Оптимізація параметрів радіаторного двигуна в складних умовах шляхом моніторингу та оцінки контрольних карт

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2023.285698

Ключові слова:

оптимізація, техніка Six Sigma, контрольна карта, Box-Behnken, вентилятор охолодження

Анотація

Нещодавно були розроблені конструкції двигуна та системи керування з використанням методів моделювання на основі даних для визначення складного процесу згоряння в циліндрі. На продуктивність вентилятора охолодження сильно впливає кілька факторів, які визначаються на основі так званого «планування експериментів». Ці фактори включають зазор у кінчику лопаті, кут нахилу, відстань від радіатора. У цій роботі представлено метод покращення продуктивності вентилятора охолодження двигуна шляхом розроблення техніки Six Sigma з використанням контролю, покращення, аналізу, вимірювання та визначення. Спочатку оцінюється ефективність наявного вентилятора охолодження та визначається його проблема. Потім визначаються параметри, які впливають на продуктивність вентилятора, яку потрібно оптимізувати. Далі проводиться аналіз чутливості та оцінюється виробничий контроль розробленого холодного вентилятора. Первинний вентилятор недостатньо розподіляє повітря через радіатор, щоб підтримувати машину охолодженою в складних умовах. По-перше, робота демонструє, як розробити експеримент для вивчення впливу трьох елементів продуктивності: кута нахилу лопаті, зазору кінчика лопаті та відстані вентилятора від радіатора. Щоб покращити продуктивність вентилятора охолодження, розроблено конструкцію Box-Behnken для тестування квадратичних (нелінійних) ефектів. Потім у ньому вказано, як передбачити оптимальну кількість для кожного елемента, щоб створити техніку, яка забезпечує повітряні потоки вище цільового 1486,6 м3/год при використанні експериментальних вимірювань. Нарешті, він розкриває, як працювати з симуляціями, щоб підтвердити, що цей метод створює повітряний потік на основі специфікацій із більшою кількістю додаткових вентиляторів, виготовлена продуктивність 99,999 %. Результати контрольних діаграм S та X-bar показують, що виробничий процес статистично контролюється

Спонсор дослідження

  • All authors are acknowledging the Middle Technical University and University of Technology-Iraq for their assistance and support.

