Методы и комплексы программ для расчета и оптимизации свойств и составов промышленных стекол

• Автор: Гайков, Андрей Владимирович
• Шифр специальности: 05.13.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 109 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение.

1. Анализ методов расчета физикохимических свойств стекол в

зависимости от химического состава

1.1. Классификация методов расчета свойств стекол.

1.2. Общая характеристика методов расчета свойств стекол в зависимости от их химическог о состава

1.3. Выводы.

2. Экспертные системы и базы данных в технологии стекла.

2.1. Анализ существующего программного обеспечения для определения свойств стекол по их химическому составу.

2.2. Анализ экспертных систем и традиционных систем обработки данных

2.3. Комплекс для программной реализации экспертной системы, предлагаемой автором.

2.4. Выводы.
3. База знаний о влиянии компонентов на физикохимические свойства стекол
3.1. Эвристические правила о влиянии компонентов на свойства стекол.
3.2. Выводы.
4. Подбор состава стекла по заданным свойствам
4.1. Подбор состава стекла при помощи линейного программирования
4.2. Подбор состава стекла при помощи многокритериальной оптимизации.
4.3. Выводы.
5. Интегрированная система для расчета свойств и оптимизации
составов стекол.
5.1. Структура интегрированной системы
5.1.1. Программа I.X.
5.1.2. Подсистема АV.
5.1.3. Подсистема I.
5.1.4. Подсистема X.
5.1.5. Подсистемы II и I2
5.2. Адекватность методов, используемых в интегрированной
системе
5.3. Перспективы развития данной диссертационной работы.
5.4. Выводы.
Выводы.
Литература


Во всяком случае, на рынке программного обеспечения еще нет сведений о подобных программных продуктах. Нет также и сведений об этом и в сети Ітегпеї. Одной из новейших разработок является программа 8сЮ1а$$, выпущенная фирмой 8сі%іоп, позволяющая определить по заданному составу стекла ряд его свойств из данных эксперимента. Как свидетельствует ряд публикаций [1-], за последние двадцать лет в области расчета свойств стекол по их химическому составу не удалось добиться сколько-нибудь заметного прогресса. Новые методы расчета разрабатываются до сих пор, однако, по охватываемой области составов большинство из них весьма далеки от метода Л. Л. Аппена [1] и его аналогов, разработанных десятки лет назад. Разработанные на сегодняшний день методы расчета свойств стекол в зависимости от их химического состава, в большинстве своем, являются эмпирическими и адекватны только для расчета свойств стекол в узких областях изменения составов. Кроме того, задача разработки состава стекла с заданными свойствами может быть отнесена к двум классам задач. К первому классу задач относятся трудно формализуемые задачи проектирования составов стекол с заданными физико-химическими свойствами и задачи расчета физико-химических свойств стекол в зависимости от их химического состава. Для данного класса задач характерны неоднозначность и противоречивость как исходных данных, так и знаний в предметной области. В данной диссертационной работе для решения задачи проектирования новых составов промышленных стекол предложены разработанные автором эвристические правила по влиянию компонентов стекла на его свойства. На основании выше изложенного, автор данной работы считает наиболее перспективным объединение всех существующих на сегодняшний день расчетных методов в единую интегрированную среду, позволяющую при помощи методов оптимизации и эвристических правил управлять свойствами стекол. Целью диссертации является разработка комплекса программных продуктов для расчета и оптимизации свойств стекол в зависимости от их химического состава. Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи. Объект исследования В работе разрабатывается программный комплекс, в состав которого входят: процедуры для расчета физико-химических свойств стекол в зависимости от их химического состава; процедуры, реализующие методы линейного программирования и многокритериальной оптимизации; процедуры, реализующие подбор состава стекла по эвристическим правилам при помощи прямой и обратной цепочек рассуждений. Предметом исследования являются методы расчета физико-химических свойств стекол в зависимости от их химического состава. Методы исследовании. Методологические и теоретические проблемы решены на основе общей теории системного анализа с применением методов математического моделирования, статистики, использования методов оптимизации принятия решений, методов теории нечетких множеств. Разработанное прикладное программное обеспечение ориентировано на вычислительную технику новейших поколений. Проведен анализ существующих методов расчета свойств стекол с точки зрения их применимости для промышленных стекол. Предложен набор эвристических правил, используемый для подбора состава стекла с заданными свойствами. Сформирована база знаний по влиянию отдельных компонентов состава стекла на свойства стекол на основе экспертной информации. Составлены методики обработки экспериментальных данных по свойствам стекол при помощи программного продукта EXCEL, которые позволяют оптимизировать составы промышленных стекол. Разработан программный комплекс, обеспечивающий определение физикохимических свойств промышленных стекол в зависимости от их химического состава. Разработана программа для поиска оптимальных составов стекол и предложена методика решения задачи многокритериальной оптимизации, позволяющая определить состав стекла, обладающего совокупностью заданных свойств. Практическая значимость Разработанный программный комплекс позволяет предсказывать свойства стекол в зависимости от их химического состава, а также позволяет подбирать состав по заданным свойствам.