Adabiy sharh Jarayonni optimallashtirish tushunchasi

2.5 Texnologik jarayonlarni strukturaviy optimallashtirish

Umuman olganda, strukturani optimallashtirish muammosi buning uchun eng yaxshi TP tuzilmasini tanlash muammosi sifatida shakllantirilishi mumkin, birinchidan, bajarilgan operatsiyalar to'plamiga ma'lum talablarni qo'yish, ikkinchidan, amalga oshirish uchun ba'zi mezonlarni kiritish kerak. bir tuzilmaning boshqasidan ustunligi.

TPni ishlab chiqishda strukturani optimallashtirish dizayn jarayonining quyidagi bosqichlarida qo'llaniladi:

✓ ish qismini tanlash va uni ishlab chiqarish usullari

✓ texnologik asoslarni tanlash;

✓ qayta ishlash yo'nalishini tuzish,

✓ texnologik operatsiyalarni ishlab chiqish

TPni strukturaviy optimallashtirishning eng muhim bosqichlaridan biri mexanik ishlov berishning texnologik operatsiyalarini tanlashdir. Amaliyotlar turi va ishlatiladigan asbob-uskunalar ishlov berishning murakkabligi va tegishli texnologik xarajatlarga sezilarli ta'sir qiladi, bu odatda mahsulotni ishlab chiqarish uchun TP variantlarini tanlash mezoni sifatida tanlanadi. Umuman olganda, TPni strukturaviy optimallashtirish texnologik dizaynning har bir vazifasini ketma-ketlikda ko'rib chiqadi. Shunday qilib, butun dizayn jarayoni bir necha o'zaro bog'liq darajalarga bo'linadi. Har bir darajadagi dizayn jarayoni ko'p qirrali protseduradir. Barcha darajadagi loyihalash natijasida belgilangan cheklovlarga javob beradigan ruxsat etilgan TP variantlari grafigi shakllantiriladi - 1-rasm.

Ish qismining turini tanlash

Davolash rejalarini tanlash

Baza sxemalarini tanlash

Ko'p TP variantlari

Guruch. 1. TPning ruxsat etilgan strukturaviy variantlari grafigi.

