Введение к работе
Актуальность темы В настоящее время в регионе юго-восточной Азии н в часности в социалистической Республике Вьетнам машиностроительное производство развивается достаточно интенсивно н высокими темпами по всем основным направлениям народного хозяйства. В СРВ создаются новые современные заводы и фабрики, оснащенные современным оборудованием и мощным компьютеризированными системами управления. Все это позволяет обеспечить высокую эфективность управления производством. Однако на устойчивое развитие производства существенное влияние оказывают различное плохо учитываемое или случайные факторы. Для обеспечения устойчивости работы- предприятий нужно во-первых, улучшать общую экономическую ситуацию во стране, и во-вторых, внедрить новые методы управления производством. Второй путь очень перспективен поскольку при малых затратах он может іать хорошие результаты. Реализация второго направления >существляется путем внедрения адативных принципов в работу іредрнятий, основанных на новых подходах к планированию произ-юдства с учетом износа оборудования, а также появления помех и боев.
Задачи управления я планирования производством изучались разными авторами и, в частности В.Н. Васильевым, В.А. Петровым. I. Е. Болнокиным, П. И. Чинаевыи, В. Н. Афанасьевым, В. Р.
Носовым, Э. Г. Кофманом, Д. Ж. Моудером, Нгуен Тхук Лоаном и др.
В последнее время в мнровоА практике применяются гибкие производственные системы (ГПС), которые позволяют в среднем сократить затрати труда на 50%, временной цикл изготовления изделия на 77%, объем незавершенного производства на 63% потребность в производственных площадях на 35%, произволе твенные затраты на 19%.
Однако коэффицент использования основного оборудования і условиях ГПС все еще низок , что связано с неэффективны* использованием технологических возможностей оборудования. Эт< можно объяснить следующими характерными особеностями :
- ГПС работает в частично огра низов а иной сфере, изменяющийся, как правило неизвестным заранее, режимої фул кциоииров аиня;
Технологические процессы, реализуемые в ГПС в основном
многовариантные, поэтому его структура н параметрі
нестационарные;
Компоненты ГПС обладают широкими технологическим
возможностями, что порождает структурную и парамегрнческуі
избыточность и их возможность их адаптации в условиях денствн
случайно изменяющих внешних и внутренних факторов.
Эти характерные особенности ГПС позволяют отнести ее классу технических систем .характеризуемых большим число . переменных состояний, многорежимностью, изменчивостью стру
- о -
туры, способного реализовать различные цели в процессе его фугшюнирования. В связи с .этим возникает целый ряд актуальных проблем повышения их эффективности, которые могут быть достигнуты созданием моделей и алгоритмов управления в реальном масштабе времени, обеспечивающих стабилизацию параметрической и структурной ііестационарностн для достижения требуемого качества функционирования.
Таким образом тема настоящей работы, направленная на создания методов и алгоритмов оптимизации параметров, описывающих структуру и режим функционирования комплексов технологического оборудования (в том числе с учетом применения в составе производственных гибких систем) представляется актуальной и важной с практической точки зрения .
Последнее имеет особенное значение в условиях экономики развивающих стран таких как республика Вьетнам так, как может дать большой эффект повышения производительности производства на основе существующей станочной базы и без значительных дополнительных капиталовложений, что в условиях финансопого дефицита.
Цель работы : Обшей целью работы является разработка математических моделей и методов адаптивного управления применительно к автоматизированным производственным системам механообработки, которые являются практическим объектом исследования.
На защиту выносятся :
- О -
- Методика двухуровневой структурно-параметрической декомпозиции моделей функционирования станочных комплексов;
Математическая модель оценки влияния износостойкости режущих инструментов на функционирование станочного модуля и группы станочных модулей;
Математические алгоритмы локального управления станочным модулем на основе принципов адаптации и инвариатиости.
Методы исследований: Выполненные теоретические исследования и практические расчеты базируются на использовании теорий вероятностей и математической статистики, исследовании операций, математического лрограмирования, оптимального управления, принятия оптимальных решений, а также современных методах програмирования и компьютерного моделирования.
Обшей методологической основой всех исследований является системный подход.
Достоверность полученных теоретических и прикладных результатов подтверждается строгим математическим выводам при построений и исследований моделей и алгоритмов; результатами компьютерного моделирования и проведенным полунатурными и натурными экспериментами; согласованностью полученных результатов с имеющимися в отчественной и зарубежной литературе; данными, полученными при внедрении и пратическом использовании результатов.
Научная новизна настоящей работы состоит в разработке методов адаптивного управления системами с двухуровневой
ггруктурно-параметической декомпозицией применительно к комплексам станочного оборудования. В частности .решены :ледуюшие новые научные задачи:
-
Разработана формализованная система представлення н юделирования иерархических структур станочных комплексов іеханообработки в условиях гибкого производства.
-
Предложены математические методы параметрической щтимизации режимов управления станочными комплексами іеханообработки.
-
Разработаны методы адаптивного управления отдельными таночнымн модулями с учетом поступающей в режиме реального ремени информации о ходе выполнения технологических операций
ограничений (требований) по точности обработки.
Практическая ценность и реализация результатов работы : Тема диссертации связана с планом научно-исследова-?льских работ института машиноведения им. А. А. Благонравова АН, в частности с программой фундаментальных исследований по эмплексной проблеме "Машиностроение и технология" на 1989 XX) гг. ( п.1.1.4. Разработка методов имитационного моделиро-зния и оптимизации динамических систем), с планом совместных ібот между институтом машиноведения РАН и Ханойским ««техническим институтом на 1992 -1997 гг.
Результаты диссертационной работы использовались : - в научно-исследовательских работах института машино-дгния им. А. А. Благонравора РАН;
- tt -
- в учебном процессе по курсу "Автоматизация производственных процессов" на кафедре "Измерение и автоматическое управление " в Ханойском политехническом институте (г. Ханой) и госудаственном технологическом универстете (г. Хошимин).
при создании системы автоматизированного управления цехом механообработки завода VINAPPRO госудаственного объединения SAKYNO;
- в научно-производственных разработках промышленной компании ВАСННОА (г. Ханої)).
Общий экономический эффект 50 тысяч долларов США
Апробация работы: Результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на семинаре в Институте машиноведения РАН и Ханойском политехническом институте.
Публикации: По теме диссертааии опубликованы дне работы.
Структура диссертации: Диссертационная работа состоится из введения, трех глав, основных выводов, литературы и приложения.