Известия Тульского государственного университета. Технические науки, 2015, № 4

Министерство образования и науки Российской Федерации 
 
Федеральное государственное бюджетное  
образовательное учреждение высшего образования  
 
«Тульский государственный университет» 
 

 
 
16+ 
ISSN 2071-6168 
 
 
 
ИЗВЕСТИЯ  
ТУЛЬСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО 
УНИВЕРСИТЕТА 
 
 
 
 
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ 
 
 
Выпуск 4 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Тула 
Издательство ТулГУ 
2015 

УДК 621.86/87                                                                             ISSN 2071-6168 
 
 
Известия ТулГУ. Технические науки. Вып. 4. Тула: Изд-во ТулГУ, 2015.  
151 с.
 
Рассматриваются научно-технические проблемы машиностроения и 
машиноведения, электротехники, военно-специальных наук. 
Материалы предназначены для научных работников, преподавателей вузов, студентов и аспирантов, специализирующихся в проблематике 
технических наук. 
 
 
Редакционный совет 
 
М.В. ГРЯЗЕВ – председатель, В.Д. КУХАРЬ – зам. председателя, 
В.В. ПРЕЙС – главный редактор, А.А. МАЛИКОВ – отв. секретарь, 
И.А. БАТАНИНА, О.И. БОРИСКИН, А.Ю. ГОЛОВИН, В.Н. ЕГОРОВ, 
В.И. ИВАНОВ, Н.М. КАЧУРИН, В.М. ПЕТРОВИЧЕВ  
 
 
 
 
Редакционная коллегия 
 
О.И. Борискин (отв. редактор), С.Н. Ларин (зам. отв. редактора), 
Б.С. 
Яковлев 
(отв. 
секретарь), 
И.Л. 
Волчкевич, 
Р.А. 
Ковалев,  
М.Г. Кристаль, А.Д. Маляренко (Республика Беларусь), А.А. Сычугов,  
Б.С. Баласанян (Республика Армения), А.Н. Чуков, С.С. Яковлев  
 
 
Подписной индекс 27851 
по Объединённому каталогу «Пресса России» 

Сборник 
зарегистрирован 
в 
Федеральной 
службе по надзору в сфере связи, информационных 
технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).  
ПИ № ФС77-61104 от 19 марта 2015 г.  
«Известия ТулГУ» входят в Перечень ведущих 
научных 
журналов 
и 
изданий, 
выпускаемых 
в 
Российской Федерации, в которых должны быть 
опубликованы научные результаты диссертаций на 
соискание учёной степени доктора наук 
 
 
 
© Авторы научных статей, 2015 
© Издательство ТулГУ, 2015 

Известия ТулГУ. Технические науки. 2015. Вып. 4 
 

4 

- проведения автоматизированного статистического контроля; 
- выбора и оценки планов контроля на основе математических моделей среднего выходного качества, затрат, связанных с контролем, информативности использования плана;  
- построения системы автоматизированного статистического контроля. 
Для проведения автоматизированного статистического контроля 
качества продукции технически наиболее просто использовать планы непрерывного выборочного контроля модели CSP (continuous sampling plan), 
предложенные еще в середине прошлого века Доджем и Ромигом, однако 
эти планы не предназначались для применения в автоматических контрольных устройствах. 
В Тульском государственном университете были разработаны планы автоматического непрерывного выборочного контроля моделей АCSP 
(automatical continuous sampling plan) [4]. Эти планы позволяют проводить 
контроль ритмично, не снижая производительность технологических уст
ройств. При одностадийном плане АCSP-1 контролируют каждое 
1
−
f
 изделие (f – частота контроля). При этом текущая последовательность i  изделий, выпущенных автоматической линией, находится в накопителе. При 
появлении среди выборочно контролируемых изделий дефектного объем 
накопителя уводится из потока на разбраковку, а линия налаживается.  
Было показано, что средний объем выборки при использовании 
плана ACSP-1 меньше, чем в случае использования плана CSP-1, причем 
имеется возможность обеспечения более низких значений предела среднего выходного уровня дефектности при использовании плана ACSP-1. 
Применение разработанных планов непрерывного выборочного 
контроля модели ACSP-1 для решения задач управления качеством продукции в условиях автоматизированного массового поточного производства позволило предложить новый метод и технические средства реализации 
автоматизированного статистического контроля для ряда отраслей промышленности. Использование предложенного метода обеспечивает ограничение уровня дефектности в контролируемой продукции до определенной величины, заложенной в требованиях Потребителя. 
На основе разработанных планов, методов и технических средств 
предлагается техническая система, реализующая автоматизированный непрерывный выборочный контроль продукции спиртоводочного производства, фасуемой в штучную тару на роторных (карусельных) машинах [6-9]. 
С целью создания условий для обеспечения высокой производительности роторных машин при соблюдении необходимой длительности 
цикла контроля в устройстве контроля, определения отказавшей позиции 
роторных машин, удаления из потока для отбраковки только той части 
штучной продукции, которая выпущена отказавшими позициями роторных 
машин, предложено: 