Strukturaviy optimallashtirish muammosi maqsad funksiyaning ekstremumini ta'minlovchi grafikning filialini topishdan iborat. Tartibsiz parametrlar tufayli tizimli optimallashtirishning asosiy usuli - mumkin bo'lgan variantlarni ketma-ket sanab o'tish. Bitta optimal variantni tanlash uchun texnik va texnologik cheklovlar bilan ruxsat etilgan juda ko'p sonli TP variantlarini loyihalash kerak. Hatto o'rtacha murakkablikdagi qismlarni ishlab chiqarish uchun haqiqiy TP uchun bunday variantlar juda ko'p bo'lishi mumkin. Barcha variantlarni sanab o'tish, hatto zamonaviy yuqori tezlikda ishlaydigan kompyuterlar yordamida ham juda uzoq vaqt talab etadi. Dizayn vaqtini qisqartirish uchun quyidagi usullar qo'llaniladi. Texnika 1. Har bir dizayn darajasida dizayn echimlari uchun oqilona variantlarni tanlashni tashkil qilsangiz, loyihalash jarayonining samaradorligi keskin oshishi mumkin. Biroq, bu turli darajadagi eng oqilona variantlarni oraliq tanlash mezonlarini shakllantirish muammosini keltirib chiqaradi. Masalan, xaridlarni tanlash darajasida (bosqichida) variant tahlili “xarid qilish qiymati” mezoniga muvofiq amalga oshirilishi mumkin. Ushbu mezonni ushbu bosqichda ishonchli tarzda hisoblash mumkin. Ammo bu mezon to'liq ob'ektiv emas. "Arzon" ignabargli (masalan, mil ishlab chiqarish uchun dumaloq panjaralar) "qimmat" ishlov berishni beradi. Va "qimmat" blank (masalan, xuddi shu milni ishlab chiqarish uchun shtamplash) "arzonroq" ishlov berishni ta'minlaydi. Shuning uchun mezon sifatida ishlov berish va ishlov berishning umumiy qiymatidan foydalanish maqsadga muvofiqdir. Biroq, ishlov berish narxini faqat butun TP ishlab chiqilgandan keyin hisoblash mumkin. Demak, "bosqichli optimallashtirish" ma'nosi yo'qoladi. Ammo, shunga qaramay, agar mezonlar har bir dizayn darajasida muvaffaqiyatli tayinlangan bo'lsa, bunday yondashuv mantiqiy bo'ladi. Uni ishlatishda bir nechta ekvivalent TP variantlari bo'lishi mumkin, ammo ular orasida eng yaxshi variantni tanlash ancha oson. Qabul qilish 2. "Dizayndan oldingi optimallashtirish". Dizayn echimlarining mumkin bo'lgan variantlari to'plamini yozishmalar jadvallari yordamida aniqlash mumkin, ular asosida amalga oshirilishi mumkin bo'lgan echimlar to'plamini tanlashga imkon beruvchi algoritmlar tuziladi, ulardan eng yaxshi echimlar u yoki bu mezon bo'yicha ketma-ket sanab o'tish orqali tanlanadi. optimallik. Ammo mahalliylashtirilgan tizimli optimallashtirish bilan ham, yozishmalar jadvallaridan tanlangan barcha mumkin bo'lgan echimlarni sanab o'tish va tahlil qilish uzoq vaqt talab etadi. Muvofiqlik jadvallaridan foydalangan holda tizimli optimallashtirish vaqtida hisoblash vaqtini qisqartirish uchun axborotni ta'minlashni ishlab chiqish bosqichida dizayndan oldingi optimallashtirish deb ataladigan narsa amalga oshiriladi. Buning uchun ruxsat etilganlar to'plamidan narx mezoniga ko'ra afzalroq bo'lgan echimlar ajratiladi. Yechimlarni qidirish jadvali birinchi navbatda afzal qilingan echimlarni qidiradi. Tegishli afzal echim bo'lmagan taqdirda, qidiruv qolganlari bo'yicha amalga oshiriladi. Ushbu yondashuv maqsad funktsiyasining ekstremumi mavjud bo'lgan holatlar uchun samarali. Ammo ba'zi hollarda, yechim noaniq bo'lib chiqadi: qo'llanilishi sharti diapazoni uchun bir nechta samarali echimlar bo'lishi mumkin. Texnika 3. Loyihadan oldingi optimallashtirishni rivojlantirishning keyingi bosqichi mantiqiy muvofiqlik matritsalaridan baholash matritsalariga o'tishdir. Bunday holda, yozishmalar matritsasining tegishli kataklarida tannarx qiymatining qiymatlari qo'yiladi. Shunga o'xshash matritsalar amal qilishning barcha shartlari uchun to'ldiriladi. Baholash matritsasidan foydalangan holda optimal echimni topish algoritmi qo'llanilishi mumkin bo'lgan barcha shartlar diapazonlari uchun baholash matritsalarida bir xil nomdagi qatorni izlashdan iborat bo'lib, u berilgan muammo sharti uchun eng kam xarajatlarni ta'minlaydi. Ushbu protsedura har bir dizayn darajasi uchun takrorlanadi, natijada optimal tuzilishga ega variantga olib keladi. muammoning ma'lum bir sharti uchun eng kam xarajatlar miqdorini ta'minlash. Ushbu protsedura har bir dizayn darajasi uchun takrorlanadi, natijada optimal tuzilishga ega variantga olib keladi. muammoning ma'lum bir sharti uchun eng kam xarajatlar miqdorini ta'minlash. Ushbu protsedura har bir dizayn darajasi uchun takrorlanadi, natijada optimal tuzilishga ega variantga olib keladi.

