Методы и средства выбора и оценки эффективности технического оснащения технологических процессов

• Автор: Пищухина, Татьяна Александровна
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Краснодар
• Количество страниц: 143 с. : ил.

Содержание
Введение

1 Состояние вопроса и задачи исследования

1.1 Теоретические основы технического оснащения технологических процессов

1.2 Метасистемность синтеза гибкой производственной системы

1.3 Робототехнические системы медицинского назначения

1.4 Цель и задачи исследования.

2 Разработка оптимальной стратегии технического оснащения

2.1 Метасистемный иерархический подход к выбору технических средств

2.2 Выявление областей применимости систем технического оснащения

2.3 Траекторный метод планирования стратегии выбора технических средств

2.4 Оценка готовности систем технического оснащения к применению
2.5 Сочетаемость различных средств и систем технического оснащения .
2.6 Оптимальное перераспределение ресурсов между системами технического оснащения
2.7 Формирование оптимального множества для выбора технических средств
Выводы по второй главе.
3 Готовность технических средств к оснащению технологического процесса.
3.1 Постановка задачи оптимизации уровня готовности технического оснащения к использованию
3.2 Решение задачи оптимизации уровня готовности и обсуждение полученных результатов
3.3 Постановка задачи оптимального перераспределения ресурсов
3.4 Мероприятия по повышению готовности системы технического оснащения к применению
3.5 Этапность проектноконструкторского процесса
Выводы по третьей главе.
4 Практическое исследование и программная реализация системы компьютерной поддержки выбора технических средств
4.1 Оценка сложности технологического процесса на примере офтальмохирургических операций
4.2 Выбор способа описания технологического процесса
4.3 Структура и функционирование системы компьютерной поддержки выбора технических средств
Выводы по четвертой главе
Заключение.
Список использованных источников


Внешним (возмущающим) процессом при техническом оснащении является изменение потребности и, соответственно, рыночной стоимости продукции, для изготовления которой используется данный технологический процесс. Считая его марковским, воспользуемся уравнением Колмогорова с правой частью. Для адекватного функционирования метасистема, включающая набор систем технического оснащения, перспективных для данного технологического процесса, должна подчиняться тому же уравнению, что и внешний процесс с добавлением в правой части управляющего воздействия. Принимая, что оба процесса подвергаются одинаковым возмущениям, и проводя соответствующие математические выкладки, получаем уравнение относительно разности плотностей вероятности. Примем в соответствии с теорией аналитического конструирования оптимальных регуляторов, предложенной профессором Летовым А. М., в качестве критерия оптимальности сумму квадратов потерь, зависящих от разности вероятностей и затрат управляющих воздействий. Кроме того, в зависимости от времени начала подготовительных операций по отношению к возникающей потребности в техническом оснащении, меняется интенсивность подготовки и, соответственно, затраты на управление. То есть имеет место задача с подвижной верхней границей, и, следовательно, на этой границе должно выполняться условие трансверсальности экстремалей функционала кривой, по которой скользит верхняя граница. Данная задача оптимизации относится к классу задач на условный экстремум и сводится к классическому случаю с помощью одного множителя Лагранжа. Для нахождения экстремалей данного функционала составляются три уравнения Остроградского. Сюда же добавляем условия трансверсальности на подвижной границе функционала. Чем больше времени на подготовку, тем интенсивность проведения подготовительных мероприятий ниже. И, наоборот, она возрастает до бесконечности, если время на подготовку приближается к нулю. Следовательно, в качестве кривой скольжения можно принять гиперболу. Из полученного после преобразований уравнения можно определить оптимальное время, необходимое на подготовительные мероприятия. Для определения управляющих воздействий имеем уравнение третьего порядка в частных производных. Ввиду отсутствия стандартного профамм-ного обеспечения для его решения разработана специальная программа. Таким образом, поставлена и решена задача оптимизации степени готовности технической системы к внедрению, В результате найдена оптимальная зависимость распределения управляющих воздействий, готовящих техническую систему к внедрению во времени. В четвертой главе рассмотрено практическое исследование и программная реализация системы компьютерной поддержки выбора технического оснащения технологического процесса. Для описания операций, составляющих технологический процесс, необходим специальный формализованный язык. За его основу можно принять сочетание графического и словесного описания. При этом задание инструмента, траектории его движения можно показывать графически, а некоторые тонкие места, а также физические процедуры описывать словесно. Такое сочетание придаст достаточную гибкость и универсальность системе, расширит круг технически оснащаемых технологических процессов. В качестве области приложения данного исследования выбрана медицинская промышленность, а технических средств - робототехнологические комплексы для мало автоматизированных в настоящий момент, но поставленных «на поток» офтальмохирургических технологий. Для оценки эффективности технического оснащения с помощью коэффициента удельного эффекта необходимо знать затраты на него, которые в первом приближении пропорциональны сложности реализуемой технологии. Для определения последней была предложена методика оценки сложности офтальмохирургических операций, основанная на рассмотрении двух принципов: дескриптивности и нечеткости. Согласно первому принципу, сложность системы пропорциональна объему информации, необходимой для ее описания. Одним из способов описания такой дескриптивной сложности является оценка числа элементов, входящих в систему.