Системний аналіз та методи комбінаторної оптимізації технологічного процесу розкрою - Автореферат

Національний університет "Львівська політехніка"У роботі вирішено важливу науково-прикладну проблему, повязану з оптимізацією технологічного процесу розкрою, результати системного аналізу якого дають змогу визначити принципову можливість його реалізації за наявних або апробованих нових технологій промислового виробництва. У дисертаційній роботі вперше розроблено наукові основи оптимізації ТП розкрою плитних деревних матеріалів, комплексна математична модель та обчислювальні методи якої забезпечують отримання достовірної інформації про умови його функціонування та своєчасне передбачення змін, а також вироблення стратегій дій для керування ним. Розвинуто теорію і практику оптимізації багатокритеріального плану розкрою, у якій за допомогою технологічних і конструктивних обмежень відображено особливості роботи різних видів виробництв (від масових до індивідуальних), а програмна її реалізація дає змогу за реальний проміжок часу і з достатньою точністю отримати локальний оптимальний розвязок задачі, придатний для прийняття управлінського рішення. Розроблено методологію моделювання допустимих карт розкрою, математичні моделі та комбінаторні методи генерування яких враховують відомі концептуальні схеми та відповідні їм базові конфігурації карт розкрою, а також дають змогу шляхом внесення комбінованих заготовок їх удосконалювати, або за рахунок різних комбінацій утворювати нові їх конфігурації прогнозованої складності. Удосконалено методику розрахунку ефективності впровадження спроектованого ТП розкрою, яка дає змогу в статиці та динаміці визначити показники його технологічної та економічної ефективності, а також здійснювати інженерно-економічне обґрунтування управлінського рішення про вибір найкращого варіанту з множини допустимих.вперше розроблено математичну модель розрахунку тривалості робочого циклу процесу розкрою плит на заготовки за картами різних концептуальних схем і відповідних їм базових конфігурацій, на підставі якої визначаються продуктивність роботи розкрійного обладнання чи потужність дільниці розкрою, а також технологічна собівартість процесу виготовлення заготовок. Практичне значення мають: програмне забезпечення для моделювання допустимих карт розкрою, концептуальні схеми яких можуть забезпечувати розкрій як всієї плити, її торцевої та основної частин і вкладених карт розкрою, а базові конфігурації можуть складатися з суцільних поздовжньо-поперечних пропилів, або з суцільних поздовжніх, зміщених чи індивідуальних поперечних пропилів, що в сукупності дає змогу значно підвищити ефективність використання розкроюваного матеріалу; У другому розділі проведено аналіз сучасного стану проблеми оптимізації ТП розкрою: зясовано причини її виникнення; проаналізовано методи розвязування багатоекстремальних задач розміщення прямокутних обєктів; виявлено основні тенденції системного удосконалення карт розкрою, а також основні причини введення до них комбінованих заготовок; наведено компонувальні схеми конструкцій сучасного розкрійного обладнання; проаналізовано наявні на сучасних виробництвах ТП розкрою і визначено перспективні напрямки їх системного удосконалення; на теоретичному рівні дано обґрунтування оптимальності використання плит як сировини. У третьому розділі розглядається структурно-функціональний аналіз (СФА) ТП розкрою, а саме: наведено постановку загальної задачі системного аналізу ТП розкрою; подано формалізований опис задачі СФА ТП розкрою та наведена загальна стратегія її розвязання; розроблено формалізований опис задачі системної оптимізації структури та параметрів проектованої лінії розкрою. Формалізований опис задачі СФА ТП розкрою складається з послідовної реалізації таких часткових задач: задачі декомпозиції вимог до проектованої лінії розкрою: ; ; ;(10) задачі формування багаторівневої структури лінії розкрою: ; ; ;(11) задачі раціонального вибору параметрів функціональних елементів проектованої лінії розкрою: (12) задачі багатокритеріальної оцінки якості отриманих показників лінії розкрою: , (13) де: - функціонал, який здійснює перетворення множини вимог до властивостей q-го ієрархічного рівня на вимоги до властивостей j-го функціонального елемента; - функціонал, який здійснює перетворення конструкції лінії розкрою на конструкцію q-го ієрархічного рівня; - функціонал, який здійснює зворотне перетворення конструкції q-го ієрархічного рівня на конструкцію лінії розкрою; , - нечіткі відношення, які визначають взаємозвязок загальних вимог до властивостей лінії розкрою і загальних параметрів її конструкції.