Оренбургский государственный университет

Разработка методологии создания высокоэффективных производственных систем нового поколения с заданными свойствами

Разработано математическое, алгоритмическое и информационное обеспечение технических систем нового поколения, включающее модели:

• выбора основного технологического оборудования для гибких производственных систем (ГПС) с заданными свойствами;
• расчета емкости автоматизированных транспортно-складких систем для ГПС с заданными свойствами;
• определения потребности в режущих инструментах для ГПС с заданными свойствами;
• планировки ГПС с заданными свойствами.

Построены модели и алгоритмы функционирования ГПС на следующих уровнях ее представления:

• технологический переход, технологическая операция;
• модель оценки эффективности функционирования ГПС при разных технических, технологических и организационных параметрах системы;
• модель, описывающая работу гибкой производственной ячейки как элемента ГПС с учетом конкретных характеристик оборудования;
• модели описания физико-технических свойств основного технологического оборудования ГПС.

Разработаны теоретические разделы лекционного курса, включающие пять глав:

1. Гибкая автоматизация как современный этап развития производства;
2. Автоматические подсистемы ГПС;
3. Пути повышения эффективности ГПС;
4. Математическое моделирование ГПС;
5. Последовательность выполнения проектных расчетов ГПС.

Сформулированы темы практических занятий и курсовых проектов по формализации автоматического производственного процесса. В качестве примера по каждому разделу приведены по две темы практических занятий:

• уровни автоматизации производственного оборудования;
• терминология ГПС;
• виды основного технологического оборудования ГПС;
• автоматизированные транспортно-складские системы;
• оценка эффективности ГПС;
• пути повышения загрузки оборудования и производительности ГПС;
• изучение структуры интегрированной системы моделирования "Каскад";
• изучение структуры раздела программы "Каскад" - "Технологическая база";
• изучение последовательности разработки проекта ГПС;
• разработка технологических процессов обработки деталей для ГПС.

Выполнена постановка задачи структурной оптимизации для сложных технических систем, заключающаяся в следующем:

• выполнен анализ подходов к решению задач структурной оптимизации сложных технических систем;
• проведен комплекс исследований по оценке сложности реализации задачи структурной оптимизации в области ИПИ-технологий.

Проведенные исследования показали, что наиболее эффективным является алгоритм бинарного программирования. Выполнена адаптация алгоритма бинарного программирования к созданию оптимальной технической системы по заданным критериям оптимальности, включающая:

• формулировку задачи структурной оптимизации для технологического оборудования как элемента ГПС;
• формализованное описание структуры оптимизируемой системы;
• формирование системы критериев оптимизации технологического оборудования;
• формирование системы ограничений;
• разработку алгоритма структурной оптимизации для базовых элементов ГПС.