2.6 TPni parametrik optimallashtirish TPni loyihalashning turli bosqichlarida yechimlarni ko'p darajali tanlash sharoitida dastlab strukturani optimallashtirish masalasi hal qilinadi. Qayta ishlash marshruti, ishlashi, pozitsiyasi, o'tish joylari yoki har xil turdagi texnologik uskunalarning ma'lum bir tuzilishini tanlagandan so'ng, ularni parametrik optimallashtirish vazifasi qo'yiladi. Biroq, aksariyat hollarda texnologik jarayonlarning tarkibiy qismlarini ushbu jarayonlarning texnik-iqtisodiy ko'rsatkichlarini aniqlaydigan ma'lum bir guruh parametrlari bilan bog'laydigan matematik modellarning yo'qligi sababli buni amalga oshirish qiyin. TPni parametrik optimallashtirish, odatda, o'tish strukturasi tanlanganidan keyin amalga oshiriladi va asosan ma'lum bir mezon nuqtai nazaridan optimal kesish sharoitlarini (tezlik v, besleme s va kesish chuqurligi t) aniqlashda ifodalanadi. Parametrik optimallashtirish hisob-kitoblarni ham o'z ichiga olishi mumkin: kesish asbobining optimal geometriyasini tanlash orqali (kesuvchilar, matkaplar, kesgichlar va boshqalar); dastgohlarning aniqligi, quvvati va mustahkamligi parametrlarini tanlash bo'yicha; kesish asboblarining fizik-mexanik xossalarini tanlash orqali; bajariladigan o'lchamlar uchun ruxsatnomalar va tolerantliklarning maqbul qiymatlarini aniqlash. Optimal kesish sharoitlarini aniqlash vazifasi eng keng tarqalganlardan biri bo'lib, ish qismlarini qayta ishlash uchun turli xil TP turlarini ishlab chiqishda uchraydi. Turli xil o'ziga xos ishlov berish shartlari, kesish jarayonini optimallashtirishning maqsadlari va vazifalari tufayli ushbu vazifani belgilashning turli xil variantlari mavjud. Qayta ishlash jarayonini tavsiflashda murakkab funktsional bog'liqliklar bilan o'zaro bog'langan kirish va chiqish parametrlari ajratiladi. Ushbu bog'liqliklarning kombinatsiyasi odatda ishlov berish jarayonining matematik modeli sifatida ko'rib chiqiladi. Umumiy holda, qayta ishlash jarayoni ehtimollik xususiyatiga ega. Biroq, bir qator parametrlardagi o'zgarishlarning tasodifiy xususiyatini hisobga oladigan bog'liqliklarni qurishning murakkabligi sababli, hozirgi vaqtda, asosan, jarayonning o'rtacha ko'rsatkichlariga asoslangan deterministik modellar qo'llaniladi. Kesish shartlarini hisoblash masalalarida kirish parametrlari qidirilayotgan (boshqariladigan) va aniqlangan (nazorat qilinmagan) ga bo'linadi. Optimal rejimlarni hisoblash vazifasi boshqarib bo'lmaydigan parametrlarning berilgan qiymatlari uchun chiqish parametrlari to'plami bo'yicha (ba'zi ko'rsatkichlar bo'yicha) eng yaxshi qiymatlarni aniqlashdan iborat. Optimal rejimlarni hisoblashda kerakli parametrlar sifatida odatda kesish tezligi v va besleme s olinadi, ba'zan kesish chuqurligi t ishlatiladi. Shuningdek, ishlov berish jarayonida bevosita boshqarilishi mumkin bo'lgan kerakli parametrlar toifasiga kesish asbobining chidamliligi va geometrik parametrlarini kiritish maqsadga muvofiqdir. Alohida boshqariladigan o'zgaruvchilarning optimallashtirilgan jarayonning asosiy ko'rsatkichlariga ta'sir qilish darajasi har xil, shuning uchun optimallik mezonlarini tanlash va qurishda qayta ishlashning eng muhim parametrlarini hisobga olish kerak. Xususan, kesish nazariyasidan ma'lumki, tashqi burilish bilan kesish chuqurligining ozuqaga qaraganda ortishi kesilgan qatlamning doimiy maydonida ishlov berish unumdorligini oshirishga ko'proq ta'sir qiladi (ts = const) . Boshqa tomondan, asbobning doimiy ishlash muddati bilan, unumdorlikning o'sishi v tezligiga nisbatan yem s ning ortishi bilan kuchliroq ta'sir qiladi.

Umumiy holda, ishlov berish rejimlarini optimallashtirish muammosini shakllantirish quyidagilarni o'z ichiga oladi:

✓ kerakli parametrlarni tanlash;

✓ ularning mumkin bo'lgan qiymatlari to'plamini aniqlash;

✓ jarayonning tahlil qilingan chiqish parametrlarini tanlash;

✓ boshqarilmaydigan parametrlarning belgilangan qiymatlarida kerakli va chiqish parametrlari o'rtasida funktsional bog'liqlikni o'rnatish;

✓ maqsadli funktsiyani ta'kidlash;

✓ chiqish parametrlarining mumkin bo'lgan qiymatlari diapazonlarini belgilash.

