Naslov (srp)

Razvoj i implementacija hibridnog višeodzivnog modela u fazi okruženju za optimizaciju parametara procesa tehnološkog postupka ekstruzije

Autor

Krstić, Aleksandar, 1975-

Doprinosi

Đorđević, Predrag, 1983-
Papić, Miloš, 1986-
Urošević, Snežana, 1962-
Nikolić, Đorđe, 1981-

Opis (eng)

In order to improve the extrusion process and achieve more optimal technologicalconditions for improving the technical characteristics of the quality of unplasticized PVC (polyvinylchloride), a doctoral dissertation proposed and verified a model for optimal quality management ofthe production process. The doctoral dissertation with the stated title presents the results of theresearch of the process of making PVC products by the technological process of extrusion. Theresearch focuses on minimizing process variations and product quality problems that negatively affectproduction. The aim of this research was to form a multi-responsive hybrid optimization model forthe production process by the technological process of extrusion of PVC products by identifying a setof optimal process parameters, where the model was supposed to enable the establishment ofanalytical dependence between key technological process parameters and multiple process responsesobserved through physical-mechanical quality characteristics.The Taguchi–fuzzy methodology systematically approaches the design of the experiment from theexisting values of technological process parameters in order to identify possible output values of theprocess response. According to the results obtained through research, the proposed model in the paperdetermined the optimal set of technological process parameters that allows reducing processvariations and average improvement of six quality output characteristics: ring strength, ringflexibility, TIR test, wall thickness, longitudinal shrinkage and outer and inner layer thickness by24%. In this dissertation, the proposed optimization model achieves a greater synergetic effect thanpartial optimization of individual quality characteristics, in order to achieve simultaneous andcomprehensive optimization of significant quality characteristics of unplasticized PVC products. Thegoal that is to be achieved in practice by applying the proposed model is implementation whichachieves robust product quality, minimizes process variation that raises the level of process qualityand implies continuous improvement of product quality and rise to a higher level. Also, during theperiod of product exploitation, the possibility of degradation of those product quality characteristicsthat are most important for users is minimized, production costs are reduced, production is withoutscrap, creating generic, proprietary and new knowledge about the product and process that can beapplied to future products. In addition to achieving high levels of quality by improving the processby optimization, the problems of the complexity of the extrusion process from the aspect of processmanagement and control would be prevented. In a broader context, a model that establishes analyticaldependence between key technological process parameters and correlated multiple processperformance observed through physical-mechanical quality characteristics and raising quality levelscan be used to reduce production costs but also achieve desired product quality.The idea of a universal multi-responsive hybrid optimization model was created with the intention ofenriching experimental research and encouraging its application in practice, because it can be used asa model in companies for processing and production of plastic products by extrusion technology.The presented model is shown on the example of the production process of three-layer UPVC pipe,evaluated in the research procedure and implemented in practice through a case study on the exampleof the company for production and distribution of polymer products „Peštan“ from Arandjelovac.The key contribution of this doctoral dissertation is the improvement of the process quality of makingPVC products by the technological process of extrusion. The proposed work is the first research inwhich the setting of eight technological process parameters: line traction speed, nozzle toolstemperature, expander dozer, extruder auger speed, coextruder auger speed, cylinder temperature,extruder mixture dozer and coextruder dozer mixture, simultaneously optimizes six output qualitycharacteristics which are contrasted to one another and the optimal solution is not a uniform one. Themain motive for this paper is primarily its practical application in a real production system due to theuniversality of the proposed model. From the aspect of practical applicability, it is important to pointout that the optimized process of manufacturing PVC products by applying the technological processof extrusion uses standard equipment found in most companies for the production of PVC products,and basic materials are commercially available, standard materials.

Opis (srp)

