Введение к работе
Актуальность темы. Сокращение жизненного цикла изделий машиностроения, обусловленное современным етапом научно-технического прогресса и соответствующее расширение номенклатуры выпускаемой продукции, предъявляют пошшенные требования к проектированию производственных процессов. Одна из возможностей повышения эффективности производственного процесса - более рациональное использование имеющегося парка оборудования многоцелевого назначения.
Использование систем с оборудованием многоцелевого назначения (СОМН) в промышленности позволяет не только существенно поеыскть производительность труда, но и обеспечить рост мобильности производства, т.е. возможность освоения новых тішов изделий с минимальными временными, трудовыми и материальными затратами.
Повышение эффективности использования систем с оборудованием многоцелеоого назначения достигается применением методов оптимизации при планировании производственного процесса. Указанные методы позволяют снизить риск принятия ошибочных проектных решений при эксплуатации дорогостоящего оборудования.
В связи с 8тим возникла необходимость создания подсистемы автоматизированного проектирования, в рамкэх которой можно еофективно реализовать оптимальный выбор структуры СОМН.
Особенности СОМН невозможно учесть в рамках какого-либо одного из известных подходов структурного синтеза ( полного, сокращенного перебора, дискретного программирования, агрегации ) так, чтобы во всех случаях обеспечить экономически оправданную трудоемкость автоматизированного решения оптимизационных задач. Наилучшие'результаты дает комбинация методов в рамках многоальтернативной оптимизации яо информации, имеющейся в базах данных, и наглядно-образные процедуры получения начальных распределений альтернативных переменных.
Поэтому возникшая необходимость создания подсистемы автоматизированного проектирования, в рамках которой был бы эф- .^ фективно реализован оптимальный выбор структуры СОМН, делает весьма актуальной разработку математического обеспечения САПР СОМН, обеспечивающего, решение поставленных, задач как в автоматическом, так.и в режиме диалога с проектировщиком.
Гас5охз выполнена в соответствии с целевой комплексной прсд-ргад.іой О.SO.02 ЗЛОТІ СССР, задание 35.01 .ОЗП " Разработка алгоритмов а программных средств структурного синтеза гибких нролзяодогь-зшзкх систем и их элементов ". и соответствует одному из основных научных направлений Воронежского политехнического института: " Разработка САПР, роботов, ГАІ1 ".
Дели и задачи работы. Целью диссертационной работы является построение моделей и алгоритмов ароматизированного аро-еиткрованил структуры системи с оборудованием МНОГОЦОЛСВОІ'О назначения. Дня достижения поставленной цели необходимо решить следующие осноание задачи:
разработка ' матеиетических приемов «штеаа, оптимизации вьбора структуры СОШ;
создать алгоритмическое обеспечение автоматизированного проектирования, учотиБ&юм;его особенности технологической системы;
учитывая характер пааимодейотБИЯ структур данных и обра-Сатшткхцих программ при реиолии оптиыизацг чных задач, построить концептуальную модель ифэрмационного обеспечения САПР С0ШІ;
реализовать комплекс проектных решений, полученных при разработке подсистема САПР С0ІШ.
Основино метода исследования. Для решения поставленных задач были использованы основіше положения теории систем и исладованяя операций, теории вероятности, методы структурного и системного пхюгрьммироьания.
Научная новизна. Основными новими научными результатами дассерті'Ц»ол)Г5й работы являются:
структура подсистемы оптимального проектирования СОШ, позволяющая сопмецать пкеты программного обеспечения САПР СОМН, елементи информационней структуры и зизуальные средства ввода и обработки информации;
оптимизационные модели, поовблягадне компоновать таловые Слоіси альтернативной оптимизации в соответствии со структурой технологической системы.
кмщепт/элышо модели информационнго обеспечения, отли-чахадіеіія характером взаимодействия реляционных структур данині и обрабатывавших програми: с целый формирования оптамиза-нионны* иодэлзй;
алгоритми оптимального лроэктирорадая, сочетающие щх>цо~
дуры визуализации, экспертизе оцеїзся на основе иягаидно-оо*-разных механизмов интуиции и рандомизированных пхем поиска;
пакет программного обеспечения оптимального автоматизированного проектирования структуры СОМН, сокраяічкхдиЯ ркск принятия ошибочных проектных решений.
