Graniczne wartości cech charakterystycznych

Rys. 5.3.1. Model przekształceń wartości cech charakterystycznych Fig. 5.3.1. Model o f transformations of values of characteristic features

85

5.3.1. Graniczne wartości cech charakterystycznych

Kryterium długotrwałej aktualności i konkurencyjności wartości cech charakterystycznych KU1 wiąże się z określeniem zbiorów zmienności jakościowych cech charakterystycznych CCHf oraz określeniem wartości granicznych ilościowych cech charakterystycznych C C H f, rys. 5.3.Ib. Zbiory zmienności jakościowych cech charakterystycznych tworzone są ze względu na przeznaczenie rozważanej klasy środków technicznych i sposoby ich sprzężenia ze współdziałającymi środkami technicznymi.

Przykłady tworzenia zbiorów zmienności jakościowych cech charakterystycznych przedstawiono w pracach [50, 113]. Fragmenty wyników prac dotyczących uporządkowania zbiorów zmienności jakościowych cech charakterystycznych dla rodziny konstrukcji:

- wozów żużlowych:

C C H f (1,2) - rodzaj przemieszczanego żużla:

1) wielkopiecowy, 2) stalowniczy,

C C H f (1,2) - rodzaj drogi transportu:

1) na drogach kolejowych ogólnego przeznaczenia, 2) na drogach kolejowych zakładowych,

- siłowników hydraulicznych:

C C H f (1,2,3,4) - sposób zamocowania, 1) za pomocą uch,

2) za pomocą łap,

3) z zastosowaniem kołnierza, 4) za pomocą wahacza.

C C H f (1,2) - sposób zasilania płynem hydraulicznym, 1) bezpośrednie zasilanie przewodami giętkimi, 2) zasilanie strony nadtłokowej przewodem sztywnym, C C H f (1,2) - rodzaj pracy,

• 1) stacj onamy (v<0,15m/s),

• 2) o dużej ruchliwości (v > 0.15 m/s), C CH f (1,2) - rodzaj płynu hydraulicznego,

• 1) olej hydrauliczny,

• 2) emulsja wodno-olejowa (o 5% zawartość oleju).

W celu spełnienia kryterium KU1 dla ilościowych cech charakterystycznych, które mogą przyjmować wartości z zakresu liczb rzeczywistych C C H f(R ), określa się zakresy zmienności wartości cech charakterystycznych

A ( a c <xk< b c),i = l,iz , (5.12) XSe r

gdzie: ac, bc - wartości graniczne cechy charakterystycznej CCH f (c=l,cz).

Iloczyn kartezjański wartości cech charakterystycznych z przedziału [a«, bc] określa przestrzeń potrzeb r ’=Xi*X2*..., która jest podstawą dalszych przekształceń wartości cech charakterystycznych. Przestrzeń potrzeb wyznaczana jest na podstawie analizy zmienności granicznych wartości a^AT,) oraz bc(AT,) w przedziałach czasowych AT,;(t=l,tz). Rozwój ekstensywny i intensywny wskazuje na nierównomiemość powstawania konstrukcji w rodzinie konstrukcji RKn. Istnieją okresy, w których powstaje wiele nowych konstrukcji, po czym następuje okres stagnacji konstrukcyjnej. Zmienność powstawania konstrukcji ksk [79]

jest podstawą wyróżnienia przedziałów czasowych ATt oraz określenia granicznych wartości cech charakterystycznych a<;(ATt) i bc(ATt). Przykład zmienności górnych granicznych wartości cech charakterystycznych w określonych przedziałach czasowych przedstawiono na rys. 5.3.2. Przedziały czasowe spełniają warunek

T = £ aT „ (5.13)

t»l gdzie: T- okres istnienia rodziny konstrukcji RKn.

Rys. 5.3.2. Górne wartości cechy charakterystycznej w zależności od przedziałów czasowych Fig. 5.3.2. Top values of a characteristic feature as a function o f time intervals

Na rysunku przedstawiono również horyzont czasowy AT = — , dla którego wyznaczaneT tz

będą graniczne wartości cech charakterystycznych ac(AT) i bc (A T). Dla poczynionych założeń oraz nieregulamości zmienności wartości cech charakterystycznych trudno jest zastosować tradycyjne metody prognozowania [190]. Często zdarza się, że w tym samym czasie podejmuje się proces pr-ks dla potrzeby o wartościach cech charakterystycznych P0;, (cchj^.cch?,.,.) oraz pol; (c c h ^ .c c h ? ,.,..), gdzie cch?, i cchf', przyjmują krańcowo różne wartości. Opracowano graficzną metodę prognozowania, bazującą na zmienności wartości granicznych cech charakterystycznych, nazwaną w pracy metodą granicznych wartości. Przykładową zmienność wartości granicznych cech charakterystycznych w rodzinie konstrukcji RKn przedstawiono na rys. 5.3.3 a, b, c. Na rysunku 5.3.3a występuje wzrost

granicznych wartości cech charakterystycznych w wyróżnionych przedziałach czasowych ATt (eksplozja), z kolei na rysunku 5.3.3b ich zmniejszanie (implozja). Graniczne wartości cech charakterystycznych mogą być również niestabilne, w pewnych przedziałach czasowych rosną, po czym maleją (rys. 5.3.3c). Dla zmniejszających się górnych granicznych wartości cech charakterystycznych oraz zwiększających się dolnych granicznych wartości cech charakterystycznych (jak np. na rys. 5.3.3.b) nie podejmowano prognozowania w celu określenia zakresu zmienności wartości cech charakterystycznych F. Graniczne wartości cech charakterystycznych wyznacza się wówczas z warunków

bc = M a x bc(AT.)> t=l,tz (514>

ac = M i n ac(ATt) . (5.15)

t=l,tz

Rys. 5.3.3. Zmienność granicznych wartości cech charakterystycznych Fig. 5.3.3. Variability of limiting values o f characteristic features

Na podstawie przeprowadzonych badań [79] wyróżniono modele zmienności górnych (rys.

