М
ИНИСТЕРСТВО
ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ,
МОЛОДЕЖИ И
СПОРТА УКРАИНЫ
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
«ХАРЬКОВСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ»
Н. В. ВЕРЕЗУБ, Е. В. ОСТРОВЕРХ, А. А. СИМОНОВА
Системный анализ, структурная и параметрическая оптимизация технологических процессов
Учебное пособие для студентов специальностей 7.090202 «Технология машиностроения», 7.000001 «Качество, стандартизация и сертификация»
Харьков НТУ «ХПИ» 2012
УДК 658.516 (083.74)
Б БК 34.5 ц
В 31
Рецензенты:
Драгобецкий В. В., д-р техн. наук, проф., Кременчугский национальный университет имени Михаила Остроградского;
Федорович В. А., д-р техн. наук, проф., Национальный технический университет «Харьковский политехнический институт»
У навчальному посібнику розглянуто системний підхід як основу проектування, створення, контролю якості виробів. Наведено відомості про методи оптимізації, докладно розкрито структурну, параметричну оптимізацію та експертні системи. Запропоновано приклади розв’язання оптимізаційних задач лінійного програмування та завдання до лабораторно-практичних робіт.
Призначено для студентів машинобудівних спеціальностей.
Іл. 74. Табл. 27. Бібліогр. 12 назв.
Верезуб, Н.В.
В 31 Системный анализ, структурная и параметрическая оптимизация технологических процессов [Текст] : учеб. пособие / Н. В. Верезуб, Е. В. Островерх, А. А. Симонова. – Х.: НТУ «ХПИ», 2012. – 170 с.
ISBN
В учебном пособии рассмотрен системный подход как основа для проектирования, создания, контроля качества изделий. Представлены сведения о методах оптимизации в технологических процессах, подробно раскрыта структурная, параметрическая оптимизация и экспертные системы. Предложены примеры решения оптимизационных задач линейного программирования и задание к лабораторно-практическим работам.
Предназначено для студентов машиностроительных специальностей.
УДК 658.516 (083.74)
ISBN ББК 34.5 ц
© Н. В. Верезуб, Е. В. Островерх, А. А. Симонова, 2012.
©
НТУ «ХПИ»,
2012.
Введение
Научно-технический прогресс связан с усилением значения технологии производства при создании новых изделий. Проектирование прогрессивных технологических процессов требует учета большого количества факторов. При этом часто возникает задача выбора среди множества вариантов наиболее рационального по некоторому критерию технологического процесса.
Ручное решение таких задач очень сложное. Существенно повысить качество проектных решений можно за счет оптимизации технологического проектирования на всех его этапах.
Оптимизация – это процесс нахождения экстремума некоторой количественной величины (параметра), представляемой в виде функции.
Теория оптимизации включает в себя совокупность фундаментальных математических решений и численных методов, ориентированных на нахождение наилучших вариантов из множества альтернатив. В настоящее время разработаны десятки численных методов оптимизации, оформленных в виде стандартных программ.
Применительно к технологии машиностроения вопросы оптимизации технических решений усложнены трудностью построения математических моделей объектов, что связано с низким уровнем формализации существующих методов проектирования технологических процессов. Решение этой задачи должно базироваться на методах системно-структурного анализа.
Основная цель технологического процесса – обеспечение заданных характеристик качества детали с наибольшей производительностью их формообразования при минимальных затратах.
В технологии машиностроения, как правило, принято два главных критерия оптимальности: максимальная производительность и минимальная себестоимость.
Важная задача при построении математических моделей – выбор технических ограничений, учитывающих действие факторов самого процесса формообразования и связанных с влиянием на него различных характеристик заготовки, станка, приспособления, инструмента.
Для комплексного решения задач оптимизации в технологии машиностроения применяют два вида оптимизации: структурную и параметрическую.
Настоящее учебное пособие состоит из трех основных разделов.
В первом теоретическом разделе представлены сведения о системном подходе при проектировании и производстве изделий, показаны общие понятия о методах оптимизации, в том числе структурной и параметрической оптимизации технологических процессов, представлен подход к выбору методов формообразования изделий.
Второй раздел посвящен решению практических задач. Показаны примеры решения задач с помощью сетевых графиков, развернутой функции качества и методов линейной оптимизации.
Третий раздел содержит варианты заданий к лабораторно-практическим работам.