Практическая ценность работы. Полученные результаты ориентированы на практическое применение, обеспеченное программной реализацией предложешшх моделей и алгоритмов задач структурного синтеза подсистемы САПР ССМН. Разработанные математические модели позволили оптимизировать структуру системы с оборудованием многоцелевого назначения с цель» получения эффективных екпмуатационных характеристик. Алгоритмы, сочетшякие процедуры визуализации, позволим более старого использовать экспертов в процессе принятия решения, для решения задач оптимизации СОМН создана специализированная структура хранения информации. Разработанное и внедренное в промышленную эксплуатацию, на ссноей теоритических исследований, программное обеспечение оптимального проектироеятирова-ния структуры технологической системы с оборудованием многоцелевого назначения по выпуску корпусных деталей подтвердило эффективность спроектированного матеметкческого обеспечения.
Основина полокеїмя, выносимые на защиту. В диссертационной работе па 'защит/ выносятся следующие основные положения:
структура разработанной4 подсистемы автоматизированного проектирования техаологпческой системы с оборудованием многоцелевого назначения;
модели и алгоритмы оптимизаідаошшх задач проектирования производсивенного процесса по выпуску корпусных деталей;
концептуальная модель информационного обеспечения подсистемы САПР ССМН;
маршрут взаимодействия между информационным и программным обеспечением подсистемы САПР СОМН;
пакет прикладных программ, обеспечиващий реализации комплекса разработанных проектных решений подсистемы.
Внедрение результатов работы. Результаты диссертационной работы внедрены на Воронежском механическом заводе и заводе __ " РИФ ". Обсиий еконоглический эффект составил GI3I0 рублей ( в ценах І99Т г.).
Все разработошше программные средства включены в фонд алгоритмов и программ кафедры. КУМПС Воронежского политехни-
ческого института.
іпробация работы. Основные результаты и положения дис
сертационной работы докладывались и обсуждались на следующих
семинарах к конференция!: Научно-практическом семинаре " Тео
рия и практика создания ц&лостных систем оперативного управ
лении производством " ( г. Воронеж, IS88 г.); Всесоюзном ео-
Есщаниа-семинаре молодых ученых и специалистов " Разработка и
оптимизация САПР к ГАП изделий електроітой техниики на базе
высокопроизводительных мини и микро-ЭВМ н (г. Воронеж I9S9
г.); региональной научно-практической коїіференцик " Организа
ция систем управления производством в условиях функционирова
ния целостно-хозяйственного механизма " (г.Воронеж, J.989 г.);
региональной научно-практической конференции " Теория и прак
тика проектирования, организации производства, труда и управ
ления на предприятии " ( г. Воронеж, 1990 г. ); научно-техни
ческой конференции " Опыты и перспектива развития математи
ческого, программного и технического обеспечения САПР в пре-
состроении " ( г. Воронеж, Ї990 г. ); Hayv ^-технической кон
ференція! " Создание интегрированных гибких компьютеризирован-
ішх производств в области механической обработки и опыт их
Бффективиои эксплуатации в промышленности "(г.Киев, 1990 г.);
научно-практической конференции " Совершенствование организа
ции промышленного производства в условиях нового хозяйствова
ния " ( г. Вороне», I3S9 г. ); IX Симпозиуме " Эффективность,
качество и надежность систем " человек-техника " (г. Воронеж,
1990 г. ); Международной школе молодих ученых и специалистов
" Новые информационные технологии в проектировании " ( г.Гур
зуф, IS9I г. >; Всесоюзной конференции по математическому и
машинному моделированию ( г.Воронеж, 19Э1 г. ); научно-техни
ческой конференции " Создзние гибких производственных систем
и опыт -их оффектіда-іой эксплуатации в промышленности " ( г.Ки
ев, 1Э8Э г. ); Международной конференции и школе молодых уче
ных и специалистов. САПР-92. "Новые информационные технологии
в науке, образовании и бизнесе" ( г. Гурзуф, IS92 г. ); Рос
сийском совещании-семин*. - "Оптимальное проектироваши.- техни
ческих устройств и автоматизированных систем" ( г. Воронеж,
1Э92 г. К *
Публикации. Пс теме дисо-зртациошюй работа опубликовано 10 печатных работ, список которых приведен ь конце автореферата.
'Структура и объем работы. диссергнцксииг,;; рао'отй состоит из введения, чотиреї глаь, изложенных на 134 страницах, мэтгл-нописяого текста, 28 рисунков, 7 таблиц, списка литература, вклющающего 107 няимепсзаний:, и 9 приложений.