5.3.4) oraz dolnych wartości cech charakterystycznych (rys. 5.3.5), dla których podejmuje się prognozowanie graficzne. W obu modelach o wartości oczekiwanej decydowały głównie dane z ostatniego okresu badań. W przedstawionym modelu prognozowania graficznego stosowano prognozowanie liniowe, uwzględniając wartości graniczne cech charakterystycznych z trzech ostatnich przedziałów czasowych ATt, ATu i ATt-2, (rys. 5.3.4, rys. 5.3.5). W celu podjęcia decyzji czy przy wyznaczaniu oczekiwanej wartości cech charakterystycznych będzie rozważana zmiana wartości cech charakterystycznych dw,z_i (rys. 5.3.4a, 5.3.5a) z poprzednich okresów czasowych ATE.2 i A T^i, określono współczynnik przyrostu wartości cech na jednostkę czasu (np. na rok)

88

kd, _ dw t

" a tT

(5.16) gdzie: dwt - zmiana wartości granicznych cech charakterystycznych (rys. 5.3.4a, 5.3.5a),

ATt - przedział czasowy zmiany wartości granicznych cech (rys. 5.3.2).

Podstawą uwzględniania przyrostu wartości granicznych dwte.i przy wyznaczaniu wartości oczekiwanej jest warunek

kdE_ ,> k d B . (5.17)

Spełniając warunek (5.17), wyznaczono wartość oczekiwaną na podstawie kąta przyrostu a p oraz oczekiwanego przyrostu dw, gdzie dla dw t

dw„ -<1 /1 dw tz X

“ p = a ' ( 1 - ^ — !Ł-)>

dw = AT • kd„

(5.18) (5.19) Zwrot kąta otp od przedłużenia odcinka dwte określa zwrot kąta a, przy czym rozważa się odcinek dw^ do przedłużenia odcinka dw^.i, rys. 5.3.4a i rys. 5.3.5a.

b i(ATa-j)

bj (ATi^ bi (ATh-i) bj (A T»z- 0 bf (ATn) bi (AWl

bł (AT) b, (ATt:

Rys. 5.3.4. Modele zmienności górnych wartości cech charakterystycznych Fig. 5.3.4. Models o f variability o f top values o f characteristic features

89

Rys. 5.3.5. Modele zmienności dolnych wartości cech charakterystycznych Fig. 5.3.5. Models o f variability o f bottom values of characteristic features

Przykłady wartości oczekiwanych spełniających warunek (5.17) przedstawiono na rys.

5.3.4 a, b, c, d i rys. 5.3.5 a, b, c, d. Dla wartości granicznych nie spełniających warunku (5.17) oraz warunku dw c

dw„. ■ > 1 korygowany kąt przyrostu a p=0, natomiast dw określone jest z zależności (5.19). Przykłady wartości granicznych, gdy nie jest spełniony warunek (5.17), przedstawiono na rys. 5.3.4e i 5.3.5e, natomiast warunek — - ^ - > 1 na rys. 5.3.4 f i 5.3.5f.dw

d w E _,

Górne wartości graniczne cech charakterystycznych określono z zależności (rys. 5.3.4), b c = M a x ( b c ( A T ,) u b c(AT)). (5.20)

t= I,tz

Dolne wartości graniczne cech charakterystycznych określono z zależności (rys. 5.3.5),

ac = M i n ( a c (A T ,)u ac(AT)). (5.21)

t= l,tz

Przykład utworzonych granicznych wartości cech charakterystycznych siłowników hydraulicznych dla górnictwa (siły rozpychającej Sr, średnicy tłoka D, ciśnienia nominalnego p) przedstawiono na rys. 5.3.6. Wynikiem ograniczenia jest szukany przedział zmienności cech charakterystycznych P , który powinien być jak najszerszy ze względu na konkurencyjność, a jednocześnie bez obszarów martwych, na które nie będzie zapotrzebowania.

o 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700 750 800 850 900 950 1000

O-5'™ b, =1004.8

Rys. 5.3.6. Graniczne wartości cech charakterystycznych w siłownikach hydraulicznych dla górnictwa

Fig. 5.3.6. Limiting values o f characteristic features for hydraulic cylinders in mining industry Wyniki prognozowania uzyskane metodą granicznych wartości w postaci zapisu graficznego zweryfikowano metodą ekspertyz [129, 190]. W metodzie ekspertyz korzysta się ze zbioru danych, w tym przypadku informacji o zmienności cech charakterystycznych porządkowanej rodziny konstrukcji oraz współdziałających środków technicznych. Dane te przesyłane są do ekspertów Ee celem opracowania granicznych wartości cech charakterystycznych. Wyniki poddane zostają statystycznej obróbce [190], na podstawie której twórcy porządkowanej rodziny konstrukcji podejmują ostateczną decyzję o wartościach granicznych. W metodzie tej szczególnie istotne są trendy rozwojowe środków technicznych, w których stosowane są lub z którymi współdziała porządkowana klasa środków technicznych. Metodę ekspertyz zastosowano również do opracowania granicznych wartości cech charakterystycznych dla rodzin konstrukcji tworzonych od podstaw w formie uporządkowania wyprzedzającego. Wartości graniczne cech charakterystycznych określają zakres przestrzeni potrzeb F w rodzinie konstrukcji RKi, który obejmuje potrzeby aktualne

po“ oraz potrzeby potencjalne pof dla horyzontu czasowego AT (rys. 5.3. Ib).