Машиностроение и машиноведение 
 

5 
 

- устройство отделения группы  из потока для выборочного контроля снабдить счетчиком продукции для определения после вывода продукции из потока и контроля отказавшей позиции роторной машины; 
- накопитель снабдить устройством деления единого потока штучной продукции на несколько потоков в соответствии с принадлежностью к 
определенной позиции роторной машины; 
- устройство деления единого потока штучной продукции на несколько потоков снабдить счетчиком продукции для направления продукции на очередной поток; 
- устройство удаления накопленной продукции из накопителя в 
устройство хранения или разбраковки связать с устройством контроля, что 
позволит получать команду на удаление из накопителя соответствующего 
потока накопленной продукции в устройство хранения или разбраковки;  
- накопитель снабдить устройством объединения нескольких потоков в единый поток продукции после результата выборочного контроля. 
Указанный технический результат достигается тем, что высокая 
производительность однопоточной многопозиционной технологической 
роторной машины поддерживается делением единого технологического 
потока штучной продукции на несколько потоков статистического контроля продукции с аналогичной суммарной производительностью, но значительно большей длительностью цикла контроля по сравнению с технологическим циклом. Линейная скорость потоков контроля может быть 
значительно ниже скорости технологического потока штучной продукции 
или даже равняться нулю.  
На рис. 1 показана схема технической системы, реализующей автоматизированный непрерывный выборочный контроль продукции спиртоводочного производства, фасуемой на роторных машинах, который основан на использовании плана ACSP-1. 
 

 
 
Рис. 1. Схема технической системы, реализующей  
автоматизированный непрерывный выборочный контроль  

