Моделирование адаптивного управления надежностью технологических процессов производства технических тканей Лысенко, Александр Владимирович

Введение к работе

Актуальность работы. Современное производство технических тканей требует применения сложных и дорогостоящих технологических процессов. Высокие экономические затраты связаны с необходимостью увеличения количественных и качественных оценок параметров и режимов новых процессов в реальных масштабах времени, а это приводит также к необходимости обобщенной оценки всего технологического процесса за счет использования параметров надежности и созданию автоматизированных систем адаптивного управления надежностными характеристиками технологических процессов.

Для адаптивного управления процессами необходимы знания как отдельных технологических операций л переходов, так и одновременные оценки всего технологического процесса с применением многопараметрических и многомерных математических моделей. Причем все эти многопараметрические модели должны оперировать взаимозависимыми параметрами и недопустимо отбрасывать малозначащие на первый взгляд параметры, так как это приводит при применении таких моделей в реальном процессе к нарушению последовательности операций и переходов. Кроме этого, если пренебрегать в математических моделях малозначащими параметрами, то можно еще и получить не те критичные параметры и переходы, которыми необходимо управлять в процессе производства с целью ликвидации узких мест.

Отсюда повышение требований к точности параметров выходной продукции текстильного производства ставит необходимость оценки взаимозависимостей между параметрами по многомерным математическим моделям, а управление этими параметрами требует обеспечить адаптацию перераспределением допустимых отклонений параметров продукции по технологическим переходам на основе математических моделей вероятностей безотказной работы с многомерными параметрическими зависимостями.

В связи с этим, задача повышения качества технических тканей за счет управления многопараметрической надежностью технологического процесса является актуальной.

Цель работы. Целью исследований диссертационной работы является повышение качества выходной продукции в производстве технических тканей при управлении многопараметрической надежностью автоматизированного процесса и адаптации к изменяющимся параметрам сырья и режимам технологического процесса.

Реализация цели диссертации осуществляется решением следующих основных задач:

- разработка метода построения многомерных адаптивных математических моделей управления надежностью технологических процессов производства технических тканей;

создание математической модели вероятности безотказной.работы технологического процесса производства технических тканей;

получение модели адаптивного управления допустимыми отклонениями параметров по переходам текстильного производства;

проверка точности математических моделей оценки надежности технологических процессов;

статистическое моделирование изменяющихся условий проведения технологического процесса;

построение алгоритма управления надежностью технологического процесса получения технических тканей с заданными выходными показателями.

Объект исследования. В качестве объекта исследований выбран технологический процесс получения технических тканей.

Метод исследования базируется на математическом аппарате векторно-матричного исчисления, теории вероятности, теории надежности и статистического моделирования. Численная реализация математических моделей выполнялась на ЭВМ в программе «Mathcad 7.0». Экспериментальные исследования проводились на Курской фабрике технических тканей. В производственных условиях были собраны статистические данные по всем переходам получения технической ткани ТК-100, ТК-200, К-5-1-3 и 232 КНТС. По каждому показателю проведено от 50 до 100 опытов на разных партиях и для различных тканей.

Научная новизна проведенных в диссертации исследований заключается в следующем;

разработан метод построения адаптивных математических моделей управления надежностью технологических процессов производства технических тканей;

создана модель многомерной вероятности безотказной работы технологического процесса получения технических тканей со взаимозависимыми параметрами;

получена модель адаптивного перераспределения допустимых отклонений параметров по переходам текстильного производства при управлении надежностью;

проведено статистическое моделирование изменяющихся условий проведения технологического процесса с выявлением законов распределения параметров;

построен алгоритм адаптивной автоматизированной системы управления надежностью технологического процесса производства технических тканей с заданными выходными показателями.

Практическая ценность и реализация результатов работы: Математические модели адаптивного перераспределения допустимых отклонений параметров текстильного производства при управлении надежностью, построенные векторно-матричным методом позволяют: а) решить широкий

круг задач повышения качества текстильных изделий; б) подходить к математическому описанию сложных производственных процессов как к единому технологическому комплексу; в) создать адаптивную автоматизированную систему управления надежностью технологического процесса получения технических тканей с заданными показателями качества. Результаты диссертации использовались в производственных условиях на ОАО «Курская фабрика технических тканей».

На защиту выносятся следующие положения:

1. Модели адаптивного управления надежностью технологических процессов на основе векторно-матричного анализа, позволяющие с высокой точностью описать сложный технологический процесс с большим количеством входных и выходных взаимосвязанных параметров.

2. Математические модели многопараметрической вероятности безотказной работы технологического процесса производства технической ткани с учетом взаимозависимостей входных, выходных параметров и режимов.

3. Векторно-матричные модели адаптивного перераспределения допустимых отклонений ло переходам текстильного производства при управлении надежностью технологического процесса.

4. Статистические модели изменяющихся условий проведения технологического процесса с выявлением законов распределения параметров.

5. Алгоритмы адаптивной автоматизированной системы управления надежностью технологического процесса производства технических тканей с заданными выходными параметрами.

Апробация работы и публикации. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались: на международной научно-технической конференции "Системные проблемы качества, математического моделирования и информационных технологий" (г. Сочи, 1999 г.); на 4-ой Международной научно-технической конференции "Распознавание -99" (г. Курск, 1999 г.); на 4-ой Международной научно-технической конференции "Вибрационные машины и технологии" (г. Курск, 1999 г.). Результаты диссертации отражены в 13 печатных работах.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы, включающего 123 наименований, и 10 приложений, изложена на 185 страницах и поясняется 25 рисунками и 8 таблицами.