vstss_tehnika_i_praksa_br1

Tehnika i praksa, Broj 1, 2010. 7 SADRŽAJ

1. UTICAJ KAPACITIVNOSTI NA SMANJENJE PRELAZNE IMPEDANSE UZEMLJIVAČA U TRANZIJENTNIM REŽIMIMA................................................................................................................9

Dojčilo Sretenović, Milan Dobričić

2. SINTEZA SUPER PARAMAGNETNIH NANOPRAHOVA MAGNETITA ......................................13 Slavko Vardić

3. ANALIZA RADA UREĐAJA ZA DIELEKTRIČNO GREJANJE “KONDENZATORSKOG“ TIPA........................................................................................21

Dragan Brajović, Veljko Brajović

4. DVOSTRANI USMERAČ ZA MALE SIGNALE SA OPERACIONIM PRENOSNIKOM I STRUJNIM OGLEDALIMA JEDINIČNOG POJAČANJA.................................................................33 Slobodan Đukić, Milan Vesković 5. KORELACIJA PROCESA STRUKTURNE RELAKSACIJE I PROMENE ELEKTRIČNIH I MAGNETNIH SVOJSTAVA AMORFNE LEGURE Fe73.5Cu1Nb3Si15.5B7 .........................................43 A. Kalezić-Glišović, Z. Ristanović, M. Dobričić, A. Maričić 6. PRIMENA MODIFIKOVANOG METODA FIKTIVNIH IZVORA ZA ODREĐIVANJE

ELEKTROMAGNETNIH VELIČINA DVOŽIČNIH VODOVA ..........................................................53 Milan Dobričić 7. PRIMENA STATISTIČKE KONTROLE KVALITETA ........................................................................63 Petar Nikšić 8. ANALIZA STRUKTURNIH PROMENA KOD ZAVARIVANJA TRENJEM RAZNORODNIH ČELIKA...................................................................................................71 Radovan Ćirić 9. METODOLOGIJA IZRADE DELOVA NA MAŠINI WATER JET .....................................................79 Petar Nikšić, Anđelija Mitrović 10. TEHNOLOGIJE UPOTREBE SOLARNE ENERGIJE...........................................................................85 Snežana Dragićević 11. FUNKCIONALNO MODELOVANJE PROCESA PRODAJE UGLJA KAO PODRŠKA PROJEKTOVANJU INFORMACIONOG PODSISTEMA ....................................................................91 Nataša Gojgić

Ovaj dokument je preuzet sa www.vstss.com

8 Tehnika i praksa, Broj 1, 2010. 12. RAZVOJ INTERNET APLIKACIJE SA GOVORNIM INTERFEJSOM.............................................97 Vlade Urošević 13. TRANSFER I KONVERZIJA PODATAKA IZMEĐU C I MATLAB-A ............................................107 Biljana Savić, Vlade Urošević 14. DETERMINANTE DINAMIČKOG UPRAVLJANJA POSLOVNO-PROIZVODNIM SISTEMIMA .......................................................................................115 R.Đukić, D.Milanović, M.Klarin, J.Jovanović 15. MODELI STRUKTURE SLOŽENOG PROIZVODA ..........................................................................123 Jelena Jovanović 16. UTICAJ VREMENSKOG HORIZONTA NA ISTRAŽIVANJE PROIZVODNIH TRENDOVA .................................................................................133 R.Đukić, M.Žižović, J.Jovanović 17. VIŠESLOJNI MATERIJALI ZA TETRA BRIK AMBALAŽU ...........................................................143 Vojislav Radonjić 18. DIMENZIONALNE DEVIJACIJE PAPIRA USLED MIKROKLIMATSKIH PROMENA ........................................................................................149 Aleksandar Damnjanović, Miloš Radovanović 19. INDEKS AUTORA.................................................................................................................................157


Tehnika i praksa, Broj 1, 2010. 9

UTICAJ KAPACITIVNOSTI NA SMANJENJE PRELAZNE IMPEDANSE UZEMLJIVAČA U TRANZIJENTNIM

REŽIMIMA

Dojčilo Sretenović1, Milan Dobričić1 REZIME U radu je dat uticaj kapacitivnosti na smanjenje prelazne otpornosti dugih

horizontalnih uzemljivača u zemljištima sa velikom specifičnom otpornošću tla u impulsnim (tranzijentnim) režimima.

Ključne reči: Uzemljivač, impulsna otpornost, prelazna otpornost, induktivnost, kapacitivnost, iskrenje, prelazna impedansa, specifična otpornost tla, nelinearnost.

THE IMPACT OF THE CAPACITIVITY ON THE REDUCTION OF TRANSITIVE IMPEDANCE OF THE EARTH ROD IN TRANSIENT

REGIMES ABSTRACT In this paper is given the impact of the capacitivity on the reduction of transitive

resistance in the long horisontal ground electrodes in the soils with high specific earth resistance in the impulse /transient/ regimes.

Key words: Ground electrode, impulse resistance, transient resistance, inductivity, capacitance, sparking, transient impedance, ground specific resistance, nonlinearity.

1. UVOD Prilikom pojave impulsnih struja velikog intenziteta na uzemljivaču, u

slučaju prenapona ili atmosferskog pražnjenja, karakteristike uzemljivača u tranzijentnom periodu su bitno drugačije od onih u stacionarnom stanju pri struji industrijske frekvencije.

Od intenziteta impulsne struje, dimenzija i oblika uzemljivača kao i od specifične otpornosti tla, zavisi kakav će biti odziv uzemljivača u tranzijentnom periodu. Upoređujući prelaznu otpornost uzemljivača u stacionarnom stanju i u prelaznom režimu, može se desiti da otpornost u prelaznom režimu bude nekoliko puta manja ili veća nego u stacionarnom stanju. Tako je moguće da isti uzemljivač zadovoljava u stacionarnom stanju, a ne zadovoljava u tranzijentnom režimu ili obrnuto.

Odnos vrednosti ulazne impedanse uzemljivača u tranzijentnom periodu prema istoj u stacionarnom stanju može biti od ispod 0,1 do preko 30 u zavisnosti od raznih okolnosti.

1 Visoka škola tehničkh strukovnih studija, Čačak


10 Tehnika i praksa, Broj 1, 2010.

2. UTICAJ ISKRENJA, INDUKTIVNOSTI I KAPACITIVNOSTI NA PRELAZNU IMPEDANSU Kod vertikalnih uzemljivača (sondi) koje se često u praksi upotrebljavaju a

imaju dužine reda (2-5)m ovaj odnos je uglavnom manji od jedinice. Naime, pri pojavi atmosferskog prenaponskog talasa određenog intenziteta i polariteta kao i uobičajenog vremena trajanja čela talasa, na ovim uzemljivačima se skoro redovno javlja iskrenje (varničenje) bez obzira na specifičnu otpornost tla. Iskrenje fiktivno povećava dimenzije uzemljivača pa samim tim i smanjuje prelaznu otpornost odnosno impedansu.

Kod horizontalnih uzemljivača (trake ili užad u rovu) ovaj odnos je promenljiv. U dobro provodnom tlu (specifične otpornosti manje od 500Ωm ) od dužine uzemljivača kao i od intenziteta ulaznog talasa i strmine njegovog čela zavisi da li će se pojaviti iskrenje ili ne. Kod kratkih uzemljivača iskrenje se uglavnom javlja bez obzira na jačinu i oblik ulaznog talasa pa tako smanjuje prelaznu impedansu. Za određene dužine uzemljivača [1] prelazna impedansa je ista (ili približna) kao i u stacionarnom stanju, a za veće dužine uzemljivača (pri istom intenzitetu talasa) dolazi do izražaja induktivnost tako da se povećava prelazna otpornost (impedansa) u odnosu na isti u stacionarnom stanju.

U slabo provodljivom tlu specifične otpornosti reda 3000Ωm i više dolazi do izražaja kapacitivnost koja smanjuje prelaznu impedansu uzemljivača. U pojedinim slučajevima kapacitivnost može više uticati na smanjenje ove impedanse nego iskrenje.

3. PRIMER PRORAČUNA PRELAZNE IMPEDANSE UZEMLJI-VAČA SA UTICAJEM KAPACITIVNOSTI Ako se čelo atmosferskog talasa aproksimira vremenskom funkcijom

i a t= (1) gde a predstavlja strminu čela strujnog talasa, impulsna impedansa se izračunava prema [ ]1 kao

( )2

i i

f f

1 e 2 91 1 e 1 ,22 3 / 4 log2

ttZ R lt t

h r

− δ−δ

⎤⎛ ⎞⎥⎜ ⎟⎡ − δ τ ⎥⎜ ⎟= − + − −⎢ ⎥⎜ ⎟δ τ⎣⎥⎜ ⎟

⎝ ⎠⎦

(2)

gde je stacionarna otpornost sa uticajem iskrenja iR jednaka

if f

log ,2

lRl h r

ρ=π

(3)


Tehnika i praksa, Broj 1, 2010. 11 a fiktivni radijus zone iskrenja

( )2

fkr

1 e 21 1 e .2 2 3 /

tta tr

l E t t

− δ−δ⎡ ⎤ρ − δτ≈ − + −⎢ ⎥π δ τ⎣ ⎦

(4)

Ovde je označeno sa: −δ koeficijent prigušenja; −τ vreme za koje talas pređe dužinu l ;

fh − fiktivna dubina centra zone iskrenja; −ρ specifična otpornost tla;

−krE kritična jačina polja pri kojoj dolazi do iskrenja; −l dužina uzemljivača; i

fr − fiktivni radijus zone iskrenja.

U cilju ilustracije posmatraće se dva karakteristična primera od kojih se drugi često sreće u praksi.

Primer 1. Posmatra se horizontalni uzemljivač dužine m50=l , radijusa mm5,10 =r na dubini m6,0=h pri struji A300 i pri specifičnoj otpornosti tla

m5000Ω=ρ . Stacionarna otpornost data je prema [ ]2 izrazom

0

2

0 2log

2 rhl

lR

πρ= (5)

i za date podatke iznosi .2250 Ω=R Podužna induktivnost uzemljivača prema [ ]2

računa se kao

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛−= 31,0log2,0

0rlL (6)

I za date podatke iznosi mμH2=L . Prema [ ]2 relativna permitivnost tla iznosi

7=εr , a koeficijent prigušenja dat je izrazom

ρεε

=δ02

1

r (7)

i za date podatke iznosi 6 11,61 10 s .−δ = ⋅

Pošto je prema [ ]1 : lgRCgCLl 1,2, 0 ==δ=τ gde su gCL i,

podužna induktivnost, kapacitivnost i provodnost tla, pa ako se uzme da je ,, cmkV10s5,0 kr == μ Et za fiktivni radijus iskrenja dobija se prema (4)



.mm17,3f =r Prema (2) za impulsnu otpornost uzemljivača dobija se

.135i Ω=Z Na osnovu dobijenih rezultata vidi se da se stacionarna otpornost

Ω= 2250R usled iskrenja neznatno smanjila prema (3) na vrednost Ω= 213iR ali se zato znatno smanjio zbog uticaja kapacitivnosti uzemljivača na vrednost

Ω= 135iZ . Primer 2. Posmatra se horizontalni užast uzemljivač poluprečnika

mm40 =r , dužine m50=l , na dubini m6,0=h pri struji kA3 i pri specifičnoj otpornosti tla m5000Ω=ρ . Stacionarna otpornost prema (5) iznosi

Ω= 5,2090R , a podužna induktivnost prema (6) iznosi mμH82,1=L . Fiktivni radijus iskrenja za 7=εr , ,s5,0 μ=t i cmkV10kr =E prema relaciji (4) iznosi 31,5mm.fr = Otpornost pri iskrenju prema (3) iznosi Ω= 65,176iR dok se za impulsnu otpornost na osnovu (2) dobija .5,120i Ω=Z

4. ZAKLJUČAK

Na osnovu izloženih primera vidi se da kapacitivnost jako utiče na smanjenje otpornosti uzemljivača pri iskrenju, a naročito na smanjenje impulsne otpornosti dugih uzemljivača u slabo provodnim sredinama u kojima dominiraju struje dielektričnog pomeraja. Inače, rezultati proračuna koji uzimaju u obzir iskrenje prilično dobro se slažu sa eksperimentalnim podacima dok u pojedinim slučajevima mogu prilično da odstupaju zbog nelinearnosti zemljišta. Naime, može se desiti da se u nekim zemljištima očekivano iskrenje ne pojavi zbog smanjenja specifične otpornosti tla pri povećanju gustine struje. Takođe može se desiti da se iskrenje neočekivano pojavi na nekim delovima uzemljivača u nehomogenom tlu što može bitno da utiče na proračun i dimenzionisanje uzemljivača.

5. LITERATURA [1] V.Z. Annenkov: "Rasč$t impulqsnogo soprotivleni\

prot\`$nnxh zazemlitelej v ploho provod\]ih gruntah" #lektričestvo No 11,1974.

[2] E.đ.R\bkova: "Issledovanie impulqsnxh harakteristik zazemlitelej po opitnxm dannxm" #lektričestvo No 11, 1983.

[3] E.đ.R\bkova: "Zazemleni\ v ustanovkah vxsokogo na-pr\`eni\" - Moskva, #nergi\ 1978.

[4] R. Velaskez, D. Mukhedkar: "Analitical modelling of gro-unding electrodes transient behavior" IEEE Trans on PAS Vol. 103 No 6, June 1984.

[5] PhD Dojčilo D. Sretenović, PhD Jeroslav M. Živanić: “Impulse impedance of a long linear ground in nonlinear soil” 11th International Research/Expert Conference “Trends in the Development of Machinery and Associated Technology” TMT 2007, Hammamet, Tunisia, 05-09 September, 2007.



SINTEZA SUPER PARAMAGNETNIH NANOPRAHOVA MAGNETITA

Slavko Vardić1

REZIME Sadržaj magnetne nanočestice dobijene procesima nanotehnologija, ne samo da

mogu imati usku raspodelu veličina čestica i superparamagnetne osobine, već se inženjeringom površine čestica obezbeđuje da one mogu biti i nosioci posebnih medicinski aktivnih supstanci (lekova) koje se aktiviraju transportom na određenu lokaciju u organizmu. Ovde je elektrohemijskom metodom sintetizovan prah sa monodisperznim, približno sfernim česticama neaglomerisanog oksida gvožđa, koji pokazuju superparamagnetne osobine, a koje su, kao takve, kandidati za primenu u kliničkoj praksi, kao disperzna faza u reagensima za formiranje MR slike pojedinih organa, u terapiji kancera i dr.

Ključne reči: Superparamagnetizam, nanoprahovi magnetnih oksida gvožđa, subdomenske čestice.

SINTHESIS OF SUPERPARAMAGNETIC MAGNETITE NANOP

ABSTRACT Magnetic nanoparticles obtained via nanoparticle technologies can have narrow

distribution of particle size and superparamagnetic properties. Surface engineering of the particles allow that they can be used as a carrier for the special medically active substances (drugs), which can be activated after their transport to the definite place in the living body. Monodisperse iron oxide powder synthesised by using electrochemical method, with roughly spherical shape is presented in this paper. The obtained powder shows superparamagnetic properties, because it can be favourable for the practical use as a disperse phase in the dispersions for the MR imaging, in the cancer therapy etc.

Key words: Superparamagnetism, Magnetic Iron Oxide nanopowders, Subdomain Particles.

1. UVOD Magnetne osobine oksida gvožđa se koriste niz godina, a u poslednje

vreme u biomedicini, tehnikama snimanja (MR i NMR tehnika, tumorni markeri) ili lečenja (porozne čestice prenosioci lekova na određene lokalitete u organizmu), podrazumevaju korišćenje biokompatibilnih magnetnih nanoprahova određene veličine i morfologije čestica [1]. U biogene nanomagnetne materijale spadaju, pre svega magnetit, (Fe3O4) i maghemit (γ-Fe2O3). Magnetit je najčešće korišćeni biokompatibilni magnetni materijal [2]. Nalazi se u mnogim organizmima, od

1 Visoka škola tehničkih strukovnih studija, Čačak



bakterija do ljudi. Magnetna orijentacija u živom organizmu je kompleksna pojava kao i odgovarajući biološki mehanizam za usmeravanje prema Zemljinom geomagnetnom polju. U abdomenu nekih insekata su otkrivene feromagnetne nanočestice srednjeg prečnika 30 do 35nm, pa se, u vezi sa tim, fenomen magnetorecepcije danas proučava na nekim vrstama migrirajućih insekata[3].

Kod primene u biomedicini, proces poznat kao snimanje na bazi fenomena nuklearne magnetne resonance (NMR ili MRI –Magnetic Resonance Imaging), snimak poprečnog preseka tkiva se pravi na bazi precizno kalibrisanog gradijenta magnetnog polja kroz tkivo, tako da su odgovarajuće vrednosti magnetnog polja precizno povezane sa datom lokacijom u tkivu. S obzirom na to da je protonska signalna frekvencija proporcionalna jačini polja, to se i ona može posredno povezati sa odgovarajućom lokacijom u tkivu. Na taj način se formira “mapa” tkiva u smislu prisustva protona u njemu. Pošto gustina protona varira sa tipom tkiva, postiže se izvestan contrast u obliku ”slike” organa i drugih varijacija odstupanja od standardne “strukture” tkiva. Većina protona je koncentrisana u organima sa visokim sadžajem vode, a to su, pre svega, meka tkiva kao što su mozak, oči i drugi unutrašnji organi. Takva tkiva se na NMR snimcima pojavljuju kao relativno svetla u odnosu na kosti (gde ima relativno malo vode, tj. protona). Jačina kontrasta se povećava sa unošenjem biokompatibilnih nanomagnetnih fluida [4].

Za definisanje optimalnih uslova dobijanja biogenih superparamagnetnih materijala korišćene su hemijske, biohemijske, elektrohemijske i druge metode sinteze, kao i Faradejeva modifikovana metoda, zatim metode za određivanja promena električne otpornosti pri zagrevanju, i druge, u cilju proučavanja njihovog termičkog, pre svega termomagnetnog ponašanja. Sa biomagnetnim praškastim materijalima kao disperznom fazom (najčešće voda, a može biti alkohol ili neki ugljovodonici), formiraju se tzv. ferofluidi. Postoji više definicija ferofluida, ali se sve svode na to da su ferofluidi stabilan kolodid sastavljen od magnetnih čestica (finog praha) prosečnih dimenzija od 10 do 50 nm (nanometara) i tečnog nosača. Pri tome su čestice disperzne faze prevučene površinski aktivnom supstancom (disperznim sredstvom) koja sprečava gomilanje čestica kada gradijent magnetnog polja koji deluje na ferofluid postane veliki, pa Brown-ovo kretanje zadržava čestice u dispergovanom obliku tako da se ferofluid ponaša kao jednofazna tečnost. Tipičan ferofluid može da sadrži 5% magnetne faze, 10% disperznog sredstva i 85% rastvarača .

Kada prestane dejstvo magnetnog polja na čestice, magnetni momenat svih čestica ponaosob je proizvoljno raspoređen i tečnost ne sledi oblik diktiran magnetnim poljem. Kada magnetno polje počne da deluje na ferofluid tada se odmah javljaju magnetni momenti i orijentisani su duž linija magnetnog polja. Magnetizacija ferofluida zahteva brzu promenu usled dejstva magnetnog polja, a pri prestanku delovanja polja magnetni momenti čestica nestaju nepravilno i brzo. U gradijentnom polju fluid se ponaša kao homogena magnetna tečnost. To znači da uticaj sila na ferofluide može biti podešen promenom karakteristike magnećenja fluida i spoljašnjeg magnetnog polja.


Tehnika i praksa, Broj 1, 2010. 15 Sinteza skoro monodisperznih, približno sfernih čestica neaglomerisanog

oksida gvožđa, magnetita i/ili maghemita srednjeg prečnika ispod 50nm se može obaviti i sol-gel procesom, korišćenjem standardnih hemikalija u reverznim micelama i kristalizacijom čestica gela uz refluks [5]. Ovakve čestice pokazuju superparamagnetne osobine i kao takve, kandidati su za primenu u kliničkoj praksi, kao disperzna faza u reagensima formiranja MR slike pojedinih organa, u terapiji kancera i dr. Magnetne nanočestice dobijene procesima nanotehnologija ne samo da mogu imati usku raspodelu veličina čestica i superparamagnetne osobine, već se inženjeringom površine čestica obezbeđuje da one mogu biti i nosioci posebnih medicinski aktivnih supstanci (lekova), koje se aktriviraju transportom na određenu lokaciju u organizmu [6].

Slika 1: NMR snimak ljudskog mozga

U ovom radu, za sintezu superparamagnetnih prahova korišćena je

elektrohemijska metoda, a analiza faznog sastava, i morfologije čestica je obavljena metodama rendgenske difrakcione analize, SEM i TEM tehnikama. Takođe su obavljena magnetna merenja osobina dobijenih prahova.

2. EKSPERIMENT Eksperiment je obavljen dobijanjem praha oksida gvožđa poznatom

elektrohemijskom metodom na sobnoj temperaturi pri kontrolisanim uslovima gustine struje i pH≈5,5 u matičnom rastvoru, koji sadrži NaCl radi povišenja provodnosti, korišćenjem elektroda od niskougljeničnog čelika. Iz rastvora je uklonjen rastvoreni kiseonik vakumiranjem u cilju odstranjivanja tragova rastvorenog kiseonika pri vakumu od 150 Pa uz naknadno uvođenje (barbotiranje) azota u matični rastvor. Dobijeni prah je, u cilju stabilizacije i sprečavanja



aglomeracije dobijenih čestica, ispiran odgovarajućim polarnim rastvaračem niske tačke ključanja, sušen na sobnoj temperaturi i presovan u obliku diska prečnika 6mm i debljine oko 2mm, pri čemu je prosečna polazna masa uzoraka polaznih prahova bila oko 150mg. Dvostrano jednoosno presovanje je obavljeno u čeličnom alatu uz pritisak presovanja od 200MPa. Dobijeni uzorak je ispitivan sa stanovišta promene magnetnih osobina (magnetne susceptibilnosti) korišćenjem modifikovane Faradeyeve metode, (zasnovane na principu dejstva nehomogenog magnetnog polja na magnetni materijal), pri jačini magnetnog polja od 5440 A/m, u temperaturskom opsegu od 293K do 873K u neizotermskim uslovima, pri brzini zagrevanja od oko 20K/min. Kristalohemijska identifikacija i morfološke karakteristike dobijenog praha su ispitane metodama rendgenostrukturne analize i SEM tehnikom.

3. REZULTATI I DISKUSIJA Elektrohemijski metod sinteze magnetnih oksida gvožđa zahteva

prethodnu proveru uslova sinteze sa stanovišta eventualne pasivizacije anode. Sa slike 2 se vidi da u anodnom smeru sa povećanjem potencijala elektrode raste gustina struje i, u datom opsegu korišćenih gustina struje, ne dolazi do njene pasivacije.

-0,6 -0,4 -0,2 0,0 0,2 0,4 0,60,000

0,002

0,004

0,006

0,008

0,010

25oC0.5% NaCl

anodna polarizaciona kriva

j / A

cm

-2

E / V (SCE) Slika 2: Anodna polarizaciona kriva

Na osnovu rezultata rendgenske analize, u sintetizovanom uzorku je

identifikovana relativno slabo iskristalisana faza magnetita.



Slika 3: Difraktogram sintetizovanog uzorka magnetita

Analizom SEM mikrografija nije se mogla uočiti stvarna struktura čestica

zbog stvaranja tzv. mekih aglomerata reda veličine oko 20μm ali se, na osnovu magnetnog ponašanja materijala, može indirektno zaključiti da su osnovne, jednodomenske čestice u okviru pomenutih metastabilnih aglomerata reda veličine oko 50nm.

Analiza promene magnetnog statusa materijala korišćenjem modifikovane Faraday-eve metode je pokazala da intenzitet magnećenja raste sa porastom temperature sve do oko 555 K, a potom opada. To se može pripisati porastu veličine osnovnih jednodomenskih čestica sa zagrevanjem pri čemu materijal menja magnetni status. Naime, sa rastom čestica, materijal prolazi kroz faze superparamagnetizma, potom se stvaraju prahovi monodomenskog karaktera, potom bidomenskog i konačno višedomenske magnetne strukture, što je u skladu sa prethodnim istraživanjima za ovu vrstu materijala [6].

Kao što je poznato, superparamagnetni materijali, kao i paramagnetici i feromagnetici, takođe poseduju nekompenzovane spinove i mogu da budu fero-, feri i antiferomagnetici. Različitost superparamagnetnih materijala u odnosu na ostale je u tome što se, mada poseduju spregnute spinove, pod dejstvom termičke energije pojavljuju oscilacije između energetskih minimuma. Zbog toga se ovi materijali ponašaju kao paramagnetici, tj. posle uklanjanja polja ne zadržavaju (zaostalu) magnećenost. Fenomen superparamagnetizma je primećen kod vrlo finih, nano-čestica, koje se ponašaju prema Neel-Arhenius-ovoj jednačini [7]:

( )kTHMf oso 2exp ντ = (1)


18 Tehnika i praksa, Broj 1, 2010. gde je: τ - vreme relaksacije fo-frekvencija vibracije rešetke ν-zapremina zrna Ms-spontana magnetizacija Hc-koercitivno polje k-Bolcmanova konstanta T-temperatura. Kao što se vidi iz jednačine (1), vreme održavanja magnetizacije u materijalu u pravcu polja, a po prestanku dejstva spoljašnjeg polja, eksponencijalno zavisi od temperature i zapremine datog materijala. Superparamagnetizam se normalno ne pojavljuje kod većih čestica pošto je temperatura, potrebna za značajnije skraćenje vremena relaksacije viša od Curie/Neel temperature (temperatura pri kojoj se raskida sprezanje). Na slici 4 je prikazana zavisnost magnetnog momenta od jačine primenjenog magnetnog polja za elektrohemijski sintetizovane okside gvožđa.

Slika 4: Magnetni moment u funkciji primenjenog magnetnog polja

Teorijske vrednosti magnetizacije zasićenja masivnih uzoraka magnetita i maghemita na sobnoj temperaturi MS ≈ 90-92 Am2/kg i 70-75 Am2/kg, respektivno [9]. Izmerene vrednosti:

1. MS ≈ 72Am2/kg, (T = 293 K, I = 200 mA/dm2) 2. MS ≈ 68Am2/kg, (T = 333 K, I = 500 mA/dm2) 3. MS ≈ 45Am2/kg, (T = 333 K, I = 1000 mA/dm2) 4. MS ≈ 75Am2/kg, (T = 361 K, I = 200 mA/dm2),


Tehnika i praksa, Broj 1, 2010. 19 potvrđuju činjenicu da magnetizacija nano-čestica (prema rezultatima prethodnih istrživanja), svih ferita, opada sa opadanjem veličine čestica [10]. Naime, za sintetizovani prah MS ≈ 72 Am2/kg, što je, znatno, ispod magnetizacije zasićenja masivnih uzoraka, (MS ≈ 90-92 Am2/kg).

4. ZAKLJUČAK Kontrolom uslova sinteze, hemijskim ili elektrohemijskim putem, može se

ostvariti željena veličina čestica, tj. mogu se dobiti nanomagnetni prahovi oksida gvožđa za različite primene u biomedicini, ali je elektrohemijski metod u prednosti, jer se mogu sintetizovati prahovi sa određenom dimenzijom čestica, jednostavnom kontrolom gustine struje i pH matičnog rastvora u elektrohemijskoj ćeliji.

5. LITERATURA [1] O. Kahn, Molecular Magnetism; Weinheim: VCH Publishers, 1993. [2] R. M. Cornell and U. Schwertmann: The Iron Oxide,

Weinheim:VCH, 1996. [3] J. E. T.Channell and C. McCabe, “Comparison of magnetic

hysteresis parameters of unremagnetized and remagnetized limestones”, J. Geophys. Res.,vol. 99, 1994, pp.4613-4624.

[4] B. N. Figgis, J. Lewis, "Magnetochemistry," in Technique of Inorganic Chemistry; H. B. Jonassen; A.Weissberger, Eds., New York: Interscience, 1965; vol. IV, pp.212-219.

[5] Powder Diffraction File 39-1346 for maghemite JCPDS-International Center for Diffraction Data, 1995.

[6] J. P. Hodych, ”Magnetostrictive control of coercive force in multidomain magnetite”, Nature, vol. 298 1982, pp. 542-544.

[7] S.Levi and R. T. Merrill, ”Properties of single-domain, pseudo-single-domain, and multidomain magnetite”, J. Geophys. Res., vol.83, 1978, p.309

[8] G.Berti : Microstructure of Magnetite from XRPD Data in Relation to Magnetism. Material Science Forum, Vol.229-231, 1995, pp.431-436.

[9] Lj. Vulićević, N. Ivanović, A. Maričić, A. Vučković, N. Popović, S. Vardić, Structural, Magnetic, and Electrical Characteristics of metastable Iron Oxide Nanosized Powders, Materials Science Forum Vol. 518 (2006) pp.113-118., Trans Tech Publications, Switzerland.

[10] Lj. Vulićević, N. Ivanović, A. Maričić, N. Popović, M. Mitrić, D. Babić, M. Srećković, Ž. Tomić, S. Vardić, Reduction of Nanometric Magnetite Powder, Materials Science Forum Vol.555 (2007) pp. 273-278, Trans Tech Publications, Switzerland.



ANALIZA RADA UREĐAJA ZA DIELEKTRIČNO GREJANJE “KONDENZATORSKOG“ TIPA

Dragan Brajović 1, Veljko Brajović 2

REZIME

U radu je obrađena problematika dielektričnog grejanja kroz analizu rada uređaja „kondenzatorskog“ tipa. Velika primena ovih uređaja u procesu sušenja, lepljenja i varenja raznih vrsta materijala daje na značaju ove analize. Problem je posmatran sa aspekta više realno mogućih slučajeva primene homogenih i heterogenih dielektrika u naizmeničnom električnom polju, kao i raznih mogućnosti konstrukcija samih uređaja. Poseban doprinos ovog rada se ogleda u analizi uređaja „kondenzatorskog“ tipa sa kružnim elektrodama i homogenim dielektrikom valjkastog oblika u kome električno polje nije homogeno. Ključne reči: Dielektrik, elektromagnetno polje, dielektrično grejanje.

THE ANALYSIS OF THE WORK OF THE DEVICE FOR DIELECTRIC HEATING, TYPE „CAPACITOR“

ABSTRACT

In this paper has been dealt with the problem of dielectric heating with the analysis of the work of the „capacitor“ type device. The analysis becomes more important since this device has a major application in the process of drying, glueing and sticking of different types of materials. We have analysed the problem from the aspect of many really possible ways of application of the homogenous and heterogenous dielectric in an alternate field, as well as different constructive posibilities. The special contribution of this paper is the analysis of the „capacitor“ type device with circle electrodes and homogenous dielectric of a tube shape in which the electric field is not homogenous. Ključne reči: Dielectric, electric field, dielectric heating.

1. UVOD Tehnologije sušenja, lepljenja i varenja materijala kao što su drvo, hartija

ili plastične mase imaju veliku primenu, a zasnivaju se na upotrebi dielektričnih elektrotermičkih uređaja. Kod indukcionih elektrotermičkih uređaja koristi se pretežno magnetna komponenta elektromagnetnih talasa i zagrevaju materijali koji su relativno dobri provodnici, dok se kod dielektričnih elektrotermičkih uređaja koristi pretežno električna komponenta elektromagnetnih talasa i zagrevaju materijali koji su slabi provodnici. Zajednička i dobra osobina obe vrste uređaja je da toplota pri zagrevanju nastaje direktno u materijalu koji je predmet grejanja.

1 Visoka škola tehničkih strukovnih studija, Čačak 2 Tehnički fakultet, Čačak


22 Tehnika i praksa, Broj 1, 2010. Da bi se električni rad obavljao u samom materijalu koga direktno

grejemo, mora se u njemu uspostaviti brzo promenljivo elektromagnetsko polje. To se može postići ako je šarža postavljena između elektroda pločastog kondenzatora.

2. ZAGREVANJE DIELEKTRIKA U UREĐAJIMA „KONDENZATORSKOG“ TIPA 2.1. Homogeni dielektrici u naizmeničnom električnom polju

Uređaj „kondenzatorskog“ tipa je u osnovi pločasti kondenzator čiji dielektrik čini materijal koga treba zagrevati (Sl. 1.). Pretpostavlja se da su elektrode veoma široke, pri relativno maloj udaljenosti d, tako da možemo zanemariti uticaj deformacije električnog polja na krajevima elektroda i smatrati električno polje homogenim.

Slika 1. Kondenzator sa pločastim elektrodama

Kada između elektroda kondenzatora koje su priključene na napon U unesemo neki dielektrik dolazi do njegove polarizacije. Polarizovani parovi nazivaju se dipoli. Kapacitivnost ovakvog kondenzatora sa unetim dielektrikom je:

dsεε

dsεC 0r ⋅⋅=⋅= (1)

ε0 – dielektrična konstanta za vakuum εr – relativna dielektrična konstanta Ako je priključeni napon naizmenični, dipoli će se u dielektriku zakretati za 1800, u odnosu na smer polja, stvarajući u sredini gubitke koji se pretvaraju u toplotu. Na Sl. 2. data je ekvivalentna šema uređaja „kondenzatorskog“ tipa, a na Sl. 3. odgovarajući fazorski dijagram.

s

s

+Q

-Q

d

Q – naelektrisanje elektroda kondenzatora s – površina elektroda d – međusobno konstantno rastojanje



Kod idealnog dielektrika vektori struje i napona uzajamno su pomereni za

fazni ugao 2π

. Kod nesavršenog dielektrika stvarni ugao vektora napona i struje je

za ugao δ manji od 2π

.

c

R

IIδtg = (2)

;RUIR = CωUIc ⋅⋅=

Reaktivna snaga je:

CωUIUQ 2efcef ⋅⋅=⋅= (3)

Za dEU efef ⋅= dobijamo

dsεεωdEQ r0

22ef ⋅⋅⋅⋅⋅=

dsεεωEQ r02

ef ⋅⋅⋅⋅⋅= (4) Aktivna snaga:

δtgdsεεωEIUP r02

rfRef ⋅⋅⋅⋅⋅⋅=⋅= (5) Specifična snaga sračunata po jedinici zapremine:

γE21γEδtgεεωE

VPP 2

m2

efr02

efs ⋅=⋅=⋅⋅⋅⋅== (6)

2.1.1. Heterogeni dielektrici u naizmeničnom električnom polju Na Sl. 4. prikazan je pločasti kondenzator sa dva različita dielektrika

između elektroda, u kojima je intenzitet električnog polja jednak.

I IR

C

Ic

R U

+

Slika 2.Ekvivalentna šema

δIC

IR

I

U

Slika 3.Fazorski dijagram



Slika 4. Pločasti kondenzator sa dva različita dielektrika u kojima je

intenzitet električnog polja jednak

Kako su 21 γ,γ , specifične provodnosti datih dielektrika i kako je intenzitet

električnog polja u oba dielektrika isti dUE = to je specifična snaga sračunata po

jedinici zapremine dielektrika:

11r0ef1s δtgεεωEP ⋅⋅⋅⋅= (7)

22r0ef2

2s δtgεεωEP ⋅⋅⋅⋅=

21r

11r

2s

1s

δtgεδtgε

PP

⋅⋅= (8)

Za slučaj rasporeda dielektrika kao na Sl. 5., u kojima intenzitet električnog polja u dielektricima nije jednak.

Slika 5.Pločasti kondenzator sa dva različita dielektrika u kojima intenzitet električnog polja nije jednak

Za ovaj slučaj su specifične snage:

11r0ef2

112

11s δtgεεωEγEP ef ⋅⋅⋅⋅=⋅= (9)

22r0ef2

222

22s δtgεεωEγEP ef ⋅⋅⋅⋅=⋅=

11r δtg,ε 22r δtg,ε

d 2

d 1 εr1,tgδ1

εr1,tgδ2

d



22r

11r2

22r

1r1

2

11r

2r2

2s

1s

δtgεδtgε

dεεd

dεεd

PP

⋅⋅⋅

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛⋅+

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛⋅+

= (10)

2.2. Homogeni dielektrik valjkastog oblika u naizmeničnom električnom polju Za razliku od prethodnog dela gde smo razmatrali pločasti kondenzator sa

homogenim električnim poljem, ovde ćemo analizirati problem kondenzatora sa kružnim elektrodama i homogenim dielektrikom valjkastog oblika (Sl. 6.) u kome električno polje nije homogeno.

Slika 6.Uređaj “kondenzatorskog” tipa sa kružnim elektrodama

Na slici 7. prikazan je u cilindričnom koordinatnom sistemu vektor električnog polja E=f(r, ϕ,z).

Slika 7. Vektor električnog polja u cilindričnom koordinatnom sistemu

ϕ

EE

y

z

x

EE

Eiii

E

r

r2

d

d

r

ε

EEϕ

U

kružna

kružna

I


26 Tehnika i praksa, Broj 1, 2010. iEiEiE zzφrrzφr ⋅+⋅+⋅=++= EEEE

Razmotrimo slučaj homogenog valjkastog dielektrika sa paralelnim kružnim elektrodama na bazama valjka, u kome vektor jačine električnog polja ima pravac ose valjka.

