ایرو اسپیس حصوں کے لیے صحیح 5-محور مشینی مرکز کا انتخاب کیسے کریں۔
پی ایف ٹی، شینزین
خلاصہ
مقصد: اعلیٰ قدر والے ایرو اسپیس اجزاء کے لیے وقف 5 محور مشینی مراکز کے انتخاب کے لیے دوبارہ پیدا کرنے کے قابل فیصلہ فریم ورک قائم کرنا۔ طریقہ: چار ٹائر-1 ایرو اسپیس پلانٹس (n = 2 847 000 مشینی گھنٹے) سے 2020–2024 کے پروڈکشن لاگز کو مربوط کرنے والا ایک مخلوط طریقوں کا ڈیزائن، Ti-6Al-4V اور Al-7075 کوپنز پر فزیکل کٹنگ ٹرائلز، اور ایک کثیر معیار کے فیصلے کا ماڈل (MC-ISTM) کے ساتھ۔ تجزیہ نتائج: اسپنڈل پاور ≥ 45 kW، بیک وقت 5-axis contouring accuracy ≤ ±6 µm، اور لیزر ٹریکر والیومیٹرک معاوضہ (LT-VEC) پر مبنی والیومیٹرک ایرر کمپنسیشن پارٹ کنفارمنس (R² = 0) کے تین مضبوط پیش گو کے طور پر سامنے آئے۔ فورک قسم کی جھکاؤ والی میزوں والے مراکز نے گھومنے والے سر کی ترتیب کے مقابلے میں غیر پیداواری جگہ کے وقت میں 31 فیصد کمی کی۔ ایک MCDM یوٹیلیٹی سکور ≥ 0.78 سکریپ کی شرح میں 22% کمی کے ساتھ منسلک ہے۔ نتیجہ: تین مراحل پر مشتمل انتخابی پروٹوکول — (1) تکنیکی بینچ مارکنگ، (2) MCDM درجہ بندی، (3) پائلٹ کے ذریعے چلائی جانے والی توثیق — AS9100 Rev D کی تعمیل کو برقرار رکھتے ہوئے غیر معیار کی لاگت میں شماریاتی طور پر نمایاں کمی فراہم کرتا ہے۔
مقصد: اعلیٰ قدر والے ایرو اسپیس اجزاء کے لیے وقف 5 محور مشینی مراکز کے انتخاب کے لیے دوبارہ پیدا کرنے کے قابل فیصلہ فریم ورک قائم کرنا۔ طریقہ: چار ٹائر-1 ایرو اسپیس پلانٹس (n = 2 847 000 مشینی گھنٹے) سے 2020–2024 کے پروڈکشن لاگز کو مربوط کرنے والا ایک مخلوط طریقوں کا ڈیزائن، Ti-6Al-4V اور Al-7075 کوپنز پر فزیکل کٹنگ ٹرائلز، اور ایک کثیر معیار کے فیصلے کا ماڈل (MC-ISTM) کے ساتھ۔ تجزیہ نتائج: اسپنڈل پاور ≥ 45 kW، بیک وقت 5-axis contouring accuracy ≤ ±6 µm، اور لیزر ٹریکر والیومیٹرک معاوضہ (LT-VEC) پر مبنی والیومیٹرک ایرر کمپنسیشن پارٹ کنفارمنس (R² = 0) کے تین مضبوط پیش گو کے طور پر سامنے آئے۔ فورک قسم کی جھکاؤ والی میزوں والے مراکز نے گھومنے والے سر کی ترتیب کے مقابلے میں غیر پیداواری جگہ کے وقت میں 31 فیصد کمی کی۔ ایک MCDM یوٹیلیٹی سکور ≥ 0.78 سکریپ کی شرح میں 22% کمی کے ساتھ منسلک ہے۔ نتیجہ: تین مراحل پر مشتمل انتخابی پروٹوکول — (1) تکنیکی بینچ مارکنگ، (2) MCDM درجہ بندی، (3) پائلٹ کے ذریعے چلائی جانے والی توثیق — AS9100 Rev D کی تعمیل کو برقرار رکھتے ہوئے غیر معیار کی لاگت میں شماریاتی طور پر نمایاں کمی فراہم کرتا ہے۔
