Система автоматизации проектирования схем расположения объектов производственных комплексов

• Автор: Зуга, Игорь Михайлович
• Шифр специальности: 05.13.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Омск
• Количество страниц: 247 с. : ил.

Введение.
ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ И МЕТОДЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ СХЕМ РАСПОЛОЖЕНИЯ ОБЪЕКТОВ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ КОМПЛЕКСОВ

1.1. Проблемы и методы решения задач размещения объектов производственных комплексов

1.2. Нелинейное математическое программирование в задаче о расположении объектов

1.3. Анализ средств автоматизации проектирования схем расположения объектов

1.4. Выводы. Цели и задачи исследования.

ГЛАВА 2. МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ В ЗАДАЧАХ ОПТИМИЗАЦИОННОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ СХЕМ РАСПОЛОЖЕНИЯ ОБЪЕКТОВ.
2.1. Математическая модель при проектировании схем расположения объектов из условия минимизации коммуникационных затрат
2.1.1. Формирование критериальной функции в задаче о расположении объектов из условия минимизации коммуникационных затрат

2.1.2. Формирование функции штрафа

2.1.3. Целевая функция в задаче о расположении объектов из условия минимизации коммуникационных затрат
2.2. Математическая модель при проектировании схем расположения объектов из условия минимизации площади занимаемой ими территории
2.3. Математические модели при проектировании схем расположения объектов из условия минимизации периметра и габаритов территории, занимаемой системой объектов.
2.4. Многокритериальная оптимизация схем расположения объектов.
2.5. Методы определения начальных значений свободных параметров синтеза схем. Инвариантность оптимизированных схем расположения объектов
2.6. Абсолютные и относительные координаты центров объектов производственных систем.
2.7. Выводы по главе.
Г ЛАВА 3. МЕТОДЫ И АЛГОРИТМЫ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ОПТИМИЗАЦИОННОГО СИНТЕЗА СХЕМ РАСПОЛОЖЕНИЯ ОБЪЕКТОВ
3.1. Алгоритмы расчета целевых функций для одно и многокритериальной оптимизации
3.1.1. Алгоритм расчета целевой функции при минимизации коммуникационных затрат.
3.1.2. Алгоритм расчета целевой функции, характеризующей площадь территории, занимаемой объектами
3.1.3. Алгоритм расчета целевой функции, характеризующей периметр территории, занимаемой объектами
3.1.4. Алгоритм расчета целевой функции для минимизации габаритов занимаемой объектами территории.
3.1.5. Алгоритм формирования комплексной целевой функции для многокритериальной оптимизации схем расположения объектов.
3.2. Алгоритм поиска схем расположения объектов, оптимальных по соответствующим критериям
3.3. Алгоритм определения начальных значений свободных параметров синтеза схем расположения объектов.
3.4. Обобщенный алгоритм синтеза схем расположения объектов
3.5. Выводы по главе
ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ ХАРАКТЕРНЫХ СВОЙСТВ ЦЕЛЕВЫХ ФУНКЦИЙ И СХОДИМОСТИ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ ПРОЦЕССОВ В ХОДЕ ИХ МИНИМИЗАЦИИ.
4.1. Свойства области возможных значений свободных параметров синтеза схем при граничениях на минимально допустимые расстояния
между объектами на просвет
4.2. Общие свойства исследуемых целевых функций
4.3. Свойства исследуемых целевых функций, характерные для некоторых типизированных проектных заданий
4.4. Выводы по главе.
ГЛАВА 5. РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ АВТОМАТИЗАЦИИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ СХЕМ РАСПОЛОЖЕНИЯ ОБЪЕКТОВ И ЕЕ ПРИМЕНЕНИЕ В ИНЖЕНЕРНОЙ ПРАКТИКЕ
5.1. Методика автоматизированного проектирования схем
расположения объектов.
5.2. Система автоматизации проектирования схем размещения объектов
5.3. Пакет прикладных программ Система автоматизации проектирования схем расположения объектов предприятий
5.4. Автоматизированный синтез схем расположения объектов промышленных комплексов с использованием САПР СР
5.4.1. Проектирование схемы расположения объектов склада метанола из условия минимизации коммуникационных затрат
5.4.2. Проектирование схемы расположения объектов склада нефти из условия минимизации коммуникационных затрат.
5.5. Выводы по главе.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Библиографический список
ПРИЛОЖЕНИЯ
Введение
Актуальность