Ovaj problem analiziramo koristeći se sistemom diferencijalnih jednačina elektromagnetskog polja, Maksvelovim jednačinama.

tμμ r0 ∂

∂−= HrotE (I)

tεεγ r0 ∂

∂+= EErotH (II)

( ) ρεε =Ediv r0 (III) ( ) 0μμ r0 =Hdiv (IV)

Gde je: E – vektor jačine električnog polja H – vektor jačine magnetskog polja γ - provodnost ρ - prostorna gustina naelektrisanja

Kod analiziranog problema sa homogenim dielektrikom valjkastog oblika i elektrodama na bazisima valjka (Sl. 6.), biće:

,E 0φ = ;Er 0= ( )φiEE zz f≠⋅=⋅= zz iE U cilindričnom koordinatnom sistemu je:

2

2

22

φr1

rr

rr1

∂∂⋅+⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛

∂∂⋅

∂∂⋅=∇ zz EEE (11)

U našem slučaju:

( )rE f==⇒= zz EEE

rE

r1

rE

rEr

rr1E 2

2z2

∂∂⋅+

∂∂=⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛

∂∂⋅

∂∂⋅=∇⇒

Sada je:

0εερμμεεμμγ1

02

2

000

2

=⋅

−∂∂⋅⋅⋅⋅−

∂∂⋅⋅−

∂∂⋅+

∂∂

rrrr grad

tE

rE

rE

rrE (12)

S obzirom da je E prostoperiodična funkcija od vremena primenićemo kompleksni način predstavljanja:

tωjmeEE = (13)



EωjeEωjtE tωj

m ⋅⋅=⋅⋅⋅=∂∂ (14)

EωeEωtE 2tωj

m2

2

2

⋅−=⋅⋅−=∂∂ (15)

Zamenom izraza uz 0ρ = dobijamo:

0EμμεεωEμμγωjrE

r1

rE

r0r02

r02

2

=⋅⋅⋅⋅⋅+⋅⋅⋅⋅⋅−∂∂⋅+

∂∂ (16)

0Eωμγμjμμεεω

tE

r1

rE r0

r0r02

2

2

=⋅⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ −⋅+

∂∂⋅+

∂∂ (17)

Ovo je Beselova diferencijalna jednačina koja ima oblik :

0yxn1

dxdy

x1

dxyd

2

2

2

2

=⋅⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛−+⋅+ (18)

Rešenje diferencijalne jednačine je oblika:

( ) ( )KrNcKrJcE 0201 ⋅+⋅= (19)

gde je δjtg1υωK −⋅= (20)

r0r0 μμεε1υ = - brzina prostiranja elektromagnetnih talasa u dielektriku

pri čemu su sa ( )xJ0 i ( )xN0 označene Beselove funkcije prve i druge vrste za indeks 0n = , respektivno:

( ) ( ) ( ) ( ) ...8642

x642

x42

x2x1xJ 2

8

2

6

2

4

2

2

0 −⋅⋅⋅

+⋅⋅

−⋅

+−= (21)

Slika 8. Beselove funkcije


28 Tehnika i praksa, Broj 1, 2010. Beselova funkcija druge vrste indeksa 0n = , označena je sa ( )xN0 , a

naziva se još i Nojmanova funkcija:

( ) ( ) ( )( )∑ ∑

∞=

=

=

=

⋅⋅⎟⎠⎞

⎜⎝⎛⋅−⋅⋅−⋅⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛ ⋅+⋅=

m

1m

mk

1k

m

2

m

00 k1

2x

!m1

π2xJ

2xnγ

π2xN l (22)

γ - Ojlerova konstanta

57721566,0mlnk1γ

m

1k

limm =⎟⎟

⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛−⋅⋅= ∑

=∞→

Za ( ) 10J0r 0 =⇒= i ( ) −∞=0N0 Kako E ne može biti jednako ∞ , mora biti:

0c2 =

Slika 9. Nojmanova funkcija

Sa Sl. 8. vidimo da je funkcija ( )xJ0 približno konstantna za

( )30,00x −= . Za 4,2x ±= je ( ) .0xJ0 = Kod π2λ4,2r ⋅= cilindar se uopšte neće

zagrevati. U praksi se teži da bude 3,0x < tj.: 0x = ; ( ) 10J0 = ; ( ) 10J 2

0 = ; ( ) 00J1 = ; ( ) 00J 21 =

3,0x = ; ( ) 977,03,0J0 = ; ( ) 954,03,0J 20 = ( ) 148,03,0J1 = ; ( ) 021,03,0J 2

1 = Kada zamenimo dobijene vrednosti, uzimajući maksimalnu vrednost za

1,0δtg = , dobijamo:

d

UE efef0 = γ

dUP 2

ef2

0s ⋅=



⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛⋅⋅⋅+= 148,0

43,01,0j977,0

dUE

2ef

ef3,0

( ) 977,0d

UE00033,0jj977,0d

UE efef3,0

efef3,0 ⋅≈≈⋅⋅+=

γ021,043,01,0954,0

dUP

2

2

2ef

3,0s ⋅⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛⋅⋅+=

( ) γ954,0d

Uγ0000047,0954,0d

UP 2

2ef

2

2ef

3,0s ⋅⋅≈⋅+⋅=

Zaključak je da se u analizi toplotne snage može računati sa isto E koje važi za teoretski idealan dielektrik. Specifična snaga po jedinici zapremine:

( ) ( ) 1,0δtg,3,0xγxJEγxJd

UP 20

2ef

202

2ef

s ≤≤⇔⋅⋅=⋅⋅= (23)

γEP 2ef00s ⋅=

( ) ( )xJPPxJPP 2

00ss20

0s

s ⋅=⇒= (24)

Srednja gustina toplotne snage:

drπP

VPP 2

2ssr ⋅

==

( ) ( )[ ]( ) ( )[ ]2

212

202

2ef

22

22

122

0

2ef2

2xJxJγ

dU

drπ

xJxJd

Urπ+⋅⋅=

⋅

+⋅= (25)

Za primer zagrejanog dielektrika oblika cilindra poluprečnika 2r , visine d, datog faktora gubitaka, date prostorne gustine mase ρ , izmerene specifične toplote c , za vreme t i priraštaja temperature Δϑ sa frekvencijom f, pri stepenu toplotnog iskorišćenja η važi jednakost:

( ) ( )[ ] =⋅+⋅⋅⋅⋅=⋅⋅ txJxJγd

UrπηtPη 22

122

0

2ef2

2

Δcρdrπ 22 ⋅⋅⋅⋅⋅= ϑ

( ) ( )[ ] ΔcρtxJxJδtgεεωd

Uη 22

122

0r02

2ef ⋅⋅=⋅+⋅⋅⋅⋅⋅ ϑ (26)

λrπ2x 2

2 = ;



1μ,1εμεf

cμμεεf

1fυλ rr

rr

0

r0r0

==⇔≈⋅

==

gde je: ⎥⎦⎤

⎢⎣⎡⋅=

sm103c 8

0 - brzina svetlosti

Za 3,0x2 < dovoljno je računati sa sledećim obrascima:

0sssr P95,0P ⋅= ; δtgεεωdUP r02

2ef

0s ⋅⋅=

U tom slučaju snaga oslobođena u dielektriku cilindričnog oblika poluprečnika 2r i visine d će biti data jednačinom:

δtgεεωd

U95,0rπVPP r0

2ef2

2ssr ⋅⋅⋅⋅⋅⋅=⋅= (27)

i ona predstavlja osnovnu jednačinu potrebnu pri projektovanju uređaja za zagrevanje dielektrika cilindričnog oblika.

3. ZAKLJUČAK Elektrotermička postrojenja sa dielektričnim zagrevanjem čine uređaji i

peći sa direktnim dielektričnim zagrevanjem. Dielektrični izvori toplote su tehnički složeniji od drugih izvora koji bi se mogli koristiti za grejanje takve šarže, tako da je to glavni razlog zašto se uređaji i peći sa indirektnim dielektričnim zagrevanjem ne koriste.

Transformacija električne energije u toplotnu kod direktnog dielektričnog grejanja, vrši se direktno u samom materijalu, čime su prevaziđeni problemi prenosa toplote. To je veoma bitan kvalitet ovog sistema grejanja. Takođe je veoma značajno da je grejanje ravnomerno po celoj dubini materijala, za razliku od drugih sistema grejanja.

Snaga dielektričnog zagrevanja zavisi sa jedne strane od karakteristika izvora ω i U, a sa druge strane od karakteristika šarže rε i δtg . U cilju povećanja snage mogli bi menjati karakteristike izvora. Međutim, ta povećanja su ograničena i to: dozvoljenim frekvencijama, naponom U, odnosno dielektričnom čvrstoćom šarže.

Karakteristike šarže rε i δtg se ne mogu menjati, ali su zavisne od frekvencije i temperature. Izabrana frekvencija se u toku zagrevanja ne menja ali se menja temperatura, što utiče na promenu snage zagrevanja u toku procesa.


Tehnika i praksa, Broj 1, 2010. 31 4. LITERATURA [1] Rada J.A Kol: „Elektrotepelná technika“ SNTL – Nakladatelstvi

technické literatury, ALFA, vydavatelstvo technickej a ekonomickej literatúry, Praha 1985.

[2] Jovanović M.: “Osnove elektrotermije i elektrotermička postojenja“, Nauka, Beograd, 1994.

[3] Hering M.: „Termokinetyka dla elektryków“, Wudawnictwa naukowo – Techniczne“, Warszawa, 1980.

[4] Brajović V.: „Elektrotermički uređaji i postrojenja“, Tehnički fakultet Čačak, 1990.

[5] Popović B.: „Elektromagnetika“, Građevinska knjiga, Beograd, 1986.

[6] Mitrinović D.: „Uvod u specijalne funkcije“, Građevinska knjiga, Beograd, 1975.

[7] UIE: „Elektrowärme – Theorie und Praxis“, Verlag W. Girardet, Essen, 1974.



DVOSTRANI USMERAČ ZA MALE SIGNALE SA

OPERACIONIM PRENOSNIKOM I STRUJNIM OGLEDALIMA JEDINIČNOG POJAČANJA

Slobodan Đukić1, Milan Vesković1

REZIME U radu je prikazan dvostrani usmerač za male signale sa operacionim prenosnikom

i četiri strujna ogledala jediničnog pojačanja. Naponski ulazni signal se pretvara u strujni signal pomoću operacionog prenosnika. Dvostrani usmerač u tehnici strujnog procesiranja, realizovan sa četiri strujna ogledala jediničnog pojačanja, na svom izlazu daje dvostrano usmeren strujni signal koji se na izlazu konvertuje u naponski signal pomoću jednog uzemljenog otpornika. Prikazani su teorijski opis rada usmerača i rezultati PSPICE analize. Rezultati su upoređeni sa sličnim, već objavljenim realizacijama dvostranog usmerača i konstatovane su prednosti predložene realizacije.

Ključne reči: Analogna obrada signala, dvostrani usmerač, strujni prenosnik, operacioni prenosnik, strujno ogledalo, PSPICE program. A FULL-WAVE RECTIFIER FOR LOW-LEVEL SIGNAL USING A

OPERATIONAL CONVEYOR AND CURRENT MIRRORS

ABSTRACT In this paper the realization of a precision full-wave rectifier for low-level signal

using a operational conveyor and unity-gain current mirrors is presented. The proposed rectifier is composed of an operational conveyor, a current mode full-wave rectifier and current-to-voltage converter. A voltage input signal is changed into a current signal by operational conveyor. The current-mode full-wave rectifier rectifies this current signal resulting in the current full-wave output signal that is converted into a voltage full-wave output signal by one grounded resistor. PSPICE simulation results of the proposed rectifier are presented and compared with similar realization that was published.

Key words: Analog signal processing, Rectifier, Operational conveyor, Current conveyor, Current mirror, PSPICE program.

1. UVOD Precizno usmeravanje, kao vid analognog procesiranja signala, je od

veoma velike važnosti u instrumentaciji i merenju. Koristi se kod AC voltmetara, ammetara, detektora polariteta signala, kola za usrednjavanje, detektora vršne vrednosti, kola za odsecanje itd. Upotreba dioda u svim navedenim aplikacijama

1 Tehnički fakultet, Čačak



ima ozbiljne nedostatke zbog toga što diode ne provode pri prolasku signala kroz nulu, tako da usmeravanje signala amplitude ispod V3.0 , odnosno V6.0 (što zavisi od toga da li su upotrebljene germanijumske ili silicijumske diode), ne može da se realizuje. Operacioni pojačavači (OA) sa velikim pojačanjem u otvorenoj petlji mogu da se koriste za prevazilaženje ovog problema i da omoguće usmeravanje naponskog signala male amplitude [1]. Kod ovakvih usmerača pojavljuju se ozbiljna izobličenja usmerenog signala već pri učestanostima od nekoliko desetina kiloherca tako da ih je praktično nemoguće koristiti za usmeravanje signala reda veličine kHz100 . Izobličenja nastaju zbog toga što pri prolasku signala kroz nulu diode ne provode, a tada je operacioni pojačavač primoran da radi u otvorenoj povratnoj petlji. Sa porastom učestanosti signala, slurejt ograničava OA da reaguje brzo pri otvaranju dioda, što prouzrokuje izobličenje. Upotrebom OA sa većim slurejtom može se proširiti opseg učestanost do približno kHz100 , a pri učestanostima iznad nastaju ozbiljna izobličenja u usmerenom signalu [2]. Ovaj problem može delimično da se prevaziđe upotrebom strujnih prenosnika druge vrste (CCII) kako je to prikazano u literaturi [3]. U ovom slučaju usmerač koristi dva strujna prenosnika druge vrste koji imaju ulogu naponsko-strujnog pretvarača, dva otpornika (od kojih je jedan uzemljen), i četiri diode. Velika izlazna otpornost strujnih prenosnika eliminiše dinamičku otpornost dioda pri uključivanju, tako da ovakvi usmerači daju dobre rezultate i pri učestanostima iznad kHz100 [4]. U literaturi [5,6] prikazano je proširenje opsega učestanosti pomoću naponske ili strujne predpolarizacije dioda. Kod upotrebe CCII i strujnih ogledala (CM) u procesu usmeravanja [7], problem nastaje zbog greške u naponskoj prenosnoj karakteristici strujnog prenosnika, odnosno zbog postojanja otpornosti xR na invertujućem ulazu strujnog prenosnika koja ima malu ali nestabilnu vrednost ( Ω÷ 6550 ). Ovaj problem se uspešno rešava upotrebom operacionog prenosnika (OP), kako je to prikazano u literaturi [8,9,11]. Drugi problem kod ovakve realizacije dvostranog usmerača nastaje zbog relativno male izlazne otpornosti kao i greške u strujnoj prenosnoj karakteristici strujnih ogledala [11,12]. U ovom radu bavićemo se pomenutim problemima.

2. OPERACIONI PRENOSNIK Realizacija operacionog prenosnika izvedena je tako što se strujni

prenosnik druge vrste postavi u povratnu petlju operacionog pojačavača [9] kako je to prikazano na slici 1.

CCII

Y

X

Z

zI

+

−OA

YV

XV

(a)



OP

YV

XV

Z

zI⇒

(b)

Slika 1. Realizacija (a), i simbol (b) operacionog prenosnika

Na osnovu slike 1 može da se zaključi da je operacioni prenosnik zadržao sve osobine strujnog prenosnika druge vrste, tako da se OP matematički može opisati pomoću matrične jednačine:

z

x

y

z

x

y

VIV

IVI

⋅±

=010001000

(1)

odnosno pomoću tri linearne jednačine:

yx VV = , (2)

0=yI , (3)

xz II ±= . (4)

Znak struje zI u jednačini (4) definiše pozitivni (OP+) ili negativni (OP-) operacioni prenosnik. U literaturi [6] detaljno je opisana konstrukcija operacionog prenosnika koristeći strujni prenosnik druge vrste sa strujnim kormilarenjem [11].

3. STRUJNO OGLEDALO JEDINIČNOG POJAČANJA Strujno ogledalo treba da ispunjava dva bitna zahteva: da je struja na

kopirajućoj strani što tačnije jednaka struji na pogonskoj strani u što širem strujnom opsegu kao i da ima što veću izlaznu otpornost. Često korišćena realizacija strujnog ogledala sa četiri uparena tranzistora poznata kao Wilsonovo ogledalo, dosta dobro ispunjava prvi, ali ne i drugi uslov. Predloženo rešenje stujnog ogledala jediničnog pojačanja ima daleko veću izlaznu otpornost koja je, nažalost, zavisna od jednosmerne struje polarizacije i to obrnuto proporcionalno [12].

Na slici 2a prikazana je NPN realizacija strujnog ogledala jediničnog pojačanja, dok je na slici 2b prikazan uobičajeni simbol za takvo ogledalo. Na slici 2c prikazana je PNP realizacija strujnog ogledala jediničnog pojačanja, a na slici 2d odgovarajući simbol. Jednosmerna struja polarizacije strujnih ogledala



postavljena je na ICQ=0.5mA, što predstavlja njenu maksimalnu vrednost za rad usmerača u klasi A. Na slici 4a prikazana je zavisnost izlazne impedanse strujnih ogledala u funkciji učestanosti odakle se vidi da izlazna impedansa strujnog ogledala jediničnog pojačanja reda veličine nekoliko megaoma, ali drastično opada za učestanosti iznad 100 kHz.

6Q

1Q 2Q

5Q

3Q

4Q

7Q

8Q 9Q 10Q

11Q

COPYI

DRIVEI

12CCV V=

a)

COPYIDRIVEI

b)

6Q

1Q 2Q

5Q

3Q

4Q

7Q 8Q

9Q10Q 11Q

COPYI

DRIVEI

c)

COPYIDRIVEI

d)

Slika 2. Realizacija strujnog ogledala jediničnog pojačanja:a) NPN, b)symbol NPN,

c) PNP, d) symbol PNP


Tehnika i praksa, Broj 1, 2010. 37 Detaljno objašnjenje rada ovih strujnih izvora dato je u literaturi [12].

4. PREDLOŽENI DVOSTRANI USMERAČ Na slici 2 prikazana je šema dvostranog usmerača sa strujnim prenosnikom

i strujnim ogledalima jediničnog pojačanja. Na osnovu relacija (2) i (4), struja zi na izlazu operacionog prenosnika može da se izrazi kao:

1R

Vi in

z = . (5)

Ova struja pobuđuje strujni dvostrani usmerač koga čine četiri strujna ogledala jediničnog pojačanja 3,2,1 CMCMCM i 4CM , dva diodno spojena NPN tranzistora 1Q i 2Q , i tri strujna izvora 21 , II i 3I .

outV

CCV+

1I I=

3 2I I= 0R

3CM

1CM

1Q

2Q

2I I=

4CM

EEV−

2CM

Y

X

O P Z

1R

inV0zi >

0zi <

Slika 3. Šema dvostranog usmerača sa operacionim prenosnikom i strujnim ogledalima

jediničnog pojačanja



Strujni izvori 1I i 2I imaju istu vrednost III == 21 i obezbeđuju stalno provodno stanje tranzistora u strujnim ogledalima, ali istovremeno stvaraju i ofset struju I2 u otporniku 0R . Da bi se otklonila ova ofset struja uvodi se treći strujni izvor II 23 = na način kako je to prikazano na slici 2. Diodno spojeni tranzistori

1Q i 2Q služe da spreče kratku vezu između strujnih izvora 1I i 2I . Prikazani dvostrani usmerač radi na sledeći način: Kada je struja 0>zi ,

onda se ona preko tranzistora 1Q i strujnog ogledala 1CM pojavljuje u celosti na kopirajućoj strani 3CM , kao:

2I + iz = Icopy(CM3) (6)

Kada je struja 0<zi , onda se ona preko tranzistora Q2 i strujnog ogledala CM2, pa preko CM4, u celosti pojavljuje na kopirajućoj strani strujnog ogledala CM3, tako da se dobija:

2I - iz = Icopy(CM3) (7)

Kako je već napred rečeno ofset struja 2I eliminiše se strujnim izvorom I3, pa se za vrednost struje u otporniku 0R mogu napisati sledeće relacije:

zRz iIi +=>

0;0 , (8)

zRz iIi −=<

0;0 . (9)

Već je ranije naglašeno da otpornik 0R služi za konvertovanje struje u napon. Ako se uzme da otpornici 1R i 0R imaju istu vrednost, onda se na osnovu relacija (5), (8) i (9) mogu napisati sledeće relacije:

inoutin VVV +=> ;0 , (10)

inoutin VVV −=< ;0 . (11)

Relacije (10) i (11) mogu se sažeti u jednu koja matematički definiše dvostrani usmerač:

inout VV = , (12)

čime je dokazano da prikazano kolo zaista radi kao dvostrani usmerač.

5. REZULTATI PSPICE SIMULACIJE Strujna ogledala prikazana na slici 2a i 2c realizovana su sa tranzistorima

2N3904 (NPN) i 2N3906 (PNP).



10k 100k 1M

10k

100k

1M

Zout

, (oh

m)

f, (hz)

Wilson CM1, CM4 CM2, CM3

a)

0.0 500.0µ 1.0m 1.5m 2.0m0.0

500.0µ

1.0m

1.5m

2.0m

I out,

(A)

Iin , (A)

b)

Slika 4. Zavisnost izlazne otpornosti od učestanost, b) strujna prenosna karakteristika

Operacioni prenosnik koji je upotrebljen u realizaciji dvostranog usmerača analiziran je u referenci [13]. Vrednosti strujnih izvora u dvostranom usmeraču su I1= I2= I3/2= 100uA, dok je za tranzistor Q1 uzet 2N3904 a za Q2 uzet 2N3906. Zbog podešavanja naponske prenosne karakteristike uzete su vrednosti za otpornike: R1= 10 Ω i R0 = 10.3 Ω.

Mrtva zona nastaje kao posledica uključivanja i isključivanja tranzistora 1Q i 2Q , a njena širina povezana je sa izlaznom otpornošću operacionog

prenosnika tako da se manja širina mrtve zone ima kod veće izlazne otpornosti. Takođe se uočava da se mrtva zona nalazi u opsegu -0.3mV do 0.2mV, dakle veoma je mala i ne postoji simetrija u odnosu na nultu vrednost napona na ulazu.



-6.0m -4.0m -2.0m 0.0 2.0m 4.0m 6.0m

0.0

1.0m

2.0m

3.0m

4.0m

5.0m

Vou

t, (V)

Vin, (V)

Slika 5. Naponska prenosna karakteristika predloženog usmerača

Na slici 5(a) i 5(b) prikazan je talasni oblik napona na izlazu usmerača za

signal na ulazu učestanosti kHzf 100= i amplitudu i mV5 .

0.0 5.0µ 10.0µ 15.0µ 20.0µ-6.0m

-5.0m

-4.0m

-3.0m

-2.0m

-1.0m

0.0

1.0m

2.0m

3.0m

4.0m

5.0m

6.0m

Vin,

Vot

, (V)

t, (s)

Vout Vin

Slika 6. Talasni oblik napona na izlazu usmerača za ulazni signal f = 100 kHz

i amplitude 5mV

Na osnovu slika 5 i 6 može se zaključiti da predloženi usmerač vrlo kvalitetno usmerava signale malih amplituda, a relativno visokih učestanosti. U referenci [9] mogu se videti talasni oblici usmerenih signala istih amplituda i učestanosti već objavljenih usmerača, pa na osnovu njihovih upoređenja može se zaključiti da predloženi usmerač isto, ako ne i bolje, vrši usmeravanje signala malih amplituda i relativno visokih učestanosti.



6. ZAKLJUČAK Izvršena je PSPICE analiza dvostranog usmerača sa operacionim

prenosnikom i strujnim ogledalima. Pokazano je da predloženi usmerač veoma kvalitetno usmerava signale malih amplituda (reda veličine mV5 ) i relativno visokih učestanosti (reda veličine kHz100 ). Otpornost xR koja postoji na invertujućem priključku operacionog prenosnika je praktično svedena na nulu, a time je eliminisana i greška u izlaznom signalu koja nastaje kao posledica postojanja ove otpornosti. Upotrebljena su strujna ogledala jediničnog pojačanja koja imaju veoma dobru strujnu prenosnu karakteristiku koja se analitički može da predstavi [10] kao:

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛ −≅ 221

βinout II , (13)

gde β predstavlja strujno pojačanje upotrebljenih tranzistora, i na osnovu koje se zaključuje da je greška koja potiče od strujne prenosne karakteristike veoma mala. Međutim, kako je za 0,0 >> zin iV i kopira se pomoću 1CM i 2CM , dok je za

0,0 >< zin iV i kopira se pomoću 2CM , 3CM i 4CM , onda su tačne sledeće relacije:

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛ −+≅> 241;0

βinoutin VVV , (14)

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛ −−≅< 261;0

βinoutin VVV , (15)

tako da se greška usmeravanja povećava i malo je veća kod negativne poluperiode. Ostala je samo greška koja se javlja pri prolasku ulaznog signala kroz nulu i koja se manifestuje u vidu mrtve zone na naponskoj prenosnoj karakteristici. Ova greška ne može da se eliminiše, ali može da se smanji upotrebom operacionih prenosnika sa većom izlaznom otpornošću. Važno je istaći da kod ove realizacije usmerača nema greške zbog neizbežnog ofset napona.



7. LITERATURA [1] C. Toumazou and F. J. Lidgey, “Wide-band precision rectification”,

IEE Procedings, Vol. 134 Pt. G, No. 1, February 1987. [2] S. Ðukić, “Contribution’s to the analysis and design of analog

current procesing circuits”, PhD thesis, TF Cacak, 1999. [3] A. Khan, M.A. El-Ela and M. A. Al-Turaigi, “Current-mode

precision rectification”, International Journal of Electronics, 79, pp. 853-856, 1995.

[4] S. J. G. Gift and B. Maundy, “Versatile Precision Full-Wave Rectifiers for Instrumentation and Measurements”, IEEE Trans. Instrumentation and Measurement, vol. 56, no. 5. pp. 1703-1709, October 2007.

[5] K. Hayatleh, S. Porta and F. J. Lidgey, “Temperature indenpendent current conveyor precision rectifier”, Electronics Letters, vol.30, No 25, pp. 2091-2093, December 1994.

[6] S. Ðukić, “Full-wave current conveyor precision rectifier”, Serbian Journal of Electrical Engineering, Vol. 5. No. 2, pp. 263-267, November 2008.

[7] A. Monpapassorn, K. Dejhan and F. Cheevasuvit, “A full-wave rectifier using a current conveyor and current mirrors”, Int. J. Electronics, Vol. 88, No. 7, pp. 751-758. 2001.

[8] S. J. G. Gift, “Hybrid current conveyor-operational amplifier circuit”, Int. J. Electronics, Vol. 88, No. 12, pp. 1225-1235, 2001.

[9] S. J. G. Gift, “New precision rectifier circuits with high accuracy and wide bandwidth”, International Journal of Electronics, Vol. 92, No. 10, pp. 601-617, October 2005.

[10] P. R. Gray and R. G. Meyer, “Analysis and Design of Analog Integrated Circuits”, New Jork: John Wiley and Sons, 1993.

[11] B. Wilson, M. Al-Gahtani, J. Vosper and R. Deloughry, “High-precision current conveyor implementation employing a current-steering output stage”, International Journal of Electronics, Vol. 93, No. 10, pp 653-662, October 2006.

[12] B. Hart, K. Hayatleh and F. J. Lidgey, Gatinean, Quebec, Canada, IEEE North-East Workshop on Circuits and Systems, june 2006 pp 89-92.

[13] S. Đukić, M. Vesković, “Dvostrani usmerač za male signale sa operacionim prenosnikom strujnim ogledalima”, 53. konferencija ETRAN, 2009 god, Vrnjačka Banja.



KORELACIJA PROCESA STRUKTURNE RELAKSACIJE I PROMENE ELEKTRIČNIH I MAGNETNIH SVOJSTAVA

AMORFNE LEGURE Fe73.5Cu1Nb3Si15.5B7

A. Kalezić-Glišović1, Z. Ristanović2, M. Dobričić2, A. Maričić1

REZIME: U ovom radu ispitivan je uticaj strukturnih promena u toku odgrevanja amorfne

legure Fe73.5Cu1Nb3Si15.5B7 u obliku trake na njena električna i magnetna svojstva. Metodom DSC ispitan je temperaturski interval termičke stabilnosti legure Fe73.5Cu1Nb3Si15.5B7. Pokazano je da je ova legura, u odnosu na proces kristalizacije stabilna do 4500C. Termomagnetnim merenjima, po Faradejevoj metodi, u temperaturskom intervalu od sobne temperature do 4500C, ispitan je uticaj strukturne relaksacije na magnetna svojstva ove legure. Nakon više sukcesivnih odgrevanja istog uzorka uz postepeno povećanje temperature odgrevanja pokazano je da se magnatna susceptibilnost ove legure može povećati do 40 %. Merenjem promene električne otpornosti u izotermskim uslovima pri temperaturama od t1 = 4200C, t2 = 4350C i t3 = 4500C tokom vremena τ = 20 min određeni su kinetički parametri i energije aktivacije relaksacionih procesa. Pokazano je da se proces strukturne relaksacije odigrava u dva stupnja. Prvi stupanj je kinetički proces, a drugi difuzioni proces. Energija aktivacije za prvi stupanj iznosi E1 = 139,43 J/mol K, a za drugi stupanj E2 = 184,07 J/mol K.

Ključne reči: strukturna relaksacija, električna i magnetna svojstva, amorfne legure. CORELATION BETWEEN THE PROCESS OF THE STRUCTURAL

RELAXATION AND THE CHANGES OF THE ELECTRIC AND MAGNETIC CHARACTERISTICS OF AN AMORPHOUS ALLOY

Fe73.5Cu1Nb3Si15.5B7

ABSTRACT: In this paper is analysed the impact of the structural changes during the heating

process of an amorphous alloy Fe73.5Cu1Nb3Si15.5B7 onto its electric and magnetic characteristics. Using the DSC method, we have examined the temperature interval of the thermal stability of the Fe73.5Cu1Nb3Si15.5B7 alloy. We have demonstrated that this alloy is stable up to 4500C compared to the cristalization process. Applying the Farraday method and thermomagnetic measuring, in the temperature interval from the room temperature up to 4500C, we have examined the impact of the structure relaxation onto magnetic characteristics of the alloy. It has been shown that the magnetic susceptibility of this alloy can be increased up to 40%. It is demonstrated that the process of the structural relaxation

1 Tehnički fakultet Čačak 2 Visoka škola tehničkih strukovnih studija Čačak


44 Tehnika i praksa, Broj 1, 2010. has two phases. The needed energy to activate the first one is E1 = 139,43 J/mol K, and for the second E2 = 184,07 J/mol K.

Key words: structured relaxation, electric and magnetic characteristics, amorphous alloys.

1. UVOD Amorfne metalne legure (AML) predstavljaju jednu od klasa novih

materijala, koje su zbog svojih izuzetnih svojstava našli primenu u gotovo svim oblastima tehnike, posebno u elektrotehnici [1,2]. One su grupa amorfnih materijala koje se najčešće dobijaju brzim hlađenjem rastopa dobijenih legiranjem prelaznih metala (TM: Fe, Ni, Co, Ti, Mo, Nb, V, Cr, Zr, Pd), koji su nosioci magnetnih i električnih svojstava, sa metaloidima (M: B, Si, P, C, Ge) čija je uloga da usporavaju proces kristalizacije tokom očvršćavanja rastopa. Velike brzine hlađenja od oko 106-108 K/s omogućavaju u strukturi formiranoj na ovaj način atomsku uređenost ne veću od 1 nm [3, 4]. Amorfna struktura materije je, međutim, strukturno i termodinamički nestabilna i veoma podložna procesu delimične ili potpune kristalizacije tokom termičke obrade, što zahteva poznavanje stabilnosti legura pri različitim temperaturama. Opšte posmatrano, stabilnost predstavlja termički aktiviran proces prelaska iz stanja neuređene amorfne strukture u uređenu kristalnu strukturu. Pri sintezi amorfnih magnetno mekih legura, koje se dobijaju tehnikom brzog hlađenja rastopa, potrebno je voditi računa o udelu sastavnih elemenata u leguri. Na ovaj način se postiže pobošljanje svojstava, kao što su izražena sposobnost formiranja stakla, sposobnost dobrog livenja legure (čime se postiže dobar kvalitet površine i homogenost traka), poboljšana termička stabilnost amorfne strukture i magnetna svojstva [5, 6, 7]. Istraživanja pokazuju da magnetna svojstva nakon procesa kristalizacije ili slabe ili dolazi do njihovog poboljšanja ukoliko se formiraju nanokristalne faze [8–10]. Intenzivna ispitivanja kinetičkih svojstava amorfnih legura ukazuju na to da su fizička priroda anomalnog ponašanja elektronske gustine stanja na Fermi nivou, toplotne provodnosti, toplotnog kapaciteta i električne otpornosti povezana sa strukturnim nehomogenostima tih materijala [11-13]. Pri odgrevanju amorfnih legura, na temperaturama od oko 1000C nižim od temperature kristalizacije u njima se odigravaju u principu dva konkurentna procesa: s jedne strane dolazi do smanjenja slobodne zapremine, što dovodi do smanjenja brzine difuzionog transporta mase i s druge strane, procesi uređenja koji približavaju leguru kristalnom stanju, odnosno povećava se njena gotovost za kristalizaciju.

Cilj ovog rada je ispitivanje uticaja strukturne relaksacije amorfne legure Fe73.5Cu1Nb3Si15.5B7 u toku procesa odgrevanja na njena električna i magnetna svojstva.


Tehnika i praksa, Broj 1, 2010. 45 2. EKSPRIMENTALNI DEO Predmet istraživanja u ovom radu je AML Fe73.5Cu1Nb3Si15.5B7 u obliku

trake. Ispitivani uzorci trake bili su debljine 30 μm. DSC analiza vršena je na uređaju Netzch DSC-404, pri čemu se uzorak nalazio u protočnoj atmosferi argona.

Analize su rađene u temperaturskom opsegu od sobne temperature do

6000C pri brzini zagrevanja od 200C/min. Zavisnost električne otpornosti amorfnih traka od temperature merena je metodom četiri tačke u peći sa zaštitnom atmosferom vodonika. Modifikovanom Faraday-evom metodom ispitivana je zavisnost relativne promene magnetne susceptibilnosti od temperature, u temperaturskom intervalu od sobne do 4500C, u atmosferi argona, pri jačini magnetnog polja od 8 kA/m.

3. REZULTATI I DISKUSIJA Na sl. 1 prikazan je DSC termogram uzorka legure Fe73.5Cu1Nb3Si15.5B7

dobijen pri brzini zagrevanja od 200C/min. Dobijeni termogram pokazuje jedan egzotermni pik na oko 5000C, što znači da se proces kristalizacije odvija u jednom stupnju. Dakle, pri zagrevanju približno do 4500C legura zadržava amorfnu strukturu.

400 500 6001.0

0.5

0.0

-0.5

-1.0

-1.5

-2.0

T C R = 5 2 2 . 8 40C

Heat flow, (mW)

T e m p e r a t u r e , (0C )

Slika 1. DSC termogram uzorka legure Fe73.5Cu1Nb3Si15.5B7 dobijen pri brzini zagrevanja od 20 0C/min.

Termomagnetnim merenjima je ispitan uticaj strukturne relaksacije na

magnetna svojstva ove legure (sl. 2). Nakon više sukcesivnih odgrevanja istog uzorka uz postepeno povećanje temperature odgrevanja magnetna susceptibilnost se povećala do 40 %.



50 100 150 200 250 300 350 400 4500.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

1.4

1.6χ

't/χ

300 K, χ

''t/χ

300 K,χ

'''t/χ

300 K, χ

''''t/χ

300 K

T e m p e r a t u r e , (0C )

a b c d

Slika 2. Zavisnost relativne promene magnetne susceptibilnosti od temperature AML

Fe73.5Cu1Nb3Si15.5B7: a) prvo zagrevanje do 3600C, b) drugo zagrevanje do 3800C, c) treće zagrevanje do 4000C, d) četvrto zagrevanje do 4200C u argonu.

Posle prvog zagrevanja u temperaturskoj oblasti amorfnog stanja i nakon

hlađenja do sobne temperature dolazi do povećanja magnetne susceptibilnosti za 7%. Nakon drugog zagrevanja do 3800C u temperaturskoj oblasti amorfnog stanja i nakon hlađenja do sobne temperature došlo je do porasta susceptibilnosti od 35%, a nakon trećeg zagrevanja do 4000C do porasta od 40%. Povećanje magnetne susceptibilnosti posle svakog zagrevanja uzrokovano je procesom strukturne relaksacije. Ovaj proces dovodi do smanjenja broja defekata, mehaničkih naprezanja i slobodne zapremine u uzorku legure, što omogućava lakšu pokretljivost zidova magnetnih domena. Uz istovremeno toplotno dejstvo i dejstvo spoljašnjeg magnetnog polja, međudomenski neorijentisani atomi se priključuju energijski povoljnijem magnetnom domenu. Sve to uzrokuje nakon hlađenja povećanje magnetne susceptibilnosti. Posle svakog odgrevanja Kiri temperatura TC se blago povećava. To je uzrokovano povećanjem termičke stabilnosti strukture procesom strukturne relaksacije. Dakle, potrebna je sve veća toplotna energija za dezorijentaciju magnetnih domena. Kirijeva temperatura TC je u temperaturskom intervalu od oko 3300C do 3700C, što je u odličnoj korelaciji sa rezultatima dobijenim merenjem specifične električne otpornosti (sl. 3). Na sl. 3 prikazana je temperaturska zavisnost specifične električne otpornosti AML Fe73.5Cu1Nb3Si15.5B7.