Kerakli parametrlar to'plamini to'plam sifatida ko'rsatish mumkin .. Keyin optimal kesish shartlarini hisoblash masalasi quyidagi matematik dasturlash masalasiga keltiriladi:

bu erda F (x) - qabul qilingan optimallik mezoniga bog'liqlik;

Ri (x) - berilgan X to'plamidan x kerakli parametrlarning qiymatlariga qarab kesish jarayonining i-chi xarakteristikasi qiymati;

Ri - kesish jarayonining i-chi xarakteristikasining belgilangan chegara qiymati.

F (x) va Ri (x) funktsiyalarini tasvirlash turi va murakkabligiga qarab, kesish shartlarini hisoblash uchun turli matematik modellar qo'llaniladi.

Ushbu modellarni quyidagi mezonlarga ko'ra tasniflash mumkin:

✓ optimallashtiriladigan o'zgaruvchilarning x to'plamining tarkibi;

✓ hisobga olingan jarayon ko'rsatkichlarining tarkibi;

✓ maqbullikning qabul qilingan mezoni;

✓jarayonning asosiy qonuniyatlarini yaqinlashtiruvchi F (x) va Ri (x) funksiyalarining shakli. Turli xil matematik modellardan foydalanish ko'rib chiqilayotgan masalani hal qilishning turli usullari va algoritmlarini ishlab chiqish zarurligiga olib keladi. [31]

2.7 Adabiyotlar tahlili asosida tadqiqot muammosining bayoni Adabiyotlarni o'rganish natijasida biz optimallashtirish masalasini shakllantirish uchun optimallashtirish ob'ekti va optimallashtirish maqsadiga ega bo'lish kerakligini aniqladik. Bunday holda, har bir optimallashtirish muammosini shakllantirish faqat bitta miqdorning ekstremal qiymatini talab qilishi kerak, ya'ni. Ikki yoki undan ortiq optimallashtirish mezonlari tizimga bir vaqtning o'zida tayinlanmasligi kerak, chunki deyarli har doim bir mezonning ekstremumi boshqasining ekstremumiga mos kelmaydi. Maqsad: texnologik jarayonni optimallashtirish uchun turli parametrlarning samaradorligiga ta'sirini o'rganish.

Belgilangan vazifani amalga oshirish uchun optimallashtirish resurslariga ega bo'lish kerak, ular optimallashtirilayotgan ob'ektning ba'zi parametrlarining qiymatlarini tanlash qobiliyati deb tushuniladi. Ob'ekt ma'lum erkinlik darajalariga ega bo'lishi kerak - nazorat harakatlari. Optimallashtirilgan qiymatni miqdoriy baholash imkoniyati ham bo'lishi kerak, chunki faqat bu holatda ma'lum nazorat harakatlarini tanlashdan ta'sirlarni solishtirish mumkin. Cheklovlarni hisobga olish kerak, chunki optimallashtirilgan qiymat ko'rib chiqilayotgan ob'ektning ishlash samaradorligi bilan bog'liq. Ob'ektning ishlashining optimallashtirilgan versiyasi qandaydir miqdoriy o'lchov - optimallik mezoni, ya'ni ob'ektning optimallashtirilgan sifatini miqdoriy baholash bilan baholanishi kerak. Tanlangan optimallik mezoniga asoslanib, maqsad funktsiyasi tuziladi, bu optimallik mezonining uning qiymatiga ta'sir qiluvchi parametrlarga bog'liqligi. Optimallik mezoni turi yoki maqsad funksiyasi aniq optimallashtirish muammosi bilan belgilanadi. Shunday qilib, optimallashtirish muammosi maqsad funktsiyasining ekstremumini topishga qisqartiriladi. Optimallik mezoni aniq jismoniy ma'noga ega bo'lishi, jarayonning eng muhim tomonlarini aks ettirishi va miqdoriy bahoga ega bo'lishi kerak.

Qoida tariqasida, ishlab chiqarishni optimallashtirishning aniq vazifalari uchun optimallik mezonini analitik ifoda shaklida yozib bo'lmaydi. Shunday qilib, belgilangan optimallashtirish muammosini hal qilish uchun quyidagilar zarur:

a) optimallashtirish ob'ektining matematik modelini tuzish;

b) optimallik mezonini tanlash va maqsad funksiyasini tuzish;

c) o'zgaruvchilarga qo'llanilishi mumkin bo'lgan cheklovlarni belgilash;

d) kerakli miqdorlarning ekstremal qiymatlarini topishga imkon beradigan optimallashtirish usulini tanlang.