Автоматизация и управление процессами технологической подготовки производства композиционных материалов

• Автор: Жмайлов, Борис Борисович
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Ростов-на-Дону
• Количество страниц: 281 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ПОСТАНОВКА ПРОБЛЕМЫ
1.1. Современные композиционные материалы
1.2. Композиционные технологии
1.3. Математические методы моделирования в композиционных технологиях
1.4. Автоматизированные системы управления в области композиционных технологий
1.5. Цель и задачи исследования
ГЛАВА 2. МЕТОДОЛОГИЯ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ В ОБЛАСТИ КОМПОЗИЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ
2.1. Концепция системы в области композиционного материаловедения
2.2. Информационно — коммуникативное пространство при технологической подготовке производства композиционных
материалов
2.3. Системная методология производства композиционных материалов
2.4. Модельная парадигма жизненного цикла АСУ композитов и композиционных технологий
2.5. Выводы
ГЛАВА 3. СТРУКТУРНАЯ И ПАРАМЕТРИЧЕСКАЯ ИДЕНТИФИКАЦИЯ
3.1 Моделирование в системных исследованиях
3.2 Модели порождения данных
3.3 Модели и алгоритмы управления в технологическом цикле

производства композитов
3.4 Концептуальный подход при моделирование системы
3.5 Выводы
ГЛАВА 4. СИСТЕМНАЯ АРХИТЕКТУРА
4.1 Моделирование архитектуры АСУ
4.2 Реализация сервис-ориентированного подхода
4.3 Моделирование бизнес - процессов технологического цикла..
4.4 Выводы
ГЛАВА 5. РЕШЕНИЕ ИНФОРМАЦИОННЫХ ЗАДАЧ
5.1 Организация хранения внешних данных
5.2 Реализация языковой подсистемы БОЙ — интерпретатора
5.3 Эффективность существующих стандартов при разработке программных систем
5.4 Выводы
ГЛАВА 6. ЭФФЕКТИВНОСТЬ РАЗРАБОТАННОЙ СИСТЕМЫ
6.1 Построение моделей технологических и эксплуатационных процессов
6.2 Графопостроение на плоских псевдосимплексных планах
6.3 Диагностика систем на основе обобщенного показателя качества
6.4 Выводы
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение А. Результаты экспериментальных исследований
Приложение Б. Требования к этапам ООАП
Приложение В. Акты внедрения

Введение
Наше время характеризуется существенным сокращением запасов природных материалов и, в частности, металлов. Решение проблемы их дефицита характеризуется двумя тенденциями: рециркуляцией и
разработкой принципиально новых, как правило, композиционных материалов. Последние характеризуются наличием химически разнородных компонентов, четкой межфазовой границей и специфическими свойствами, несвойственными их отдельным компонентам. К композиционным материалам относится целый набор порошковых, металлических и полимерных материалов [1]. Общим для них является жесткая связь технологии изготовления и структуры, что определяет их свойства. Управляя технологией изготовления и структурой композитов можно реализовать создание материала под конкретную деталь с ее рабочими нагрузками. При этом основная масса технических задач в настоящее время решается экспериментально, что требует существенных материальных и временных затрат из-за естественной вариации свойств массовой промышленной продукции. Значительно менее трудоемким и более эффективным представляется решение подобных задач для широкого класса композиционных материалов с помощью компьютерного моделирования и наглядного графического представления на классических диаграммах "состав-свойство", "состав-структура" и т.п. Кроме того, компьютерное моделирование позволяет исследовать самые разные материаловедческие, технологические и эксплуатационные проблемы в недоступных для непосредственного человеческого присутствия местах. Таких как: космический вакуум, океанские глубины, внутренние среды живых организмов и т.д.
Первые автоматизированные программные комплексы для моделирования и оценки параметров композиционных материалов с помощью методов математической статистики и планирования эксперимента были представлены в нашей стране в средине 70-х годов. По

В [68] приведены результаты построения поверхности ликвидуса тройных систем Бг - А1 - БІ и Ва - А1 - БІ с помощью ЭВМ "Проминь - 2" и "М - 220М". Составы этих систем выбраны с помощью симплексных решеток.
В [69] рассмотрена проблема смешивания компонентов для получения продукции на нефтеперерабатывающем заводе. Предлагается не использовать распространенный подход для составления математической модели, а остаться в рамках задач линейного программирования путем корректировки оптимальной смеси кусочно - линейной аппроксимацией допустимой области, так как традиционные подходы требуют много машинных ресурсов и экспериментов.
В [70] описан алгоритм расчета точных оптимальных планов для моделей, линейных по параметрам, на выпуклых многогранниках. Приведены примеры рассчитанных Э - оптимальных планов для систем типа "состав - режим - свойство". Программа написана на языке Фортран - IV для ЕС 1020. Для расчета плана потребовалось 2 часа машинного времени.
В [71] описан состав и структура пакета научных подпрограмм - БИМ (ПНП - БИМ). Пакет предназначен для использования на ЕС ЭВМ, под ОС -ДОС ЕС, ОС ЕС, ДОС АСВТ. Пакет содержит подпрограммы по разделам численного анализа и прикладной статистики. Пакет имеет модульную структуру, каждый модуль предназначен как для самостоятельного использования, так и для создания автоматизированных систем специального назначения.
Комплекс программ по математической статистике и оптимизации для ЭВМ ЕС [72] состоит из двух следующих частей:
1) - программ построения моделей как линейных, так и нелинейных по параметрам;
2) - программ поиска оптимума режимов по моделям.
Данный пакет написан на языке ПЛ - 1 и Фортране для ДОС ЭВМ ЕС.
Для планирования эксперимента при определении группы халькофильных элементов в геологических пробах [73] использовали программы Б — 01 и "От-