100 200 300 400 500 600

1.95

2.00

2.05

2.10

2.15

2.20

2.25

2.30

2.35

T C

T C R

ρ (μ

Ωm

)

Temperature, (0C) Slika 3. Temperaturska zavisnost specifične električne otpornosti AML Fe73.5Cu1Nb3Si15.5B7.

Pokazano je da je najveća promena temperaturskog koeficijenta otpornosti

na temperaturi od oko 3300C, kada prestaje interakcija provodnih elektrona sa magnonima. Na toj temperaturi amorfna legura gubi feromagnetna svojstva (TC), što je u potpunoj korelaciji sa rezultatima termomagnetnih merenja. U temperaturskoj oblasti od 3500C do 5000C temperaturski koeficijent otpornosti je vrlo mali. To je uzrokovano intenzivnijim procesom strukturne relaksacije. Pri tome dolazi do porasta srednjeg slobodnog puta elektrona, povećanja gustine slobodnih elektrona i prestanka interakcije elektrona sa magnonima. Najveće smanjenje specifične električne otpornosti ρ nastaje u oblasti temperature kristalizacije (TCR = 5000C), jer proces kristalizacije prate promene elektronske strukture i povećanje broja slobodnih elektrona usled smanjenja broja kovalentnih veza, kao i povećanje srednjeg slobodnog puta elektrona u kristalnom stanju.

Kinetički parametri procesa strukturne relaksacije određeni su merenjem promene specifične električne otpornosti ρ u izotermskim uslovima pri temperaturama t1 = 4200C, t2 = 4350C i t3 = 4500C tokom vremena τ = 800 s. Na sl. 4 prikazana je zavisnost specifične električne otpornosti ρ od vremena odgrevanja τ uzoraka odgrevanih na temperaturama t1 = 4200C, t2 = 4350C i t3 = 4500C. Vidi se da ρ eksponencijalno opada sa vremenom τ, pa se ta zavisnost može predstaviti relacijom:

τ−

τ ρ=ρ k0 e , (1)

gde je k – konstanta brzine procesa strukturne relaksacije.



0 200 400 600 8002.21

2.22

2.23

2.24

2.25

2.26

2.27

2.28

2.29

2.30

2.31

2.32

t1 = 4 2 00C

t2 = 4 3 50C

t3 = 4 5 00C

ρ

(μΩ

m)

τ ( s ) Slika 4. Zavisnost specifične električne otpornosti ρ uzoraka legure Fe73.5Cu1Nb3Si15.5B7

odgrevanih na temperaturama t1 = 4200C, t2 = 4350C i t3 = 4500C od vremena odgrevanja τ .

Posle svakog izotermskog odgrevanja dolazi do pada specifične električne otpornosti i to: Δρ1/ ρ0 = 2,12% posle prvog, Δρ2/ ρ0 = 3,29% posle drugog i Δρ3/ ρ0 = 3,98% posle trećeg odgrevanja. Smanjenje specifične električne otpornosti uzrokovano je povećanjem srednjeg slobodnog puta elektrona i gustine stanja slobodnih elektrona posle strukturne relaksacije.

Analizom dobijenih zavisnosti ρ(τ) prikazanih na sl. 4 utvrđeno je da u prvom vremenskom intervalu τ1 = 160 s za t1 = 4200C, τ2 = 140 s za t2 = 4350C i τ3 = 100 s za t3 = 4500C egzistira l inearna zavisnost ln ρ = f (τ) (sl .5). To potvrđuje da je prvi stupanj procesa strukturne relaksacije brzi aktivaciono kontrolisan kinetički proces. Tokom ovog procesa dolazi do prelaza atoma iz manje stabilnog u više stabilno stanje.

0 20 40 60 80 100 120 140 160 1800.812

0.816

0.820

0.824

0.828

0.832

0.836

0.840 t1 = 4200C

t2 = 4350C

t3 = 4500C

ln ρ

τ ( s ) Slika 5. Zavisnost ln ρ od vremena odgrevanja τ uzoraka legure Fe73.5Cu1Nb3Si15.5B7

odgrevanih na temperaturama t1 = 4200C, t2 = 4350C i t3 = 4500C.



Sa porastom temperature odgrevanja vreme trajanja ovog stupnja procesa

se skraćuje i raste konstanta brzine k1 ovog stupnja procesa:

τΔρΔ= lnk1 . (2)

U drugom vremenskom intervalu '1τ > 160 s, '

2τ > 140 s i '3τ > 100 s

egzistira linearna zavisnost specifične električne otpornosti ρ od τ za sve tri temperature odgrevanja, što je prikazano na sl. 6. To znači da je drugi stupanj procesa strukturne relaksacije spori difuzioni proces, tokom koga dolazi do transporta mase među šupljinama i smanjenja slobodne zapremine.

12 14 16 18 20 22 24 26 28 30

2.22

2.23

2.24

2.25

2.26

2.27

2.28

2.29

2.30

t1 = 4200C

t2 = 4350C

t3 = 4500C

ρ

(μΩ

m)

τ1/2

( s1 / 2)

Slika 6. Zavisnost specifične električne otpornosti ρ od τ uzoraka legure Fe73.5Cu1Nb3Si15.5B7 odgrevanih na temperaturama 4200C, 4350C i 4500C.

Sa porastom temperature odgrevanja raste konstanta brzine k2 ovog stupnja

procesa:

2/12kτΔρΔ= . (3)

Na sl. 7 prikazana je zavisnost ln k od 1/T uzoraka legure Fe73.5Cu1Nb3Si15.5B7 odgrevanih na temperaturama 4200C, 4350C i 4500C. Energije aktivacije za kinetički (E1) i difuzioni (E2) proces strukturne relaksacije određene su prema relaciji:



)T/1(klnRE

ΔΔ= , (4)

gde je R – univerzalna gasna konstanta.

1.37 1.38 1.39 1.40 1.41 1.42 1.43 1.44 1.45-14.0-13.5-13.0-12.5-12.0-11.5-11.0-10.5-10.0

-9.5-9.0-8.5-8.0

ln k1ln k2

ln k

1 0 0 0 / T ( K- 1)

Slika 7. Zavisnost ln k od 1/T uzoraka legure Fe73.5Cu1Nb3Si15.5B7 odgrevanih na temperaturama 4200C, 4350C i 4500C (ln k1 – prvi stupanj, ln k2 – drugi stupanj procesa

strukturne relaksacije).

Vrednosti konstanti brzine i energije aktivacije oba stupnja procesa strukturne relaksacije prikazani su u Tabeli I.

Tabela I. Kinetički parametri procesa strukturne relaksacije uzoraka legure Fe73.5Cu1Nb3Si15.5B7 odgrevanih na temperaturama 4200C, 4350C i 4500C.

t (0C)

k1⋅10-4 (s-1) k2⋅10-6 (s-1) E1 (kJ/mol)

E2 (kJ/mol)

420 0.801 1.12 435 1.303 2.92 139.43 184.07 450 2.188 4.2

Dobijeni rezultati pokazuju da konstante brzine oba stupnja procesa

strukturne relaksacije rastu sa povećanjem temperature odgrevanja. Energija aktivacije drugog stupnja je veća od energije aktivacije prvog stupnja procesa strukturne relaksacije.



4. ZAKLJUČAK Termomagnetnim i termoelektričnim merenjima ispitan je uticaj strukturne

relaksacije na magnetna i električna svojstva ove legure. Nakon više sukcesivnih odgrevanja istog uzorka uz postepeno povećanje temperature odgrevanja magnetna susceptibilnost se povećala do 40 %. Posle svakog odgrevanja Kiri temperatura (TC) se blago povećava. Maksimalan skok magnetne susceptibilnosti i naglo povećanje gustine stanja elektrona nastaje posle zagrevanja do 4000C. Merenje specifične električne otpornosti je pokazalo da je najveća promena temperaturskog koeficijenta otpornosti na temperaturi od oko 3300C (TC). Posle svakog izotermskog odgrevanja dolazi do pada specifične električne otpornosti i to 2,12% posle prvog, 3,29% posle drugog i 3,98% posle trećeg odgrevanja. Ovaj pad električne otpornosti uzrokovan je povećanjem srednjeg slobodnog puta elektrona uz istovremeno povećanje gustine provodnih elektrona. Najveće smanjenje specifične električne otpornosti nastaje u oblasti temperature kristalizacije (TCR = 5000C), što je u saglasnosti sa rezultatima DSC analize. Eksperimentalno je pokazano da se proces strukturne relaksacije AML Fe73.5Cu1Nb3Si15.5B7 odvija kroz 2 stupnja: prvi stupanj je brzi kinetički proces, a drugi stupanj je spori difuzioni proces. Dobijeni rezultati pokazuju da konstante brzine oba stupnja procesa strukturne relaksacije rastu sa povećanjem temperature odgrevanja.

5. LITERATURA [1] J.D. Bernal, Nature 185 (1960) 68. [2] S. Takayma, J. Mater. Sci. 11 (1976) 164. [3] D.S. Jong, J.H. Kim, E. Fleury, W.T. Kim, D.H. Kim, J. Alloys

Compd. 389 (2005) 159. [4] D.R. Santos, D.S. Santos, Materials Research, 4 (2001) 47. [5] K.G.Raval, K.N.Lad, A.Pratap, A.M. Awasthi, S. Bhardwaj,

Thermochimica Acta 425 (2005) 47. [6] A. Maričić, M. Spasojević, S. Arnaut, D. Minić, M. M. Ristić, Sci.

Sintering, 40 (2008) 303. [7] D. M. Minić, A. Gavrilović, P. Angerer, D. G. Minić, A. Maričić, J.

Alloys Compd., 476 (1-2) (2009)705. [8] D. M. Minić, A. Maričić, B. Adnađević, J. Alloys Compd. 473

(2009) 363. [9] D.W. Handerson, J. Non-Crystal. Solids 30 (1970) 301. [10] K. Matusita, S. Sakka, J. Non-Crystal. Solids 38 (39) (1980) 741. [11] V. E. Egoruskin, N. V. Melnikova, Metalofizika, T.10, No1 1988, p.

81. [12] L. A. Jacobson, J. McKittrik, Rapid Solidification Processing,

Elsevier, 1994. [13] K. Suzuki, H. Fudzimori, K. Hasamoto, Amorfnye metally,

Metallurgiya, Moskva, 1987 (na Ruskom).



PRIMENA MODIFIKOVANOG METODA FIKTIVNIH IZVORA ZA ODREĐIVANJE ELEKTROMAGNETNIH

VELIČINA DVOŽIČNIH VODOVA

Milan Dobričić1 REZIME U radu je prikazan numerički metod za određivanje elektromagnetnih veličina

dvožičnih vodova koji predstavlja kombinaciju metoda fiktivnih izvora i konformnog preslikavanja, pa će taj metod ubuduće nositi naziv modifikovan metod fiktivnih izvora.

Ključne reči: dvožični vod, konformno preslikavanje, modifikovan metod fiktivnih izvora, kompleksni potencijal, podužna kapacitivnost, jačina polja.

THE APPLICATION OF THE MODIFY CHARGE SIMULATION

METHOD FOR DETERMINATION OF ELECTROMAGNETIC VALUES OF TWO WIRE LINES

ABSTRACT In this paper is presented a numerical method for determination of

electromagnetic values of two wire lines, which represents a mixture of charge simulation method and conform mapping.

Keywords: Two wire lines, Conform mapping, Electric field intensity, charge density, charge simulation method, complex potential.

1. UVOD U cilju dobijanja što preciznijih rešenja za jačinu polja u okolini oštrih

ivica provodnika voda kao i na samim ivicama kao izuzetno pogodan i tačan može se koristiti metod fiktivnih izvora (MFI) u kombinaciji sa konformnim preslikavanjem usamljenih elektroda. Ova kombinacija navedenih metoda ubuduće će nositi naziv modifikovan metod fiktivnih izvora (MMFI). Suština MMFI sastoji se u sledećem: izvrši se preslikavanje spoljašnje oblasti jednog od provodnika voda na spoljašnju oblast jediničnog kruga. Pri tome se kontura koja ograničava poprečni presek provodnika voda preslikava u jediničnu kružnicu. Zatim se primeni metod fiktivnih izvora na način kako je to uobičajeno pri čemu se dobijaju vrednosti fiktivnih opterećenja kq′ . Pošto se kompleksna funkcija preslikavanja odredi na neki od načina (preporučuje se srednjekvadratna




aproksimacija koju je autor prezentovao u magistarskoj tezi [5,8], ona se dalje koristi za preslikavanje tačaka kz u kojima se nalaze fiktivna opterećenja u tačke

kw . Tako se dobija ekvivalentan elektrostatički sistem u −w ravni koga čine veoma dug provodni cilindar jediničnog, kružnog poprečnog preseka i snop paralelnih provodnika opterećenih podužnim opterećenjima kq′ smeštenih u tačkama kw . Za dobijeni sistem primenom teoreme lika u cilindričnom ogledalu veoma lako se odredi kompleksni potencijal, a na osnovu njega i ostale elektrostatičke veličine od interesa. Ovaj metod daje veoma stabilna rešenja za jačinu polja i površinsku gustinu naelektrisanja po površini provodnika. To se u prvom redu odnosi na oštre ivice gde se po volji može zadavati tačka kroz koju prolazi kontura kao granica poprečnog preseka provodnika. Stabilnost rešenja ogleda se u činjenici da je metod prilično neosetljiv na broj upotrebljenih fiktivnih izvora pa se tako izbegava loša uslovljenost linearnih sistema jednačina koja se redovno javlja pri primeni metoda fiktivnih izvora.

2. OPIS METODA Na Sl. 1. prikazan je poprečni presek dvožičnog voda čiji su provodnici

pravougaonog poprečnog preseka. Oštre ivice voda mogu da se zaoble tako da je poluprečnik krivine u temenima pravougaonika 00 >r , a fiktivni izvori se postavljaju u unutrašnjosti provodnika po isprekidanim linijama kao na slici.

Slika 1. Dvožični vod u −z ravni.

Potencijal u okolini voda iznosi

( ) ( ) ( )

1 1 1

1 1 11 1 1, , , ,

I J K

i i j j k ki j k

q G q G q G= = =

′ ′ ′ ′ ′ ′ϕ = + +∑ ∑ ∑r r r r r r (1)

gde su ( ) ( ) ( ), , , , ,i j kG G G′ ′ ′r r r r r r Grinove funkcije.

Pošto se iz razloga simetrije zadovolji granični uslov za potencijal na gornjoj polovini desnog provodnika u 2+++ KJI tačaka podešavanja pri čemu su uzete u obzir tačke A i B, dobija se sistem linearnih jednačina čijim se rešavanjem dobijaju nepoznata fiktivna opterećenja. Zatim se na standardni način



sračunavaju ostale veličine od interesa. Međutim, kao što je već rečeno dobijeni sistemi jednačina su redovno loše uslovljeni što predstavlja veliku smetnju kod sistema sa većim brojem nepoznatih. Rezultati pokazuju da je rešenje za podužnu kapacitivnost dosta stabilno u odnosu na broj upotrebljenih fiktivnih izvora pošto se radi o integralnoj veličini, dok su rezultati za jačinu polja na oštrim ivicama nestabilni tj. jako zavise od broja upotrebljenih fiktivnih izvora. Zbog toga se pribegava sledećem postupku:

Najpre se izvrši preslikavanje spoljašnjosti levog provodnika Sl. 2. shodno proceduri opisanoj detaljno u [5]. Iz razloga simetrije figure posmatra se samo jedna njena četvrtina u prvom kvadrantu pa se formira sledeći funkcional

Slika 2. Preslikavanje pravougaonika u jediničnu kružnicu.

+ψ⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ −+ψ⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛ −= ∫∫

π

α

α

d2

d2

222

0

byaxF

( ) +⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛′−αλ+ ∑

=

N

nnx amC

1

cos

( ) .minsin1

=⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛′−αλ+ ∑

=

N

nny bmC (2)

gde su x i y parametarske jednačine funkcije preslikavanja

( )

( )ψ=

−−ψ=

∑

∑

=

=

mCy

damCx

N

nn

N

nn

sin

22cos

1

1 (3)

a a′ i b′ koordinate tačke 2A koje uzimaju u obzir zakrivljenost 0r .


56 Tehnika i praksa, Broj 1, 2010. Minimizacijom funkcionala (2) dobija se sistem nelinearnih jednačina

čijim se rešavanjem dobijaju nepoznate veličine yxnC λλα ,,, , gde je m redni broj harmonika i za pravougaonik iznosi nm 23 −= . Tako kompleksna funkcija preslikavanja određena u obliku Loranovog reda u prstenu 1 w≤ < ∞ ima oblik

∑=

=N

n

mn wCz

1

(4)

Ovde je θ= jerz i ψ= jeRw . Pošto su fiktivna opterećenja određena na način kako je to gore opisano,

može se formirati ekvivalentan elektrostatički sistem koga čine veoma dug provodni cilindar jediničnog poluprečnika kao slika levog provodnika u −w ravni i snop fiktivnih opterećenja kojim je zamenjen desni provodnik Slika 3.

Slika 3. Ekvivalentan elektrostatički sistem u

w − ravni. Tačke kw mogu se odrediti iz funkcije preslikavanja (4) pošto je njihov

položaj u −z ravni poznat, a funkcija preslikavanja određena u obliku ( )wzz = . Međutim, na žalost, inverznu funkciju ( )zww = nije moguće odrediti u eksplicitnom obliku, što znači da bi za svako fiktivno opterećenje kq′ trebalo rešiti K nelinearnih jednačina u cilju određivanja njihovih pozicija kw . U nameri da se izbegne rešavanje nelinearnih jednačina može se primeniti jednostavan iterativni postupak za određivanje tačaka kw polazeći od funkcije preslikavanja (4) koja se razvija u Tejlorov red u okolini tačke kw , odnosno [8]

( )kkk wwzzz −′+= (5)

vj

1=a

V−=ϕ

u

kq′

kw

kq′

∗kw

vuw j+=


Tehnika i praksa, Broj 1, 2010. 57 gde je

kww

k wzz

=

=′dd (6)

odnosno

∑=

−=′N

n

mknk wCmz

1

1 (7)

pri čemu su izvodi višeg reda zanemareni.

Kada se jednačina (7) zameni u (5) i izrazi po w , dobija se iterativna formula

( ) ( )

( )

( )∑

∑

=

−

=+

−+= N

n

mikn

N

nk

mikn

ik

ik

wCm

zwCww

1

1

11 (8)

gde je Ii ,..1,0= . Početna vrednost ( )0kw u iterativnom procesu (8) određuje se za

vrednost ∞→w pa je wCz 1= odakle je

( )

1

0

Czw k

k = . (9)

Predloženi postupak ima veoma brzu konvergenciju tako da se već posle dve ili tri iteracije dobijaju vrednosti kw sa tačnošću na osam decimalnih mesta. Na kraju, kada se sve ove vrednosti odrede, po primeni teoreme lika u cilindričnom ogledalu [8] kompleksni potencijal sistema na Sl. 3. iznosi

∗

∗

= −

′−−

′−⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛′πε

+−=Φ ∑k

k

k

kK

k

kk

wwww

wwww

aw

qV2

10log

21 . (10)

Pozicije fiktivnih opterećenja u gornjoj i donjoj poluravni označene su sa

kw odnosno ∗kw i iznose

je k

k kw R ψ= i - je kk kw R∗ ψ= , (11)

a njihovih likova u cilindričnom ogledalu u gornjoj i donjoj poluravni iznose respektivno

2

je kk

k

awR

ψ′ = i 2

- je kk

k

awR

∗ ψ′ = (12)

gde je 1=a poluprečnik jediničnog kruga i ψ= jeRw .


58 Tehnika i praksa, Broj 1, 2010. Kada se odredi kompleksni potencijal jačina polja u okolini dvožičnog

voda u −z ravni određuje se na poznati način

wzw

E

dd1

dd ⋅Φ= (13)

gde je izvod

∑=

−=N

n

mn wCm

wz

1

1

dd , (14)

a njegov moduo

22

21d

d SSwz += . (15)

Veličine 1S i 2S iznose respektivno

( )[ ]∑=

− ψ−=N

n

mn mRCmS

1

11 1cos , ( )[ ]∑

=

− ψ−=N

n

mn mRCmS

1

12 1sin (16)

Tako, na primer, ako se stavi 1=R u izraz za jačinu polja (13) i ako se

ugao ψ zadaje u granicama π≤ψ≤ 20 , dobija se raspodela jačine polja po površini provodnika voda. Zbog postojeće simetrije ugao ψ je dovoljno zadavati u granicama π≤ψ≤0 . Numerički rezultati za jačinu polja dobijeni na ovaj način su izuzetno stabilni čak i na oštrim ivicama provodnika što znači da je metod prilično neosetljiv na broj upotrebljenih fiktivnih izvora. Prema tome, u odnosu na klasični metod fiktivnih izvora MMFI u tom pogledu ima veliku prednost što će biti ilustrovano na narednim primerima.

Podužna kapacitivnost može se dobiti na uobičajeni način kao

U

qC

K

kk∑

=

′

=′ 1

2, (17)

gde je −U napon između provodnika. Osim na ovaj način podužna kapacitivnost može se dobiti i integracijom

električnog polja po površini provodnog cilindra u −w ravni. Naime, pošto pri konformnom preslikavanju podužna kapacitivnost ostaje invarijantna veličina i s obzirom da je analitički izraz za jačinu polja u −w ravni

,dd

wE Φ= (18)


Tehnika i praksa, Broj 1, 2010. 59 normalizovana podužna kapacitivnost može se odrediti kao

ψΦ=ε′∫π

ddd

0w

C . (17)

3. PRIMERI Posmatra se levi provodnik dvožičnog voda pravougaonog poprečnog

preseka Sl. 4. čije su dimenzije 0,2 / 0,01a b r a= = . Primenom gore opisane procedure dobijaju se nepoznati koeficijenti reda (4) funkcije preslikavanja koji su dati u sledećoj tablici.

Tablica 1. Vrednosti koeficijenata

Koeficijenti Vrednosti 0,4369582714384 0,1341658851947 -0,0654552756117 -0,0118735800185 0,0035662819083 0,0036509572965 0,0002645563842 -0,0012143163929 -0,0006000300568

aCn

0,0002881276592 α 0,6286630046151

Na taj način određena je funkcija preslikavanja data parametarskim

jednačinama oblika (3) koja neprekidno tačku po tačku preslikava pravougaonik koji ograničava poprečni presek levog provodnika u jediničnu centralnu kružnicu u

−w ravni prikazan na Sl. 4.

Slika 4. Oblik levog pravougaonika.

Zatim se može odrediti položaj fiktivnih opterećenja u −w ravni ,i jw w i

kw primenjujući gore opisani iterativni postupak (8). Na taj način dobija se



funkcija kompleksnog potencijala oblika (10) i odgovarajuće jačine električnog polja oblika (13). Vrednosti jačine polja u karakterističnim tačkama A, B, C i D za dimenzije voda 2 , 0,5a b d a= = , 0 0,01r a = i podužna kapacitivnost, date su u Tabelii 2. računate po metodu fiktivnih izvora i po MMFI.

Tabela 2. Izračunate vrednosti

10=M 20=M 50=M

Vre

dnos

t

MFI MMFI MFI MMFI MFI MMFI

B AE E 3,7990 2,9477 3,0307 2,9487 2,7129 2,9494

C AE E 1,2237 0,8462 0,9574 0,8353 0,8591 0,8312

D AE E 0,2199 0,1914 0,2181 0,1888 0,2206 0,1879

C′ ε 3,0395 3,0395 3,0596 3,0596 3,0641 3,0641 Na Sl. 5 prikazan je grafik normalizovane vrednosti električnog polja po

površini provodnika voda na osnovu rezultata iz Tabele 2.

Slika 5. Grafik jačine polja po površini provodnika.

Na osnovu prethodnih rezultata može se zaključiti da se stabilnija rešenja za jačine polja dobijaju primenom MMFI pa je u tom pogledu on pogodniji od MFI. To je naročito izraženo kod smanjenog rastojanja između provodnika jer tada sve više dolazi do izražaja efekat blizine što se vidi u Tabeli 3. za dimemzije

0,2 , 0,05 0,01a b d a r a= = = .



Tabela 3. Izračunate vrednosti

20=M 50=M 100=M V

redn

ost

MFI

MM

FI

MFI

MM

FI

MFI

MM

FI

A

B

EE

1,2943 1,3670 1,2219 1,3353 1,3976 1,3977

A

C

EE

0,0991 0,0959 0,0953 0,0957 0,1084 0,0960

A

D

EE

0,0234 0,0213 0,0220 0,0212 0,0242 0,0213

ε′C 13,370 13,370 13,321 13,321 13,373 13,373

Na Sl. 6. dat je grafik normalizovane vrednosti električnog polja po

površini provodnika voda za date dimenzije.

Slika 6. Grafik jačine polja po površini provodnika.

4. ZAKLJUČAK Kako to prethodni rezultati pokazuju, za proračun podužne kapacitivnosti

dvožičnih vodova može se sa dovoljnom tačnošću koristiti MFI dok se za proračun jačine polja kao metod koji daje stabilnije rezultate naročito u slučaju manjih rastojanja između provodnika i oštrijih ivica preporučuje MMFI.



5. LITERATURA [1] M. M. Dobričić, Približno konformno preslikavanje poligonalnih

oblasti, PES ′96, Maj 1996., Niš. [2] J. V. Surutka, Elektromagnetika, Građevinska knjiga, Beograd, 1978. [3] J. V. Surutka, D. M. Veličković: “Some Improvements of the Charge

Simulation Method for Computing Electrostatic Fields”, Bulletin LXXIV de l’Academie Serbe des Scinces et des Arts, Class dess Sciences techn., No.15, 1981, pp. 27-44.

[4] D. M. Veličković, A. Veličković: “Approximate solution of electrostatic problems”, STATICKA ELECTRINA, Krakov, October 1980. pp 7-16.

[5] D. M. Veličković, Metodi za proračun elektrostatičkih polja, Stil, Podvis, Niš, 1982.

[6] Fuks B.A., abat B.V., Funkcii kompleksnogo peremennogo i nekotorxe ih prilo`eni\- M:FIZMATGIZ – 1959.

[7] Mirolybov N.N., Kostenko M.B., Levin[tejn M.L., Tihodeev N.N.: Metodx rasč$ta &lektrostatičeskih polej, Vis[a\ kola, Moskva 1963

[8] Veličković D.M., Numerički i približni metodi za rešavanje pro-blema elektrostatike, Zbornik radova III jugoslovenskog savetovanja o zaštiti od statičkog elektriciteta, oktobar 1978., Beograd.

[9] W. V. Koppenfels, F. Stallmann, Praxis der konformen abbildung, Springer-Verlag, Berlin, Gottingen, Heidelberg, 1959.

[10] D. M. Veličković i saradnici, Zbirka rešenih ispitnih zadataka iz elektromagnetike – Prvi deo, 2000.

[11] M. M. Dobričić, Približno rešavanje elektrostatičkih problema pomoću konformnih preslikavanja, ETRAN, Bukovička Banja, jun 2001.

[12] D. M. Veličković, M. M. Dobričić, About conformal mapping of the cylindrical conductors with polygonal cross-section, PES 01, October 2001. Faculty of Electronic Engineering of Nis.

[13] М. М. Добричић, О приближном нумеричком решевању електростатичких проблема помоћу конформних пресликавања, магистарска теза, Електронски факултет, Ниш, 2001.

[14] M. M. Dobričić, Numerical solving of isolated electrodes using conform mapping, 6th International conference on applied electromagnetics, PES 03, Jun 2003. Faculty of Electronic Engineering of Nis.

[15] M.M. Dobričić, Numeričko određivanje kompleksnog potencijala dvožičnih vodova, ETRAN, Čačak 2004.

[16] М. М. Добричић, Расподела потенцијала око двожичних водова са посебним освртом на примену метода комплексних потенцијала, докторска дисертација, Технички факултет, Чачак, 2008.



PRIMENA STATISTIČKE KONTROLE KVALITETA

Petar Nikšić1 REZIME U radu je prikazan primer primene metoda statističke kontrole, u procesnoj

kontroli metode distribucije frekvencija kada se rezultati prikazuju u rastućem ili opadajučem nizu i u prijemnoj kontroli metode dvostrukog uzorkovanja za seriju od 3000 komada izabranog proizvoda.

Ključne reči: proizvod, statistička kontrola kvaliteta, procesna kontrola, metod distribucije frekvencija, prijemna kontrola, merenje, uzorak, obrada rezultata.

APPLICATION OF THE STATISTICAL QUALITY CONTROL

ABSTRACT In this paper is presented one example of the application of the statistical control,

in the process control of the frequency distribution method, when the results appear in a increasing or a decreasing line, and in an entrance control method of a double sampling, for a series of 3000 pieces of a selected product.

Key words: product, statistical quality control, production control, frequency distribution method, entrance control, measuring, sample, result processing.

1. UVOD Problematika kontrole kvaliteta postaje naročito složena u uslovima

masovne proizvodnje. Ta se problematika naročito ogleda u troškovima kontrole i njenoj tačnosti. U savremenim proizvodnim uslovima kontrola ima izrazito preventivni karakter. Sem toga, kontrola kvaliteta sada ima i projektantski karakter u odnosu na kvalitet, tj. kvalitet proizvodnje se može unapred projektovati- planirati, pre nego što proizvodnja uopšte i počne. Pomenuta nova uloga kontrole kvaliteta ostvaruje se primenom matematičko–statističkih metoda. Rezultati se analiziraju matematičkim postupcima.

Statističke metode zauzimaju istaknuto mesto u upravljanju kvalitetom. Pri tome, odluke o kvalitetu proizvoda i procesa donose se na osnovu analize podataka reprezentativnog uzorka.

Premа Studentоvој rаspodeli, verоvаtnоćа pоuzdаnih merenjа u prоizvodnim prоcesimа, kreće se sа vrednоšću оd 95%, pri čemu јe brој merenjа između 3 i 25. Pri većem brојu merenjа оd 30, kоristi se Gаusоvа (nоrmаlnа) rаspоdelа merenih vrednоsti. Pоuzdаnim merenjem utvrđuјe se stаnje оstvаrenоg kvаlitetа prоizvоdа, оdnоsnо kоlikо јe prоizvоd urаđen u grаnicаmа prоpisаne tоlerаnciјe, i аkо su оdstupаnjа znаtnа, prоizvоdi se upućuјu nа dоrаdu ili se оdbаcuјu kао prоizvоdi bez upоtrebnоg kvаlitetа (škаrt). Štа će se smаtrаti




prоizvоdоm bez upоtrebnоg kvаlitetа zаvisi оd širine pоljа dоzvоljenih оdstupаnjа kаrаkteristikа prоizvоdа, mоgućnоsti tehnоlоškоg sistemа dа reаlizuјe prојektоvаnu vrednоst kаrаkteristikа prоizvоdа i pоuzdаnоsti mernih sredstаvа kојimа se prаte prоmene kаrаkteristikа prоizvоdа u prоizvоdnоm prоcesu.

2. PROCESNA KONTROLA PREČNIKA Ø24,25-0,1 ČAURA U radu je prikazan primer primene statističke kontrole serije od 3000

komada čaura u procesnoj kontroli proizvođača i u prijemnoj kontroli kupca. Crtež čaure i shema kontrolisanja su prikazani na slici 1.

24,2523,65

22O

O

O

+0.05

-0.1

-0.1

50,3

+0.2

3.6

+0.2

135,

6-0

.3

30-0

.314

,5+

0.5

min

12.5

+0.1

29O-0.1

27,4O -0.2

d2

d3

d1

M27x1

O24+0.3

NAZIVPoz. Kom

dural

Materijal Dimenzije Tezina Veza sa Primedba

IZMENE Kol Br.izmene POTPIS Datum 1

Ima list.1

List br.

Kopija br.

Datum

Br.00001

ÈAURAOzn.

1:1Razmera

Veza sa

Ostala veza

Zamenjen sa

Zamenjuju je

Konstruisao

CrtaoKontrolisao

Odobrio

2

0,5

Fetahoviæ Admir

d1

d2

d3

d3

0.05

0.05

EKSCENTRIÈNOST

stranica9

NAZIVPoz. Kom Materijal Dimenzije Tezina Veza sa Primedba

IZMENE Kol Br.izmene POTPIS Datum

Ima list.

List br.

Kopija br.

Datum

Br.

ZA ÈAURU

Ozn.

Razmera

Veza sa

Ostala veza

Zamenjen sa

Zamenjuju je

Konstruisao

CrtaoKontrolisaoOdobrio

Fetahoviæ Admir

16

15 12

81;18

14

7

10 9

17

3

11

6

13

2 4;5

181716151413121110987654321II IIII Red

181716151413121110987654321

16

87

54

1

MESTO KONTROLENAZIV KONTROLNIKA Dimenzija

meraOznaka ibroj Protivkont.

Kontrolni èepKontrolni èep

Kontrolni èep

Kontrolnik ekscent.

Kontrolnik ekscent.

Kontrolna raèvaKontrolna raèva

Kontrolna raèva

Kontrolna raèvaKontrolna raèva

Kontrolnik dubineKontrolnik dužine

Kontrolnik dužineKontrolnik visine

Kontrolnik visine

Kontrolnik visine

Kontrolna raèvaKontrolna agra

Šema kontrolisanja

KTKM-20507KTKM-7586KRE4-132

KVE1-133

KTKM-7585

KTKM-15839KTKM-42873KVB4-108KTKM-19329

KTKM-21909KRD4-150KRD4-111

KRD4-110KRD4-118KAA-2-3026

KTKM-42097KTKM-15837KTKM-15836

13 306KAP-7-101

PTKM-55576

46 011

22 +0.04

0.0523.65 -0.1

+0.23.60.050.05 +0.1

50.3+0.2

+0.2135.63014.524.2527.42927M27x1

M27x1/12,5min2422

-0.3

+0.15

-0.1

-0.2

-0.1

-0.236

+0.3

+0.05

stranica 11 00003

11

1

Slika 1. Crtež čaure i shema kontrolisanja

Iz serije delova metodom slučajnog uzorka izabrane su 32 čaure radi

kontrole prečnika Ø24,25-0,1mm. Nakon merenja rezultati su prikazani tabelarno prema redosledu merenja. Za obradu rezultata korišćen je metod intervalne distribucije frekvencije (METOD GRUPISANJA- Metod pomoćne veličine C), grupisanje je vršeno u 7 klasa. Rezultati merenja prema redosledu merenja prikazani su u tabeli 1.

Tabela 1: Rezulatati merenja prečnika Ø24,25-0,1 mm

N X N X N X N X 1 24.26 9 24.02 17 24.14 25 24.125 2 24.20 10 24.09 18 24.14 26 24.19 3 24.19 11 24.05 19 23.94 27 24.149 4 24.17 12 24.11 20 24.05 28 24.145 5 24.21 13 24.14 21 24.06 29 24.16 6 24.25 14 24.13 22 23.98 30 24.10 7 24.18 15 24.16 23 24.31 31 24.105


Tehnika i praksa, Broj 1, 2010. 65 2.1. Histogram i poligon raspodele U cilju preglednijeg oblikovanja i prikazivanja histograma i poligona

raspodele, posebno kod većeg broja rezultata, rezultati se grupišu u grupe – klase. Raspon: R=Xmax – Xmin= 24,31 – 23,94 = 0,37 mm se deli u grupne

intervale – klase. Ako se usvoji K=7 klasa širina klase je: D= R/k = 0,37/7 = 0,37/7 = 0,0528

≈ 0,053mm tako da je donja granica prve klase: Dld = Xmin – 5•10- (3+1)=23,94 – 0,0005

= 23,9395 mm dok je gornja: Dlg= Dld+d = 23,9395 + 0,053 = 23,9925 mm. Rezultati merenja grupisani u klase dati su u tabeli 2, a histogram i

dijagram raspodele na slici 2.

Tabela 2. Rezulatati merenja grupisani u klase

Red. Broj

Grupni interval – klase

Sredina intervala, Xi Raboš Frekvencije, fi

1 23,9395-23,9925 23,966 // 2 2 23,9925-24,0455 24,019 // 2 3 24,0455-24,0985 24,072 ///// 5 4 24,0985-24,1515 24,125 ///// ///// / 11 5 24,1515-24,2045 24,178 ///// /// 8 6 24,2045-24,2575 24,231 // 2 7 24,2575-24,3105 24,284 // 2

ZBIR 32

Slika 2: Histogram i poligon raspodele rezultata merenja

2.2. Proračun parametara raspodele Za proračun parametara raspodele grupisanih rezultata merenja izrađuje se

dopunska tabela (tabela 3) koja sadrži osnovne elemente proračuna. Polazna veličina je rezultat sa najvećom frekvencijom pojavljivanja (c=024,125 mm).

