Оптимизация проектирования развивающихся производственных систем на основе интеграции имитационного моделирования и адаптивных поисковых процедур

• Автор: Кретов, Олег Святославович
• Шифр специальности: 05.13.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 135 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. НАПРАВЛЕНИЯ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОЦЕССОВ ПРИНЯТИЯ РЕШЕТШЙ ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ РАЗВИВАЮЩИХСЯ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ СИСТЕМ.
1.1. Особенности задач проектирования производственных систем при их модернизации и развитии.

1.2 Оптимизационноимитационный подход к автоматизированному

проектированию производственных систем

1.3. Цель и задачи исследования

2. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ И МОДЕЛЕЙ ОПТИМАЛЬНОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ ПЕРЕСТРАИВАЕМЫХ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ СИСТЕМ НА ОСНОВЕ ОПТИМИЗАЦИОННОИМИТАЦИОННОГО ПОДХОДА
2.1. Декомпозиционные схемы оптимального проектирования развивающихся производственных систем
2.2. Оптимизационные модели поиска оптимальных проектных решений при реформировании и модернизации производства.

2.2.1. Модели структурного синтеза производственных систем.

2.2.3. Модели согласованной параметрической оптимизации
2.3. Технология комплексного имитационного моделирования сложных производственных систем
2.4. Основные выводы главы.
3. АДАПТИВНАЯ АЛГОРИТМИЗАЦИЯ ЗАДАЧ ПОИСКА ПРОЕКТНЫХ ВАРИАНТОВ ПРИ СТРУКТУРНОЙ И ПАРАМЕТРИЧЕСКОЙ ОПТИМИЗАЦИИ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ СИСТЕМ.
3.1. Формирование адаптивных алгоритмов поискового типа для
решения задач параметрической оптимизации
3.2. Алгоритмизация задач оптимального структурного синтеза
на основе модифицированной схемы ветвей и границ
3.3. Разработка процедур агрегирования показателей качества
в многокритериальных оптимизационных моделях
3.4. Основные выводы главы.
4. РАЗРАБОТКА ПРОГРАММНОГО КОМПЛЕКСА ПОДДЕРЖКИ
ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЙ ПРИ МОДЕРНИЗАЦИИ И РАЗВИТИИ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ СИСТЕМ И ЕГО АПРОБАЦИЯ В УСЛОВИЯХ ПРОИЗВОДСТВА.
4.1. Структура и характеристики программного комплекса.
4.2. Использование разработанного программного обеспечения для моделирования и оптимизации производственной системы изготовления телевизионной техники.
4.3. Интеграция подсистемы поддержки принятия решений с корпоративной информационной системой предприятия
4.4. Основные выводы главы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Во второй главе рассматривается методика проектирования развивающихся производственных систем на основе оптимизационно-имитационного подхода. Предлагается иерархическая декомпозиционная схема оптимального проектирования, предусматривающая структуризацию производственной системы на взаимосвязанные блоки различной степени детализации с возможностью принятия оптимальных проектных решений как на уровне отдельных блоков, так и на уровне системы в целом. Рассматривается технология поиска оптимальных вариантов на каждом иерархическом уровне производства на основе интеграции оптимизационных и имитационных процедур. Обсуждаются вопросы координации проектных решений при структурно-параметрической перестройке производственных систем. Для решения задач проектирования развивающихся систем и их элементов сформирован комплекс математических моделей структурной и параметрической оптимизации. Рассмотрены оптимизационные модели определения технологических маршрутов изготовления изделий и выбора используемого оборудования при реформировании и модернизации производства. Построены математические модели параметрической оптимизации производственной системы, позволяющие осуществлять согласование и оптимизацию материальных потоков как внутри системы, так и при ее взаимодействии с внешней средой. Особенностью данных моделей является то, что ряд критериев и ограничений в них определяется алгоритмически на основе имитационного моделирования. Также в главе рассмотрены вопросы формирования имитационных моделей производственных систем с использованием аппарата сетей массового обслуживания. СА8Е-срсдств и имитационных процедур, позволяющая рассматривать в комплексе структуру и функции системы, а также динамику ее функционирования. Сформирована иерархия функционально-имитационных моделей производственной системы с возможностью реализации процесса моделирования как на уровне отдельных производственных участков, так и на уровне системы в целом. Третья глава посвящена вопросам алгоритмизации задач параметрического и структурного синтеза перестраиваемых производственных систем. Алгоритмическую базу предлагается формировать на основе адаптивных поисковых процедур непрерывной и дискретной оптимизации. На основе различных интерпретаций обобщенной итерационной процедуры адаптивной поисковой оптимизации разработаны вероятностные и детерминированные алгоритмы оптимального параметрического синтеза с возможностью их использования в задачах оптимального проектирования с алгоритмическими моделями. Для решения задач структурного синтеза в работе построена модифицированная схема ветвей и границ, которая отличается от стандартной способами решения оценочных задач. При вычислении нижних оценок использованы адаптивные процедуры непрерывной оптимизации. Определение верхних оценок основано на переходе от соответствующего непрерывного решения к дискретному с использованием различных схем дискретизации. Также в главе обсуждаются вопросы, связанные с решением многокритериальных задач оптимального проектирования. Для алгоритмизации данных классов задач в работе построены адаптивные процедуры агрегирования критериев, основанные на выявлении в интерактивном режиме предпочтений ЛПР. Предложены способы настройки весовых коэффициентов показателей в зависимости от информации ЛПР. Программный комплекс позволяет решать задачи моделирования, анализа и структурнопараметрической оптимизации как на уровне производственных участков, так и на уровне системы в целом. Рассмотрены процедуры интеграции программной среды принятия решений с системой имитационного моделирования Arena. Показано практическое применение предлагаемых алгоритмических и программных средств при моделировании и оптимизации производственной системы изготовления телевизионной техники. Представлена технология интеграции разработанных программных средств с корпоративной информационными промышленног о предприятия MFG/PRO с целью повышения эффективности производства. В заключении представлены основные результаты работы. Приложения содержат акты внедрения результатов диссертационной работы.