Біографії авторів

Ali Fadhil Abduljabbar, Middle Technical University, Kut Technical Institute

Master of Statistics

Department of Medical Laboratory Technologies

Bashra Kadhim Oleiwi, University of Technology - Iraq

Doctor of Mechatronics Engineering/Control and Systems Engineering

Department of Control and Systems Engineering

Ahmad H. Sabry, Al-Nahrain University

Doctor of Control and Automation Engineering

Department of Computer Engineering

Посилання

  1. Kaleli, A., Akolaş, H. İ. (2021). The design and development of a diesel engine electromechanical EGR cooling system based on machine learning-genetic algorithm prediction models to reduce emission and fuel consumption. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part C: Journal of Mechanical Engineering Science, 236 (3), 1888–1902. doi: https://doi.org/10.1177/09544062211020045
  2. Wu, J., Liu, X., Shan, Y., He, T. (2018). Robustness optimization of engine mounting system based on Six Sigma and torque roll axis decoupling method. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part D: Journal of Automobile Engineering, 233 (4), 1047–1060. doi: https://doi.org/10.1177/0954407018755247
  3. Nejlaoui, M., Alghafis, A., Sadig, H. (2022). Six sigma robust multi-objective design optimization of flat plate collector system under uncertain design parameters. Energy, 239, 121883. doi: https://doi.org/10.1016/j.energy.2021.121883
  4. Xiao, S., Li, Y., Rotaru, M., Sykulski, J. K. (2015). Six Sigma Quality Approach to Robust Optimization. IEEE Transactions on Magnetics, 51 (3), 1–4. doi: https://doi.org/10.1109/tmag.2014.2360435
  5. Ibrahim, A. M., Hendawy, H. A. M., Hassan, W. S., Shalaby, A., El-sayed, H. M. (2019). Six Sigma quality approach for HPLC-UV method optimization. Microchemical Journal, 144, 303–308. doi: https://doi.org/10.1016/j.microc.2018.09.023
  6. Madhani, P. M. (2020). Performance optimisation of retail Industry: Lean six sigma approach. ASBM Journal of Management, 13 (1), 74–91. Available at: https://ssrn.com/abstract=4002475
  7. Adeodu, A., Kanakana-Katumba, M. G., Rendani, M. (2021). Implementation of Lean Six Sigma for production process optimization in a paper production company. Journal of Industrial Engineering and Management, 14 (3), 661. doi: https://doi.org/10.3926/jiem.3479
  8. Abualsauod, E. H., Othman, A. M. (2019). Improving Online Quality Control in the Six Sigma Methodology Using a Multiobjective Optimization Approach. Industrial Engineering & Management Systems, 18 (2), 195–209. doi: https://doi.org/10.7232/iems.2019.18.2.195
  9. Shimoyama, K., Oyama, A., Fujii, K. (2008). Development of Multi-Objective Six Sigma Approach for Robust Design Optimization. Journal of Aerospace Computing, Information, and Communication, 5 (8), 215–233. doi: https://doi.org/10.2514/1.30310
  10. Abebe, M., Yoon, J., Kang, B.-S. (2020). Multi-Objective Six-Sigma Approach for Robust Optimization of Multi-Point Dieless Forming Process. International Journal of Precision Engineering and Manufacturing, 21 (10), 1791–1806. doi: https://doi.org/10.1007/s12541-020-00373-1
  11. Pariasa, I. I., Anam, M. A. S., Hardana, A. E. (2021). Sorbitol production optimization in B2B industry with six sigma approach. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 733 (1), 012056. doi: https://doi.org/10.1088/1755-1315/733/1/012056
  12. Pereira, A. M. H., Silva, M. R., Domingues, M. A. G., Sá, J. C. (2019). Lean Six Sigma Approach to Improve the Production Process in the Mould Industry: a Case Study. Quality Innovation Prosperity, 23 (3), 103. doi: https://doi.org/10.12776/qip.v23i3.1334
  13. Tripathi, V., Chattopadhyaya, S., Mukhopadhyay, A. K., Sharma, S., Li, C., Singh, S., Saleem, W. et al. (2022). Recent Progression Developments on Process Optimization Approach for Inherent Issues in Production Shop Floor Management for Industry 4.0. Processes, 10 (8), 1587. doi: https://doi.org/10.3390/pr10081587
  14. Konikineni, P., Sundaram, V., Sathish, K., Thirukkotti, S. (2016). Optimization Solutions for Fan Shroud. SAE Technical Paper Series. doi: https://doi.org/10.4271/2016-01-1393
  15. A, R., Pang, L., Jiang, X., Qi, B., Shi, Y. (2021). Analysis and comparison of potential power and thermal management systems for high-speed aircraft with an optimization method. Energy and Built Environment, 2 (1), 13–20. doi: https://doi.org/10.1016/j.enbenv.2020.06.006
  16. Jun, S., Rhee, D.-H., Kang, Y. S., Chung, H., Kim, J.-H. (2022). Application of the Source Term Method and Fan-Shaped Hole for Cooling Performance Improvement in a High-Pressure Turbine. Energies, 15 (19), 6943. doi: https://doi.org/10.3390/en15196943
  17. Wang, T., Jagarwal, A., Wagner, J. R., Fadel, G. (2015). Optimization of an automotive radiator fan array operation to reduce power consumption. IEEE/ASME Transactions on Mechatronics, 20 (5), 2359–2369. doi: https://doi.org/10.1109/tmech.2014.2377655
  18. Akolaş, H. İ., Kaleli, A., Bakirci, K. (2020). Design and implementation of an autonomous EGR cooling system using deep neural network prediction to reduce NOx emission and fuel consumption of diesel engine. Neural Computing and Applications, 33 (5), 1655–1670. doi: https://doi.org/10.1007/s00521-020-05104-1
  19. Wan, L., Duan, L., Guo, Q., Duan, Y., Yu, N., Shangguan, W. (2019). Optimization of Engine Cooling Fan Tip Parameters. Huanan Ligong Daxue Xuebao/Journal of South China University of Technology (Natural Science).
  20. Liu, C., Zhang, R., Duan, M., Liu, K., Wang, W. (2019). A Study on the Matching of Air Inlet Grille Angle and Cooling Fan Speed in a Car. Automotive Engineering, 4, 388–394. doi: https://doi.org/10.19562/j.chinasae.qcgc.2019.04.005
  21. Ferreira, S. L. C., Bruns, R. E., Ferreira, H. S., Matos, G. D., David, J. M., Brandão, G. C. et al. (2007). Box-Behnken design: An alternative for the optimization of analytical methods. Analytica Chimica Acta, 597 (2), 179–186. doi: https://doi.org/10.1016/j.aca.2007.07.011
Оптимізація параметрів радіаторного двигуна в складних умовах шляхом моніторингу та оцінки контрольних карт

##submission.downloads##

Опубліковано

2023-08-31

Як цитувати

Abduljabbar, A. F., Oleiwi, B. K., & Sabry, A. H. (2023). Оптимізація параметрів радіаторного двигуна в складних умовах шляхом моніторингу та оцінки контрольних карт. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 4(1 (124), 53–59. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2023.285698

Номер

Том 4 № 1 (124) (2023): Виробничо-технологічні системи

Розділ

Виробничо-технологічні системи

Ліцензія

Авторське право (c) 2023 Ali Fadhil Abduljabbar, Bashra Kadhim Oleiwi, Ahmad H. Sabry

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.