Osnovni parametri raspodele su: *srednja aritmetička vrednost:

( )

mmX

mmfbndCX i

k

i

13,24

1299,24332053,0125,246480)5()4(6

32053,0125,24

11

≈

=⋅+=++++−+−+−⋅+=⋅⋅+= ∑=

fifi


66 Tehnika i praksa, Broj 1, 2010. *standardna devijacija

Tabela 3. Elementi proračuna parametara raspodele

Redni broj

Sredina intervala

Xi fi bi= (Xi – C)/d ii fb ⋅ ii fb ⋅2

1 23,966 2 -3 -6 18 2 24,019 2 -2 -4 8 3 24,072 5 -1 -5 5 4 24,125 11 0 0 0 5 24,178 8 1 8 8 6 24,231 2 2 4 8 7 24,284 2 3 6 18

ZBIR 3 65 C=24,125 mm - najveća frekvencija, d=0,053mm

2.3. Proračun parametara raspodele Propisana tolerancija se izračunava na osnovu konstruktivne

dokumentacije definisanih odstupanja: T=Xg – Xd = 0-(-0,1) = 0+0,1=0,10 mm Prirodna tolerancija karakteriše mogućnosti procesa obrade (mašine) i

predstavlja meru rasipanja dimenzija: T= 6 σ = 6 0,0753 = 0,4518 mm. d) Procenat usaglašenih i neusaglašenih delova

• Tačno obrađeni (usaglašeni) delovi: Pt=Φ(u2) – Φ(u1) u1= (24,15 – 24,125)/0,0753 =0,3320 u2=(24,25 – 24,125)/0,0753= 1,6600

dok su iz tabele P1.2. Prilog1 za Nominalnu raspodelu određene vrednosti Laplasovih integrala:

Φ(u2)= Φ(1,66)=0,951543 Φ(u1)= Φ(0,33)=0,629300

• Procenat neusaglašenih delova Pt= Φ(u2) – Φ(u1) = 0,951543 – 0,629300 =0,3222 = 32,22%

Pn= (1-Pt) 100= 100-Pt = 100 – 32,22=67,78% Ko je data mera spoljašnja tada procenat delova za doradu iznosi:

Pd=1 – Φ(u2) = 1 – 0,951543 =0,0484 ≈ 4,84% Dok je procenat škarta delova: Pš= Φ(u1)=0,629300 ≈62,93%.

( )2 2

2

1 1

1 1 1 10,053 65 3 0,053 2,0312 0,008732 32

0,053 2,0225 0,053 1,4221 0,0753

k k

i i i ii i

d b f b fn n

mm

σ= =

⎛ ⎞ ⎛ ⎞⎛ ⎞ ⎛ ⎞= ⋅ ⋅ ⋅ − ⋅ ⋅ = ⋅ ⋅ − ⋅ = ⋅ − =⎜ ⎟ ⎜ ⎟⎜ ⎟⎜ ⎟ ⎜ ⎟⎜ ⎟ ⎝ ⎠⎝ ⎠ ⎝ ⎠⎝ ⎠

⋅ = ⋅ =

∑ ∑


Tehnika i praksa, Broj 1, 2010. 67 3. PRIJEMNA KONTROLA UNUTRAŠNJEG PREČNIKA ČAURA Uslоvi prihvаtаnjа (preuzimаnjа) pаrtiја prоizvedenih prоizvоdа оdređuјu

se nа оsnоvu plаnоvа о prihvаtljivоm nivоu оstvаrenоg kvаlitetа, pregledоm reprezentаtivnih uzоrаkа prоizvоdа, nа оsnоvu čiјeg se kvаlitetа оcenjuјe kvаlitet pаrtiјe prоizvоdа iz kојe јe uzоrаk uzet. Uzоrаk se sаstојi оd јedne ili više јedinicа, uzetih iz neke pаrtiјe, ne gledајući kаkvоg su kvаlitetа,ili nа neke druge pоkаzаtelje te pаrtiјe prоizvоdа. Brоj јedinicа prоizvоdа predstаvljа veličinu uzоrkа čiјi se kvаlitet detаljnо utvrđuјe. Primenа kоntrоle kvаlitetа prоizvоdа nа оsnоvu оdаbrаnоg uzоrkа kоd mаsоvne i seriјske prоizvоdnje, vrši se u sаglаsnоsti sа utvrđenim prаvilimа primene stаtističke kоntrоle kvаlitetа, kоја su definisаnа stаndаrdоm SRPS А.А2. 021 i ekоnоmski јe оprаvdаnа, јer su trоškоvi kоntrоle kvаlitetа prоizvоdа izvedene nа оvај nаčin, mnоgоstrukо niži оd trоškоvа stоprоcentne kоntrоle kvаlitetа prоizvоdа.

Iz mаse prоizvоdа kојe trebа primiti, kао prоizvоde sа оstvаrenim kvаlitetоm, bliskim prојektоvаnоm, kојi imа upоtrebnu vrednоst, birа se uzоrаk, pа se nа оsnоvu utvrđenоg kvаlitetа uzetоg uzоrkа, dоnоsi оdlukа о оstvаrenоm kvаlitetu celоkupne pаrtiјe prоizvоdа u mаsi ili seriјi prоizvоdа, kојu trebа primiti ili оdbаciti, ili uputiti nа stоprоcentnu kоntrоlu kvаlitetа tаkvih prоizvоdа. Uzоrаk se birа tаkо štо svаkа јedinicа prоizvоdа u pоsmаtrаnој pаrtiјi imа istu verоvаtnоću dа bude izаbrаnа u uzоrаk, čiјi će se kvаlitet detаljnо utvrđivаti. Оvаkо izаbrаn uzоrаk zа utvrđivаnje оstvаrenоg kvаlitetа, nаzivа se slučајnim uzоrkоm.

Pri prijemnoj kontroli vršena su merenja unutrašnjeg prečnika Ø22,25+0,05. Korišćen je opšti obim kontrolisanja II po SRPS N.NO.029, za plan dvostrukog uzimanja uzoraka i prihvatljiv nivo kvaliteta AQL=1,0 koji je definisan konstruktivnom dokumentacijom. Plan DVОSTRUKОG uzimanja uzoraka, primenjuje se kаdа brој јedinicа uzоrkа kојi se kоntrоliše оdgоvаrа prvој veličini uzоrkа kојi јe dаt plаnоm. Ukоlikо јe brој јedinicа prоizvоdа bez upоtrebnоg kvаlitetа, prоnаđen u prvоm uzоrku, јednаk ili mаnji оd prvоg prihvаtljivоg brоја, pаrtiја prоizvоdа iz kојe јe uzet uzоrаk smаtrа se prihvаćenоm. Аkо јe brој јedinicа prоizvоdа bez оstvаrenоg upоtrebnоg kvаlitetа, prоnаđen u prvоm uzоrku, јednаk ili veći оd prvоg brоја zа оdbаcivаnje, pаrtiја prоizvоdа iz kојe јe uzet uzоrаk se оdbаcuјe.

Ukоlikо јe brој јedinicа prоizvоdа bez upоtrebnоg kvаlitetа, prоnаđen u prvоm uzоrku, između prvоg brоја zа prihvаtаnje i prvоg brоја zа оdbаcivаnje, uzimа se drugi uzоrаk, čiја јe veličinа оdređenа plаnоm, а pоtоm se vrši kоntrоlа оstvаrenоg kvаlitetа оvоg uzоrkа јedinicа prоizvоdа. Brој јedinicа prоizvоdа bez upоtrebnоg kvаlitetа, kојi se prоnаđu u prvоm i drugоm kоntrоlisаnju (u prvоm i drugоm uzоrku) sаberu se i upоređuјu sа drugim grаničnim brојem zа prihvаtаnje pаrtiјe prоizvоdа. Аkо јe ukupаn brој јedinicа prоizvоdа bez upоtrebnоg kvаlitetа u оbа uzоrkа јednаk drugоm grаničnоm brојu zа prihvаtаnje, ili mаnji оd njegа, pаrtiја prоizvоdа iz kојe su uzeti uzоrci se prihvаtа. Ukоlikо јe ukupаn brој јedinicа prоizvоdа bez upоtrebnоg kvаlitetа u оbа pregledа, јednаk drugоm grаničnоm brојu zа prihvаtаnje ili veći оd njegа, pаrtiја prоizvоdа iz kојe su uzeti ispitivаni uzоrci se оdbаcuјe.



Slika 3: Pоstupаk dvоstrukоg uzimаnjа uzоrkа

Iz tabele „Slovne oznake za veličinu uzorka“ SRPS N. N0.029, na bazi veličine partije od 3000 komada i za opšti obim kontrolisanja II biramo slovnu oznaku K. Iz tabele 3-C „Plan dvostrukog uzimanja uzorka za pooštreno kontrolisanje“ SRPS N. N0. 029, za izabranu slovnu oznaku veličine uzorka, izabiramo veličinu oba uzorka po 32 komada i za prihvatljiv nivo kvaliteta AQL=1,0 određujemo AC-broj komada za prihvatanje i Re-broj komada za odbacivanje uzoraka. Za prvi uzorak je Ac=0 i Re=4, a za drugi uzorak je Ac=1 i Re=5. Metodom slučajnog izbora izabiramo komade i vršimo merenje, a rezultati su prikazani u tabelama 4 i 5.

Tabela 4. Rezultati merenja unutrašnjeg prečnika Ø22+0,05 –uzorak I

Br. Indexa

Izmerena vrednost

Br.indexa Izmerena vrednost



1 21.924 9 21.966 17 22.034 25 22.034 2 21.994 10 21.952 18 22.050 26 22.051 3 21.981 11 221.928 19 22.058 27 22.042 4 21.999 12 21.934 20 22.042 28 22.040 5 21.962 13 21.924 21 22.04 29 22.058 6 21.932 14 21.944 22 22.058 30 22.058 7 21.558 15 21.924 23 22.052 31 22.064 8 21 16 221.934 24 22.048 32 22.022

PREGLED I-UZORKA ОD n1 PROIZVODA

AKO JE BROJ PROIZVODA SА MANAMA U I- UZORKU

NE PRELAZI S1 PRELAZI S1 PRELAZI S1 АLI NE PRELAZI S2

PREGLED II-UZORKA ОD n2 PROIZVODA

АКО UKUPAN BROJ PROIZVODA SA MANAMA

U OBA UZORKA

NE PRELAZI S2 PRELAZI S2

PARTIJA PROIZVODA SE PRIMA

PARTIJA PROIZVODA SE NE PRIMA


Tehnika i praksa, Broj 1, 2010. 69 Tabela 5. Rezultati merenja unutrašnjeg prečnika Ø22+0,05 –uzorak II

Br.indexa Izmerena

vrednost Br.indexa Izmerena



vrednost 33 22.032 41 21.905 49 22.043 57 22.044 34 21.984 42 21.932 50 22.045 58 22.030 35 21.960 43 21.988 51 22.02 59 22.034 36 22.021 44 21.944 52 22.024 60 22.042 37 21.973 45 21.944 53 22.03 61 22.036 38 21.962 46 21.944 54 22.018 62 22.004 39 22.041 47 21.990 55 22.036 63 21.988 40 21.966 48 21.903 56 22.028 64 22.038

Na osnovu broja komada čije vrednosti prečnika nisu u granicama tolerancije iz oba uzorka doneti zaključak o prihvatanju partije dobijene od kooperanta.

Pošto u prvom uzorku merenja imamo 21 vrednost prečnika koja nije u granicama tolerancije, partija proizvoda se ne prima, i reklamira kooperantu po zapisniku o izvršenoj kontroli.

4. ZAKLJUČAK Statističke ili SPC (Statistical Process Control - statistički kontrolisan

proces) metode kontrole su skup metoda i tehnika: prikupljanja, organizovanja, analize, tumačenja i prezentacije podataka o masovnoj pojavi. Prikupljanje podataka o masovnoj pojavi se nikako ne izvodi sa ciljem „gašenja požara“, već rešavanja problema na bazi relevantnih, stvamih i tačnih podataka. Osnovu primene metoda čine četiri pravila: nikako proces bez izdvajanja podataka; nikako izdvajanje podataka bez analize; nikako analiza bez odluke i nikako odluka bez korektivnih mera koje znače unapređenje procesa.

Prema standardima sistema upravljanja kvalitetom (standardima QMS), ne zanemarujući navedene razloge, osnovni razlozi primene statističkih metoda i tehnika su: analiza procesa, održavanje-monitoring procesa i unapređivanje procesa. Statističko praćenje ostvarenog nivoa kvaliteta proizvoda i usluga, u svim fazama procesa izrade proizvoda/davanja usluge, obezbeđuje: prelazak sa inspekcije (otkrivanje greška) na prevenciju kvaliteta; sistemsko i sistematsko unapređenje nivoa kvaliteta proizvoda i usluga i planiranje proizvodnje sa nultom greškom.

Statističke metode, samostalno ili u kombinaciji dve i/ili više metoda, obezbeđuju: sistematsko praćenje i pregledno prikazivanje podataka vezanih za ostvareni nivo kvaliteta proizvoda u svim fazama; brz uvid u opšte stanje kvaliteta proizvoda i usluga, posebno u slučajevima donošenja značajnih odluka; statističko praćenje i verifikovanje sposobnosti proteklog i tekućeg tehnološkog i proizvodnog procesa; statističko praćenje i verifikovanje prihvatljivosti kvaliteta isporuka proizvoda; statističko praćenje i verifikovanje prihvatljivosti dostignutog nivoa kvaliteta finalnih proizvoda ili isporučenih proizvoda, delova, materijala; praćenje, analizu i proučavanje neusaglašenosti; praćenje, analizu i verifikovanje



prihvatljivosti metoda i postupaka ispitivanja proizvoda i kontrole kvaliteta proizvoda; istraživanja u cilju otkrivanja uzroka pojave nedovoljnog nivoa kvaliteta i uvođenja projekata unapređenja kvaliteta proizvoda i usluga i planiranja proizvodnje sa nultom greškom. Najčešće primenjivane metode statističke kontrole su metode: krivih rasporeda frekvencija (dijagrama rasipanja) – za pregledno prikazivanje podataka i rezultata, ocenu kvaliteta izrade serije proizvoda, sposobnosti procesa i proizvodne opreme, kao i brz uvid u opšte stanje pri donošenju odluka; kontrolnih karata – za ocenu prethodnih tehnoloških procesa, praćenje tekućeg (aktivnog) procesa i praćenje isporuka proizvoda i planova prijema – za kontrolisanje i ocenjivanje gotovih i isporučenih proizvoda i prijemno kontrolisanje nabavljenih proizvoda i materijala.

5. LITERATURA [1] Barišić R., Savremena tehnička kontrola proizvodnje, Tehnička

knjiga, Beograd, 1974. [2] Lazić M., Statističke metode i tehnike – STM, Centar za kvalitet

Mašinskog fakulteta u Kragujevcu, Kragujevac, 1999. [3] Nikšić P., Upravljanje kvalitetom, VŠTSS, Čačak, 2008. [4] Nikšić P., Eksperimentalna merenja, predavanja na specijalističkim

Studijama, VŠTSS, Čačak, 2010. [5] Perović J. M. Menadžment, informatika, kvalitet, Mašinski fakultet,

Kragujevac, 2003. [6] Oakland J. S., Statistical Process Control, Fifth Edition, Butterworth

Heinemann, 2003. [7] Stanić J., Upravljanje kvalitetom proizvoda metodi I, Mašinski

fakultet, Beograd,1989. [8] Vukadinović S., Elementi teorije verovatnoće i matematičke

statistike, Privredni pregled, Bgd, 1991. [9] Standardi: ISO 9001, SRPS N.N0.029, SRPS A.AO.021, MIL STD -

105, MIL – STD 414


Tehnika i praksa, Broj 1, 2010. 71 ANALIZA STRUKTURNIH PROMENA KOD ZAVARIVANJA

TRENJEM RAZNORODNIH ČELIKA

Radovan Ćirić1

REZIME Korišćenjem metoda optičke mikroskopije, SEM i EDS analize izvršena su

ispitivanja strukture, kao i analiza faznog i hemijskog sastava, kod trenjem zavarenih spojeva brzoreznog čelika Č7680 sa ugljeničnim čelikom za poboljšanje Č1730.

Ključne reči: zavarivanje trenjem, brzorezni čelik, čelik za poboljšanje.

ANALYSIS OF THE STRUCTURAL CHANGES IN FRICTION WELDING OF THE HETEROGENEOUS STEELS

ABSTRACT By using the metod of the optical microscopy and SEM and EDS analyses, have

been dealth with the inspection of the structure, as well as the analysis of the phase and chemical composition with the friction welded joints of the highspeed steal Č7680, with Q+T steel,HS steel.

Key words: friction welding, HS steel, Q+T steel.

1. UVOD Proces rotacionog zavarivanja trenjem sa kontinualnim pogonom (ZT),

sl.1., se odvija kroz sledećih pet faza [1; 2]: I – početnog trenja, II – nestabilnog trenja, III – stabilnog trenja, tzv. “kvazistacionirana” faza, IV – kočenja i V – sabijanja-prokivanja. Osnovni parametri procesa ZT u fazi trenja su: pritisak trenja Pt (Mpa), vreme trenja Vt (s) i broj obrta n (u eksperimentu n=const=2850 min-1). Parametri u fazi sabijanja-prokivanja su: pritisak sabijanja Ps (Mpa) i vreme sabijanja Vs (s).




Slika 1: Šematski prikaz modela procesa rotacionog zavarivanja trenjem sa kontinualnim

pogonom u fazi trenja (a) i fazi sabijanja-prokivanja (b)

Faza stabilnog trenja (faza III) počinje kada se sloj velike plastičnosti i male čvrstoće proširi po celoj površi trenja. Plastičnu deformaciju u ovoj fazi karakteriše prelaz sa plastične deformacije po većoj dubini na deformaciju tankih površinskih slojeva osnovnih metala (OM), pri čemu se delovi smiču u stanju neprekidne plastične deformacije. Smatra se da se u ovoj fazi uspostavlja razmena toplote koju karakteriše dinamička toplotna ravnoteža između količine razvijene toplote i toplote predate u OM i okolinu. Zbog velike plastične deformacije, tj . poliranja tankih kontaktnih slojeva, u ravni trenja se postižu maksimalne temperature, pa dolazi do smanjenja koeficijenta trenja i momenta trenja na donji konstantni nivo i intenziviranja započetih difuzionih procesa, ali se pri tome ograničavaju uslovi za mešanje čestica oba OM [3]. Saglasno [4] u ovoj fazi na površini trenja se ne formira film istopljenog metala, izuzev u slučajevima kada se zavaruju OM koji stvaraju niskotopljive intermetalne faze. Međutim, prema [4-6] u ovoj fazi u neposrednoj blizini ravni trenja se formira sloj metala u viskoznom stanju čiji oblik, veličina i putanja strujanja čestica (slojeva) metala do sada nisu dovoljno kvalitativno ni kvantitativno opisani.

Cilj ovog rada je da se na bazi ispitivanja mikrostrukturnih promena i promena faznog i hemijskog sastava u oblasti trenjem zavarenih spojeva brzoreznog čelika sa čelikom za poboljšanje, izvrši analiza nekih od pojava do kojih dolazi u trećoj fazi trenja procesa ZT i utvrdi veza između parametara procesa i mikrostrukture.

2. ISPITIVANJE STRUKTURE, FAZNOG I HEMIJSKOG SASTAVA

Za zavarivanje su korišćeni brzorezni čelik i ugljenični čelik za poboljšanje Č1730 u obliku šipki prečnika 10 mm.


Tehnika i praksa, Broj 1, 2010. 73 Osnovni materijali su međusobno zavareni postupkom rotacionog

zavarivanja trenjem sa kontinualnim pogonom (ZT), sl. 1. Ispitivanje strukture trenjem zavarenih spojeva izvršeno je na Scanning

elektronskom mikroskopu tip „JSM-5300” (proizvođač „Jeol” – Japan), a ispitivanje hemijskog sastava na istom mikroskopu uz korišćenje uređaja za Energy disp. Spectr (EDS) analizu tip „Link – DX 2000” (proizvođač „Oxford inst”, England). Ispitivani uzorci prečnika 10 mm su prethodno čeono zavareni trenjem po režimu: Pt=80 Mpa, Vt=15 s, n=2850 min-1, bez prokivanja.

Na bazi obimnih preliminarnih ispitivanja i praćenja fenomena do kojih dolazi u fazi trenja procesa ZT, ispitivane su određene pojave u karakterističnim zonama, saglasno fizičkom modelu datom na sl. 2.

Slika 2: Šematski prikaz karakterističnih zona u blizini ravni trenja u III fazi trenja procesa

ZT Č7680 sa Č1730: 1 – viskozni sloj, 2 – karbidni sloj (δ=0,001-0,006 mm) formiran uz ravan trenja, 3 – sloj Č7680 navaren na Č1730, 4 – zona mešanja Č7680 i Č1730

2.1. Ispitivanje strukture i faznog sastava metodom optičke mikroskopije U eksperimentu je, sa ciljem analize mikrostrukture navarenog spoja (3 na

sl. 2), praćena promena oblika i veličine sloja Č7680 navarenog u fazi trenja procesa ZT na Č1730 u funkciji od vremena trenja. Probni uzorci su ZT po režimu Pt = 80 Mpa, n = 2850 min-1, Vt = 1,5 do 17 s, pri čemu su uzorci posle odabranog vremena trenja razdvajani, bez prokivanja. Utvrđeno je da već u početnoj fazi trenja, usled kidanja mikrozavarenih spojeva između OM sa različitim toplotno-fizičkim osobinama, dolazi do navarivanja Č7680 na Č1730 u ravni trenja i na Č1730 istisnutom van spoja i par trenja postaje Č7680, sl. 3. Pri tome je najveća debljina navarenog sloja izmerena u centralnom delu šipke (pri Vt ≈13 s) i ista verovatno predstavlja maksimalno moguću debljinu navarenog spoja za korišćene OM, dimenzije uzoraka i režim ZT; debljina spoja se smanjuje sa približavanjem obimu šipke i najmanja je na metalu istisnutom van zone spoja.



Slika 3: Mikrostruktura sloja Č7680 navarenog u fazi trenja na Č1730 pa istisnutog van

ravni trenja, 200x

Metalografskim ispitivanjem utvrđeno je da se u fazi trenja procesa ZT u sloju Č7680 navarenom na Č1730 formira zona u kojoj dolazi do mešanja čestica oba OM sa većim ili manjim stepenom homogenizacije, zona 4 na sl. 2. Pomenuta zona se, pri primenjenom broju obrtaja n=2850 min-1 i pritisku trenja Pt = 80 Mpa, uglavnom javlja u centralnom delu šipke. Odlikuje se hemijskom i mehaničkom nehomogenošću u odnosu na OM i predstavlja oblast sa slabijim mehaničkim osobinama u odnosu na OM [7]. Na sl. 4 je prikazana mikrostruktura čestica Č7680 i Č1730 izmešanih u toku faze trenja procesa ZT usled pretežno laminarnog i lokalnog turbulentnog kretanja.

a) b)

Slika 4: Mikrostruktura čestica Č7680 i Č1730 izmešanih u toku faze trenja procesa ZT usled pretežno laminarnog (a) i lokalnog turbulentnog kretanja (b)

Mikrostrukturu Č7680 u kaljenom stanju u zoni mešanja karakteriše

veoma krupnozrnasta struktura u prvim redovima zrna do Č1730, sl. 5. Kod uzoraka ZT sa Vt=4-15 s u toj oblasti preovlađuje zrno SG 5-6, ali se posle Vt=15 s pojavljuje i zrno veličine SG 2. Najgrublje zrno se javlja kod spojeva zavarivanih sa predugim Vt i kod slabo prokivanih uzoraka. Pojavi grubog zrna je pogodovalo previsoko rastvaranje karbidne faze, kao i umanjenje legiranosti čvrstog rastvora austenita do samog spoja, zbog mešanja čestica oba OM. Pretpostavku o uticaju mešanja čestica oba OM potvrđuje i činjenica da se grubo zrno najčešće javlja na



mestima oštrog međusobnog zadiranja čestica oba OM, sl. 5. Krupno zrno može biti i posledica deformacije ovih zona u toku ZT sa kritičnim stepenom [8].

Slika 5: Karakteristični oblici pojave grubog zrna u Č7680 do spoja sa Č1730; kaljeno

(trostepeno predgrevanje) sa 1473 K u rastopu soli na 833 K; 500x Saglasno [4,5,6,9] u toku III faze trenja procesa ZT sa obe strane ravni

trenja može se formirati sloj metala u viskoznom stanju (1 na sl. 2). Posle III faze trenja i hlađenja na mirnom vazduhu (očvršćavanja i transformacija u čvrstom stanju) isti se pokazuje kao uski sloj određene širine sa obe strane ravni trenja sa nešto krupnijim kristalnim zrnom u odnosu na susedne slojeve i nižim sadržajem karbidne faze.

Viskozni sloj je, pogotovu u centralnoj oblasti šipke, podeljen jasno izraženom ravni trenja tj. Rotacionom ravni, na dva dela, sl. 6.

a) b)

Slika 6: Mikrostruktura viskoznog sloja kod trenjem zavarenog sloja Č7680 sa Č1730. Režim ZT: Pt=80 Mpa, Vt=15 s, n=2850 min-1, bez sabijanja. Hlađenje na mirnom

vazduhu. Rastojanje od ose šipke φ10 mm (ose rotacije): a – osa rotacije; b – 1250μm;

Karakteristična pojava kod ovih OM je povećanje udela karbidne faze u pokretnoj ravni trenja (rotacionoj ravni) između sloja Č7680 navarenog na Č1730 i Č7680 (2 na sl. 2).

Karbidni sloj se formira u fazi trenja usled skretanja karbidnih linija u polaznom Č7680 za ugao od oko 900 i zgušnjavanja istih u ravni trenja, sl. 7. Ovaj



sloj predstavlja asimptotsku ravan kojoj u beskonačnosti teže karbidne linije. Karbidni sloj se na poprečnom prelomu uzoraka pokazuje u obliku sjajnih koncentričnih prstenova.

Slika 7: Nastanak karbidnog sloja u ravni trenja u procesu ZT; Stanje: ZT po meko žareno, 200 x

Uporedo sa procesom formiranja karbidnog sloja u ravni trenja u toku faze

trenja procesa ZT Č7680 sa Č1730 dolazi do promene udela, orijentacije i oblika karbidne faze u blizini ravni trenja.

Fenomen promene orijentacije karbidne faze u Č7680 zasniva se, kao što je već navedeno, na laminarnom tečenju karbidnih traka, koje sa približavanjem ravni trenja menjaju ugao kretanja (skreću), dostižući u ravni trenja ugao skretanja od oko 900, sl. 7. Pri tome se karbidi sa približavanjem ravni trenja većim delom postavljaju pljoštimice prema ravni trenja, tj. Takođe skreću za ugao od oko 900.

Karbidi prisutni u zoni mešanja i u sloju Č7680 navarenom na Č1730 u procesu tople plastične deformacije sa visokim stepenom deformacije (znatno iznad stepena ε = 1,51 izmerenog na udaljenju 0.5 mm od ravni trenja [6]) su zajedno sa čvrstim rastvorom izloženi kretanju i radijalnom istiskivanju u ravni trenja i u blizini ravni trenja. U tim uslovima karbidi se uglavnom orijentišu paralelno ravni trenja (spoju).

Udeo, veličina i raspored karbidnih čestica utiče na karakter procesa strujanja visokoplastičnog i viskoznog metala u karakterističnim zonama. Pri tome, nerastvoreni karbidi, kao čvrste čestice u čvrsto-tečnom metalu (u viskoznom sloju) i visokoplastičnim zonama (van viskoznog sloja), mogu imati značajan uticaj na karakter strujanja metala u toku procesa ZT, a time i na osobine zavarenih spojeva. Sa druge strane primenjeni termodeformacioni uslovi izrazito utiču na pojave rastvaranja i mogućih mehaničkih razaranja (lomljenja i čupanja) karbidne faze i dr.


Tehnika i praksa, Broj 1, 2010. 77 2.2. Ispitivanje strukture i sastava metodama elektronske mikroskopije u EDS analize Cilj ispitivanja je bio da se izvrši karakterizacija određenih pojava u ravni

trenja i neposredno uz istu. Ispitivanjem na Scanning elektronskom mikroskopu tip „JSM-5300” potvrđeno je da se viskozni sloj određene širine formira sa obe strane

ravni trenja i da u istom dolazi do kretanja viskozne mase metala i čvrstih karbidnih čestica po složenoj putanji. Na osnovu njegovog izgleda posle očvršćavanja, sl. 8., zapaža se da je u toj fazi procesa metal bio u čvrsto-tečnom (viskoznom stanju) sa relativno malom viskoznošću. Na sl. 9 je prikazana pojava zadržavanja čvrste karbidne čestice u viskoznom (lepljivom) sloju metala do koje je došlo u trećoj fazi trenja procesa ZT.

Slika 8: Struktura trenjem zavarenog spoja u

oblasti ravni trenja, 1500 x Slika 9: Karbidna čestica zarobljena u viskoznom sloju u ravni trenja, 7500x

Metodom EDS izvršena je analiza sastava metala u ravni trenja (viskoznom sloju) i zoni mešanja oba OM u oblasti udaljenoj 1 mm od ose šipke (ose rotacije). Rezultati EDS analiza dati su na sl. 10 i 11.

Slika 10: EDS spektar metala u ravni trenja.

Slika 11: EDS spektar zone mešanja čestica

Č7680 i Č1730


78 Tehnika i praksa, Broj 1, 2010. Rezultati EDS analize pokazuju da viskozni sloj (ravan trenja) sadrže iste

legirajuće elemente kao i legirani OM (Č7680), dok se hemijski sastav zone mešanja može razlikovati od jedne do druge merne tačke, i u pojedinim mernim tačkama ukazuje na znatan udeo Č1730 u metalnoj osnovi te zone.

3. ZAKLJUČAK Na bazi ispitivanja i analiza, korišćenjem metoda optičke i elektronske

mikroskopije i EDS-analize, utvrđene su izrazite kvalitativne i kvantitativne razlike u mikrostrukturi, faznom i hemijskom sastavu u karakterističnim zonama u oblasti ravni trenja (viskoznog sloja), a koje izrazito zavise od parametara procesa i odlučujuće utiču na osobine zavarenih spojeva ovih čelika.

Navedeni rezultati omogućavaju objašnjenje nekih od složenih pojava do kojih dolazi u procesu ZT, a pre svega u trećoj fazi procesa ZT.

4. LITERATURA [1] V. I. Vilj: “Svarka metalov treniem”, Mašinostroenie, Moskva,

1970. [2] G. Dennin: „Optimierung von Einstellwerten fur das Reibschweissen

mit kontinuerlichem Antrieb“, Fachinformation von KUKA – Augsburg, Nr. 32/1979.

[3] I.O. Khazanov i dr.: “Structure and properties o friction welded joints produced under superplasticity conditions in R6M5 steel”, Welding International (Abington), 11/1997, p. 64-66.

[4] N. I. Fomičev, K. P. Imšenik: Vlijanie promežutočnoga sloja obrazujušćegosja pri svarke treniem bistrorežyšćegosja stalej s konstrukcionimi na pročnost soedinenija. SP 2/1981.

[5] G. J. Benzsak and T. H. North: “Modelling of Viskosity and Fluid Dynamics in Similar Friction Joints”, Trans. JWRI, Vol. 25(1996), No.2.

[6] R. Ćirić, S. Čantrak, K. Raić, Analysis of the mechanism of joining and formation of viscous layer in friction stir welding, Int. Paton Welding Journal, December 2004., p. 16-25.

[7] H. Horn und a.: „Untersuchungen zum Bindemechanismus reibgeschweisster Wolframshartmetall-Stall-Verbirdungen“, Schweissen+Schneichen, 10/1987, s. 513-516.

[8] J.P. Egorov, I.O. Hazanov, Rekristalizacija deformirovanoga avstenita bistrorežušćej stali R6M5, MiTOM, 8(1982).

[9] R. Ćirić, S. Čantrak, K. Raić,R. Rudolf, I. Anžel, Distribution of carbide phase in the viscoplastic layer during the rotational friction-welding various steels, Journal Metals and Materials International, Vol 15, No.5, October 2009., p. 831-841.



METODOLOGIJA IZRADE DELOVA NA MAŠINI WATER JET

Petar Nikšić,1 Anđelija Mitrović1

REZIME U radu je kroz jedan primer objašnjena metodologija izrade delova na mašini

water jet u preduzeću Slovas u Čačku. Detaljno su objašnjene aktivnosti počev od dobijanja zahteva kupca do izrade serije delova.

Ključne reči: water jet, Bysoft.

THE METHODOLOGY OF MAKING PARTS ON WATER JET MACHINE

ABSTRACT This paper presents the methodology for making parts of the water jet machine in

the company Slovas in Cacak. Details are explained by the activities ranging from customer request to obtain a series of production parts.

Key words: water jet, Bysoft. 1. TEHNIČKE MOGUĆNOSTI WATER JET-a Tehnologija sečenja vodenim mlazom namenjena je za sečenje metala,

plastike, stakla, mermera, materijala osetljivih na toplotu, teško obradivih materijala, gume, kože, plute, kompozitnih materijala i drugih.

Radni sto mašine water jet tipa Byjet 6030 firme Bystronic je 2000 x 4000 mm i na njemu se može vršiti sečenje materijala do 380 mm debljine. Sečenje se vrši pod pritiskom vodenog mlaza pomešanog sa abrazivnim sredstvom (prosejan i obrađen pesak). Pritisak je 4160 bara, a utrošak abrazivnog sredstva 400 g/min. Mlaz izbija kroz diznu koja se nalazi na dnu glave za sečenje, a sužavanje mlaza vrši dijamant koji se nalazi u glavi, zatim ga šalje u deo koji meša vodu sa peskom (mešač) i prosleđuje ga dalje kroz diznu. Ako se sečenje vrši sa dve glave kroz koje izbija mlaz, najmanje rastojanje između glava je 360 mm, a najveće 1200 mm. Kapacitet silosa za abraziv je 400 kg, a ta količina je dovoljna za 16h kontinualnog rada sa jednom glavom.

Primenom ove tehnologije može se postići pet različitih kvaliteta obrađene površine u zavisnosti od brzine rezanja: najgrublji, grubi, srednji, fini i najfiniji.

Brzina sečenja zavisi od vrste i kvaliteta materijala koji se obrađuje, a može biti od 1 do 2000 mm/min., mada može biti i veća, ali se ne preporučuje.



80 Tehnika i praksa, Broj 1, 2010. Prednosti sečenja vodenim mlazom u odnosu na sečenje laserom su

višestruke: veoma precizno sečenje mlazom čiji je prečnik manji od 1 mm, a preciznost rezanja ±0.1mm, rez je hladan i ne dolazi do termičkih promena u materijalu; mogućnost rezanja i tvrdih i mekih materijala, manja ograničenja debljine materijala, nema štetnih gasova i prašine kod rezanja,rezna površina je glatka i čista.

Primena water-jet mašine je skoro neograničena, jer može da reže sve vrste materijala i ne postoje ograničenja u obliku. Praktično sve što može da se nacrta može i da se izreže.

2. PROCES DOBIJANJA DOKUMENTACIJE OD KUPCA I UVOĐENJE CRTEŽA U PROGRAM BYSOFT Kupac može dostaviti dokumentaciju u elektronskoj formi, faksom, u

određenom softverskom paketu na CD-u ili fleš memoriji, može je poslati ili doneti kao skicu, a neretko i kao gotov uzorak.

Ako kupac dokumentaciju, tj. crtež šalje imejlom on mora biti kotiran, u suprotnom neophodno je konsultovati se sa kupcem. Kada crtež stigne u .dxf ili .dwg formatu može se iskoristiti i uvesti u program. Međutim, često se od dostavljača dobije dokument u .pdf formatu i u tom slučaju predmet mora naknadno da se crta.

Postoji mogućnost da dokument stigne i u .cdr (Corel Draw) formatu, pa se pristigla dokumentacija mora prevesti u .dwg format da bi se iskoristila i uvela u program. Kada se reši problem kotiranja i formata, crtež se importuje (unosi) u program i vrše se dalje pripreme za obradu.

Vrlo često, kupac donese ili pošalje fax-om nacrtan ili skiciran crtež. Na osnovu dostavljene skice vrši se kompjutersko unošenje komada predviđenog za obradu i datih dimenzija toga komada posle čega je crtež spreman za importovanje u Bysoft – program mašine.

Slika 1: Izgled crteža posle importovanja u Bysoft


Tehnika i praksa, Broj 1, 2010. 81 Neretko, kupac dostavlja gotov uzorak i u tom slučaju mere se dimenzije

toga uzorka raznim mernim instrumentima i na osnovu tih dimenzija uzorak se crta i priprema za uvođenje u program i izradu datog uzorka. Nakon što se dokumentacija, tj. crtež pripremi u .dwg formatu, importuje se u Bysoft –program water-jet mašine.

Najvažnije što treba definisati u programu je vrsta materijala, kvalitet i debljina materijala. To su osnovni parametri neophodni za izradu i svrstavanje PARTA – dela koji se obrađuje. Crtež se pretvara u konturu i na taj način se proverava da li ima otvorenih linija, odnosno nespojenih, prelomljenih ili ukrštenih da ne bi došlo do ponavljanja putanje u toku rezanja.

Posle ovog koraka sledi definisanje tehnoloških detalja, a to su: redosled bušenja, mesto gde bušenje počinje, tj. ulaz, veličina ulaza i zadavanje drugog operativnog moda – unošenje različitih parametara rezanja u slučaju da npr. krugovi na komadu koji se obrađuje nisu isti.

Određivanjem ovih parametara dolazi se do PARTA – programa spremnog za importovanje u program mašine, koji se pamti pod nekim imenom da bi se lakše pronašao i povezao sa parametrima mašine. Po unošenju programa, tj. PARTA u program mašine, određuju se parametri koji zavise od vrste materijala, posle čega je mašina spremna za obradu materijala.