Такие задачи получили название линейные задачи о назначениях. Задачи, в которых затраты сочетания оборудование место находятся в той или иной зависимости от остальных назначений формулируются как нелинейные задачи о назначениях , 1. Формализованное описание линейной задачи о назначении и методы ее решения были даны в работе 1. Задача о назначениях, в которой затраты назначения одной нары оборудования зависят от других назначений, впервые была опубликована Купмансом Т. С. и Бекманом Е. Задача в такой постановке была названа авторами квадратичной задачей о назначениях. Следует заметить, что большинство задач о назначении являются квадратичными. Приведем некоторые другие примеры прикладных задач, решение которых сводится к нелинейным задачам о назначении задача коммивояжера размещение электронных микросхем на платах размещение приборов на панели управления из условия сокращения пути рук или взгляда размещение электронных блоков из условия уменьшения общей длины проводов и т. В ранее упомянутых работах, а также в работах 5,8 предложено большое число алгоритмов и методов решения задач расположения и соединения компонентов. В работах 7, 4 рассматривается алгоритм эвристического решения задачи оптимального относительного расположения объектов с неравными площадями при условии, что расстояние между центрами объектов зависит от их площади, а транспортировка между объектами может осуществляться различными средствами и, следовательно, с различными удельными затратами на транспортировку. Автор отмечает, что указанные условия задачи о размещении затрудняют или делают невозможным применение метода полного перебора. В большинстве случаев квадратичные задачи о назначениях авторы исследований сводят теми или иными способами к решению в определенной последовательности ряда линейных задач о назначении с использованием методов целочисленного программирования ,. В работе 1 рассматривается задача кандидатов, заключающаяся в том, чтобы в ходе посещения п городов минимизировать транспортные затраты и затраты на телефонные переговоры. Кроме того, в данной работе делается попытка сформулировать кубические, биквадратные и Ыарные задачи о назначениях, позволяющие учитывать соответствующее число ограничений на взаимное расположение предметов размещения. В статье 6 предлагается алгоритм поиска оптимальных решений задач о назначениях методом перестановок и отсечек. Важным моментом в решении линейных и квадратичных задач о размещении было появление метода дискретной математики, предложенного в году группой авторов в работе 2 и получившего название метод ветвей и границ. В последующем многими авторами предложены различные модификации этого метода применительно к конкретным предметным областям. В статье 5 решается задача поиска оптимального решения задачи о размещении п предприятий на п закрепленных фиксированных мест, при условии, что каждому месту может быть сопоставлено только одно предприятие. Для решения этой задачи автор использует модифицированный метод ветвей и границ. Подобный подход используется при решении задач о назначении оборудования на места, выделенные для этого на производственных участках, в частности, в роботизированных производственных комплексах . Данный подход можно считать достаточно хорошо адаптированным к решению практических проектных задач, поэтому остановимся более подробно на его рассмотрении. Первым этапом в решении этой задачи является формирование матрицы расстояний и матрицы интенсивности потока перевозок, имеющих размерность пхп. Эти матрицы имеют нулевые главные диагонали и могут быть относительно главной диагонали симметричными при равенстве расстояний и интенсивности потоков в прямом и обратном направлениях и асимметричными в иных случаях. Авторы обращают внимание на трудности, возникающие при определении значений элементов названных матриц, связанные со сложностью их расчета и возможным изменениями во времени. По имеющимся матрицам расстояний и интенсивности потока перевозок строится матрица затрат иначе матрица стоимости назначения.