрелости CMMI к требованиям стандартов ISO 9001 и AS9100. Показано, что внедрение интегрированной системы приводит к снижению среднеквадратического отклонения критических размерных параметров более чем на 60%, росту индексов Cp и Cpk до уровней выше 2,7, эффективной компенсации температурных деформаций (92-93%) и многократному (более чем в 50 раз) сокращению среднего времени обнаружения отклонений. Дополнительно зафиксировано снижение затрат на внутренний брак с 3,84 до 0,52% оборота, уменьшение доли ложных срабатываний системы контроля и рост комплексного индекса зрелости СМК с 2,15 до 4,35 балла при увеличении доли процессов с автоматической коррекцией до 85%. Установлена высокая корреляция (r≈0,92) между уровнем цифровизации и точностными характеристиками продукции, что подтверждает синергетический эффект объединения стохастических и детерминированных моделей в едином контуре цифрового управления качеством.

Ключевые слова

статистическое управление процессами цифровой двойник инженерное моделирование система управления качеством машиностроение

Финансирование

Авторы не заявили о внешнем финансировании исследования.

Библиографические ссылки

Анцыферов С.С., Фазилова К.Н., Русанов К.Е. Методика контроля качества технологических процессов интеллектуального машиностроительного производства // Наукоемкие технологии. 2023. Т. 24. № 7. С. 39-43.

Благовещенский Д.И., Козловский В.Н., Шанин С.А., Клейменов С.И. Развитие цифровых инструментов управления качеством в машиностроительном производстве // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2022. № 6. С. 167-174.

Бржозовский Б.М., Мартынов В.В., Бровкова М.Б. Создание и развитие высоконадежных информационно-управляющих систем с элементами искусственного интеллекта для перспективных технологических комплексов // Наукоемкие технологии в машиностроении. 2024. № 7(157). С. 34-42.

Дзюбаненко А.А., Зидерер Ю.Д. Модель повышения качества технологического процесса механообработки с использованием группы нотаций IDEF с применением FMEA-анализа. Часть 2 // Контроль качества продукции. 2023. № 11. С. 35-38.

Дзюбаненко А.А., Зидерер Ю.Д. Обеспечение качества механообработки металлических изделий в условиях цифровизации промышленного производства // Контроль качества продукции. 2023. № 4. С. 51-57.

Ерофеев М.Н., Кравченко И.Н., Крюков М.В. Информационное обеспечение, моделирование и управление жизненным циклом изделий // Проблемы машиностроения и надежности машин. 2025. № 2. С. 100-106.

Запорожцев А.В., Хазова В.И., Хазова В.И. Ключевые аспекты создания цифрового двойника процесса системы менеджмента качества // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2023. Т. 21. № 4. С. 105-116.

Калакова Е.С., Хаймович А.И., Мешкова Е.А., Мешков А.А. Разработка концепции интеграции отдельных методов управления качеством механической обработки с MDC-системой // Вестник Международного института рынка. 2022. № 2. С. 96-102.

Корниенко А.В., Мартынец Е.Р., Левенцов В.А. Система качества производственного процесса и надежность технологического оборудования // Вестник Санкт-Петербургского государственного университета технологии и дизайна. Серия 4: Промышленные технологии. 2024. № 3. С. 38-43.

Кузьменко Н.Н., Михайлова А.Д. Методика контроля качества на машиностроительных предприятиях // Вестник Луганского государственного университета имени Владимира Даля. 2023. № 10(76). С. 195-198.

Кушнарев Л.И. Системные проблемы машиностроения по повышению надежности отечественной техники // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2025. Т. 23. № 1. С. 127-137.

Мартышкин А.П., Майоров А.М. Статистические методы в системе управления качеством продукции машиностроения // Эпоха науки. 2024. № 37. С. 56-61.

Тюрин И.В., Сысоева Е.А. Анализ элементов системы управления качеством предприятия машиностроения // Гуманитарные, социально-экономические и общественные науки. 2023. № 7. С. 248-251.

Утягулов Р.С. Повышение эффективности оценки технологичности сложных корпусных деталей с использованием интеграции цифровых CAD-моделей, CAM-систем для улучшения качества изготовления // Научный Лидер. 2025. № 24 (225). С. 61-64.

Челенко А.В. Содержание и последовательность применения семи инструментов качества в машиностроении // Инновации в менеджменте. 2023. № 4(38). С. 74-79.

Выпуск

Раздел

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ

Метрики

365 просмотров
0 скачиваний
Хотите опубликоваться?
Подать статью

Похожие статьи

<< < 2 3 4 5 6 7 

Вы также можете начать расширеннвй поиск похожих статей для этой статьи.