3. ODREĐIVANJE OPTIMALNOG RASPOREDA KOMADA U cilju što veće uštede materijala, određuje se optimalni raspored komada

koji se režu, a samim tim smanjuje se i vreme rezanja na minimum. Komadi se raspoređuju na oko 5 mm jedan od drugog, u zavisnosti od vrste

materijala koji se obrađuje.

Slika 2: Optimalan raspored komada


82 Tehnika i praksa, Broj 1, 2010. U slučaju da stigne nalog za rezanje više komada na većoj ploči od

određenog materijala, ti se komadi slažu automatski u programu, radi što većeg iskorišćenja materijala, ili se manuelno raspoređuju putem tastature.

4. POSTUPAK IZRADE CENE KOŠTANJA I PONUDE, KOMUNIKACIJA SA KUPCEM I UGOVARANJE Dostavljena dokumentacija (u bilo kojoj formi), od komercijale ili samog

kupca, obrađuje se i na osnovu zahtevanog kvaliteta obrade materijala, vrste materijala i vremena utrošenog na rezanju, dolazi se do cene koštanja određenog komada koji se reže. Da bi se kupcu dala ponuda i zaključio neki posao mora se biti sa njim u direktnoj komunikaciji telefonskim ili elektronskim putem ili posredstvom komercijale.

Slika 3: Plan sečenja

Uzimajući u obzir osnovne faktore koji utiču na cenu koštanja, odrađuje se ponuda koja se dostavlja kupcu. U slučaju da je kupac nezadovoljan ponudom, u dogovoru s njim pristupa se izradi novih kalkulacija u cilju spuštanja prvobitne cene koštanja usluge, na taj način što se predlaže grublja obrada materijala, izrada manjeg broja komada, čime se znatno utiče na smanjenje vremena potrebnog za odrađivanje usluge a samim tim i cene usluge, što je od presudnog značaja za kupca da prihvati ponudu, na obostrano zadovoljstvo.

5. IZRADA PRVOG KOMADA, PODEŠAVANJE MAŠINE I KONTROLA PRVOG KOMADA I SERIJE Kada stigne nalog za rezanje čitave serije traženog komada, postavi se

ploča od određenog materijala na mašinu i obezbedi se stegama ili se podupire sa strana da se u toku obrade ploča ne bi pomerila i poremetila putanju rezanja. Pošto je u pitanju serija i veća ploča, pod pretpostavkom da je i serija velika obrada



materijala izvodi se sa dve glave čime se za 50% smanjuje vreme izrade, a samim tim za 50% se povećava cena usluge.

Po završetku rezanja serije vrši se kontrola dobijenih komada. U seriji od 32 komada kontroliše se svaki uzorak, da li odgovara željenim dimenzijama. U slučaju da ima 4 uzorka čije dimenzije ne odgovaraju traženim pristupa se ponovnoj obradi materijala uz odgovarajuće korekcije.

6. PRIMOPREDAJA OPREME IZ SMENE U SMENU I ODRŽAVANJE OPREME Na kraju radnog vremena prva smena je obavezna da kolegama iz druge

smene preda opremu u funkcionalnom stanju. Mašina mora biti čista, određeni delovi podmazani i radni prostor spreman za nastavak proizvodnje u drugoj smeni.

U slučaju da prva smena nije bila u mogućnosti da ispoštuje sve pristigle naloge kupaca, druga smena se upućuje u problematiku pristigle dokumentacije prenošenjem instrukcija dobijenih od komercijale ili direktno od kupca. U cilju što dužeg i kvalitetnijeg iskorišćenja opreme, izbegavanja potencijalnih havarija, a samim tim i uštede na eventualnim popravkama neophodno je preventivno održavanje mašina koje podrazumeva: praćenje mašine u toku rada, podmazivanje delova mašine i zatezanje određenih delova mašine posle izvesnog broja radnih sati. Međutim, neretko sam operater nije u mogućnosti da spreči zastoj u proizvodnji usled nekog većeg kvara. Korektnim održavanjem pristupa se rešavanju konkretnog problema, odnosno zameni određenog dela koji nije u funkciji. Često se dešavaju problemi i sa hidraulikom i elektronikom koje operater nije u mogućnosti da sanira, pa se u tom slučaju angažuju serviseri osposobljeni za tu vrstu problematike.

7. ZAKLJUČAK Rad opisuje sve aktivnosti vezane za izradu delova na mašini Water jet

počev od dobijanja zahteva kupca, zatim uvođenja crteža u program Bysoft, određivanja optimalnog rasporeda komada preko postupka izrade cene koštanja i ponude do izrade serije delova.

8. LITERATURA [1] Nikšić P., Mitrović A., Zemanić I., Ulemek M.: Kompjuterska

grafika, Visoka škola tehničkih strukovnih studija, Čačak, 2008 [2] http://www.bystronic.com/cutting_and_bending/gb/en/

products/water/byjet/index.php?navid=49&nl=3 [3] Radonjić S., Mitrović A.: »Korišćenje crteža urađenih u AutoCAD-u

za izradu delova na mašini water jet«; XXXIII JUPITER Konferencija, Zlatibor, 2007.

[4] Mitrović A., Radonjić S., Nikšić P.: »Upotreba tehničke dokumentacije urađene u programu CATIA u procesu sečenja na laseru ili water jet-u«; XXXIV JUPITER Konferencija, Beograd, 2009.



TEHNOLOGIJE UPOTREBE SOLARNE ENERGIJE

Snežana Dragićević1

REZIME Korišćenje solarne energije pruža mogućnost supstitucije klasičnih oblika energije

(goriva i električne energije) svuda gde za to postoje uslovi, tj. dovoljan intezitet i dužina trajanja sunčevog zračenja. Korišćenje solarne energije u poređenju sa klasičnim izvorima energija, kao što su gas, nafta ili ugalj, ima niz prednosti: neiscrpan je oblik energije, pri eksploataciji nisu potrebna dodatna ulaganja i njena upotreba nema štetnih uticaja na okolinu. Naša zemlja ima povoljne klimatske uslove za korišćenje solarne energije jer prosečno ima od 220 do 260 sunčanih dana u godini. U ovom radu je dat pregled tehnologija za korišćenje solarne energije, koje se najviše koriste za zagrevanje vode, zagrevanje vazduha i za dobijanja električne energije.

Ključne reči: solarna energija, solarne tehnologije, temperaturna konverzija, fotonaponska konverzija.

SOLAR ENERGY TECHNOLOGIES

ABSTRACT Using solar energy offers the possibility of substitution of traditional forms of

energy (fuel and electricity) anywhere where there are conditions, ie. Sufficient intensity and duration of solar radiation. Using solar energy compared to conventional energy sources, such as gas, oil or coal, has a number of advantages: inexhaustible form of energy, the operation does not require additional investment and its use has no adverse impact on the environment. Our country has favorable climatic conditions for the use of solar energy because it has an average of 220 to 260 sunny days per year. This paper presents an overview of solar energy technologies, which are mostly used for water heating, air heating and generating of electricity.

Key words: solar energy, solar technologies, temperature conversion, photovoltaic conversion.

1. UVOD Za održavanje tehničkog, industrijskog i uopšte civilizacijskog nivoa na

našoj planeti neohodne su velike količine energije. Razvoj tehnologija za eksploataciju klasičnih izvora energije tekao je veoma ubrzano u toku poslednjih decenija i omogućio je da se postigne velika potrošnja energije u svim delovima sveta. Ubrzana eksploatacija klasičnih izvora energije stvorila je i niz problema različite prirode: energetske, ekološke i ekonomske. Svi navedeni problemi teško

1 Tehnički fakultet Čačak, Čačak



opterećuju današnji stepen razvoja naše civilizacije i prete da ugroze ljudski opstanak na našoj planeti.

Dugoročno gledano, trenutno najveći izvori energije (klasični) postaće marginalni, a glavna nada se polaže u nove obnovljive izvore energije koji nude rešenja za opstanak: Sunce, vetar, moderna biomasa, mali hidrosistemi, plima i talasi okeana. Ako se uzmu u obzir i klasično korišćenje biomase i velike hidroelektrane, onda sve to čini familiju obnovljivih izvora energije. Solarna energija daje najveću mogućnost za zamenu klasičnih izvora energije. U toku jedne godine, Sunčeva energija koja dospeva na zemlju, 20.000 puta je veća od energije neophodne da zadovolji potrebe celokupne populacije naše planete. U toku samo tri dana na površinu zemlje dospeva Sunčeva energija ekvivalentna energiji koju bi proizveli svi fosilni izvori i rezerve na zemlji.

2. PASIVNA PRIMENA SOLARNE ENERGIJE Pasivna primena solarne energije se zasniva na primeni građevinskih

elemenata i materijala koji su optimalno i estetski oblikovani i funkcionalno povezani u kompaktnu celinu. Pasivni solarni sistemi prikupljaju i koriste solarnu energiju bez korišćenja dodatnih mehaničkih ili električnih uređaja. Osnovni elementi pasivne solarne arhitekture su:

• Pravilna orijentacija zgrade: kod direktnog zahvata Sunčevog zračenja fasadu zgrade treba orijentisati prema jugu sa mogućim odstupanjem od 20° prema istoku i 30° prema zapadu.

• Nadstrešnica: nadstrešnica treba da bude takvih dimenzija da u toku leta spreči, a u toku zime omogući prodor Sunčevog zračenja u objekat. Koriste se nepokretne i pokretne nadstrešnice.

• Prozori: u solarnoj arhitekturi prozori zauzimaju 60-90% južne fasade objekta. Broj stakala na prozorima zavisi od klimatskih uslova u kojima se nalazi dati objekat. Povećanje broja stakala na prozorima neznatno smanjuje prolaz Sunčevog zračenja, a u znatnoj meri sprečava toplotne gubitke iz prostorija.

• Toplotni zastori: koriste za zaštitu od pregrevanja i za sprečavanje toplotnih gubitaka iz prostorija. Toplotni zastori su pokretni i mogu da se nalaze sa unutrašnje ili spoljašnje strane prozora.

• Boja zidova i nameštaja: nameštaj se više zagreva od zidova, jer za istu površinu ima manju masu, tako da doprinosi povećanju temperature u prostorijama.

• Trombov zid: zid koji je istovremeno apsorber, skladište toplote i grejno telo. Obično se pravi od cigle ili betona, debljine 20-40 cm. Na rastojanju 2-10 cm ispred zida postavlja se staklo. U praksi se koriste dve konstrukcione varijante Trombovog zida: bez otvora i sa otvorima pri osnovi i vrhu zida.



Slika 1: Trombov zid sa otvorima za cirkulaciju vazduha

• Vodeni zid: u toku dana voda celom zapreminom apsorbuje Sunčevo

zračenje, dok je u toku noći zračenjem predaje unutrašnjosti kuće. • Staklena veranda: kao nezaobilazan deo solarne arhitekture postavlja se na

južnu stranu zgrade. Obično se iza staklene verande nalazi masivan, tamno obojen zid koji apsorbuje prispelo Sunčevo zračenje. Noću ili zimi se otvaraju gornji i donji otvor na zidu i preko gornjeg u kuću ulazi topao vazduh, a na donji izlazi hladan i objekat se zagreva.

Slika 2: Staklena veranda

• Podno skladište toplote: najčešće se koristi rečni šljunak koji se deponuje

ispod poda kuće. Topao vazduh se iz staklene verande pomoću ventilatora prenosi do šljunka koji akumulira energiju i odaje je u prostor koji se greje.

3. TEMPERATURNA KONVERZIJA Prijemnici kod kojih se energija sunčevog zračenja direktno transformiše u

toplotnu energiju su danas tehnički, tehnološki i ekonomski najjednostavniji i najprimenljiviji za široku upotrebu. U ovoj grupi se razlikuju dve osnovne vrste prijemnika, u zavisnosti od temperaturnog nivoa radnog medijuma koji se u njima može postići: niskotemperaturni prijemnici i visokotemperaturni prijemnici.



3.1. Niskotemperaturna konverzija Za niskotemperaturnu konverziju Sunčevog zračenja (t< 100 oC) koriste se

ravni kolektori. U zavisnosti od radnog fluida, ravni kolektori se dele na kolektore sa tečnim fluidom i vazduhom. Osnovni elementi kolektora su: kućište (od Al profila), termoizolacija (staklena i mineralna vuna debljine 50mm), apsorber (od Al lamela kroz koje su provučene bakarne cevi), stakleni pokrivač debljine 4 mm i ram kolektora (od Al profila).

Slika 3: Način funkcionisanja solarnih kolektora

Tipična instalacija za zagrevanje vode ili grejanje sa ravnim kolektorom

data je na slici 4.

Slika 4: Instalacija za zagrevanje vode sa ravnim kolektorom:

1-kolektor, 2-vazdušni ventil, 3-odvod tople vode, 4-dovod hladne vode, 5-ventil, 6-odvod iz kolektora, 7-snabdevanje kolektora vodom, 8-ispusti, 9-ventil, 10-sigurnosni ventil,

11-toplotna pumpa, 12-pomoćni pritisni ventil, 13-merač pritiska, 14-priključni rezervoar, 15-spiralna grejna cev, 16-rezervoar, 17-pomoćni grejač, 18-regulator



3.2. Srednjetemperaturna konverzija (100-400oC) Za srednjetemperaturnu konverziju Sunčevog zračenja koriste se

vakuumirani kolektori sa koncentratorima Sunčevog zračenja (fokusirajući kolektori) i solarne pećnice. Kolektori sa koncentratorima koriste samo direktno sunčevo zračenje i usmeravaju se prema Suncu. Za vreme oblačnih dana ovi kolektori su neupotrebljivi. Koncentratori mogu biti u vidu ravnih ili zakrivljenih reflektora i mogu vršiti tačkasto ili linijsko koncentrisanje sunčevog zračenja.

3.3. Visokotemperaturna konverzija (400-4000oC) Za visokotemperaturnu konverziju sunčevog zračenja koriste se solarni

sistemi (solarne peći i solarne elektrane) sa koncentratorima sunčevog zračenja koji se moraju podešavati prema Suncu. U visokotemperaturnoj konveziji su zastupljeni heliostatski sistemi, veći broj ogledala, koja reflektuju sunčevo zračenje na apsorber, koji se nalazi u njihovoj žiži u kojoj se nalazi apsorberska posuda. Heliostati su pokretni koncentratori (koncentratori koji „prate“ Sunce), koji koriste ravna ili blago zakrivljena ogledala. Pomoću heliostata je moguće u njihovoj žiži postići temperaturu do 3500°C. Kod savremenih heliostata svako se ogledalo nezavisno orijentiše prema Suncu pomoću kompjuterski vođenog sistema.

4. FOTONAPONSKA KONVERZIJA Pretvaranje solarne energije u električnu vrši se pomoću solarnih ćelija

koje se izrađuju od poluprovodničkih materijala, jednostavne su građe, nemaju pokretne delove, ne zagađuju okolinu i imaju dug vek trajanja. Materijali koji se koriste u izradi solarnih ćelija u velikoj meri utiču na rad i cenu solarnih uređaja. Ovi materijali se mogu klasifikovati kao kristalni, polikristalni i amorfni. Od materijala za izradu fotonaponskih ćelija koji su trenutno dostupni na tržištu najpoznatiji su: monokristalni silicijum, polikristalni silicijum, amorfni silicijum, kadmijum telurid itd.

Snaga koju proizvodi jedna fotonaponska ćelija je relativno mala pa se u praksi više ćelija povezuju u grupu, čime se formira fotonaponski modul koji proizvodi struju, napon i snagu znatno većeg intenziteta. Maksimalni izlazni napon individualne solarne ćelije iznosi oko 600 mV, pa se ćelije serijski povezuju kako bi se dobio željeni napon. Najčešće se oko 36 ćelija serijski povezuje stvarajući module nominalnog napona od 12 V. Paralelnim povezivanjem ćelija postiže se povećanje struje. U praksi se najčešće pribegava redno-paralelnoj vezi čime se postiže i potreban napon i potrebna struja, odnosno snaga.

Slika 5: Fotonaponska ćelija, modul i panel


90 Tehnika i praksa, Broj 1, 2010. Proizvođači daju podatke o karakteristikama modula pri standardnim

uslovima ispitivanja (površinska snaga od 1000 W/m2 i ambijentalna temperatura od 25°C). U tabeli 1. dati su tipični parametri fotonaponskog modula snage 100 W.

Tabela 1. Tipični parametri FN modula snage 100 W

Maksimalna snaga 100 W Napon makismalne snage 17 V Struja maskimalne snage 5,6 A

Napon otvorenog kola 21 V Struja kratko spojenog kola 6,3 A

5. ZAKLJUČAK Tehnologije korišćenja solarne energije postaju sve više ekonomski konkurentne tehnologijama koriščenja ostalih oblika energije. Koliko će se one u praksi koristiti zavisi od potražnje na tržištu. Proces prihvatanja novih tehnologija vrlo je spor, a glavni problem za instalaciju novih postrojenja je njihova početna cena koja utiče na porast cene dobijene energije u prvih nekoliko godina, u odnosu na ostale komercijalno dostupne izvore energije. Cena fosilnih goriva bi trebala u budućnosti da raste još više zbog ograničenih rezervi, pa će samim tim i ova postrojenja biti aktuelnija za primenu. Pored toga, neophodno je da se poveća svest o nužnosti primene obnovljivih izvora energije, naročito solarne energije, jer se radi o budućnosti svih nas.

6. LITERATURA [1] Duffie, J.A., Beckman, W. A.: Solar Engineering of Thermal

Processes. 2nd ed. NY Wiley, 1991. [2] Pavlović T, Čabrić B.: Fizika i tehnika solarne energetike, Beograd, 1999. [3] Dragićević S., Lambić M.: Uticaj radnih i konstruktivnih parametara na energetsku efikasnost aktivnog solarnog zida, Časopis „Energetske tehnologije“, br. 1, str. 3-7, 2004. [4] Dragićević S.: Masivni solarni zidovi – deo solarne arhitekture, Časopis „Modul“, br. 6, str. 40-45, Beograd, 2002. [5] Misija OEBS-a u Srbiji i Crnoj Gori, LIBER PERPETUUM knjiga o obnovljivim izvorima energije u Srbiji i Crnoj Gori, Novi Sad, 2004.



FUNKCIONALNO MODELOVANJE PROCESA PRODAJE UGLJA KAO PODRŠKA PROJEKTOVANJU

INFORMACIONOG PODSISTEMA

Nataša Gojgić1

REZIME U radu je prikazan procesni pristup prema zahtevima standarda ISO 9001 kao

osnova za projektovanje informacionog sistema korišćenjem standarda IDEF0. Model procesa prodaje uglja prikazan u radu je realizovan softverom Bpwin. Funkcionalni model prodaje uglja omogućava bolje upravljanje i planiranje budućeg korisničkog interfejsa informacionog sistema.

Ključne reči: IDEF0, Bpwin, informacioni sistem.

FUNCTIONAL MODELING OF THE COAL SELLING PROCESS AS A SUPPORT TO THE INFORMATION SUBSISTEM DESIGN

ABSTRACT This paper deals with the procedural approach created in accordance with ISO

9001 standard as a base for the design of the information system, with the use of the standard IDEF0. The model of the coal selling process which has been presented in the paper, has been realized with Bpwin software. The functional model of the coal selling allows better process management and future planning of the user interface of the information system.

Key words: IDEF0, Bpwin, information system. 1. UVOD Za postupak modeliranja razvijeni su odgovarajući CASE (Computer

Aided Software Engineering) alati i to standard za funkcionalno modelovanje IDEF0 (Integrated Computer Automated Manufacturing Definition) realizovan kroz Bpwin CASE alat koji je korišćen u radu. IDEF0 je tehnika modelovanja bazirana na kombinaciji grafike i teksta koji su predstavljeni na organizovan i sistematičan način da bi se povećala razumljivost i obezbedila logika za potencijalne izmene, specificirane zahteve, ili na drugi način rečeno, podržala analizu sistema po nivoima u procesu prodaje uglja. Svaka aktivnost kojom se definisani ulazi pretvaraju u izlaze može se predstaviti kao proces. Svaka aktivnost




koja prima ulaze i prevodi ih u izlaze je proces, pa su sve proizvodne i/ili uslužne aktivnosti i operacije procesi.

2. DOKUMENTOVANJE PROCESA U RUDARSKOM BASENU

„KOLUBARA“ Rudarski basen „Kolubara”, 13. jula 2009. godine, primio je uverenje o

dobijanju sertifikata ISO 9001 i ISO 14001. Sistem upravljanja kvalitetom predstavlja usklađenu radnu strukturu koja funkcioniše u organizaciji i obuhvata efektivne inženjerske i menadžerske metode radi postizanja najboljih načina uzajamne povezanosti osoblja, opreme i informacija u cilju zadovoljstva korisnika i zaposlenih u pogledu kvaliteta proizvoda i usluga i smanjenja troškova poslovanja. Sistem menadžmenta kvalitetom treba posmatrati kao strateški problem koji treba rešavati kroz pojmove kao što su: planovi, ciljevi, realizacija postavljenih ciljeva, kontrola, permanentno obrazovanje, sledljivost, dokumentovanost. Procedure koje opisuju procese sadrže blok dijagrame za grafički prikaz odvijanja procesa u jednoj organizacionoj jedinici.

Na slici 1 može se videti blok dijagram procesa Prodaja uglja.

Slika 1: Blok dijagram procesa prodaje uglja



3. PROCESNI PRISTUP Procesni pristup je jedan od osam principa sistema menadžmenta

kvalitetom standarda ISO 9001 [3], koji navodi da se željeni rezultat ostvaruje efikasnije kada su povezani resursi i aktivnosti upravljani kao proces.

Standard za funkcionalno modelovanje IDEF0, realizovan kroz Bpwin CASE alat, je svojevrstan grafički jezik koji omogućuje opisivanje procesa po zahtevima standarda ISO 9001, tj. omogućuje definisanje poslovnih funkcija, njima podređenih poslovnih procesa, procesa i aktivnosti.

Modelovanje podataka je naše apstraktno viđenje stanja realnog sistema tj. definisanje strukture podataka. Model podataka je pojednostavljeno predstavljanje realnog sistema preko skupa objekata (entiteta), veza između objekata i atributa objekata [2].

4. PROCES PLANIRANJA PRODAJE UGLJA Zadovoljstvo korisnika (kupaca s jedne strane i društvenih subjekata s

druge strane) pruženom uslugom je strateški cilj jedne firme. Za uspešno ostvarivanje cilja firma mora upravljati kvalitetom usluga prema zahtevima standarda ISO 9001.

Rudarski basen „Kolubara“ obavlja proizvodnu delatnost otkopavanja, prerade, sušenja i prodaje uglja i sve te aktivnosti možemo posmatrati kao procese.

Veleprodaja uglja obavlja se između RB “Kolubara” kao prodavca i određenih firmi, ustanova, termoelektrana i ostalih korisnika kao kupaca. Ugalj se na utovarnim mestima utovara u kamione i vagone pa se potom distribuira kupcima.

Proces planiranja prodaje uglja sastoji se od: - evidentiranja zahteva - ugovaranja - dispozicije - izrade računa i - analize. U radu je izvršena analiza procesa prodaje uglja pomoću procesnog

modela, opisane aktivnosti sa informacijama potrebnim za realizaciju navedenih procesa i međuveze funkcijskih odnosa.

U daljem tekstu dat je pregled funkcionalnog modelovanja procesa prodaje uglja.

5. FUNKCIONALNI MODEL PROCESA PRODAJE UGLJA Postupak projektovanja informacionog sistema sastoji se od sledećih

koraka: funkcionalno modelovanje, informaciono modelovanje, aplikativno modelovanje .

Koristeći metodologiju IDEF0 tj. CASE alat Bpwin, izvodi se funkcionalno modeliranje u okviru koga se izvodi funkcionalna dekompozicija a koja se sastoji od sledećih koraka: definisanje granica sistema, definisanje stabla aktivnosti, definisanje dekompozicionog dijagrama.


94 Tehnika i praksa, Broj 1, 2010. 5.1. Konteksni dijagram Definisanje konteksnog dijagrama predstavlja granicu modela koji se

proučava tj. definišu se granice sistema, uspostavlja se okvir posmatranja i definiše okolina koja utiče na sistem.

Sa aspekta procesnog pristupa posmatrani sistem na najvišem nivou se posmatra kao jedan proces, jer čini celinu. Definišu se ulazi za posmatrani proces neophodnih za njegovu uspešnu realizaciju u formi izlaza sa aspekta krajnjeg korisnika.

Slika 2: Konteksni dijagram poslova prodaje uglja

5.2. Stablo poslova Definisanje stabla aktivnosti je postupak rastavljanja složene aktivnosti u

obliku hijerarhije podređenih aktivnosti čija je struktura tipa stabla. Sa aspekta procesnog pristupa Definisanjem stabla poslova uspostavljaju

se vertikalne veze između procesa. Vertikalna hijerarhija uspostavljena stablom poslova predstavlja veze između strateškog upravljanja (vizija, politika, postavljeni ciljevi) do nivoa praćenja i ocenjivanja uspostavljenih procesa u posmatranom sistemu.

Slika 3: Stablo aktivnosti poslova prodaje uglja


Tehnika i praksa, Broj 1, 2010. 95 5.3. Dekompozicioni dijagram Koristeći IDEF0 tehniku modelovanja u radu su opisani poslovi i

aktivnosti vezani za proces prodaje uglja koji se sastoji od: Evidentiranja zahteva, Ugovaranja, Dispozicije, Izrade računa i Analize.

Evidentiranje zahteva obuhvata poslove vezane za održavanje šifarnika kupca, podnošenje zahteva za kupovinu uglja, njegove obrade i rešavanja.

Proces ugovaranja se sastoji od pisanja ugovora i njegovog zaključivanja između kupca i prodavca.

Dispozicija obuhvata poslove planiranja isporuke i njenog ostvarenja. Izrada računa se sastoji od fakturisanja, kontrole i potpisivanja računa i

njegovog knjiženja. Analiza obuhvata izradu periodičnih izveštaja i kontrolu planiranih

isporuka. Ovakav način prikazivanja poslova koji su vezani za prodaju uglja u

mnogome olakšava postupak praćenja dokumentacije koja je vezana za ugovaranje, prodaju i otpremu uglja.

Na slici 4 može se videti dijagram horizontalne dekompozicije procesa Prodaja uglja (dekompozicioni dijagram po IDEF0 metodologiji).

Slika 4: Dekompozicioni dijagram procesa prodaje uglja

Daljom dekompozicijom svakog procesa prodaje uglja prikazanog na slici

4, a prema stablu poslova, dobijaju se procesi koji se ne mogu dalje dekomponovati, već se postupkom informacionog modeliranja putem definisanjem zahteva iz dokumenata projektuje model podataka za bazu podataka koja predstavlja osnov informacionog sistema za posmatrani deo poslovanja Rudarskog basena „Kolubara“.


96 Tehnika i praksa, Broj 1, 2010. 6. ZAKLJUČAK Procesi su povezani u jedinstven sistem – po pravilu je izlaz iz jednog

sistema, ulaz u drugi sistem. Praćenje međudejstva procesа pomoću kojih organizacija dolazi do proizvoda dovodi do uspešnijeg i kvalitetnijeg poslovanja. Usvajajući procesni pristup za osnovu projektovanja informacionog sistema pomoću modela procesa prema standardu IDEF0 ne ukidaju organizacione jedinice funkcionalne organizacije (sektori i službe) već se ostvaruje njihovo jedinstvo sa procesima koji se u njima odvijaju.

Svaki proces u funkcionalnom modelu predstavlja stavku u meniju buduće korisničke aplikacije informacionog sistema za koji je dalje potrebno uraditi model podataka koji opisuje strukturu podataka, poslovna pravila za odvijanje tog procesa, korićenjem Erwin-a pomoću koga se generiše i baza podataka. Svaki proces koji je prikazan na najnižem nivou dekompozicionog dijagrama predstavlja jednu formu korisničke aplikacije za realizaciju navedenog procesa.

Najvažnija korist u primeni modelovanja procesa korišćenjem Bpwin-a je prototipski pristup gde se na brz i jednostavan način proveravaju alternativne ideje. Ovo je veoma bitna osobina jer brzi razvoj informacionih tehnologija i primena INTERNET servisa uslovljava potrebu za reinženjeringom koja zahteva radikalni redizajn aktivnosti, a koje je potrebno opisati i pre sprovođenja prototipski proveriti.

7. LITERATURA [1] Dokumentacija Privrednog društvo za prizvodnju, preradu i transport

uglja Rudarski basen „Kolubara“ d.o.o. Lazarevac. [2] Dr Alempije Veljović: Projektovanje informacionih sistema, Čačak

2003 [3] SRPS ISO 9001: 2001: Sistem menadžmenta kvalitetom – zahtevi;

SZS; Beograd.



RAZVOJ INTERNET APLIKACIJE SA GOVORNIM INTERFEJSOM

Vlade Urošević1

REZIME

Govorni interfejs predstavlja alternativu GUI-u, a koristi se kada je GUI nemoguće ili nepraktično primeniti. U ovom radu je, kroz konkretan primer – Sistem za informisanje o redu vožnje za različite destinacije i tip prevoznog sredstva, prikazana primena jedne od tehnologija koje podržavaju glasovni interfejs – VoiceXML.

Ključne reči: internet programiranje, govorni interfejs. DEVELOPEMENT OF THE INTERNET APPLICATION WITH THE

SPEECH INTERFACE

ABSTRACT The speech interface is an alternative for GUI and it has its usage where it is

impossibile or impractibale to use GUI. In this paper it is shown (on a practical example), Traveling service for different destination and desired choice of transportation, a way to apply one of the technologies that supports speech interface – VoiceXML.

Key words: programing, speech interface.

1. UVOD Govorne aplikacije su aplikacije u kojima na ulazu i/ili izlazu postoji

govorni korisnički interfejs. Korisnici mogu pristupiti razvijenim aplikacijama sa bilo kog mesta, u bilo koje vreme pomoću bilo kog telefona. Do skoro se WWW zasnivao isključivo na grafičkom interfejsu za dostavljanje informacija i servisa korisnicima koji koriste monitore, tastaturu i miš. Na taj način velikom broju korisnika je onemogućeno korišćenje Interneta ako u datom trenutku nemaju pristup računaru. Medutim, mnogi od tih korisnika imaju pristup telefonu. Omogućavanjem govornog pristupa web baziranim podacima pruža kompanijama mogućnost da prošire delovanje i na ovakvo tržište.

U ovom radu su, u kratkim crtama, opisane tehnologije i alati, kao i način njihove upotrebe, neophodni za kreiranje Internet aplikacije sa glasovnim interfejsom kojom se razvio Sistem za informisanje o redu vožnje za različite destinacije i tip prevoznog sredstva. Sistem je zamišljen da funkcioniše tako što korisnik pokrene izvršenje aplikacije pozivanjem telefonskog broja; Aplikacija pomoću sintetizovanog govora provodi korisnika kroz postupak davanja podataka koji predstavljaju kriterijume pretrage baze podataka, koja sadrži podatke o

1 Visoka škola tehničkih strukovnih studija Čačak



polascima pojedinih vrsta transportnih sredstava prema pojedinim destinacijama. Korisnik kriterijume pretrage zadaje izgovaranjem reči u mikrofon, njegov govor se prepoznaje kao ulazni podatak. Zatim se vrši pretraga baze podataka a obaveštenje o uspešnosti pretrage korisniku se saopštava pomoću sintetizovanog govora.

2. KORIŠĆENA RAZVOJNA OKRUŽENJA I SOFTVERSKI ALATI VoiceXML je jezik za označavanje izveden iz XML-a. Koristi se za izradu

aplikacija sa glasovnim interfejsom koje omogućavaju pristup Web sadržajima. Ova tehnologija omogućava korisnicima koji imaju pristup telefonskoj liniji ali nemaju pristup Inernetu. VoiceXML jezik je strogo definisan pomoću DTD i za razliku od XML-a korisnik ne može proizvoljno kreirati nove elemente-tagove. Kao što Web čitač prikazuje HTML dokument vizuelno, tako VoiceXML interpretator prikazuje dokument zvučno, pa se na VoiceXML interpretator može gledati kao na telefonski – glasovni Web čitač.

Izvršni VoiceXML fajl naziva se dokument. VoiceXML interpretator ga učitava i izvršava. Pod pojmom VoiceXML aplikacija se podrazumeva jedan ili više dokumenata koji su međusobno funkcionalno povezani. Ekstenzija VoiceXML dokumenta je VXML. Kao i HTML dokumenti i VoiceXML dokumenti imaju svoj URL i mogu biti locirani na nekom od Web servera. Ipak razlike postoje, dok se HTML dokument interpretira lokalno u Web čitaču na računaru klijentu, VoiceXML interpretator se nalazi na serveru. Da bi mogao da podrži telefonski interfejs, VoiceXML interpretator se izvršava u okruženju koje uključuje: telefonsku liniju (običnu zemljanu ili Internet (VOIP) ), TTS komponente (eng. Text-to-speech) i ASR (eng. Automatic speech – recognition) komponente.

VoiceXML posmatran izolovano ne omogućava da se prave potpuno dinamički sadržaji, mada to donekle omogućava uslovni iskaz (if – elseif – else). Dakle VoiceXML i pored toga što poseduje elementarne mogućnosti za pravljenje dinamičkih sadržaja, nije podesan a nije ni predviđen da funkcioniše kao stand-alone tehnologija (slično kao i HTML). Zbog toga svoju glavnu primenu pronalazi u kombinaciji sa server-side programskim jezicima kakvi su Perl i PHP. Suštinski gledano, VoiceXML jezik je dizajniran da programeru obezbedi aplikaciji glasovni interfejs za interakciju sa korisnikom i alatima za komunikaciju sa nekim server-side programom u kome je VXML dokument klijent server-side programa.

PHP (Hypertext Pre Processor) je skriptni programski jezik za pisanje programa koji se izvršavaju na strani servera (server-side), i mada zvanično ne pripada open-source pokretu i nije pod GNU GPL licencom ovaj jezik je otvorenog koda i svako može menjati PHP jezik u skladu sa svojim potrebama. Inače, izvorni kodovi su pisani u C jeziku. PHP po svojoj sintaksi spada u grupu “C-olikih” jezika. PHP jezik se naviše koristi za kreiranje dinamičkih Web sadržaja, pre svega generisanje dinamičkih HTML stranica. Pored toga veoma često se koristi u


Tehnika i praksa, Broj 1, 2010. 99 kombinaciji sa MySQL DMBS za prikupljanje i manipulaciju podacima (PHP poseduje podršku za povezivanje na sve značajnije DMBS). Veoma često ova dva načina primene su integrisani u istoj aplikaciji. Gledano sa aspekta PHP-a, svejedno je koja je vrsta dokumenta generisana pa je zbog toga veoma pogodan za primenu u kreiranju aplikacije sa govornim interfejsom.

Listing 1. Jednostavan PHP program ugnežđen HTML dokument

Značajna osobina PHP jezika prilikom generisanja Web stranica je da se

stranica generiše na serveru, a zatim se HTML/VXML (ili neki drugi) dokument prosleđuje klijentu koji je izvršio HTTP zahtev.

Druga bitna osobenost PHP jezika je da se može koristiti i kao čist PHP skript (ređe) koji izvršava određenu manipulaciju podacima ili HTTP zahtev/odgovor i ugnežđen (češće) unutar HTML ili nekog drugog dokumenta. PHP kod uvek se nalazi između <?php i ?> graničnika. Ovo omogućava PHP interpretatoru da razlikuje PHP kod od drugih sadržaja (HTML, VXML i dr.). Prilikom izvršavanja jednog dokumenta sa ugnežđenim PHP kodom, PHP prevodilac izvršava samo segment između graničnika dok ostale sadržaje prepisuje u izlazni dokument, redom kako su napisani u izvornom dokumentu.

Sve navedene osobine čine PHP jezik idealnim za generisanje dinamičkih VXML sadržaja kao i HTML formi za administraciju sistema, odnosno popunjavanje baze podataka i manipulaciju sa podatacima u bazi.

Slika 1. Ilustracija primene PHP programskog jezika ugnežđenjem u VXML dokument. Na slici PHP Expert Editor razvojno okruženje

<html> <head> <title>Zdravo svete strana.</title> </head> <body> <?php echo("Zdravo svete!"); ?> </body> </html>


100 Tehnika i praksa, Broj 1, 2010. MySQL je RDBMS (Relational Database Management System). Za upravljananje MySQL sistemom koristi se SQL (Simple Query Language). SQL iskaz naziva se upit. SQL upiti omogućavaju: administraciju (pregled /kreiranje/ editovanje) baza podataka na serveru, administraciju korisničkih naloga (da bi se pristupilo MySQL serveru neophodno je imati korisnički nalog), tabela na postojećim bazama podataka i drugo. Izvršavanje upita nad bazom podataka može se izvršiti na više načina: 1. MySQL klijent je konzolna aplikacija koja omogućuje direktno izvršavanje upita nad MySQL serverom, unošenjem upita preko tekstualne konzole. Aplikacija rezultate upita prikazuje u istoj konzoli u kojoj se postavljaju upiti.

Slika 2. Primer upotrebe MySQL klijenta (kreiranje tabele)

Korišćenje MySQL klijenta predstavlja najprimitivniji oblik interakcije sa MySQL serverom. 2. PHPMyAdmin je PHP aplikacija koja pruža grafički interfejs pri administraciji MySQL servera. Ova aplikacija funkcioniše tako što na osnovu korisnikovih akcija generiše SQL upite i šalje ih serveru, a potom grafički interpretira odgovor dobijen od servera.