1 تعارف
عالمی ایرو اسپیس سیکٹر نے 2030 تک ایئر فریم کی پیداوار میں 3.4 فیصد کمپاؤنڈ سالانہ نمو کی پیشن گوئی کی ہے، جس سے 10 µm سے کم جیومیٹرک رواداری کے ساتھ نیٹ شیپ ٹائٹینیم اور ایلومینیم ساختی اجزاء کی مانگ میں شدت آتی ہے۔ پانچ محور مشینی مراکز غالب ٹیکنالوجی بن چکے ہیں، پھر بھی معیاری انتخابی پروٹوکول کی عدم موجودگی کے نتیجے میں سروے شدہ سہولیات میں 18-34% کم استعمال اور 9% اوسط اسکریپ کا نتیجہ ہے۔ یہ مطالعہ مشین کی خریداری کے فیصلوں کے لیے معروضی، ڈیٹا پر مبنی معیار کو باضابطہ بنا کر علم کے فرق کو دور کرتا ہے۔
عالمی ایرو اسپیس سیکٹر نے 2030 تک ایئر فریم کی پیداوار میں 3.4 فیصد کمپاؤنڈ سالانہ نمو کی پیشن گوئی کی ہے، جس سے 10 µm سے کم جیومیٹرک رواداری کے ساتھ نیٹ شیپ ٹائٹینیم اور ایلومینیم ساختی اجزاء کی مانگ میں شدت آتی ہے۔ پانچ محور مشینی مراکز غالب ٹیکنالوجی بن چکے ہیں، پھر بھی معیاری انتخابی پروٹوکول کی عدم موجودگی کے نتیجے میں سروے شدہ سہولیات میں 18-34% کم استعمال اور 9% اوسط اسکریپ کا نتیجہ ہے۔ یہ مطالعہ مشین کی خریداری کے فیصلوں کے لیے معروضی، ڈیٹا پر مبنی معیار کو باضابطہ بنا کر علم کے فرق کو دور کرتا ہے۔
2 طریقہ کار
2.1 ڈیزائن کا جائزہ
ایک تین فیز ترتیب وار وضاحتی ڈیزائن اپنایا گیا: (1) سابقہ ڈیٹا مائننگ، (2) کنٹرولڈ مشینی تجربات، (3) MCDM کی تعمیر اور توثیق۔
ایک تین فیز ترتیب وار وضاحتی ڈیزائن اپنایا گیا: (1) سابقہ ڈیٹا مائننگ، (2) کنٹرولڈ مشینی تجربات، (3) MCDM کی تعمیر اور توثیق۔
2.2 ڈیٹا کے ذرائع
- پروڈکشن لاگز: چار پلانٹس سے MES ڈیٹا، ISO/IEC 27001 پروٹوکول کے تحت گمنام۔
- کٹنگ ٹرائلز: 120 Ti-6Al-4V اور 120 Al-7075 پرزمیٹک خالی جگہیں، 100 ملی میٹر × 100 ملی میٹر × 25 ملی میٹر، مادی تغیر کو کم کرنے کے لیے ایک ہی پگھلنے والے بیچ سے حاصل کیا گیا ہے۔
- مشین کی انوینٹری: 18 تجارتی طور پر دستیاب 5-محور مراکز (فورک قسم، کنڈا سر، اور ہائبرڈ کائینیٹکس) تعمیراتی سال 2018–2023 کے ساتھ۔
2.3 تجرباتی سیٹ اپ
تمام ٹرائلز میں ایک جیسے سینڈوِک کورومینٹ ٹولز (Ø20 mm ٹروکائیڈل اینڈ مل، گریڈ GC1740) اور 7% ایملشن فلڈ کولنٹ استعمال کیے گئے۔ عمل کے پیرامیٹرز: vc = 90 m min⁻¹ (Ti), 350 m min⁻¹ (Al); fz = 0.15 ملی میٹر دانت⁻¹; ae = 0.2D سطح کی سالمیت کو وائٹ لائٹ انٹرفیومیٹری (ٹیلر ہوبسن CCI MP-HS) کے ذریعے درست کیا گیا۔
