Введение к работе
Актуальность проблемы. Большинство вновь производимых изделий отвечает самым жестким требованиям, предъявляемым потребителями. Однако нередки случаи, когда, несмотря на наличие хорошо оснащенных, вполне современных предприятий, не удается реализовать возможности мощной индустрии. Нередко вновь выпускаемые изделия оказываются малоэффективными и низкокачественными.
Анализируя многие случаи выпуска несовершенных конструкций, наряду с явными просчетами всегда можно обнаружить одно обстоятельство, сопровождающее неудачу конструктора. Изделие низкого качества создают тогда, когда в процессе его разработки пренебрегают системным подходом. Проектируя и организовывая производство новой конструкции, в этих случаях забывают о необходимости точно сформулировать критерий народнохозяйственной эффективности; прогнозировать потребности в проектируемом изделии; осуществлять тщательный ретроспективный анализ производства и проектирования изделий аналогичного назначения; учитывать динамику потребности и темпов морального старения изделия, реальные сроки их проектирования и организации производства, а также преемственность уже осуществленных решений и производственных фондов; формализовать и алгоритмизировать процесс проектирования; согласовать располагаемые и потребные ресурсы; проанализировать возможности импорта некоторых типов проектируемых изделий.
Близки к проблеме оптимального проектирования и задачи оптимального синтеза регуляторов. Работы, посвященные этому направлению, обычно ограничиваются либо проектированием систем управления, либо рассмотрением частных задач конструирования отдельных деталей.
Задаче анализа глобальных критериев качества преимущественно посвящены работы экономистов. Во многих работах такого плана сделан глубокий анализ экономических проблем, задачи же конструирования рассмотрены вскользь.
В настоящей работе сделана одна из попыток применить основные аспекты системного подхода с целью разработки единой методики для решения задачи оптимального проектирования.
Анализ исследований, прямо или косвенно связанных с решением поставленной задачи, позволил сделать следующий вывод. В общем виде задачу аналитического построения оптимальных решений формализованными методами решить невозможно. Требуются новые подходы, новые методы решения этой задачи.
Отсюда целью настоящей работы является увеличение производительности труда проектировщика и повышение качества проектирования комплекса технических средств (КТС)
автоматизированной системы управления компьютеризированным интегрированным производством (КИП), за счет создания формализованной технологии системного проектирования.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи.
Рассмотреть построение оптимальной модели КТС.
Выявить особенности оптимального проектирования систем управления методом стоимостных характеристик.
Формализовать задачу оптимального проектирования КТС.
Рассмотреть пример оптимального проектирования системы управления автоматизированным станочным комплексом.
Областью применения настоящих исследований является проектирование систем управления автоматизированными станочными системами. Научная новизна.
Установлены зависимости между структурой и составом комплекса технических средств системы управления автоматизированными станочными комплексами и стоимостью комплекса.
Построена математическая модель комплекса технических средств как совокупность функций, отображающих проектные параметры всех подсистем и элементов в проектные параметры комплекса.
Разработан алгоритм построения системы оптимальных стоимостных характеристик.
Поставлена и решена задача синтеза оптимального комплекса технических средств на базе стоимостных характеристик.
Практическая ценность.
Разработана методика применения системы оптимальных стоимостных характеристик для синтеза КТС оптимальной структуры.
Предложена методика сведения задачи построения стоимостных характеристик к задаче геометрического программирования.
Построен пример оптимального проектирования системы управления автоматизированным станочным комплексом (АСК), показавший эффективность предлагаемых методов.
Методы исследования. В работе использованы методы оптимального проектирования, системного анализа, теории множеств, геометрического программирования.
Реализация работы. Научные результаты исследований были использованы при выполнении работ по повышению эффективности производства на Тушинском машиностроительном заводе.
Апробация работы.
Результаты работы докладывались на Международной научно-практической конференции «Состояние, проблемы и перспективы автоматизации технической подготовки производства на промышленных предприятиях», г. Брянск, 2009 г., на седьмой Всероссийской научно-практической конференции «Применение ИЛИ - технологий в производстве», Москва, 2009 г., на заседании кафедры «Автоматизированные системы обработки информации и управления» МГТУ «Станкин».
Публикации. По теме диссертации опубликованы 5 статей.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, общих выводов, списка литературы из 60 наименования и приложения; изложена на 163 страницах машинописного текста, содержит 20 рисунков, 3 таблицы.