Slika 3. Prikaz PHPMyAdmin alata (dole grafički prikaz strukture jedne tabele sa opcijama

za administraciju, u sredini genetički SQL upit koji je izvršen nad MySQL serverom). 3. Pomoću programskog jezika koji ima mogućnost povezivanja sa MySQL serverom, kakav je PHP. Ovaj način predstavlja jedini prihvatljiv način za aplikativnu primenu MySQL DBMS, jer pruža programeru mogućnost da nad sistemom izvršava upite u zavisnosti od korisnikovih akcija.


Tehnika i praksa, Broj 1, 2010. 101 PHP Expert Editor, slika 1, je razvojno okruženje prilagođeno razvoju PHP aplikacija. Pored editora za kod, ovo razvojno okruženje poseduje interni interpretator i sopstveni Web čitač za testiranje i debuging napisanih skriptova. Pored podrške za PHP, editor koda podržava i XML i HTML formatiranje koda. Zbog svih navedenih osobina PHP Expert Editor je korišćen za pisanje PHP skriptova ali i VXML dokumenata sa i bez ugnežđenja PHP programskih blokova kao i HTML formi koje služe za unos podataka u bazu podataka.

Slika 4. HTML forma za popunjavanje departures baze podataka

S obzirom na to da ova aplikacija nema potrebu za dinamičkim kreiranjem entiteta, za kreiranje istih korišćen je već pomenuti grafički alat za ručno administriranje MySQL servera PHP MyAdmin, slika 3.

BeVocal je Web bazirano VoiceXML razvojno okruženje. BeVocal obezbeđuje programeru niz alata i usluga koje su neophodne za razvoj i testiranje VoiceXML aplikacije: editor koda, proveru sintakse, run-time logove, alat za testiranje glasovne aplikacije u tekstualnom modu, mogućnost pozivanja aplikacije telefonom, hosting VXML dokumenata i audio zapisa kao i fajl menadžer za manipulaciju istim. BeVocal razvjnom okruženju može se pristupiti isključivo putem Interneta. Da bi se mogli koristiti pomenuti alati neophodno je otvoriti korisnički nalog, na adresi http://cafe.bevocal.com.

Slika 5. Trace Tool je jedan od alata koje obezbeđuje BeVocal razvojno orkuženje,

omogućava praćenje procesa koji se izvršavaju u pozadini i otklanjanje run-time grešaka


102 Tehnika i praksa, Broj 1, 2010. Za finalno testiranje aplikacije, BeVocal server iz mnogih razloga nije

pogodan. Glavni razlog je taj što je ovaj server pre svega razvojno okruženje i nije predviđen za eksploataciju aplikacije i kao takav ima mnoga ograničenja koja onemogućavaju praktičnu primenu izrađenih aplikacija. Zato je za ovu potrebu odabran je VoiceXML server koji se nalazi na adresi https://evolution.voxeo.com, koji poseduje sve neophodne preduslove za eksploataciju aplikacije. Pre svega mogućnost direktnog pristupa klasičnim ili VOIP telefonom, i mogućnost pristupa hostovanim dokumentima od strane udaljenog servera. Ovo je veoma značajna osobina, jer je bez nje praktično nemoguće staviti u funkciju sistem za informisanje o redu vožnje, kao što je urađeno u ovom radu.

Apache/MySQL server korišćen je za hosting i izvršavanje PHP skriptova i MySQL baze podataka. Ovaj server poseduje svoj Control Panel koji sadrži mnoge alate od kojih su najznačajniji već opisani (PHPMyAdmin) i fajl menadžer koji omogućava manipulaciju HTML/PHP dokumentima.

Za finalno testiranje aplikacije korišćen je Skype softverski telefon, pomoću koga se aplikaciji pristupa direktno pozivanjem odgovarajućeg broja.

Slika 6. Način funcionisanja sistema za informisanje o redu vožnje

3. NAČIN FUNKCIONISANJA SISTEMA ZA INFORMISANJE O REDU VOŽNJE

Sistem za informisanje o redu vožnje u potpunosti podržava princip troslojne arhitekture, koji podrazumeva: sloj korisničkog interfejsa, prezentacioni sloj i sloj za pristup podacima. Prezentacioni ili sloj korisničkog interfejsa pomoću koga korisnik komunicira sa aplikacijom. Sloj poslovne logike koji sadrži pravila kako korisnik pristupa i manipuliše podacima kroz sloj za pristup podacima. Ovaj sloj može sadržati i druge podslojeve.


Tehnika i praksa, Broj 1, 2010. 103 Na slici 5 može se videti način funkcionisanja aplikacije. Korisnik koji se

nalazi na prezentacionom nivou, na nivou poslovne logike postaje VoiceXML server i Apache server, a na nivou za pristup podacima je MySQL DBMS. Korisnik pokreće aplikaciju koja je hostovana na evolution.voxeo.com pozivanjem odgovarajućeg broja. Telefonska komponenta VoiceXML servera uspostavlja vezu. Na osnovu biranog broja ustanovljava se koja je aplikacija u pitanju, pa se sa internog hosta povlači i izvršava odgovarajući VXML dokument. Ovaj VXML dokument (transport_and_destination_choice.vxml) je statički i izvršava dve akcije. Prva od korisnika prikupi neophodne podatke, kriterijume za pretragu baze podata, a druga prikupljene podatke prosledi PHP skriptu na udaljenom Apache serveru na dalje procesuiranje. Da bi se pretražila baza podataka predviđeno je da korisnik unese dva podatka. To su prevozno sredstvo i destinacija putovanja. Korisnik podatke unosi glasovno, tj. izgovaranjem jedne od ponuđenih opcija. Prevozno sredstvo se unosi pomoću forme čija promenljiva preuzima vrednost korisnikovog izbora. Tok izvršenja dokumenta dalje se premešta na menu element koji prikuplja drugi neophodni podatak- destinaciju. Ovaj dokument je opremljen pomoćnim funkcijama tj. elementima koji u slučaju da korisnik nije razumeo šta treba da uradi ili je uneo nepredviđenu vrednost, usmeravaju korisnika dodatnim obaveštenjima i ponavljaju proceduru prikupljanja podataka do konačnog ispravnog odabira prevoznog sredstva i destinacije. Nakon što su neophodni podaci prikupljeni, izvršenje programa se prebacuje na udaljeni Apache server (atbhost.net), odnosno na skript search_departures.php koji prihvata podatke koji su mu prosleđeni putem query stringa. PHP skript se nalazi ugnežđen unutar VXML dokumenta, što znači da će izvršenjem skripta biti generisan VXML dokument. Search_departures.php se izvršava tako što se povezuje na odgovarajucu bazu podataka na MySQL serveru. SQL baza podataka pod nazivom departures nalazi se na MySQL serveru u okviru atbhost.net Apache servera. Baza podataka ima tri tabele: bus, train i airplane, koje čuvaju podatke o polascima sa prevoznim sredstvima: autobus, voz, avion. Sve tri tabele imaju jednaku strukturu, po četiri polja: id, grad, vreme, ampm. Gde atribut grad predstavlja destinaciju, a atributi vreme i ampm jednoznačno definišu vreme polaska. Nakon uspešnog povezivanja na bazu podataka, korišćenjem podataka primljenih putem query stringa vrši se upit nad SQL bazom podataka. Zatim se na osnovu rezultata koje vrati MySQL server generiše dinamički deo VXML dokumenta. Ovaj generisani deo može imati jednu od sledećih sadržina:

• U slučaju da je upit uspešno izvršen i da su u bazi podataka pronađeni jedan ili više slogova koji odgovaraju kriterijumima pretrage, izlistaće se sva vremena polazaka ka određenoj destinaciji sa željenim prevoznim sredstvom.

• U slučaju da je upit uspešno izvršen i da nije bilo slogova koji odgovaraju zahtevanim kriterijumima, ovaj deo sadržaće obaveštenje o nepostojanju polazaka ka željenoj destinaciji sa traženim prevoznim sredstvom.



• Ukoliko se javi neka greška prilikom upita, sadržaće obaveštenje o tome da je nastala greška na sistemu. Ovako generisan, VXML dokument će se po izvršenju PHP skripta, proslediti nazad VoiceXML serveru, koji će interpretirati dokument korisniku, odnosno dati korisniku rezultate pretrage po zadatim kriterijumima. Na kraju se pomoću goto elementa izvršenje ponovo prebacuje na dokument transport_and_destination_choice.vxml, koji će se ponovo izvršiti od početka i time omogućiti korisniku da izvrši novu pretragu.

Listing 2. Jedan od mogućih izgleda toka izvršenja aplikacije

Napomena: kompletan listing dokumenta transport_and_destination_choice.vxml i skripta search_departures.php može se pronaći na adresi: https://termoenergetika.co.rs/listing.pdf.

4. ZAKLJUČAK U ovom radu je prezentovana jedna od mogućih primena VoiceXML tehnologije koja u kombinaciji sa ostalim pomenutim tehnologijama predstavlja dobru bazu za kreiranje složenih aplikacija sa glasovnim interfejsom. Da bi sistem koji je izrađen u ovom radu mogao biti potpuno praktično upotrebljiv i pristupačan za komercijalnu upotrebu, neophodno je obezbediti jednu od dve pogodnosti:

• Zakupiti hosting na jednom od dva pomenuta VoiceXML servera i obezbediti dostupnost putem klasične telefonske linije. Napomena: nedostatak ovakvog pristupa je što bi korisnici morali da pozivaju broj u inostranstvu da bi pokrenuli aplikaciju.

• Obezbediti softversko/hardversko rešenje koje bi prihvatalo dolazne pozive na preodređenoj telefonskoj liniji i predstavljalo posrednika između korisnika koji se nalazi na klasičnoj telefonskoj liniji i VoiceXML servera kome se pristupa putem nekog softverskog telefona.

1. Aplikacija: Welcome to traveling service. I will be your guide. 2. Aplikacija: Please choose desired kind of transportation. 3. Korisnik: Bus 4. Aplikacija: This is bus menu. Please choose desired destination. For instance, if you wonna travel to Paris say Paris! For list of available destinations, say help. Please say your choice: 5. Korisnik: London 6. Aplikacija: Departures for London are: 10 hours and 5 minutes AM 11 hours and 45 minutes AM 2 hours and 5 minutes PM 10 hours and 45 minutes PM 7. Aplikacija: Thank you for using our telephone service.


Tehnika i praksa, Broj 1, 2010. 105 5. LITERATURA

[1] VoiceXML Tutorial, BeVocal Inc. (april 2009) [2] VoiceXML Programmer’s Guide, Bevocal Inc. (april 2009) [3] Mark Miller, VoiceXML:10 Projects to Voice Enable Your Web Site,

Wiley Publishing Inc. [4] Razni autori, PHP Manual, PHP Documentation Group. [5] PHP/MySQL Programming for the Absolute Beginner, Andy Harris,

Premier Press.



TRANSFER I KONVERZIJA PODATAKA IZMEĐU C I MATLAB-A

Biljana Savić1, Vlade Urošević1, 2

REZIME

U radu je dat prikaz rešavanja problema koji se javljaju pri konverziji i transferu podataka izmedju MATLAB-a i C jezika. Dati su primeri prevođenja Matlab koda u ekvivalentan C kod, kao i problemi i rešenja koja se javljaju u samom prevođenju.

Ključne reči: programiranje, konverzija podataka, transfer podataka.

DATA TRANSFER AND CONVERSION BETWEEN C AND MATLAB

ABSTRACT In this paper is presented an example of a solution of a problem which occurs

when converting and transfering of data between MATLAB and C language. We have given examples of the MATLAB code transfer into the equivalent C code, as well as problems and solutions which can happen.

Key words:. Programing, data conversion, data transfer. 1. UVOD Ne postoji brži i širi razvoj u nauci u poslednjih nekoliko decenija nego što

je razvoj informacionih tehnologija. Ovako brz razvoj u svim sferama karakteriše visoka stopa ulaganja u razvoj i istraživanje, veliki napredak i brojne promene od hardvera, operativnih sistema, aplikativnih softvera do programskih jezika. Ovo ima za posledicu moguće teškoće u transferu i konverziji podataka u okviru ovih tehnologija.

Mnogi projekti i obrada podataka na nekom delu zahtevaju prevođenje MATLAB koda u ekvivalentan C kod. Dok su zahtevi C koda dosta različiti, neke greške u prevođenju su iste u svim aplikacijama. Mnogi od ovih problema proizilaze iz činjenice da je Matlab u suštini interpreterski jezik. Zbog toga, on ne zahteva poznavanje tipa, oblika, dimenzije ili postojanje bilo koje promenljive ili funkcije do njenog izvršenja.



108 Tehnika i praksa, Broj 1, 2010. 1.1. Lista najčešćih uzročnika ili problema kod grešaka • Index prvog člana u nizu u Matlab-u je 1, a u C-u 0. • U Matlabu su elementi u kolonama glavni, a u C-u to su elementi

redova. • Matlab je baziran na vektorima. To može učiniti prevođenje još

složenijim i težim. U suštini: - Proste operacije nad vektorima se moraju zameniti sa petljom. - Operatori (kao što je npr. Operator za množenje ‘*’) u Matlabu

predstavlja različite operacije u zavisnosti od tipa operanada. - Matlab ima veoma proste i moćne operacije nad vektorima kao što

su povezivanje u grupu”[]” i operator kolone „x(:)” ili „end” konstrukcija, koje mogu biti teške za uklapanje sa C-om.

• Matlab podržava „polimorfizam”, dok ga C ne podržava. U Matlabu se mogu napisati generičke funkcije koje mogu da obrađuju različite tipove ulaznih parametara. U C-u svaki parametar ima jedan definisan tip, koji se ne može menjati.

• Matlab podržava dinamičko proširivanje I dimenzionisanje nizova, dok C kod zahteva prostor koji će biti eksplicitno alociran korišćenjem funkcija malloc/free.

• Matlab sadrži veliki set biblioteka koje nisu dostupne C-u. Implementacija takvih funkcija zahteva pisanje novog koda. Nekad postoje biblioteke i funkcije koje su dostupne platformi na kojoj radimo, ali integracija sa njima može biti problematična.

• Matlab omogućava ponovno korišćenje iste promenljive u različitim kontekstima (različiti tipovi podataka). C to ne dozvoljava, svaka promenljiva ima svoj jedinstveni tip.

Kao što se može videti, proces prevođenja u C kod iz Matlaba je teži nego što inače izgleda.

Kada se konvertuje MATLAB kod u C, prva stvar koju treba uraditi je opis ulaznih parametara te funkcije. Sve to je neophodno jer je MATLAB interpreterski jezik i ne zahteva deklaraciju promenljivih koje koristi. Matlab promenljive imaju oblik koji nije dostupan u C-u i to je zaista komplikovana stvar. Kao npr.:

• Mogućnost da promenljive imaju više parametara. • Matlab tip podataka koji nisu ekvivalentni sa C-om, kao sto su polja

nizova “cell arrays”, skup heterogenih tipova podataka u jednom nizu.

1.2. Primeri konverzije Sa definisanim ulaznim parametrima, možemo samostalno prevesti

MATLAB kod. Kao ilustracija prevođenja Matlab koda u C data su tri primera. Primer 1. Dati MATLAB kod uzima vektor ‘x’ i vraća dve vrednosti, sortirane u

rastućem poretku, koje su veće od date vrednosti promenljive treshold. U MATLAB-u, ovo je laka funkcija:



function y = examplel (x, threshold)

y = x(x > threshold) ;

y = sort(y) ;

y = y(3:end);

Poziv funkcije u glavnom prozoru:

» example1([4 6 2 566 32], 3)

ans =

32 566

Čak i ovaj trivijalan primer, koji ne kristi složene matrice, pravi mnoge probleme kada se implementira u C.

Tabela 1: Prikaz problema i rešenja u prevođenju koda na primeru 1.

Problem Rešenje x (x>treshold) vraća niz nepoznatih dimenzija, koji sadrži samo one vrednosti koje su veće od “treshold”.

Mora se utvrditi broj vraćenih elemenata, a onda se alocira potrebna količina memorije za to.

Sort može, a i ne mora biti dostupna kao program u C biblioteci.

Mora se napisati ili naći implementacija za sort program.

Isto ime ‘y’ je krišćeno više puta za rešavanje različitih kvantiteta različitih dužina.

U C-u ovo zahteva korišćenje različitih promenljivih i alociranje memorije.

Deo koda 3:end treba pažljivo razmotriti. U C-u se moraju zadržati sve vrednosti počevši od indeksa 2, lako je napraviti grešku dalje u kodu. Ovaj problem je jako nezgodan kod višedimenzionih nizova.

Primer implementacije. Dat je kod napisan u C-u (gde je „my_sort”

funkcija koju treba implementirati):


110 Tehnika i praksa, Broj 1, 2010. Primer 2. Polimorfizam MATLAB ne zahteva poznavanje tipa ulaznih parametara. To znači da

jedna funkcija može biti pozvana sa različitim argumentima. Pored toga, operator množenja ‘*’ u Matlab-u može izvršavati unakrsan proizvod, množenje element po element, zavisno od operanada.

U ovom slučaju, funkcija “polymorph” prikazuje dva vrlo različita

izračunavanja u računanju sa ‘a’ i ‘b’: • Za ‘a’ računa standardni vektor ‘x_complex_matrix’ koji je +30. • Za ‘b’ računa sumu množenja ‘x_complex_matrix’ sa skalarom

(‘x_real_scalar’). Rezultat je 12-6i.

Poziv funkcije u MATLAB-u:

Kada se ovo prevodi u C, potrebno je napisati dve različite funkcije za

‘polymorph’. Tabela 2: Prikaz problema i rešenja u prevođenju koda na primeru 2.

Problem Rešenje “polymorph” može imati za argumente i matricu i skalar.

Moraju se napisati dve različite C funkcije. Ovaj primer je lak, ali u primerima iz realnog života to može da bude veoma težak zadatak.

Operator množenja može da predstavlja različite operacije, zavisno od tipa operanada.

Mora se prepoznati svaka od datih značenja određenog operanda u Matlabu, pa tek onda se prevodi u C u odgovarajući set konstrukcija.

Primer izgleda tih funkcija napisanih u C-u, sa pretpostavkom da znamo da

ulazna matrica ima 10 elemenata.



Primer 3. Suočavanje sa neočekivanim proširenjem niza Jedan od najčešćih primera u svakodnevnom radu je neočekivano

proširenje već unapred definisane dimenzije niza. Npr. U Matlabu niz ‘x’ ima 14 elemenata i to je dovoljno za njegovo definisanje. U C-u bi moralo da se naglasi da niz ‘x’ ima 14 realnih promenljivih ‘double x[14]’. Posle simulacije brojanja i debagovanja, neusaglašenost između Matlab i C koda je u tome što je niz dužine 15 (u nekim posebnim slučajevima). To je C kod čitao kao nekorektnu vrednost.

MATLAB, dozvoljava da se napišu sledeći iskazi:

Ako N u nekom trenutku bude 15, neće se pojaviti nikakvo obaveštenje,

‘x’ će automatski biti proširen na 15 elemenata. Ali to se neće desiti u C-u.


112 Tehnika i praksa, Broj 1, 2010. 2. AUTOMATSKO GENERISANJE ANSI C KODA IZ IZVORNOG MATLAB KODA Kada se napravi validan algoritam i kod u MATLAB-u, uobičajen sledeći

korak je implementacija algoritma. Tokom implementacione faze, algoritam može imati više različitih oblika:

• prototip C koda, pozvan iz MATLAB-a. • ANSI C kod je pokrenut samostalno na računaru. • C kod je optimizovan za određeno sistemsko okruženje ili arhitekturu.

Sve ovo zahteva prevođenje MATLAB-ovog M-koda u C kod. Ručno prevođenje koda je teško i puno problema i grešaka. Brzina MCS automatski generisanog ekvivalentnog C koda iz Matlab koda je jako bitna. Catalystic MCS algoritam kreira prototipove i implementacije u minutu, a ne danima ili nedeljama kao što to traje kada se ručno prevodi kod, slika 1. Suština ovog novog automatizovanog procesa je što omogućava početak implementacije, dok se algoritam još menja. Sve ovo programerima mnogo olakšava posao i skraćuje vreme izrade potrebnih aplikacija.

Slika 1: Šema automatskog generisanja Matlab koda u C kod

pomoću programa Catalystic MCS

MCS program omogućava korisnicima: • Generisanje C koda iz MATLAB koda, i dobijanje čitkog C koda. • Čuvanje imena promenljivih i funkcija iz originalnog M koda. • Slaganje fajl strukture i funkcijske hijerarhije u M kodu. • Opciono umetanje originalnog MATLAB koda kao komentar u generisan

C kod. • Unakrsna-provera Matlab i generisanog C koda pitem GUI-a. MATLAB podrška MCS podržava veliki podskup MATLAB-ovih simbola, uključujući i mnoge

uobičajene funkcije: • Operatori: aritmetički, za rad sa matricama, logički i operatori za rad sa

bitovima, • Tipovi podataka: realni/kompleksni, logički, strukture, • Konstante,


Tehnika i praksa, Broj 1, 2010. 113 • Lokalne i globalne promenljive, • Skalari, vektori, matrice, n-dimenzionalni nizovi, • Konstrukcije kontrole toka programa: if-then-else, for loops, while loops,

switch, • Matematičke funkcije (e.g. sqrt, sin, atan), • Nabrojivi tip podatka i dr.

Primeri MCS GUI koji omogućava korisnicima unakrsnu probu M i C koda i automatsko generisanje C koda.

Slika 2: Primer automatskog generisanja Matlab koda u C kod

pomoću programa Catalystic MCS

3. ZAKLJUČAK Pojedini programerski zahtevi koji ne mogu da se reše u Matlabu

premošćeni su korišćenjem programskog jezika C. Iz tih razloga, bitno je znati razlike Matlab-a i C-a, koje su u ovom radu opisane. U tom slučaju, prevođenje koda ne bi trebalo da bude problem. Ručno prevođenje koda je teško, zato je pored ručnog prevođenja objašnjen program Catalystic MCS koji kreira prototipove i implementacije u minutu. Ovaj program omogućava korisnicima generisanje C koda iz Matlab koda, što programerima mnogo olakšava posao.

4. LITERATURA [1] http://titan.fsb.hr/čmvrdolja/matlab/node20.html, Decembar 2009. [2] http://agilityds.com/products/matlab_based_products/mcs/default.aspx,

Decembar 2009. [3] http://www.mathworks.com/, Decembar 2009.



DETERMINANTE DINAMIČKOG UPRAVLJANJA POSLOVNO-PROIZVODNIM SISTEMIMA

R. Đukić 1, D. Milanović2, M. Klarin3, J. Jovanović 1

REZIME U radu je prikazan teorijski model za dinamičko uravnoteženje i upravljanje

složenim poslovno-proizvodnim sistemima koji respektuju specifične uslove u kojima se odvijaju reprodukcioni tokovi, ulogu proizvoda kao generatora svih zbivanja i ključne determinante održivog razvoja. Ključne reči: proizvodni sistemi, upravljanje, modeli.

DETERMINANTS OF THE DYNAMIC MANAGING OF THE BUSINESS-PRODUCTION SYSTEMS

ABSTRACT This paper deals with a theoretical model for dynamic balancing and managing of

the complex business-production systems wich respect the specific conditions in wich the reproduction processes are held, and the importance of a product as a key generator and a determiner of the sustained development. Key words: production systems, management, models.

1. UVOD Tehnološki nivo industrije u Srbiji zamrznut je više od 20 godina i ako se

uzmu u obzir razaranja NATO-a onda je slika još poraznija. Mlade generacije sve manje se opredeljuju da studiraju tehniku, dok se dobar deo iskusnog kadra preorijentisao na druge grane privrede. Tvrdi se da velika preduzeća treba transformisati, a nacionalnom strategijom razvoja i nacionalnim investicionim planom podsticati preduzetništvo, otvaranje i razvoj malih i srednjih preduzeća. Klasterska konfiguracija malih i srednjih preduzeća u privrednom okruženju Čačka odgovara velikim preduzećima od kojih je većina u procesu tranzicije nestala. Drugim rečima, da nije bilo velikih i složenih poslovno-proizvodnih sistema ne bi bilo ni manjih. Postavlja se pitanje: Da li će i kada će procesima sinteze (MSP) doći do njihovog ukrupnjavanja i stvaranja velikih sistema? Srbija ne može da opstane ako nema jaku tehnološku kičmu. Treba stvoriti odgovornu nacionalnu strategiju za opstanak industrije na fundamentu novih proizvoda, novih tehnologija i organizacije. Tehnologija, organizacija i marketing integrisani putem

1 Visoka škola tehničkih strukovnih studija, Čačak 2 Mašinski fakultet, Beograd 3 Tehnički fakultet, Zrenjanin



menadžmenta u odgovarajuću proizvodnu doktrinu, predstavljaju trojstvo održivog razvoja i ključne determinante dinamičkog upravljanja poslovno-proizvodnim sistemima (PPS).

Priroda ovih sistema, zahtev za upravljanjem, otvorenost i ograničenja u okviru kojih funkcionišu nameću sistemski pristup pri njihovom modelovanju. Sa druge strane, uloga proizvoda kao generatora svih zbivanja unutar i izvan PPS-a opredeljuje situacioni pristup i linovativnu proizvodnu doktrinu.

Upravljanje ovim sistemima izuzetno je komplikovano jer zahteva da se sistem jednoznačno definiše i opiše adekvatnim matematičkim modelom (jednačine, nejednačine, relacije, grafovi) što je u suprotnosti sa njegovom stohastičkom prirodom. Ovi sistemi istovremeno su realni, složeni, stohastični i dinamični. Od njih se zahteva da imaju sposobnost adaptacije i da stabilno funkcionišu, što prevashodno zavisi od postavljenih ciljeva i usvojene strategije. Kriterijuma upravljanja ima više, teško ih je sve obuhvatiti jednom funkcijom pa čak i kvantifikovati.

2. KOMPANIJA SLOBODA – ČAČAK Od složenih poslovno-proizvodnih sistema na teritoriji Opštine Čačak još

uvek egzistira Kompanija Sloboda koja je, pre svega, zahvaljujući entuzijazmu i zalaganjem menadžmenta i svih zaposlenih, uspela da opstane na privrednoj karti Srbije. Od osnivanja (1948) pa do danas, Sloboda svoju budućnost zasniva na razvoju sopstvenih kapaciteta, velikom broju proizvoda kako u namenskom tako i u tržišnom proizvodnom programu, novom načinu proizvodnje, saradnji sa drugim kooperantima i na realnim ekonomskim pokazateljima poslovanja.

Poslednja dekada 20.veka donela je veliki preokret u načinu poslovanja, razvoja i tržišnog nastupa. Političko i ekonomsko razdruživanje zemlje imalo je za posledicu raspad Jugoslavije. Novonastala situacija podrazumeva:

- smanjenje primarnog tržišta od 20 miliona ljudi na tržište od 8 miliona - zaustavljen protok robe, ljudi i kapitala, - gubitak kooperanata i dobavljača, - oteženo snabdevanje i prodaja na eksternom tržištu (uvoz-izvoz) zbog

sankcija i blokade koji su uvedeni odlukom Ujedinjenih nacija, - ogromnu inflaciju koja je imala razarajući efekat na poslovanje i

opstanak privrednih subjekata, - zbog pokidanih veza sa inostranstvom izgubljeno je svetsko tržište

tako da je Sloboda ostala bez proizvodnih i poslovnih kontakata koji su građeni decenijama i bili „alfa i omega” dotadašnjeg uspeha.

U proleće 1995. godine, posle ukidanja sankcija Jugoslaviji, Sloboda je ponovo bila u stanju da nastupi na svetskom tržištu i da počne novi ciklus uspešnog poslovanja i razvoja sa izmenjenim proizvodnim programom u odnosu na 1990. godinu. Za nepunu godinu dana kompanija se ponovo vratila na tržište i uspostavila veze sa domaćim i stranim firmama sa kojima je i ranije sarađivala. Nakon pedeset godina rada (1948-1998.) u kompaniji radi oko 5.000 radnika koji ostvaruju godišnji prihod od preko 120.000.000 US$, od čega, 25% proizvodnje izvozi u



vrednosti od 30.000.000 US$. U proleće 1999. godine, nakon bombardovanja od strane najmoćnije vojne alijanse – NATO, Kompanija Sloboda, kao i ostala industrijska preduzeće Čačka, doživela je strahovita razaranja objekata, opreme i infrastrukture. U prvoj deceniji 3. milenijuma, tržišni program zasnovan na proizvodnji aparata za domaćinstvo delimično je obnovljen. Međutim, zbog tehnološkog zaostajanja i velike konkurencije njegov opstanak je nezamisliv bez pronalaženja strateškog partnera koji će značajnije da investira u proizvodne kapacitete i nove proizvode. Namenska proizvodnja kao centralna proizvodna celina uspešno se vratila na svetsku scenu pri čemu se njen opstanak zasniva na izvozu koji je ponovo dostigao zavidni nivo.

Na slici 1 prikazano je kretanje zaposlenih radnika u Kompaniji Sloboda u periodu 1948.-2008., a na slici 2 kretanje fizičkog obima proizvodnje FSP u (nč/god) u periodu 1978.-2008.

Z

Slika 1: Kretanje zaposlenih radnika

od 1948(t =1) do 2008(t = 61) Slika 2: Kretanje ostvarenog obima

proizvodnje od 1978(t=1) do 2008(t=31)

U periodu od 1978(t=1)–1988(t=11) obezbeđena je puna zaposlenost proizvodnih kapaciteta a realizacija robne proizvodnje kreće se oscilatorno u rasponu od 3.200.000–4.900.000 (nč/god) obezbeđujući natprosečne finansijske rezultate. Od 1989(t=12)–1998(t=21) godine fabrika beleži konstantan pad proizvodnje koji se kreće od 2.500.000–600.000 (nč/god) i posluje na ivici rentabiliteta ili sa gubicima. Loši poslovni rezultati posledica su: političkog i ekonomskog razdruživanja zemlje, građanskog rata, sankcija i blokada. Treći period 1999(t=22)–2008(t=31) započinje bombardovanjem zemlje od strane NATO alijanse. U ovom periodu fizički obim proizvodnje ima uzlazni trend i kreće se od 350.000–1.050.000 (nč/god).

3. STRATEGIJA – UPRAVLJANJE – PERFORMANSE

Na osnovu teoretskih razmatranja, vodeći računa o specifičnostima kojima se odlikuju fabrike namenske proizvodnje, izvršen je izbor ključnih entiteta i njihovih atributa važnih za dinamičko upravljanje ovim poslovno-proizvodnim sistemima (slika 3).

5 10 15 20 25 30

1x106

2x106

3x106

4x106

5x106

10 20 30 40 50 60

7000

6000

5000

4000

3000

2000

1000



Slika 3: Prikaz entiteta, najvažnijih atributa i njihov uticaj na dinamičko

upravljanje proizvodnim sistemima namenske proizvodnje


Tehnika i praksa, Broj 1, 2010. 119 Politički, vojni i ekonomski savezi u regionalnim i svetskim okvirima,

globalni svetski procesi i pretnje, državna strategija i odbrambena doktrina zemlje neposredno utiču na formiranje strategijskih promenljivih, dok proizvodna doktrina i očekivane perfomanse sistema utiču na promenljive upravljanja. Okruženje, proizvodni program, tehnologija, veličina i organizacija PPS-a, preko odgovarajućih atributa, formiraju spoljašnje i unutrašnje promenljive (varijable) sa kojima opisujemo stanja sistema. Uticaj okruženja, na globalnom nivou, opisujemo sledećim atributima: nesigurnost (velike pretnje po opstanak preduzeća), neizvesnost (smer promena u okruženju), heterogenost (različita tržišta), restriktivnost (veliki broj ograničenja) i konkurencija (više preduzeća sa istim ili sličnim proizvodnim programom).

Strategija obuhvata misiju, ciljeve, politiku i načine njihovog realizovanja kako bi se harmonizovao odnos poslovnog sistema i sredine. Očigledno je da izbor strategije zavisi od nadležnih državnih organa, top menadžmenta preduzeća i njihove sposobnosti da predvide buduća stanja sistema u vremenu i prostoru. Osnove poslovne strategije postavljene su u radovima iz teorije igara i industrijske dinamike. U obimnoj literaturi i praksi susrećemo se sa šest grupa strategija:

1. Povećanje učešća poslovnog sistema na tržištu uz znatna finansijska ulaganja,

2. Zadržavanje postojećeg udela na tržištu, 3. Povećanje proizvodnje (izlaza iz sistema) kroz bolje korišćenje

poslovnih resursa, 4. Usmeravanje poslovnog sistema na određene segmente tržišta, 5. Preorijentacija poslovnog sistema na nove proizvode i tržišta, i 6. Defanzivna strategija zasnovana na deinvestiranju i obustavljanju

poslovnih aktivnosti. Upravljanje sistemom možemo definisati kao skup aktivnosti kojima se

deluje na sistem sa namerom da se postignu unapred zadate perfomanse. Problem upravljanja svodi se na izbor: dimenzija proizvodne doktrine (usisavanje, tačno na vreme, optimalne serije, minimalne zalihe, proizvodnja bez greške, racionalizacija), dimenzija strategije (rizikovanje, predviđanje, analitičnost), ključnih entitela kojima se upravlja (proizvodni proces, troškovi, kvalitet), performansi sistema (proizvodni program, proizvodni ciklus, korišćenje kapaciteta, finansijski efekti), i vektora upravljanja (model, kriterijum upravljanja, ograničenja upravljanja i simulacioni procesi orijentisani ka optimizaciji).

U cilju postizanja optimalnih perfomansi, često je potrebno kombinovati više tipova strategija iako jedna najčešće dominira. U proteklom vremenskom periodu FSP Sloboda primenila je strategiju inoviranja proizvoda i usmeravanja poslovnog sistema na određene segmente tržišta koji obezbeđuju izvoz, uz zadržavanje postojećeg udela na domaćem tržištu. Upravljanje troškovima i optimizacija proizvodnje, kroz bolje korišćenje proizvodnih resursa, bili su na marginama poslovne politike zahvaljujući osetno većim cenama i značajnom učešću izvoza u fizičkom obimu proizvodnje. Međutim, jaka konkurencija, niže



cene i manji obim proizvodnje uslovljavaju da preduzeće posluje na ivici rentabiliteta ili sa gubicima. Imajuči u vidu napred izrečenu konstataciju potrebno je usvojiti strategiju zasnovanu na analizi proizvoda i tržišta uz usmeravanje poslovnog sistema na bolje korišćenje poslovnih resursa.

4. IZBOR FAKTORA I PROMENLJIVIH Identifikacijom i istraživanjem međusobnog uticaja odabranih entiteta i

njihovih atributa, bavi se kontingentna teorija o organizaciji. Respektujući kontigentni pristup menadžmentu sve dominantne uticaje na upravljanje PPS-om svrstaćemo u četiri grupe faktora: programsko-razvojni, tržišno-ekonomski, tehničko-tehnološki, i organizaciono-proizvodni. Na slici 4 prikazan je model integrisanih grupa faktora koji obrazuju četiri grupe promenljivih.

Slika 4: Model integrisanih faktora i promenljivih upravljanja

Na upravljanje kao fenomen utiču strukturne promenljive i usvojena

strategija (strategije) sadržana u koordinatama vektora upravljanja. Pod dejstvom vektora upravljanja, sistem prelazi u nova stanja pri čemu se efekti mere vektorom perfomansi. Koordinate vektora upravljanja čine modeli: proizvoda, sistema, podataka, za predviđanje i odlučivanje, za projektovanje proizvodnih ciklusa, za planiranje, za optimizaciju, i za merenje proizvodnih efekata preko odgovarajućih pokazatelja proizvoda reprezenata. Vektor perfomansi sistema definiše sledeće koordinate: optimizacija proizvodnog programa, optimizacija proizvodnih ciklusa, i maksimalno korišćenje proizvodnih kapaciteta.


Tehnika i praksa, Broj 1, 2010. 121 5. MULTIKONTIGENTNI MODEL VEZA Multikontigentni model veza između integrisanih grupa faktora, koordinata

vektora upravljanja i koordinata performansi sistema, uspostavljen je na osnovu eksperimentalnih istraživanja realizovanih u okviru kontigentne teorije organizacije kod nas i svetu, istraženih karakteristika FSP Sloboda i višegodišnjeg iskustva autora (slika 5).

Slika 5: Konačan model faktora i odabranih promenljivih za opis, upravljanje i

merenje performansi u Fabrici specijalnih proizvoda Sloboda


122 Tehnika i praksa, Broj 1, 2010. 6. ZAKLJUČAK Polazeći od saznanja, realnih uslova poslovanja i zahteva da domaća

preduzeća metaloprerađivačke industrije uspešno posluju, na primeru odabranog poslovno-proizvodnog sistema, definisan je multikontigentni model veza između faktora, promenljivih, koordinata vektora upravljanja i vektora performansi (sl.5).