U cilju poboljšanja procesa ekstruzije i postizanja optimalnijih tehnoloških uslova zaunapređenje tehničkih karakteristika kvaliteta proizvoda od neplastificiranog PVC-a (polivnilhlorida), u doktorskoj disertaciji je predložen i verifikovan hibridni višeodzivni model za optimalnoupravljanje kvalitetom procesa. Doktorska disertacija sa navedenim naslovom prezentuje rezultateistraživanja procesa izrade PVC proizvoda tehnološkim postupkom ekstruzije. Istraživanje sefokusira na minimiziranje varijacija procesa i probleme sa kvalitetom proizvoda koji negativno utičuna proces proizvodnje. Cilj ovog istraživanja je bio formiranje višeodzivnog hibridnogoptimizacionog modela za proces proizvodnje tehnološkim postupkom ekstruzije PVC proizvodaidentifikacijom seta optimalnih procesnih parametra, pri čemu je model trebalo da omogućiuspostavljanje analitičke zavisnosti između ključnih tehnoloških procesnih parametara i višestrukihodziva procesa posmatranih kroz fizičke i mehaničke karakteristike kvaliteta.Taguchi-fazi metodologijom se sistemski pristupa dizajnu eksperimenta iz postojećih vrednostitehnoloških procesnih parametara kako bi se identifikovale moguće izlazne vrednosti odziva procesa.Prema rezultatima dobijenim kroz istraživanje, predloženim modelom u radu utvrđen je optimalanset tehnoloških procesnih parametra koji omogućavaju smanjenje varijacija procesa i prosečnopoboljšanje šest korelisanih karakteristika kvaliteta: čvrstoće prstena, fleksibilnosti prstena, debljinezida, TIR test, uzdužnog skupljanja i debljine spoljašnjeg i unutrašnjeg sloja za 24%. U ovojdisertaciji, predloženim optimizacionim modelom postiže se veći sinergetski efekat nego parcijalnomoptimizacijom pojedinačnih karakteristika kvaliteta, a u cilju postizanja istovremene i sveobuhvatneoptimizacije značajnih karakteristika kvaliteta proizvoda od neplastificiranog PVC-a. Cilj koji se želiostvariti u praksi primenom predloženog modela je implementacija koncepta robusnog inženjeringakvaliteta čime se ostvaruje mogućnost adekvatnog reagovanja na globalnu konkurentnostminimizacijom varijacija procesa i podizanjem nivoa kvaliteta procesa, što implicira kontinualnounapređenje kvaliteta proizvoda i podizanje na viši nivo. Dodatni cilj je da se tokom periodaeksploatacije proizvoda minimizira mogućnost degradacije onih karakteristika kvaliteta proizvodakoje su za korisnike najznačajnije, smanjenje troškova proizvodnje, proizvodnja bez škarta, stvaranjegeneričkih, vlasničkih i novih znanja o proizvodu i procesu koja se mogu primeniti na budućeproizvode. Pored postizanja visokog nivoa kvaliteta, poboljšanjem procesa opitimizacijom,predupredili bi se problemi kompleksnosti postupka ekstruzije sa aspekta upravljanja i kontroleprocesa. U širem kontekstu, model kojim se uspostavlja analitička zavisnost između ključnihtehnoloških procesnih parametara i korelisanih višestrukih performansi procesa posmatranih krozfizičko-mehaničke karakteristike kvaliteta i podizanje nivoa kvaliteta može se primeniti u ciljuminimiziranja proizvodnih troškova ali ujedno ostvariti željeni nivo kvaliteta proizvoda.Ideja o univerzalnom višeodzivnom hibridnom optimizacionom modelu, nastala je sa intencijomupotpunjenja eksperimentalnih istraživanja i iniciranja primene u praksi, jer se isti može koristiti kaouzor u kompanijama za preradu i proizvodnju proizvoda od plastičnih masa tehnološkim postupkomekstruzije. Predstavljeni model prikazan je na primeru procesa proizvodnje troslojne UPVC cevi,ocenjen u istraživačkom postupku i kroz studiju slučaja sproveden u praksi na primeru kompanije zaproizvodnju i distribuciju proizvoda od polimera „Peštan“ iz Aranđelovca.Ključni doprinos ove doktorske disertacije predstavlja poboljšanje kvaliteta procesa izrade PVCproizvoda tehnološkim postupkom ekstruzije. Predloženi rad predstavlja prvo istraživanje u kome jepodešavanjem osam tehnoloških procesnih parametara: brzina vuče linije, temperatura dizne alata,dozer ekspandera, obrtaji puža ekstrudera, obrtaji puža koekstrudera, temperatura cilindra, dozersmeše ekstrudera i dozer smeše koekstrudera istovremeno optimizovano šest odziva procesa koji susuprotstavljeni i optimalno rešenje nije jedinstveno. Osnovni motiv izrade ovog rada je prevashodnopraktična primena predloženog univerzalnog modela u realnom proizvodnom sistemu.Sa aspekta praktične primenljivosti, važno je istaći da optimizovani proces izrade PVC proizvodatehnološkim postupkom ekstruzije koristi standardnu opremu proizvodnih linija, koja se nalazi uvećini kompanija za proizvodnju PVC proizvoda, dok osnovni materijali za izradu predstavljajukomercijalno dostupne, standardne materijale.

Opis (srp)

tehničko-tehnološke nauke - Inženjerski menadžment / Technical-technological sciences - Engineering Management Datum odbrane: 05.08.2024.

Jezik

srpski

Datum

2023

Licenca

Ovo delo je licencirano pod uslovima licence
Creative Commons CC BY-NC-ND 3.0 AT - Creative Commons Autorstvo - Nekomercijalno - Bez prerada 3.0 Austria License.

http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/at/legalcode