Известия ТулГУ. Технические науки. 2015. Вып. 4 
 

6 

Техническая система состоит из роторной фасовочной машины 1, 
роторной укупорочной машины 4, загрузочной звездочки 2 и разгрузочной 
звездочки 3, транспортного конвейера 5 штучной продукции, устройства 
отделения группы продукции для выборочного контроля из потока на 
транспортном конвейере 7, устройства контроля 6, накопителя 10 непроконтролированной части продукции, устройства удаления 11 накопленной 
продукции из накопителя в устройство хранения или разбраковки, счетчика продукции 12 для определения отказавшей позиции, устройства деления 
8 единого потока на раздельные, счетчика 13 продукции для направления 
продукции на очередной поток, устройства объединения 9 нескольких потоков в единый поток продукции после результата выборочного контроля. 
Система работает следующим образом. Транспортный конвейер 5 
подводит поток бутылок к загрузочной звездочке 2. Загрузочная звездочка 
подает их в роторные машины 1, 4 с одноименными позициями, где происходят процессы фасования и укупорки. Далее разгрузочная звездочка 3 перемещает бутылки на транспортный конвейер 5, проходя по которому, они 
фиксируются счетчиками продукции 12, 13 для определения отказавшей 
позиции и направления бутылок на очередной поток. Функции отделения 
из потока группы продукции для выборочного контроля на транспортном 
конвейере 7 и деления единого потока на раздельные потоки совмещены в 
одном устройстве 8, которое производит отбор бутылок с определенной 
частотой контроля, осуществляемого устройством контроля 6. Остальной 
поток бутылок направляется в накопитель 10 в соответствии с принадлежностью к определенной технологической позиции. При получении команды от контрольного устройства 6 соответствующий поток изымается из 
накопителя 10 устройством удаления 11 накопленной продукции в устройство хранения или разбраковки.  
Для предложенной схемы технической системы контроля, реализующей план ACSP-1 в спиртоводочном производстве, необходимо определить объем накопителя и частоту контроля.  
В ГОСТ Р 52472-2005 «Водки и водки особые. Правила приемки и 
методы анализа» даны рекомендации по проведению приемочного контроля партий водки. При приемке водки проводят проверку качества на соответствие требованиям ГОСТ Р 51074, ГОСТ Р 51355, ГОСТ Р 52194, для 
чего проводят отбор единиц продукции (бутылок) в выборку методом случайного отбора (табл. 1). 
Партию водки принимают, если число бутылок в выборке, имеющих дефекты (негерметичность укупоривания, глубокие царапины, потертость, придающую поверхности матовость, ржавчину и другие загрязнения), а также дефекты этикеток (деформация, разрывы, перекосы, 
морщины, подтеки и разводы от неводостойких красок, нечеткие рисунки 
и т.п.), меньше или равно приемочному числу, и бракуют, если оно больше 
или равно браковочному числу. 

Машиностроение и машиноведение 
 

7 
 

Таблица 1 
Параметры для приемочного контроля партий водки 
(по ГОСТ Р 52472-2005) 

Объем партии водки, шт.
Объем 
выборки

Приемочное 

число

Браковочное 

число

До 500 вкл. 
8 
1 
2 

От 501 до 1200 вкл. 
20 
2 
3 

От 1201 до 10000 вкл. 
32 
3 
4 

От 10001 до 35000 вкл. 
50 
5 
6 

От 35001 до 50000 вкл. 
80 
7 
8 

Св. 50000 
125 
10 
11 

 
При получении неудовлетворительных результатов хотя бы по одному органолептическому, физико-химическому показателю или полноте 
налива проводят повторные анализы на удвоенной пробе от той же партии. 
При получении повторно неудовлетворительного результата хотя бы по 
одному органолептическому, физико-химическому показателю или полноте налива анализируемую партию водки бракуют. 
Значения, приведенные в табл. 1, были использованы для расчета 
предельного среднего выходного уровня дефектности, который должен гарантировать планы контроля партий водки.  
Вероятность приёма партии продукции рассчитывали по формуле 

( )
(
)
( )
( )
( )
( )
c
P
P
P
m
P
c
m
P
q
P
n
n
n
c

m
n
n
+
+
+
=
=
≤
=
∑
=
...
1
0
0
, 
     (1) 

где 
N
D
q =
 – уровень дефектности продукции; D – число дефектных изде
лий, шт.; N – объем партии, шт.; n  – объём выборки продукции, шт.; m – 
число дефектных изделий в выборке, шт.; c  – приёмочное число, шт. 
Расчёт вероятностей вели по биноминальному закону 

( )
(
)
m
n
m
m
n
n
q
q
С
m
P
−
−
=
1
,  
(
)!
!
!
m
n
m
n
Сm
n
−
⋅
=
. 
 
     (2) 

При 
расчете 
вероятностей 
использовалась 
функция 
Excel 
БИНОМРАСП (m; n ; q; ЛОЖЬ). 
В результате расчёта вероятностей по формуле (2) и подстановки 
их значений в уравнение (1) получали значения ( )
q
P
. 
Далее рассчитывали средний уровень дефектности после контроля 

( )
q
P
N

n
N
q
q
⋅
−
⋅
=
. 
 
 
 
    (3) 

Были построены графические зависимости среднего выходного 
уровня дефектности от уровня дефектности  для объемов партий 500, 1000, 
10000, 25000, 50000 и 100000 шт. (рис. 2, 3).