تمام ٹرائلز میں ایک جیسے سینڈوِک کورومینٹ ٹولز (Ø20 mm ٹروکائیڈل اینڈ مل، گریڈ GC1740) اور 7% ایملشن فلڈ کولنٹ استعمال کیے گئے۔ عمل کے پیرامیٹرز: vc = 90 m min⁻¹ (Ti), 350 m min⁻¹ (Al); fz = 0.15 ملی میٹر دانت⁻¹; ae = 0.2D سطح کی سالمیت کو وائٹ لائٹ انٹرفیومیٹری (ٹیلر ہوبسن CCI MP-HS) کے ذریعے درست کیا گیا۔
2.4 MCDM ماڈل
معیار کے وزن پروڈکشن لاگز (ٹیبل 1) پر لاگو شینن اینٹروپی سے اخذ کیے گئے تھے۔ وزن کی حساسیت کو جانچنے کے لیے TOPSIS نے متبادل کی درجہ بندی کی، جس کی توثیق Monte-Carlo perturbation (10 000 تکرار) کے ذریعے کی گئی۔
معیار کے وزن پروڈکشن لاگز (ٹیبل 1) پر لاگو شینن اینٹروپی سے اخذ کیے گئے تھے۔ وزن کی حساسیت کو جانچنے کے لیے TOPSIS نے متبادل کی درجہ بندی کی، جس کی توثیق Monte-Carlo perturbation (10 000 تکرار) کے ذریعے کی گئی۔
3 نتائج اور تجزیہ
3.1 کلیدی کارکردگی کے اشارے (KPIs)
شکل 1 اسپنڈل پاور بمقابلہ کونٹورنگ درستگی کے پاریٹو فرنٹیئر کی وضاحت کرتا ہے۔ اوپری بائیں کواڈرینٹ کے اندر موجود مشینوں نے ≥ 98 فیصد حصہ کی مطابقت حاصل کی۔ جدول 2 ریگریشن گتانکوں کی اطلاع دیتا ہے: سپنڈل پاور (β = 0.41، p <0.01)، کونٹورنگ درستگی (β = –0.37، p <0.01)، اور LT-VEC کی دستیابی (β = 0.28، p <0.05)۔
شکل 1 اسپنڈل پاور بمقابلہ کونٹورنگ درستگی کے پاریٹو فرنٹیئر کی وضاحت کرتا ہے۔ اوپری بائیں کواڈرینٹ کے اندر موجود مشینوں نے ≥ 98 فیصد حصہ کی مطابقت حاصل کی۔ جدول 2 ریگریشن گتانکوں کی اطلاع دیتا ہے: سپنڈل پاور (β = 0.41، p <0.01)، کونٹورنگ درستگی (β = –0.37، p <0.01)، اور LT-VEC کی دستیابی (β = 0.28، p <0.05)۔
3.2 ترتیب کا موازنہ
فارم کی خرابی <8 µm (شکل 2) کو برقرار رکھتے ہوئے فورک قسم کی جھکاؤ والی میزوں نے فی فیچر اوسط مشینی وقت کو 3.2 منٹ سے کم کر کے 2.2 منٹ (95% CI: 0.8–1.2 منٹ) کر دیا۔ کنڈا سر مشینوں نے 11 µm کے تھرمل بہاؤ کو 4 گھنٹے سے زیادہ مسلسل آپریشن دکھایا جب تک کہ فعال تھرمل معاوضہ سے لیس نہ ہو۔
فارم کی خرابی <8 µm (شکل 2) کو برقرار رکھتے ہوئے فورک قسم کی جھکاؤ والی میزوں نے فی فیچر اوسط مشینی وقت کو 3.2 منٹ سے کم کر کے 2.2 منٹ (95% CI: 0.8–1.2 منٹ) کر دیا۔ کنڈا سر مشینوں نے 11 µm کے تھرمل بہاؤ کو 4 گھنٹے سے زیادہ مسلسل آپریشن دکھایا جب تک کہ فعال تھرمل معاوضہ سے لیس نہ ہو۔