Složeni poslovno-proizvodni sistemi predstavljaju okosnicu industrijskog a samim tim i privrednog razvoja svake zemlje. Sa jedne strane, oni podstiču razvoj srednjih i malih preduzeća kroz razne vidove kooperacije i saradnje. Sa druge strane, s obzirom na to da poseduju sinergentski efekat, građenjem sistema višeg nivoa, od njih se traži da potpuno razumeju događaje, konfliktne situacije, postupke promene stanja i upravljanja kako bi se u uslovima globalizacije poslovanja, održali u najboljem delu životnog ciklusa. To nije samo zadatak za zaposlene jer i država treba da podstiče razvoj i opstanak ovih sistema, posebno u uslovima tranzicije i ekonomske krize. Najnovija događana vezana za opstanak najmoćnijih kompanija iz oblasti automobilske industrije, u uslovima globalne ekonomske krize i recesije, potvrđuju navedenu konstataciju. Do skoro zagovaran tržišni način privređivanja ustupio je, u metodološkom smislu, mesto čitavom arsenalu administrativnih mera i postupaka, koje su primenile vodeće zemlje sveta da bi sačuvale svoje proizvodne potencijale i olakšale poslovanje kompanijama u ovoj oblasti industrije

7. LITERATURA [1] Ansoff I., Corporate Strategy, Penguin Mc Graw Hill, London,

1987. [2] Burton R., Obel B., Strategic Organizational Diagnosis and Design,

Kluwer Academic Publichers, Boston, 1996. [3] Donoldson L., The Contigency Theory of Organizations, Sage

Publications, London, 2001. [4] Đukić R., Dinamičko uravnotežavanje i upravljanje poslovno-

proizvodnim sistemima, 29. Savetovanje proizvodnog mašinstva Jugoslavije sa međunarodnim učešćem, Institut Lola ,Beograd, 2002.

[5] Đukić R., Jovanović J., Teorija i praksa organizacije i proizvodnog menadžmenta, Festival kvaliteta, Mašinski fakultet Kragujevac, 2009.

[6] Đukić R., Jovanović J., Uticaj ljudskih resursa na dinamičko upravljanje proizvodnim sistemima, 35. Jupiter konferencija, Mašinski fakultet Beograd, Beograd, 2009.

[7] Đukić R., Predviđanje i rangiranje mogućih trendova programske orjentacije, 32. Jupiter konferencija, Zlatibor, 2006 .

[8] Gudić M., Klarin M., Đukić R., i dr., Utvrđivanje raspoloživih kapaciteta, stepena njihovog korišćenja i projektovanje mera i preporuka za povećanje prizvodnje u R.O. N.P – „ Sloboda ” – Čačak, Institut za ekonomiku industrije Beograd, Beograd, 1984.

[9] Grant R., Contemporary Strategy Analisis, Blackwell, London, 1995. [10] Holt K., Managament and Organization through 100 years,

Technovation, 1999. [11] Kare-Silver M., Strategy in Crisis, Mc Millan, London, 1997.



MODELI STRUKTURE SLOŽENOG PROIZVODA

Jelena Jovanović1

REZIME Projektni pristup upravljanju proizvodnjom složenog proizvoda nezamisliv je bez

adekvatnog prikaza njegove strukture. Vodeći se tom idejom, respektujući tehnološku dokumentaciju, teoriju grafova i teoriju skupova, u radu je prikazan jedan od načina za njegovo modelovanje. Ključne reči: model, složen proizvod, teorija grafova, upravljanje.

MODELS OF THE STRUCTURE OF A COMPLEX PRODUCT

ABSTRACT A project approach to the management of the production of a complex product

cannot be imagined without an adequate presentation of its structure. Having in mind that idea, taking into account the tehnological documentation, graphy theory, set theory, one way of its modeling is presented in this paper.

Key words: model, a complex product, graph theory, management.

1. UVOD Upravljati vremenom trajanja poslovnih i proizvodnih aktivnosti koje su

potrebne da bi se obavio proces proizvodnje optimalne količine složenog proizvoda, uz minimalni protok vremena, maksimalno iskorišćenje proizvodnih kapaciteta i optimalno angažovanje resursa, postaje imperativ. Složenost proizvoda nameće višenivovski pristup pri analizi i projektovanju optimalnih rešenja, jer se proizvodnja elemenata prepliće sa montažom podsklopova, sklopova i finalnog artikla, pri čemu proizvodne aktivnosti mogu da budu među sobom zavisne, da se preklapaju ili da budu potpuno nezavisne.

Dizajniranje, šifriranje dokumentacije, izrada i ispitivanje prototipova predstavljaju najvažnije aktivnosti razvoja proizvoda. Dokumenta koja se stvaraju u podsistemu razvoja proizvoda su: konstrukcioni crteži, konstrukciona sastavnica (šema raščlanjavanja) proizvoda, lista delova, uslovi prijema, propisi kvaliteta i pouzdanosti, recepture i spisak konstrukcione dokumentacije.

Na bazi znanja, uverenja i zahteva okruženja, konstruktor definiše proizvod uvažavajući pre svega funkcionlni aspekt. U okviru konstrukcione sastavnice (šeme raščlanjavanja) definišemo funkcionalne nivoe polazeći od elemenata (delova, pozicija), pa preko spojeva, podsklopova i sklopova definišemo sastav složenog proizvoda. Na slici 1 prikazana je konstrukciona sastavnica proizvoda (VG-D24) koji se nalazi u proizvodnom programu Kompanije



124 Tehnika i praksa, Broj 1, 2010. “Sloboda” Čačak. Proizvod se sastoji od dvanaest delova (Ei, Ki), dva

spoja (SPj), jednog podsklopa (Pj) i dva sklopa (Sk):

VG = (Ei | i= 1, 8), ( Ki | i= 1, 4), (SPj | j= 1, 2), (Pj | j= 1), (Sk | k= 1, 2) (1)

Za jednoznačno definisanje svakog elementa (x) skupa VG odnosno grafa G prikazanog na slici 1 koristimo naziv (N), šifru (Š), i crtež (C):

G(x) = x | N(x), Š(x), C(x) (2)

U modelu složenog proizvoda definisanog pomoću relacija (1) i (2) i grafa prikazanog na slici 1 prioriteti su dodeljeni funkcionalnim nivoima i poluproizvodima, pri čemu se gubi osećaj za vremensku dimenziju i značaj pojedinih poluproizvoda sa tehnološkog i proizvodnog aspekta.

Slika 1: Konstrukciona sastavnica složenog proizvoda VG (D24)

U praktičnoj upotrebi često se koristi tzv. „govoreća” šifra koja treba da

ukaže na položaj dela u strukturi složenog proizvoda. Sa aspekta planiranja i upravljanja proizvodnjom, model strukture složenog proizvoda i usvojeni atributi prikazani na slici 1 nisu praktični iz dva razloga:


Tehnika i praksa, Broj 1, 2010. 125 - bez obzira na sistem šifriranja nemoguće je utvrditi tačan položaj dela

u konstruktivnoj sastavnici, i - šifra, crtež, naziv (usvojene oznake) teško je koristiti u matematičkom

modelovanju koji je osnova za sve simulacione procese.

2. TEORIJA GRAFOVA Za rešavanje praktičnih tehničko–ekonomskih i organizacionih problema

često se koriste različiti grafički prikazi i konstrukcije tog problema. Graf koji odgovara postavljenom problemu može se na odgovarajući način prikazati pomoću slike, a ograničenja izraziti preko nekih osobina samog grafa čime se omogućava njegovo rešavanje. Tako se došlo do pojma grafa (G) koji se jednostavno može definisati pomoću jednog skupa (N) i jedne funkcije (Γ) koja taj skup preslikava u samog sebe:

G = ( N,Γ ) (3)

Elementi skupa N zovu se čvorovi grafa, grafički se prikazuju kružićima a

obeležavamo ih prirodnim brojevima (1, 2, ..., i, j, ..., n). Svaki par elemenata (čvorova) skupa N obrazuje luk grafa l = (i, j) koji se najčešće označava malim slovima latinice, a grafički se prikazuje neprekidnim linijama koje mogu biti orijentisane. Skup svih čvorova i lukova grafa možemo napisati u sledećem obliku:

G = (N, L), L = (i, j)đ j = Γi ∨ i = Γj ∧ (i, j)∈N ćć (4)

Svaki graf moguće je prikazati pomoću matrice susednih čvorova ili

matrice susednih lukova. U teoriji grafova za dva čvora kažemo da su susedni ukoliko postoji luk koji ih spaja pri čemu nije bitna orijentacija. Slično tome za dva luka kažemo da su susedni ukoliko su različiti i imaju bar jedan zajednički čvor. Jedna od važnih osobina grafa je orijentacija njegovih lukova. U zavisnosti od toga da li su lukovi orijentisani ili ne, graf može biti orijentisan, neorijentisan ili mešovit. Niz lukova grafa takvih da završni čvor svakog luka istovremeno predstavlja i početni čvor sledećeg luka obrazuju put (lanac) grafa, a broj lukova dužinu puta (lanca). Često je pogodnije da se put grafa definiše pomoću čvorova preko kojih prolazi, nego pomoću lukova. U tom slučaju možemo uočiti početni i završni čvor koji ga jednoznačno definišu. Pojam stabla predstavlja jedan od najvažnijih pojmova u teoriji grafova. Stablo se može posmatrati u dva konteksta i to ili kao poseban graf (sa svojim svojstvima) ili kao podgraf nekog povezanog grafa. Prema [5] stablo je povezan graf sa n čvorova i m = n – 1 grana.

Stablo u kome je jedan čvor posebno izdvojen naziva se korensko stablo [5], a taj čvor se naziva koren stabla. Primeri korenskih stabala prikazani su na slici 2 (neorijentisano, orijentisano, suprotno orijentisano). Kod korenskog stabla između svakog čvora grafa i korena postoji jedinstven put. Za svaki čvor i može se uvesti “nivo čvora i” kao rastojanje od čvora i do korena (odnosno, ukoliko se



posmatra orijentisano korensko stablo, onda je to dužina jedinstvenog puta od čvora i od korena).

a) neorijentisano b) orijentisano c) suprotno orijentisano

Slika 2: Korensko stablo Na slici 2-b prikazan je orijentisan graf koji ima 11 čvorova, 10 lukova i 6

puteva G = (N = 11, L = 10). Čvor 8 je susedan sa čvorovima 5, 10, i 11 a luk a sa lukovima b, c i d.

3. TEHNIČKO-TEHNOLOŠKA DOKUMENTACIJA Na osnovu konstrukcione dokumentacije definiše se tehnološki proces

izrade pozicija i montaže sklopova, imajući u vidu količine proizvoda i raspoloživu proizvodnu opremu. Tehnološka dokumentacija sadrži: tehnološki postupak izrade (montaže), konstrukcione crteže alata i kontrolnika, šemu kontrolisanja, pregled potrebnih materijala i alata, propise i uputstva za bezbedan rad. Tehnološki postupak sadrži: operacijski postupak (spisak operacija sa normativima rada), detaljnu razradu operacija do nivoa zahvata sa odabranim mašinama, propisanim režimima obrade i potrebnim alatom, i spisak materijala i delova.

Prilikom razrade tehnološkog procesa, ne remeteći osnovnu funkciju proizvoda, tehnolog unosi svoje ideje prilagođavajući se raspoloživim proizvodnim tehnologijama. Na taj način definiše strukturu proizvoda koja respektuje tehnološki aspekt. Međutim, često u toku proizvodnje dolazi do odstupanja u načinu rada u odnosu na tehnološku dokumentaciju. To znači da su moguća tri načina za dobijanje proizvoda od čega su dva zamišljena u konstrukciji i tehnologiji a treći se realizuje u neposrednoj proizvodnji. Bez obzira na to kako se prikazuje, potrebno je definisati jednu strukturu proizvoda koja će objediniti sva tri aspekta (funkcionalni, tehnološki i proizvodni). Na taj način obezbeđujemo preduslov za njenu primenu u procesima planiranja i upravljanja proizvodnjom.

Tehnološki nivoi ugradnje složenih proizvoda koji su zastupljeni u proizvodnom programu “Slobode” definisani su pomoću dokumenta Spisak materijala, pozicija i sklopova. Na slikama 3-8 prikazan je izgled ovog dokumenta sa potrebnim podacima za definisanje nove strukture proizvoda VG, uvažavajući tehnološki aspekt.

1

2

3 4 5

6 7 8 9

10 11

a

b c d

e f g h

i j



broj:

List br.

Ima lista

3

4

5

BR. CRTEŽAŠIFRA:

1

Datum:

Kontrol:Postavio:

Datum:

NAZIV POZICIJE I SKLOPA

121.000.00

"SLOBODA"- ČAČAK -

Metak upakovan

101.020.00

101.003.002

D24-86550Količina

za 1000 k.Jed.mere

Kopija

Izm

ene:

121.400.00

101.000.07

POGONA

Pog. tehnologijaSPISAKMATERIJALA, POZICIJA I SKLOPOVA

Tuljak K4

Šifra -nomenklatura

Dimenzija, kvalitet

Jed.mere

Količinaza 1000 k.

Uložak E8

20 mm PAV metak sa VG S1

89436

88135

33

datumVeza sa:

Odobrio:

Datum:

Zam-je

Zam-sa:OD24-78769

OD24-78769

kom.

Red.broj

Naziv materijalapozicije - sklopa

10

10

101.001.00 1000

100089011-A kom.

20

Red.broj

kom.

kom.

kom.88085

Okovan sanduk S2

Limena kutija E7



Dimenzija, kvalitet

Slika 3: Spisak materijala, pozicija i sklopova – Metak upakovan

broj:

List br.

Ima lista

Red.broj

kom.

kom.

Čaura E1

Inicijalana kapsla DIH K1


Dimenzija, kvalitet

Jed.mere

Količinaza 1000 k.

Red.broj



POGONA


BR. CRTEŽA


Dimenzija kvalitet

2

Jed.mere

Količinaza 1000 k.

Veza sa: Kopija

OD1-845222

Odobrio:

Datum:

Zam-je

Zam-sa:

1 88028A

15625

1030

1030

datumOD1-84522


Datum:

Kontrol:Postavio:

Datum:

Izm

ene:

NAZIV POZICIJE I SKLOPA

101.405.00

2

ŠIFRA:

D1-87702Spoj čaure i kapsle

101.405.01

101.405.02

Slika 4: Spisak materijala, pozicija i sklopova – Spoj čaure i kapsule



broj:

List br.

Ima lista


Dimenzija, kvalitet

kom

kg.

kom89003A

Spoj caura i kapisle SP1

Barutno punjenje-barutNCD-06 K2

87702


Dimenzija, kvalitet

Jed.mere

Količinaza 1000 k.

Red.broj


1020

32.3

Odobrio:

Datum:

Zam-je

Zam-sa:

1020

POGONA


OD24-78767

OD24-78787

22

Vezbovna granata P1

Izm

ene:

datumKopijaVeza sa:

Datum:

Kontrol:Postavio:

Datum:

Metak-sklop

101.405.00

SNO-1188

121.440.003


1

Red.broj


ŠIFRA:NAZIV POZICIJE I SKLOPA

121.400.00

2

BR. CRTEŽA

D24-89011-BKoličina

za 1000 k.Jed.mere

Slika 5: Spisak materijala, pozicija i sklopova – Metak-sklop

broj:

List br.

Ima lista

2

3


Datum:

Kontrol:Postavio:

Datum:


121.440.00BR. CRTEŽA

D24-89003-AVezbovna granata

datum

Izm

ene:

804598-B

86140

RC-195

102.441.00

120.440.09

515.001.95

1

Odobrio:

Datum:

Zam-je

Zam-sa:

POGONA


33

Jed.mere

Količinaza 1000 k.

Veza sa: Kopija

OD24-78764

OD24-78764

1020

1020

12.5

Količinaza 1000 k.

Red.broj



Dimenzija, kvalitet

Lazni upaljac E5

Inertno punjenje E4

Jed.mere

Red.broj

kom

kom

kg.

Spoj košuljice i prstena SP2



Dimenzija, kvalitet

Slika 6: Spisak materijala, pozicija i sklopova – Vežbovna granata



broj:

List br.

Ima lista

Red.broj

kom.

kom.

Košuljica (otpresak) E2

Vodeći prsten E3



Dimenzija, kvalitet

Jed.mere

Količinaza 1000 k.

Red.broj



Dimenzija, kvalitet

1050

1050

88

Jed.mere

Količinaza 1000 k.

Veza sa: Kopija

OD2G-79416

OD2G-77259

POGONA


Odobrio:

Datum:

Zam-je

Zam-sa:

1 101.441.01/1

101.441.02

Izm

ene:

datum

BR. CRTEŽA

Spoj košuljice i vodećeg prstena


Datum:

Kontrol:Postavio:

Datum:


102.441.00

2

Slika 7: Spisak materijala, pozicija i sklopova – Spoj košuljice i vodećeg prstena

broj:

List br.

Ima lista

2


Datum:

Kontrol:Postavio:

Datum:


101.020.00BR. CRTEŽA

D1AS-88584Okovan sanduk

datum

Izm

ene:

88134101.021.00

101.022.00

1

Odobrio:

Datum:

Zam-je

Zam-sa:

POGONA


33

Jed.mere

Količinaza 1000 k.

Veza sa: Kopija

OD1-77780

OD1-77780

1000

1000

Količinaza 1000 k.

Red.broj



Dimenzija, kvalitet

Jed.mere

Red.broj

kom.

kom.

Drveni sanduk E6

Elementi za okivanje K3



Dimenzija, kvalitet

Slika 8: Spisak materijala, pozicija i sklopova – Okovan sanduk


130 Tehnika i praksa, Broj 1, 2010. 4. MODEL STRUKTURE SLOŽENOG PROIZVODA U cilju prevazilaženja navedenih nedostataka konstrukcione sastavnice,

respektujući tehnološki i proizvodni aspekt, koristeći teoriju grafova, hijerarhijski i vektorski način za definisanje položaja poluproizvoda, strukturu proizvoda VG opisaćemo orijentisanim korenskim stablom (grafom) prikazanim na slici 9.

Slika 9: Orijentisan graf strukture proizvoda VG

Prvi nivo opisa u grafu predstavlja nivo završne montaže ili pakovanje

artikla. Ostale nivoe definišu poluproizvodi počev od sklopova, podsklopova, spojeva, pa zaključno sa elementima. Nivoi ugradnje definisani su po principu „usisavanja” počev od najvišeg (prvog) do najnižeg (petog). Lukove označavamo vektorski sa x (oznaka) pri čemu (oznaka) definiše položaj luka u grafu. Na prvom nivou koristimo jedan broj (i) na drugom dva (i, j) na trećem tri (i, j, k) pa

1

2

3 4 5 6 7

8 9 10

13 14 15 16 17

18 19

PČ

UČ1

UČ2 UČ3

UČ4 UČ5

UČ6

ZČ1 ZČ2 ZČ3

ZČ4

ZČ8

ZČ5

ZČ9 ZČ10 ZČ7

x1

x11 x12 x13 x14 x15

x111 x112 x113 x121

x1112 x1131 x1132 x1133

x11311 x11312

x1111

I nivo

II nivo

III nivo

IV nivo

V nivo

x122

11 12

ZČ6

ZČ12 ZČ11



zaključno sa (i, j, k,…, n). Označavanje susednih lukova na sledećim nivoima vrši se uvek s leva na desno dopisujući na oznaku susednog luka, sa prethodnog nivoa, broj iz skupa prirodnih brojeva. Koristeći teoriju skupova strukturu proizvoda možemo opisati preko relacije (5):

X1 =x1ć, (x11, x12, x13, x14, x15)ć, (x111, x112, x113), (x121, x122)ć,

(x1111, x1112), (x1131, x1132, x1133)ć, x11311, x11312ćć (5)

Elementi skupa obuhvaćeni relacijom (5) istovremeno definišu: ukupan broj delova u proizvodu (ψ = 18); položaj delova u proizvodu (xi,j,k,...,n) i broj vertikalnih nivoa ugradnje kroz broj koordinata u vektoru oznake (pet nivoa); složene proizvodne faze i horizontalne nivoe ugradnje delova. Modelovanje strukture složenog proizvoda pomoću relacije (5) i grafa prikazanog na slici 9 omogućava nam uspostavljanje zavisnosti između ukupnog broja čvorova (Č), linija (L) i delova u složenom proizvodu (ψ):

G = Či | i = 1,1 +ψ , Lj | j = ψ,1 = Či | i = 19,1 , Lj | j = 18,1 → Č = L + 1 (6)

Na grafu treba razlikovati unutrašnje (UČ → 2, 3, 4, 8, 10, 15) i spoljašnje

(SČ → 1, 5, 6, 7, 9, 11, 12, 13, 14, 16, 17, 18, 19) čvorove. Spoljašnji čvorovi definišu početak i završetak grafa. Početni (PČ → 1) i završni (ZČ → 5, 6, 7, 9, 11, 12, 13, 14, 16, 17, 18, 19) čvorovi definišu puteve u grafu (PG). Čvorovima i linijama grafa uspostavljamo vezu između delova i opisujemo njihov položaj u strukturi složenog proizvoda.

5. ZAKLJUČAK U dosadašnjim razmatranjima složen proizvod smo prikazali pomoću grafa

koga opisujemo sa dva skupa ili pomoću jednog skupa i jedne funkcije koja taj skup preslikava u samog sebe. Ovakva definicija pogodna je za ispitivanje određenih strukturnih osobina ako se elementima skupa čvorova N i elementima skupa lukova L konačnog grafa G = (N, L) pridruže određeni brojevi ili određene funkcije.

6. LITERATURA [1] Chen K., Applied graph theory, Amsterdam, 2001. [2] Melihov N., Orientirovanie grafii i kanječnie aftomati, Moskva, 2001. [3] Đukić R., Modelovanje strukture složenog proizvoda za podršku Just-in-time konceptu, Savetovanje proizv. mašinstva SCG, Vr. Banja, 2005. [4] Marshall C., Appliend graph theory, New York, 2006. [5] Baltić V., Teorija grafova, FON, Beograd, 2008.



UTICAJ VREMENSKOG HORIZONTA NA ISTRAŽIVANJE PROIZVODNIH TRENDOVA

R. Đukić1, M. Žižović 2, J. Jovanović 1

REZIME Problem uopštavanja proizvodnih rezultata u cilju predviđanja mogućih trendova

programske orijentacije povezan je sa vremenskim intervalom za prikupljanje serije podataka,radi uspostavljanja odgovarajućih funkcionalnih zavisnosti. Vremenski horizont za statističku analizu treba pažljivo odabrati imajući u vidu intezitet i brzinu promene stanja poslovnog sistema i relevantne uticaje na kretanje proizvodnog programa.

Ključne reči: proizvodni program, vremenski interval, statistička analiza. THE IMPACT OF THE TIME HORIZON ON THE RESEARCH OF

THE PRODUCTION TRENDS

ABSTRACT The problem of generalization of the production results in order to predict the

possible trends of the program orientation, is connected with the time interval for the data collecting, for the purpose of creating certain functional relations. The time horison for statistical analysis should be carefully chosen, taking into account the intensity and the speed of the buisiness situation change, as well as the relevant influences on the production program.

Key words: production program, time interval, statistical analysis.

1. UVOD Problem uopštavanja eksperimentalnih podataka kod tehničkih

(determinističkih) sistema svodi se na iznalaženje zakonitosti između odgovarajućih obeležja koja su bitna za pojavu koja se istražuje. Zbog toga je potrebno obezbediti što više eksperimentalnih podataka kako bi kriva regresije imala snagu zakonitosti. Na primer: vrednosti pritiska (P) za date mase gasa koje odgovaraju različitim vrednostima zapremine (V), prema principima i zakonima termodinamike, određuju se na osnovu funkcionalne zavisnosti oblika P⋅Vk = C (k, C predstavljaju konstante).

Opšte prihvaćen pristup da se naučna argumentacija i dokaz za neku teorijsku postavku može dobiti samo eksperimentom, dobio je neslavnu implikaciju u oblasti proučavanja organizacionih sistema. Mnoštvo uticaja, naglašena interakcija spoljašnjih i unutrašnjih faktora i stohastičnost ponašanja određuju




karakter sagledavanja budućnosti što poprima prirodu predviđanja. Prilikom predviđanja budućih stanja stohastičkih odnosno proizvodnih sistema, prvo treba definisati koji vremenski interval obuhvata istraživanje, s obzirom na to da se ponašanje ovih sistema najčešće analizira u funkciji vremena. U tom kontekstu, vremenska dimenzija za proizvodne sisteme predstavlja veoma značajnu podlogu kako za merenje valjanosti projektovanih i ostvarenih rešenja, tako i za definisanje oblasti eksperimenta i oblasti predviđanja mogućih trendova proizvodne orijentacije (slika 1 i 2). Vremenske horizonte za prikupljanje statističkih podataka i za predviđanje treba pažljivo odrediti, imajući u vidu intenzitet i brzinu promene stanja kod stohastičkih sistema i relevantne uticaje na kretanje proizvodnog programa.

Slika 1: Zakonitost između obeležja (x,y) Slika 2: Zakonitost između obeležja (x,y) kod determinističkih sistema kod stohastičkih sistema

2. ANALIZA PROBLEMA Predmet analize predstavljaju proizvodi Kompanije Sloboda koji su u

proizvodnim programima uglavnom zastupljeni sa izrazitom nestabilnošću. Skup podataka koji definiše oblast eksperimenta zavisi od:

- poslovnog ciklusa koga determiniše kretanje fizičkog obima robne proizvodnje u funkciji vremena (slika 3),

- ukupnog i zastupljenog broja artikala u proizvodnim programima preduzeća (slika 4),

- pripadnosti artikala određenom tipu serijske proizvodnje (slika 5), - broja ugovora i ugovorenih proizvoda po ugovoru (slika 6), - kvaliteta sistema planiranja (slika 7), - dimamike ostvarene proizvodnje po artiklima i godinama (slike 8-18).

Na slici 3 prikazan je poslovni ciklus preduzeća koga karakteriše kretanje fizičkog obima proizvodnje između dva ekstrema, pa je sa aspekta ovog kriterijuma usvojen vremenski period od osamnaest godina (T=18), za prikupljanje i analizu podataka.



Slika 3: Kretanje fizičkog obima proizv.u

vremenskom intervalu od 18 godina

Slika 4: Ukupan i zastupljen broj

artikala u proizv. programu preduzeća

Slika 5: Pripadnost artikala određenom

tipu serij. proizvodnje (MS,SS,VS) Slika 6: Broj ugovora (UU) i raspon

ugovotrenih stavki po ugovoru (DG-GG)

Slika 7: Kvalitet sistema planiranja Slika 8: Dinamika realizovane

proizvodnje artikla X1 (kom/god

Slika 9: Dinamika realizovane

proizvodnje artikla X2 (kom/god)

Slika 10: Dinamika realizovane proizvodnje artikla X3 (kom/god)

2 4 6 8 10 12

2.5

5

7.5

10

12.5

15

17.5 PA = 100%

OA

2.5 5 7.5 10 12.5 15 17.5

20

40

60

80

U

ZA

2.5 5 7.5 10 12.5 15 17.5 20

50000

2.5 5 7.5 10 12.5 15 17.5 20

2.5 5 7.5 10 12.5 15 17.5 20

1x106

2.5 5 7.5 10 12.5 15 17.5

× 106

2 × 10 6

3 × 106

4 × 106

5 ×106

1

200000

400000

600000

800000

500000

400000

300000

200000

100000

250000

200000

150000

100000

140

120

100












proizvodnje artikla X10 (kom/god) Slika 18: Dinamika realizovane


2.5 5 7.5 10 12.5 15 17.5 202.5 5 7.5 10 12.5 15 17.5 20

2.5 5 7.5 10 12.5 15 17.5 20

5000

2.5 5 7.5 10 12.5 15 17.5 20

20000

40000

60000

80000

2.5 5 7.5 10 12.5 15 17.5 20 2.5 5 7.5 10 12.5 15 17.5 20

5000

2.5 5 7.5 10 12.5 15 17.5 202.5 5 7.5 10 12.5 15 17.5 20

5000

40000

35000

30000

25000

20000

15000

10000

350000

300000

250000

200000

150000

100000

50000

20000

15000

10000

60000

50000

40000

30000

20000

10000

100000 30000

25000

20000

15000

10000

300000

250000

200000

150000

100000

50000

250000

200000

150000

100000

50000


Tehnika i praksa, Broj 1, 2010. 137 Razvoj i kontinuirano poboljšanje performansi proizvoda rezultiraju

ukupnom povećanju proizvoda sa 44 na 142 (slika 4). Inovativnost kao deo poslovne strategije preduzeća, direktno utiče na diverzifikaciju proizvodnog programa čime se uvećavaju šanse za adaptivnost, opstanak i dalji razvoj PPS-a. Sa aspekta zastupljenosti artikala u godišnjem proizvodnom programu (slika 4) jasno uočavamo dva vremenska perioda. U prvih 14 godina zastupljenost se kreće u rasponu od 48–67 (%), a u zadnje četiri godine od 27–30 (%). Negativan trend zastupljenosti posledica je delovanja eksternih ograničenja.

Dinamika kretanja artikala koji su zastupljeni u proizvodnom programu i pripadnost ugovorenih količina određenom tipu serijske proizvodnje, prikazani su na slici 5. Broj zaključenih ugovora i artikala u okviru njih, obrnuto je srazmeran kretanju fizičkog obima proizvodnje (slika 6). Sa protokom vremena, generalno posmatrano, smanjuju se količine proizvoda i fizički obim proizvodnje (velikoserijska proizvodnja ustupa mesto maloserijskoj), povećava se broj ugovora kao i broj stavki po ugovoru.

Na slici 7 možemo sagledati kvalitet postojećeg sistema planiranja iskazan brojem godina u kojima su broj i ostvarene količine artikala veće ili identične planiranim, po mesečnim ostvarenjima. Ovaj dijagram ukazuje na subjektivne slabosti u sistemu planiranja, proizvodni ciklus koji je duži od mesec dana i na nepovoljnu strukturu zaliha.

Sa stanovišta dinamike ostvarene proizvodnje, prisutne su značajne oscilacije kod većine artikala iz proizvodnog programa i to kako u pogledu zastupljenosti u proizvodnom programu i količinama, tako i u pogledu širine asortimana (slike 8-18).

Izrazitu nestabilnost proizvodnog programa uslovljava širok asortiman, mala zastupljenost proizvoda u proizvodnom programu, značajna oscilatorna kretanja u pogledu obima i strukture narudžbi.

3. STABILNOST ASORTIMANA PROIZVODA Vremenski interval koji definiše oblast eksperimenta zavisi od stabilnosti

asortimana koju merimo frekvencijama (od 1-18) uzastopnog pojavljivanja proizvoda, odnosno njihovog odsustva. Na osnovu strukture proizvodnih programa analizirane u vremenskom periodu od 18 godina i relacija od (1)–(8) izvršena je analiza stabilnosti asortimana. Deo rezultata prikazan je u tabelama 1 i 2.

TjjjfF ,1, === (1)

TjjjvV ,1,1 =−== (2)

TjjvTjwW ,1, =−== (3)

⎭⎬⎫

⎩⎨⎧ =

⎭⎬⎫

⎩⎨⎧ =

⎭⎬⎫

⎩⎨⎧

+= TjjwijvititB ,1,,1,, (4)

⎪⎭

⎪⎬⎫

⎪⎩

⎪⎨⎧

=⎭⎬⎫

⎩⎨⎧

−=⎭⎬⎫

⎩⎨⎧ ++= TjjwiijB ,1,1,0,

21

2 (5)



Tjjw

iiajA ,1,

1=∑

== (6)

TjjwjA

ja ,1, == (7)

∑=

∑==T

jj

T

jjA

pa

1

1 (8)

( ) ( )( )jagofjagzfTjjajC 21,1,, =∧=⇒== (9) ( ) ( ) ( )( ) DpbpfjagofjagzfRpa ∈⇒=∧=⇒∈∀ ,(21 (10)

i, j, jv – promenljive, T– vremenski period u okviru koga vršimo analizu poslovanja PPS-a (T = 18 god.), fj – frekvencija (učestalost), fz – frekvencija uzastopne zastupljenosti proizvoda u proizvodnom programu, fo – frekvencija uzastopnog odsustva proizvoda iz proizvodnog programa, fp – usvojena frekvencija uzastopnog prisustva (odsustva) proizvoda (3 < fp ≤ T), wj – ukupan broj intervala u okviru vremenskog perioda T, uslovljen odabranom frekvencijom fj, B – skup vremenskih intervala, B/2 – sredine vremenskih intervala, ti – donje granice intervala,

jvit + - gornje granice intervala,

Aj – ukupan broj artikala koji se sa određenom frekvencijom (f) pojavljuju u proizv. programu,

ia –broj artikala koji se sa frekvencijom fj pojavljuju i i-tom vremenskom intervalu,

pa – prosečan broj proizvoda po usvojenoj frekvenciji fp,

ja - prosečan broj proizvoda, po vremenskim intervalima, izračunat na osnovu frekvencija (fj),

F,V,W – skup odgovarajućih podataka, bp – vremenski interval koji definiše oblast eksperimenta, C – skup podataka potrebnih za definisanje regresionih zavisnosti fz i fo, D – skup parova usvojenih frekvencija i vremenskih intervala, g1, g2 – regresione zavisnosti frekvencija od prosečnog broja proizvoda.



Tabela 1: Tabelarni prikaz podataka potrebnih za proračun stabilnosti asortimana proizvoda u proizvodnom programu sa frekvencijama uzastopne zastupljenosti fz

Parametri, j= T,1 Vremenski interval (vektor B), j= T,1 Količine Red br. jf 1−= jfjv jw jjvii witt ,1, =− + 1,0,

2−= jwiib jA ja

1 2 3 4 5 6 7 8

1 1 0 18 ti , i = 18,1 1+j , j = 17,0 714 39,7

2 2 1 17 ti – ti+1 , i = 17,1 1,5+j , j = 16,0 481 28,3

3 3 2 16 ti – ti+2 , i = 16,1 2+j , j = 15,0 381 23,8

4 4 3 15 ti – ti+3 , i = 15,1 2,5+j , j = 14,0 310 20,7

5 5 4 14 ti – ti+4 , i = 14,1 3+j , j = 13,0 260 18,6

6 6 5 13 ti – ti+5 , i = 13,1 3,5+j , j = 12,0 219 16,8

7 7 6 12 ti – ti+6 , i = 12,1 4+j , j = 11,0 182 15,2

8 8 7 11 ti – ti+7 , i = 11,1 4,5+j , j = 10,0 149 13,5

9 9 8 10 ti – ti+8 , i = 10,1 5+j , j = 9,0 121 12,1

10 10 9 9 ti – ti+9 , i = 9,1 5,5+j , j = 8,0 95 10,6

11 11 10 8 ti – ti+10 , i = 8,1 6+j , j = 7,0 74 9,2

12 12 11 7 ti – ti+11 , i = 7,1 6,5+j , j = 6,0 55 7,9

13 13 12 6 ti – ti+12 , i = 6,1 7+j , j = 5,0 40 6,7

14 14 13 5 ti – ti+13 , i = 5,1 7,5+j , j = 4,0 30 6,0

15 15 14 4 ti – ti+14 , i = 4,1 8+j , j = 3,0 19 4,8

16 16 15 3 ti – ti+15 , i = 3,1 8,5+j , j = 2,0 13 4,3

17 17 16 2 ti – ti+16 , i = 2,1 9+j , j = 1,0 8 4,0

18 18 17 1 ti – ti+17 , i = 1 9,5+j , j = 0 4 4,0

19 ∑=

=T

jjf

1171 , ∑

==

T

jjA

13155 , 45,18=pa , 5445 bititpbpvpf =+−=⇔=⇒=



Tabela 2: Tabelarni prikaz podataka potrebnih za proračun stabilnosti asortimana sa frekvencijama uzastopnog odsustva proizvoda fo iz proizvodnog programa

Parametri, j= T,1 Vremenski interval (vektor B), j= T,1 Količine Red br. jf 1−= jfjv jw jjvii witt ,1, =− + 1,0,

2−= jwiib jA ja

1 2 3 4 5 6 7 8

1 1 0 18 ti , I = 18,1 1+j , j = 17,0 800 44,4

2 2 1 17 ti – ti+1 , I = 17,1 1,5+j , j = 16,0 600 35,3

3 3 2 16 ti – ti+2 , I = 16,1 2+j , j = 15,0 453 28,3

4 4 3 15 ti – ti+3 , I = 15,1 2,5+j , j = 14,0 339 22,6

5 5 4 14 ti – ti+4 , I = 14,1 3+j , j = 13,0 242 17,3

6 6 5 13 ti – ti+5 , I = 13,1 3,5+j , j = 12,0 174 13,4

7 7 6 12 ti – ti+6 , I = 12,1 4+j , j = 11,0 120 10,0

8 8 7 11 ti – ti+7 , I = 11,1 4,5+j , j = 10,0 82 7,4

9 9 8 10 ti – ti+8 , I = 10,1 5+j , j = 9,0 60 6,0

10 10 9 9 ti – ti+9 , I = 9,1 5,5+j , j = 8,0 42 4,7

11 11 10 8 ti – ti+10 , I = 8,1 6+j , j = 7,0 25 3,1

12 12 11 7 ti – ti+11 , I = 7,1 6,5+j , j = 6,0 18 2,6

13 13 12 6 ti – ti+12 , I = 6,1 7+j , j = 5,0 10 1,7

14 14 13 5 ti – ti+13 , I = 5,1 7,5+j , j = 4,0 6 1,2

15 15 14 4 ti – ti+14 , I = 4,1 8+j , j = 3,0 4 1,0

16 16 15 3 ti – ti+15 , I = 3,1 8,5+j , j = 2,0 2 0,7

17 17 16 2 ti – ti+16 , I = 2,1 9+j , j = 1,0 1 0,5

18 18 17 1 ti – ti+17 , I = 1 9,5+j , j = 0 0 0

19 ∑=

=T

jjf

1171 , ∑

==

T

jjA

12978 , 42,17=pa , 5445 bititpbpvpf =+−=⇔=⇒=



4. REGRESIONE ZAVISNOSTI UZASTOPNIH FREKVENCIJA Koristeći zbirne tabele za proračun stabilnosti asortimana proizvoda (zbog

ograničenog prostora nisu prikazani analitički podaci po frekvencijama) i relaciju 9, utvrđena je regresiona zavisnost frekvencija uzastopne zastupljenosti fz (relacija 11, slika 19), odnosno uzastopnog odsustva fo (relacija 12, slika 20) u funkciji od kretanja prosečnog broja proizvoda, u odgovarajućim vremenskim intervalima

jwijvitit ,1, =+− , j= T,1 .

300036,0203929,05357,12107,22 aaazf ⋅−⋅+⋅−= ,

zfaR = 0,996533 (11)

Slika 19: Tačke ( 18,1,, =⟩⟨ jjfja ) i grafik frekvencija uzastopne zastupljenosti proizvoda

fz = q1( a ) u zavisnosti od njihovog prosečnog kretanja u odgovarajućim vrem. intervalima

30159,026882,02319,104783,53 ofofofa ⋅−⋅+⋅−= , aofR = 0,999753 (12)

Slika 20: Tačke ( 18,1,, =⟩⟨ jjajf ) i grafik prosečnog broja proizvoda koji nisu uzastopno

zastupljeni u proizvodnom programu a = q(f0) u zavisnosti od odabranih frekvencija

2.5 5 7.5 10 12.5 15 17.5 20

10

20

30

40

50

60

10 20 30 40 50

2.5

5

7.5

10

12.5

15

17.5

20


142 Tehnika i praksa, Broj 1, 2010. Polazeći od pretpostavke da vremenski interval koji definiše oblast

eksperimenta (bp) treba da odražava prosečne (ni ekstremno dobre, ni ekstrmno loše) uslove sa aspekta uzastopne zastupljenosti (odsustva) proizvoda, koristeći relaciju (8) odredićemo parametar pa a pomoću funkcija regresije (11 i 12) frekvencije zf i of (relacije 13 i 14):

=pa ja =18,45⇒ zf =5,019⇒ ⟩+−=∧=⟨⇔⟩=⇒=⟨ 41445 ititpbpwpvpf (13) =pa ja =17,42⇒ fo =5.027⇒ ⟩+−=∧=⟨⇔⟩=⇒=⟨ 41445 ititpbpwpvpf (14)

Na slici 21 prikazano je kretanje artikala prisutnih u proizvodnom

programu a na slici 22 kretanje artikala odsutnih iz proizvodnog programa sa frekvencijama uzastopne zastupljenosti (odsustva) fz=fo=5. Dijagrami sa slike 21 i 3 su slični. To znači da sa povećanjem obima proizvodnje raste broj artikala zastupljenih u proizvodnom programu. Sa druge strane, poredeći slike 22 i 3 uočavamo obrnuto srazmernu vezu između analiziranih obeležja.

Slika 21: Broj artikala prisutnih u proizv. programu sa uzastopnom frekvenc. fz=5

Slika 22: Broj artikala koji nisu prisutni

u proizv. programu sa frekvenc. fo=5

5. ZAKLJUČAK U cilju sagledavanja mogućih proizvodnih trendova u ovoj kompaniji

potrebno je analizirati plasman proizvoda u vremenskom periodu od pet godina unazad u odnosu na aktuelni trenutak posmatranja. Na taj način definišemo oblast eksperimenta i skup podataka za dalju kvantitativnu i kvalitativnu analizu i primenu odgovarajućih kriterijuma za predviđanje i odlučivanje u uslovima neizvesnosti.

6. LITERATURA [1] Đukić R., Jovanović J., Prikaz alternativnih trendova programske

orjentacije i odabranih kriterijuma za odlučivanje, SQM 2008., Mašinski fakultet u Podgorici, Miločer – Crna Gora, 2008.

[2] Tourki M., Osnovi stohastičkih procesa i teorije igara, Ekonomski fakultet, Beograd, 1980.

[3] Thompson J., Strategic Management – Awareness and Change, Thompson Business Press International, 1997.

2.5 5 7.5 10 12.5 15 17.5

10

20

30

40

50

2.5 5 7.5 10 12.5 15 17.5

5

10

15

20

25

30



VIŠESLOJNI MATERIJALI ZA TETRA BRIK AMBALAŽU

Vojislav Radonjić1

REZIME Ideja je jednostavna: da se racionalizuje distribucija upakovane robe, tako što će se

obezbediti funkcionalna ambalaža. Ta ambalaža je Tetra Brik . Ovaj tip ambalaže je nastao iz potrebe za čuvanjem mleka. Potrebno je zameniti staklenu bocu za pakovanje mleka sa adekvatnom i kvalitetnijom ambalažom. Primena smola jonomera je doprinela da ambalažni materijal proizveden ekstruzionom laminiranjem i bešihtovanjem bude prihvatljiv za pakovanje voćnih sokova, jestivog ulja i drugih tečnosti. Barijerni filmovi sprečavaju gubitak vitamina C, pojačavaju termovar, stvara se barijera za prolaz mikroorganizama unutar pakovanja čime se sprečava infekcija mleka.

Ključne reči: Jonomer, Tetra Brik Aseptic, ekstruziono laminiranje, gasna barijera, brzina propustljivosti kiseonika (OTR), propustljivost vodene pare, propustljivost masti i ulja.

THE MULTIPLE – LAYER MATERIALS FOR TETRA BRIK

PACKAGING

ABSTRACT The idea is simple: to rationalize distribution and delivery of commodities by

providing highly functional packaging materials. The fundamental idea in the background of Tetra Pak was the need for milk preservation. The packagings with the jonomer layers are accepted for the preservation of milk, juice and oils. The barrier layers are preventing packagings from the lossing vitamin C, the diffusions of the microbs and the thermosealing is the strongest.

Key words: Tetra Brik Aseptic, extrussion laminations, jonomers, gas barriers, transportion of oxgen rate (OTR), diffusions of the water steam.

1. UVOD Doživljavanje najbrže i najšire urbanizacije i povećanje svetske urbane

populacije, menja se: način života, način korišćenja slobodnog vremena, način rada i trošenja. Prehrambena industrija je u distribuciji proizvoda suočena sa novim zahtevima koji obuhvataju sve duže relacije, u smislu vremena i prostora.

Ovim se stvara razvoj novih ambalažnih materijala koji će obezbediti brže, lakše pakovanje i efektnije korišćenje upakovanog proizvoda. Osnovni cilj projektovanja i izrade ambalažnih materijala je smanjiti debljinu i težinu višeslojnog materijala po jedinici upakovanog proizvoda, a da se pri tome zadrže ili poboljšaju fizičko - mehaničke osobine i barijerna (zaštitna) svojstva.



144 Tehnika i praksa, Broj 1, 2010. Sve je ovo uslovilo pojavu TETRA ASEPTIC ambalaže i koekstrudiranih

barijernih filmova za pakovanje prehrambenih proizvoda. Ideja je jednostavna: da se racionalizuje distribucija robe, tako što će se obezbediti funkcionalna ambalaža i da se sačuvaju upotrebna svojstva upakovanog proizvoda.

2. TETRA PAK AMBALAŽA Fundamentalna ideja Tetra Paka nastala je potrebom za čuvanje mleka i

voćnih sokova (napitaka). Osnovna ideja je da se iz rolne plastificiranog papira oblikuje crevo i puni tečnošću. Kako se pakovanja oblikuju, pune i zatvaraju ispod površine tečnosti, to su ona potpuno napunjena i zatvorena bez vazdušnog prostora. Proces je kontinuiran i potpuno je zatvoren. Materijal za pakovanje se proizvodi kontinirano, od rolne do rolne.

Tetra Brik Aseptic nije samo pakovanje, već kompletan, racionalan sistem distribucije za tečne životne namirnice: mleko, voćne sokove, jestivo ulje, prirodne vode, vino i druge tečnosti.

Sistem obuhvata sledeće: - mašine za punjenje; - materijal za pakovanje; - pomoćnu opremu za distribuciju; - kompletan program za servisiranje.

Tetra Pak ambalaža se može razvrstati prema obliku i prema vremenu trajanja. Prema obliku razlikujemo: tetra clasic, tetra brik, tetra prizmu, tetra reks, tetra vedž, tetra fino, tetra top i tetra plast. Prema vremenu trajanja razlikuju se dva tipa tetra pak pakovanja: standardno- kratkotrajno i aseptično - dugotrajno pakovanje. Izraz aseptičan (eng. Aseptic) označava da se radi o sterilnom dugotrajnom pakovanju, bez živih mikroorganizama u bilo kom obliku. Pakovanje se puni prethodno serilizovanim proizvodom, a potom se hermetički zatvara, tako da se sterilnost zadržava i na sobnoj temperaturi. Za aseptično punjenje (slika 1) se koriste dve trećine ukupnog broja pakovanja. Najveći udeo ukupne zapremine aseptičnog punjenja koristi se za mlečne proizvode, ostatak za voćne sokove, prirodnu vodu, jestivo ulje, stono vino, čaj, sosove i supe.



Slka 1. Tetra Brik ambalaža

2.1. Sastav ambalažnog materijala

Materijal za pakovanje se proizvodi po razrađenom tehnološkom postupku. Kompleksna ambalaža nastaje spajanjem dva ili više materijala. Na ovaj način se otklanjaju nedostaci koje je svaki od tih materijala imao, ako se posmatra u odnosu na optimalne zahteve za pakovanje određenog proizvoda. Ambalažni materijal za pakovanje mleka i voćnih sokova je laminat koji se sastoji od različitih kombinacija materijala u zavisnosti od tečnosti koja se pakuje. Razlog je taj što različite tečnosti imaju različite zahteve za spoljnom zaštitom. Višeslojna kombinacija materijala za pakovanje mleka, voćnih sokova i jestivog ulja je data na slici 2.

a) b) c)

LEGENDA LDPE – polietilen niske gustine LLDPR – linearni polietilen niske gustine

Slika 2. Višeslojna kombinacija materijala za a) pakovanje mleka b) voćnih sokova c) jestivog ulja

2.2. Osnovne karakteristike tetra pak ambalaže Osnovne karakteristike Tetra Pak ambalaže su: 1. zaštita prehrambenog proizvoda (mleka, jestivog ulja, voćnih sokova i

dr.); 2. pogodnost za krajnjeg potrošača (korisnika). Zaštita proizvoda je osnovni zadatak višeslojnog ambalažnog materijala.

Mleko je osetljiv artikal koji veoma lako podleže infekciji. Za vreme punjenja mleka, ambalažni materijal mora da bude čist. Takođe, ambalažni materijal mora da obezbedi zaštitu za vreme lagerovanja i transporta. Mleko je osetljivo na



svetlost. Svetlosni zraci mogu prouzrokovati oksidaciju mirisa. Zaštitu od svetlosti obezbeđuje prisustvo papira i aluminijumske folije.

Prednost višeslojnog materijala za pakovanje mleka u odnosu na staklenu bocu je višestruko. Povratne boce su podložne reinfekciji u toku vraćanja iz upotrebe i stajanju pre nove upotrebe. Višeslojni materijali su podložni umerenijem stepenu infekcije u mlekari i infekciji iz vazduha za vreme proizvodnog procesa.

Brojna ispitivanja proizvođača ovih materijala, nakon izlaska iz proizvodnog procesa, su pokazala da bakterije nisu u stanju da prežive u periodu proizvodnog procesa i u periodu skladištenja ambalažnog materijala. Sterilno mleko se pakuje u mašine bez prethodne sterilizacije mašine i pakovanja. Ispitivanjem je nađeno samo 10 bakterija na 1 litar, što iznosi 1,3 bakterije po kvadratnom centimetru ambalažnog materijala za pakovanje.

Pod dejstvom svetlosti može doći do oksidacije mirisa zbog reakcije mirisa sa amino- kiselina mametionina. U toj reakciji nastaje metional koji je uzrok za oksidaciju mirisa. Na pojavu mirisa utiče stvaranje tri komponente pri oksidaciji: metionin, triptofan i riboflavin. Reakcija je kratkotrajna, brza. U zavisnosti od talasne dužine i inteziteta svetlosti, pojava mirisa može nastati nakon 10 minuta izlaganja mleka izvoru svetlosti. Toplije i homogenizovano mleko podleže ovoj reakciji znatno brže. Kao mera oksidacije koristi se sadržaj askorbinske kiseline.

U tabeli 1 prikazana je promena ukusa mleka pod dejstvom svetlosti kod različitih pakovanja.

Tabela 1. promena ukusa mleka pod uticajem svetlosti

Tetra Brik Aseptic postupak podrazumeva preradu i ambalažiranje mlečnih

proizvoda na način kojim se isključuje pojava zaraznih mikroorganizama. Ovaj postupak uključuje sledeće elemente:

- kontinuelnu sterilizaciju proizvoda; - sterilizaciju ambalaže; - dovođenje ohlađenog proizvoda, zajedno sa ambalažom, u sterilnu

sredinu; - formiranje pakovanja, čime se sprečava reinfekcija i štiti proizvod

tokom roka trajanja;



Mleko se podvrgava tretmanu kontinuelne sterilizacije na ultra visokim temperaturama (UHT) i nakon toga se aseptički pakuje. Ovim procesom se sprečavaju neželjeni uticaji na ukus proizvoda i dobija se mikrobiološki stabilan proizvod. Ovom metodom se pakuju i voćni sokovi. Pri pakovanju voćnih sokova, dovoljna je pasterizacija na visokoj temperaturi 90- 95°C u trajanju od 5- 20 s. Pod ovim uslovima biće uništeni svi mikroorganizmi. Trajnost proizvoda se postiže aseptičnom tehnikom i zavisi od više faktora:

- trajnost voćnih sokova je određena sadržajem vitamin C; - promena u mirisu i boji je vezana sa sadržajem vitamina C; - zahteva se određeni minimum vitamina C;

Da bi se sprečio gubitak vitamina C, potrebno je da plastični materijal u području uzdužnog i poprečnog šava (termovara) funkcioniše kao barijera između okolnog vazduha i proizvoda. Pogodnim izborom plastičnog materijala (primena kopolimera, barijernih filmova), ovaj neželjeni efekat se može sprečiti. Time se smanjuje penetracija kiseonika u pakovanje koji može uticati na gubitak vitamina C, a u isto vreme se produžuje rok trajanja. Aseptic postupak štedi energiju i rad i gotovo eliminiše kvarenje mleka i gubitak sadržaja vitamina C iz voćnih sokova (eliminiše se problem oksidacije).

Pogodnosti za korisnike su značajne. Za proizvodnju jednokratnih pakovanja potrebna je samo jedna mašina punilica koja oblikuje, puni i zatvara upakovani proizvod. Tetra Brik mašina je tako dizajnirana da zauzima što je moguće manje prostora. Koeficijent iskorišćenja perfomansi linija za punjenje mleka i voćnih sokova iznosi 95%. Visok stepen iskorišćenja kapaciteta utiče na smanjenje troškova investiranja i ukupnih troškova za rad. Utrošak energije je znatno niži nego kada se radi punjenje u staklene boce. Površina za štampu kod Tetra Brik pakovanja je znatno veća nego kod etikete za staklenu bocu što daje prednosti kada je u pitanju dizajniranje proizvoda i markentinška poruka,a time se postiže efekat estetskog uticaja na potrošača. Prednost ovog ambalažnog materijala je i mala težina ambalaže u odnosu na upakovani proizvod. Upotrebom ovog ambalažnog materijala i načina pakovanja postiže se značajna ušteda u skladišnom prostoru u odnosu na upotrebu staklenih boca.

Tetra Brik Aseptic daje pogodnosti za potrošača: - dobija se proizvod dužeg roka trajanja bez gubitka hranljivih sastojaka; - olakšava se transport i čuvanje proizvoda; - proizvod je upakovan u nepovratnu ambalažu; - lako otvaranje i korišćenje proizvoda iz ambalažnog materijala. Tetra Brik Aseptic ambalaža daje tri velike prednosti: 1. štiti proizvod, čuva sve njegove prvobitne osobine, zahvaljujući

aseptičnom punjenju pod vakumom i zaštiti od svetlosti; 2. omogućava prvorazrednu prezentaciju proizvoda; 3. omogućava lakše rukovanje u celom procesu distribucije.



3. ZAKLJUČAK 1. Tetra Brik ambalaža štiti proizvod, čuva sve njegove prvobitne

osobine, zahvaljujući aseptičnom punjenju pod vakumom i zaštiti od svetlosti;

2. Omogućava markentišku prezentaciju proizvoda; 3. Omogućava lakše rukovanje u celom procesu skladištenja, transporta i

distribucije; 4. Upotreba barijernih slojeva sprečava gubitak vitamina C i

bakteriološku infekciju upakovanog mleka; 5. Smole jonomera koje se koriste u proizvodnji višeslojnih ambalažnih

materijala za Tetra Brik omogućavaju kvalitetno termozavarivanje kako uzdužnog tako i poprečnog šava;

6. Barijerne smole tipa EVAL, Soarnol, Syrlin i dr. omogućavaju proizvodnju višeslojnih materijala za pakovanje mleka, voćnih sokova i jestivog ulja;

7. Smole jonomera raznih tipova, sve više nalaze primenu u koekstrudiranim filmovima kao unutrašnji slojevi čime se dobijaju razna barijerna svojstva;

8. Većina smola jonomera su kopolimeri etilen-vinil alkohola sa određenim aditivima koji smolu čine pogodnom za izradu višeslojnih ambalažnih materijala;

9. Upotrebom smola jonomera se mogu proizvesti višeslojni materijali koji će upakovani proizvod sačuvati u prvobitnim kvalitetima za duži vremenski period.

4. LITERATURA [1] Tehničko-tehnološka dokumentacija „Tetra Pak“; [2] Tehničko-tehnološka dokumentacija „Tipoplastika“ G.Milanovac; [3] Savić Z., Savić I., Sausage Casings, Victus, Viena; [4] www.eval.be [5] www.dupont.com [6] www.tetrapak.com [7] www.wikipedia.com [8] www.nippongohse.com



DIMENZIONALNE DEVIJACIJE PAPIRA USLED MIKROKLIMATSKIH PROMENA

Aleksandar Damnjanović 1, Milo Radovanović 2

REZIME Fenomen valovitosti je funkcija vremena izloženosti papira delovanju mikroklime

i pojavljuje na svim papirima jače ili slabije. Valovitost se stvara od šoka izazvanog u papiru, a uzrokovanog nehomogenim preuzimanjem vlage te rezultira dimenzionalnim devijacijama gradijenata papira u paleti. Srazmerno osobini skupljanja, valovitost u CD (cross direction, poprečni pravac) je oko tri puta veće nego u MD (machine direction, pravac mašine). Valovitost povezanih knjižnih blokova se razlikuje od talasanja slobodnog papira u paleti.

Ključne reči: papir, vlakno, drvenjača, celuloza, lignin, smola, satinaža, premazi, mikroklima, vlaga, bubrenje, relativna vlažnost, valovitost papira, koritanje, tutkalisanje.

DIMENSIONAL DEVIATIONS OF PAPER DUE TO

ENVIRONMENT CLIMATE CHANGES

ABSTRACT The phenomenon of waviness is a function of time that occurs with all papers

more or less strongly. It originates from the stress generated in the paper, caused in turn by the inhomogeneous uptake of humidity, and resulting the dimensional deviation gradients in the stack. Proportional to the shrinking behaviour, the waviness in CD is about three times as high as in MD. The waviness of a bounded book block differs from that of an unbounded, free stack.

Key words: paper, fibre, wood-pulp, cellulose, lignin, starch, glazing, satinising, micro-climate, humidity, swell, relative humidity, waviness, curling.

1. UVOD

1.1. Sirovine za proizvodnju papira Odlučujuće osobine papira su determinisane njegovim sadržajem kratkih i

dugih vlakana. Za proizvodnju finih papira obično se koristi mešavina kratkih, (npr. brezovog drveta) i dugih vlakana (npr. drveta bora).

Zahvaljujući svojim veoma dugim vlaknima, četinari (omorika, jela i bor) su materijal izbora, dok su ponekad kratkovlakno drvo kao što su breza, bukva ili topola drvo izbora u proizvodnji papira.



150 Tehnika i praksa, Broj 1, 2010. Proces proizvodnje papira zahteva vlaknasti materijal, dodatne supstance i

vodu (slika 1). Preko 95% vlaknastog materijala se ekstrakuje iz drveta, jedan mali deo iz jednogodišnjih plantaža kao što su šećerna trska, bambus ili pirinčana slama.

Vlakna breze su u uporedbi kratka (oko 1 mm), tako da su ona pogodna za poboljšanje opaciteta (neprozirnosti) i apsorpciju štamparske boje. Drvo bora i jele imaju duža vlakna (oko 3 mm), koja daju više jačine na kidanje papira i imaju pogodan uticaj na njegove radne karakteristike u štampi laserskim štampačima i štamparskim mašinama.

Slika 1: Sastojci papira

Vlakna, jednom razdvojena jedna od drugih u smislu mehaničkih procesa,

gube u dužini i jačini. Drvenjača kao poluproizvod još uvek sadrži lignin. Ako je izložena svetlu izvestan period vremena, lignin uzrokuje promenu boje ka žutoj. Zato su papiri na bazi drvenjače pogodni samo za proizvode koji ne zahtevaju nestareće osobine papira.

Celuloza je rezultat osiromašenja drvenjače svim materijalima koji imaju negativan efekat na papir - iznad svih ligninom i smolom. U procesu proizvodnje celuloze, vlakna se izdvajaju hemijskim putem.

U procesu proizvodnje, drvo se prvo isecka na sitne parčiće i onda kuva u vodi i hemikalijama. Ovim se uklanja lignin i što je moguće nežnije dezintegriše drvo u pojedinačna vlakna. Dodatkom punila papir postaje neprovidniji, puniji i čistiji na svojoj površini, belje boje, nežniji i glađi. Odvojeno od minerala kao što su kaolin i kineska glina, današnji sve više korišćen materijal je kalcijum-bikarbonat koji doprinosi boljim osobinama nestarenja. Zavisno od vrste papira, papirnoj kaši se dodaje lepak i komponente za boju.

Od spoljašnjih materijala prva na listi prioriteta je voda - papirna masa spremna za proizvodnju, sastoji se od 99 % vode i samo 10% vlaknaste suve materije. Ovo znači da svaki kilogram papira zahteva 100 do 200 l vode.

1.2. Površina papira Osobine površine papira su od vitalnog značaja za dobar otisak. Što

veći zahtevi za kvalitet štampe, to površina papira mora biti punija i glatkija. Generalno, papiri su klasifikovani na mašinski glatke, jednostrano glazirani, satinirani i glazirani papiri i papiri sa reljefnom površinom.


Tehnika i praksa, Broj 1, 2010. 151 Mašinski glatki papiri se provlače samo kroz mašinski kalander (gletverk)

na kraju procesa proizvodnje. Rezultat je mat, lako mašinski finiširan ili dobro mašinski finiširan papir.

Jednostrano glazirani papiri se izlažu pritisku između vrelih glazirnih cilindara u papir mašini. Satinirani ili obostrano glazirani papiri, svoju satiniranu mat, ili visoko satiniranu površinu, dobijaju u kalanderu. Visoko satinirani ili obostrano glazirani papiri prolaze kroz kalander dva puta. Površine papira se dalje mogu procesuirati pritisnim pločama ili u reljefnim kalanderima posle čega pokazuju “ožiljke”, linije ili “izubijanu” strukturu.

Papiri od tkanina, tj. papiri koji se prave od vlakna lana i pamuka u 100 % unosu su najskuplji fini papiri koji se mogu naći - i shodno tome veoma retki. Popularniji su papiri koji samo sadrže tkanine, i koriste se za štampu vrednosnih, zaštićenih papira ili biblija, kao i za visoko-kvalitetne bankpost papire.

Bezdrvni papiri se prave od čiste celuloze. Papiri za knjige ili crtaći papiri se ponekad finiširaju dodatkom vlaknastog materijala tkanine. Bezdrvni papiri nude odlučujuću prednost u poređenju sa papirima koji sadrže drvo: vlakanca su duža i tako elastičnija, papir je zbog toga jači i pogodniji za završne obrade površine.

2. MIKRO-KLIMA I PAPIR U tabaku papira, voda je povezujući faktor između molekula celuloze.

Zbog toga, puno je osobina strogo zavisnih od sadržaja vode kao što su: krutost, vučna sila, jačina, savitljivost, jačina na previjanje i ravnost.

Najuobičajeniji problemi sa papirom pri štampi su elektrostatički naboj, skupljanje i istezanje, takozvano kovrdžanje i talasanje papira. Većina ovih problema su na neki način u korelaciji sa vlagom i temperaturom.

Slika 2: Promene dimenzija papira usled uticaja vlage

Papir je higroskopni materijal, tj. on oduzima i predaje vlagu, odgovarajući

na količinu vlage koju sadrži okolni vazduh. Pošto se vlakna celuloze skupljaju ili bubre, zavisno od sadržaja vlage, dimenzije ovog papira se menjaju kadgod se



promeni sadržaj vlage okolnog vazduha (Slika 2). Vlakna se šire i bubre pre nego izdužuju, ali obzirom da su poređani podužno po papiru, značajne dimenzionalne devijacije će se pojaviti po širini papira. Ovaj proces nastavlja sve dotle dok papir ne dostigne isti sadržaj vlage kao okolni vazduh.

Sadržaj relativne vlažnosti papira je funkcija apsolutnog sadržaja vode i specifičnih osobina određene vrste papira. Relativna vlažnost papira se meri zabadanjem mačolikog higrometra u paletu papira. Vrednost sadržaja apsolutne vlage definiše količinu vode sadržane u papiru u odnosu na težinu vlažnog papira.

2.1. Valovitost papira Sledi lista efekata vlage na dimenzionalnu devijaciju ili promene koje se

mogu javiti, na primer, pri skladištenju papira: Talasanje krajeva ako je povećana vlaga: Krajevi imaju veću vlažnost od

papira u sredini i oni se zato više šire i stvaraju izbočine. Koritanje papira ako je vlaga isparila: U suvom okruženju, krajevi brže

odaju vlagu nego centar tabaka. Zbog toga se krajevi skupljaju dok centar papira zadržava originalnu formu.

Kovrdžanje papira može imati različite uzročnike: Devijacije sadržaja vlage dvostranog papira - ako je samo jedna strana izložena isparenju ili upijanju vlage, ili visoke temperaturne razlike u kratkom periodu dok prolazi kroz laserski štampač ili kopir aparat.

Krutost ima glavni uticaj na osobine previjanja u štamparskim mašinama i laserskim štampačima. Papir je oko tri puta krući u longitudinalnom smeru nego u poprečnom.

Slika 3 Kraća strana (levo) i duža strana tabaka (desno) posle 4 sata Za jednostranu štampu prigodnije je koristiti filčevu stranu papira.

Visokokvalitetni papiri i kartoni se često proizvode spajanjem dve sekcije dugih sita koja rade paralelno jedan drugom. Ovde se formiraju dve papirne trake i spajaju zajedno njihovim sito-stranama respektivno licem u lice. Rezultat je potpuno simetričan materijal po preseku gde nema razlike između jedne i druge strane.

Tutkalisanje služi za pravilno raspoređivanje vlakana i punila. Ono sprečava mastilo, štamparsku ili slikarsku boju od razlivanja i prodiranja kroz papir na suprotnu stranu. Napravljena je razlika između tutkalisanja papirne mase i tutkalisanja površine papira. U slučaju tutkalisanja mase, biljne smole (ili smolne veze) se dodaju u papirnu masu, i ove zatvaraju pore i razmake između vlakanaca, tako smanjujući upijajući kapacitet. Izuzev filter papira i papira upijača, sve vrste



papira zahtevaju dodatak tutkala, pri čemu se koriste veštački stvorene smole štirka.

Najsofisticiranije tehničko dostignuće u proizvodnji papira ne može sprečiti jedan problem: vlakna se uvek sama poređaju paralelno pravcu kretanja papirne trake i sita - iako se sito trese po bočnoj strani. Zbog toga se papir adaptira, usvaja sigurnu politiku pogonskog pravca - vlakno ide niz dlaku - i tako, zavisno od smera, veoma specifične karakteristike.

Duž svojih vlakana papir je krući, tvrđi i gušći i ima veću zateznu čvrstoću, a popreko svojih vlakana zauzima veće sposobnosti rastezanja i bubrenja. Kako papir postaje vlažniji tako se isteže tri puta više poprečno nego uzdužno vlaknima. Ako je vlažan papir uskladišten u suvom okruženju, ovaj proces je recipročan. Papir “radi”.

Kod štampe knjiga, vlakanca treba da budu paralelna kičmi knjige (rikni). Ako ovo nije slučaj, papir bubri poprečno površini lepljenja dok se nanosi lepak, te to rezultira raspadanjem knjige.

Funkcionalne osobine papira za štampu u laserskim štampačima, mogu se veoma uopšteno podeliti u dve grupe: Pogonske karakteristike u mašini i “printability” (sposobnost prijanjanja mikrogranula grafita na papir).

Najvažnije osobine papira koje utiču na printabiliti su električne karakteristike papira, a neposredno, vlažnost i hrapavost površine. Ako je vlažnost papira previsoka, ona uzrokuje neravnomeran transfer tonera i manju gustinu štampe (zacrnjenje), što se obično mora kompenzovati povećanjem struja korone (transfer korona).

Površinska formacija, posebno hrapavost, uveliko utiče pri transferu tonera na papir. Ako se koriste premazni papiri ili papiri visokog kvaliteta površine, izlazni detalji kao što su rasterska tačka, ili oštrina krajeva su značajno poboljšane.

Izvršenim merenjima i posmatranjima se pokazalo da zahvaljujući gubitku vlage za vreme spajanja tonera, papir se skuplja, saglasno strukturi svojih vlakana. Skupljanje poprečno orijentaciji vlakana je jače od skupljanja u smeru vlakna. Skupljanje u smeru vlakana obično iznosi od 0,2 do 0,5 %, bočno skupljanje od 0,6 do 1,2 % (odnos između bočnog i longitudinalnog skupljanja je oko 2-3). Vrednosti vrlo jako zavise od kvaliteta papira: papiri na bazi otpadnog, po pravilu, se značajno skupljaju, dok kod boljih papira vrednosti se kreću od oko 0,6 do 0,8 % za bočno skupljanje.

I tako naizmenično, za vreme nekog sledećeg procesuiranja papir ponovo prima vlagu. Mogu proći dani pa čak i nedelje dok papir ne postigne ravnotežu sa okruženjem. U procesu primanja vlage, vlakanca papira bubre i papir se ponovo širi. Pošto ova apsorpcija vlage dolazi potpuno nasumice (u odnosu na lokaciju i vreme: npr., u slučaju paletiranog papira, ili papira u rolnama, vlaga lagano prodire sa spoljnih ka unutarnjim slojevima), u osnovi svi tipovi dimenzionih devijacija gore opisanih mogu se pojaviti (koritanje papira, talasatost i kovrdžanje).

Mikroklimatske promene kod papira za vreme procesa štampe utiču na originalne karakteristike papira i tako nas mogu uvesti u probleme u nekim od narednih proizvodnih postupaka.


154 Tehnika i praksa, Broj 1, 2010. Ako se knjižni blokovi odštampanog papira skladište (slože) na paletu i

odlože za dalje procesuiranje (kao što je koričenje) posle toplog povezivanja, oni su obično još uvek razumno ravni direktno posle procesa spajanja. Zavisno od mikro klime prostorije, knjižni blokovi će postepeno postajati talasasti: vlaga prodire kroz složenu gomilu od spoljnih ka unutrašnjim slojevima manje-više ravnomerno. Ova nehomogena apsorpcija vlage rezultira nasumičnim širenjem vlakana i, sledstveno, pogoršavanjem ravnoće. Uzrok ovako lošoj ravnoći su talasatost, koritanje i kovrdžanje kako je napred opisano. Zavisno od klimatskih uslova i način pakovanja palete ili rizme, gornji slojevi se deformišu jače, pošto u ovoj oblasti vlaga prodire brže i u širem području. Papiertechnische Stiftung Munchen (PTS) i kompanije za proizvodnju papira M-real (MoDo) i StoraEnso su napravili eksperimente sa ciljem da definišu korelaciju između karakteristika papira i problema talasanja gore opisano. Naučnici su se nadali da iz rezultata izvuku mogućnosti pristupa proizvodnji papira sa poboljšanim osobinama ravnoće.

2.2. Metod merenja Talasastost se može meriti lokalno skeniranjem površine složenog papira.

Da bi se izbegle napred pomenute greške, gornji slojevi se trebaju ukloniti iz merenja (tj, merenje “donjih 20 tabaka”). Skeniranjem površine dobija se slika totalne dimenzionalne devijacije paletiranog papira. Amplituda i vrsta talasa (odnosi se na lokalnu frekvenciju), mogu se izvući iz nalaza. Površina koja se meri je uvek nepokrivena, jer se mogu pojaviti ometajući faktori koji iskrivljuju rezultate, kao što je vlaga preuzeta od strane pokrivnih tabaka.

Jedna veoma jednostavna metoda za determinisanje i procenu talasastosti, razvio je “M-real/ MoRe Research”. Ovde se iz sredine palete pokrivene pločom od pleksiglasa izvuče samo malo jedan tabak. Ovaj tabak će primiti istu dimenzionalnu devijaciju kao i cela paleta. Linijskim skeniranjem duž ivice tabaka mogu se dobiti amplituda talasa, lokalna frekvencija, broj talasa. Daljim merenjem mogu se determinisati oscilacije u debljini naslaganog papira. Za odnos DL/L' se ispostavilo da je partikularna karakteristika merenja. Data originalna dužina L i izmerena dužina L' (slika 4) rezultiraju ekstenzijom dužine krajeva za DL = L' - L. Na osnovu ovoga, može se izračunati procentualno izduženje množenjem odnosa DL/L faktorom 100.

2.3. Dobijeni rezultati U jednoj seriji merenja, jedna fundamentalna vrednost merenja, apsorbcija

vlage posle štampe, je praćena kroz produženi period od dve nedelje u potpuno različitim paletama (u odnosu na vrstu vlakna, gustine i površine) i uključuje između 100 do 200 tabaka. Paralelno činjena su različita skeniranja i merena je težina palete.



Slika 4 Linijsko skeniranje u oba pravca: amplituda poprečnog pravca je veća

(faktor je do 2) Postaje očigledno da prvih dana (zavisno od vrste papira) apsorpcija vlage

je vrlo značajna. Voluminozni papiri (takozvani knjižni papiri) brže uzimaju vlagu. Kopir papiri i papiri za lasersku štampu su u srednjem području, dok su se kalandrirani (glazirani) papiri, tj, papiri visoke glatkoće, pokazali komparativno inertniji u preuzimanju vlage. Ovaj vremenski faktor je u osnovi uspostavljen za sve papire izložene serijama merenja i pokazuje da u prvim satima posle štampe, elongacija, a tako i amplituda talasa jako raste do postignuća maksimalne vrednosti posle oko 24 sata, a onda se opet lagano smanjuje. Težina palete raste proporcionalno preuzimanju vlage iz okruženja.

Ako se elongacija (talasastost) testiranih papira stavi u korelaciju sa standardnim vrednostima za skupljanje, postaje očigledno da papiri koji se jako skupljaju, takođe teže jačem talasanju.

Zajedno sa linearnim skeniranjem, merenje skupljanja papira je zato vrlo jednostavna metoda za procenu osobina ravnosti papira pre izlaganja nekom proizvodnom ciklusu.

3. ZAKLJUČAK

Iz svega izmerenog i navedenog lako je zaključiti da je »smer papira« odnosno smer vlakanaca u papiru (uvek je u smeru formiranja papirne trake (MD)), veoma važna karakteristika papira. Papirni tabak oko tri puta više dilatira u poprečnom (CD) smeru nego u uzdužnom (MD). Zato, na primer, kod papira za proizvodnju etiketa, posebnu pažnju treba posvetiti pri skladištenju, transportu i samoj štampi.

4. LITERATURA [1] Digital printing, Februar 2005. Océ Printing systems GmbH [2] Technip, Paris, Paper machine start-up conditions, March 1985.


Tehnika i praksa, Broj 1, 2010. 157 INDEKS AUTORA Brajovi Dragan, [email protected] Brajovi Veljko, [email protected] ]iri Radovan, [email protected] Damnjanovi Aleksandar, [email protected] Dobri~i Milan, [email protected] Dragievi Sne`ana, [email protected] \uki Radisav, [email protected] \uki Slobodan, [email protected] Gojgi Nataa, [email protected] Jovanovi Jelena, [email protected] Kalezi-Gliovi Aleksandra, [email protected] Klarin Milivoj, [email protected] Mari~i Aleksa, [email protected] Milanovi Dragan, [email protected] Mitrovi An|elija, [email protected] Niki Petar, [email protected] Radonji Vojislav, [email protected] Radovanovi Milo [email protected] Ristanovi Zoran, [email protected] Savi Biljana, [email protected] Sretenovi Doj~ilo, [email protected] Uroevi Vlade, [email protected] Vardi Slavko, [email protected] Veskovi Milan, [email protected] @i`ovi Malia, [email protected]


vstss_tehnika_i_praksa_br1

Documents