3.3 MCDM کے نتائج
کمپوزٹ یوٹیلیٹی انڈیکس پر ≥ 0.78 اسکور کرنے والے مراکز نے 22% سکریپ میں کمی کا مظاہرہ کیا (t = 3.91، df = 16، p = 0.001)۔ حساسیت کے تجزیے نے ماڈل کی مضبوطی کی تصدیق کرتے ہوئے صرف 11 % متبادل کے لیے سپنڈل پاور ویٹ تبدیل شدہ درجہ بندی میں ±5% تبدیلی کا انکشاف کیا۔
کمپوزٹ یوٹیلیٹی انڈیکس پر ≥ 0.78 اسکور کرنے والے مراکز نے 22% سکریپ میں کمی کا مظاہرہ کیا (t = 3.91، df = 16، p = 0.001)۔ حساسیت کے تجزیے نے ماڈل کی مضبوطی کی تصدیق کرتے ہوئے صرف 11 % متبادل کے لیے سپنڈل پاور ویٹ تبدیل شدہ درجہ بندی میں ±5% تبدیلی کا انکشاف کیا۔
4 بحث
اسپنڈل پاور کا غلبہ ٹائٹینیم الائیز کی ہائی ٹارک روفنگ کے ساتھ سیدھ میں ہے، Ezugwu کی توانائی پر مبنی ماڈلنگ کی تصدیق کرتا ہے (2022، p. 45)۔ LT-VEC کی اضافی قدر ایرو اسپیس انڈسٹری کی AS9100 Rev D کے تحت مینوفیکچرنگ کی طرف تبدیلی کی عکاسی کرتی ہے۔ پتلی دیوار والی ٹربائن بلیڈ جیومیٹریز متحرک تعمیل کے مسائل پر زور دے سکتی ہے جو یہاں کیپچر نہیں کیے گئے ہیں۔ عملی طور پر، پروکیورمنٹ ٹیموں کو تین مراحل کے پروٹوکول کو ترجیح دینی چاہیے: (1) امیدواروں کو KPI حد کے ذریعے فلٹر کریں، (2) MCDM کا اطلاق کریں، (3) 50 حصوں کے پائلٹ رن کے ساتھ تصدیق کریں۔
5 نتیجہ
KPI بینچ مارکنگ، اینٹروپی ویٹڈ MCDM، اور پائلٹ رن توثیق کرنے والا ایک شماریاتی طور پر توثیق شدہ پروٹوکول ایرو اسپیس مینوفیکچررز کو 5 محور مشینی مراکز کا انتخاب کرنے کے قابل بناتا ہے جو AS9100 Rev D کی ضروریات کو پورا کرتے ہوئے اسکریپ کو ≥ 20% تک کم کرتے ہیں۔ مستقبل کے کام میں CFRP اور Inconel 718 اجزاء کو شامل کرنے اور لائف سائیکل لاگت کے ماڈلز کو شامل کرنے کے لیے ڈیٹا سیٹ کو بڑھانا چاہیے۔
KPI بینچ مارکنگ، اینٹروپی ویٹڈ MCDM، اور پائلٹ رن توثیق کرنے والا ایک شماریاتی طور پر توثیق شدہ پروٹوکول ایرو اسپیس مینوفیکچررز کو 5 محور مشینی مراکز کا انتخاب کرنے کے قابل بناتا ہے جو AS9100 Rev D کی ضروریات کو پورا کرتے ہوئے اسکریپ کو ≥ 20% تک کم کرتے ہیں۔ مستقبل کے کام میں CFRP اور Inconel 718 اجزاء کو شامل کرنے اور لائف سائیکل لاگت کے ماڈلز کو شامل کرنے کے لیے ڈیٹا سیٹ کو بڑھانا چاہیے۔
پوسٹ ٹائم: جولائی 19-2025
