3.3 Синтез технологической системы

На практике имеют место два основных варианта методов решения задачи проектирования ТС, как технической системы. Первый метод базируется на построении ТС из типовых структурных элементов, каждый из которых выполняет одну или несколько функций из заданного множества. Второй метод основан на проведении процедур синтеза, в тех случаях, когда типовые структурные элементы отсутствуют или не удовлетворяют требованиям проектирования.

Формализованное представление процедур анализа и принятия технологических решений при проектировании ТС рассмотрено в подразделе 2.7. По результатам анализа технологические решения принимаются с использованием матриц «объекты – операции» «объекты – оборудование» «операции – оборудование» Результатами решений является матрица, составленная из троек ( ), использующаяся для выполнения процессов оптимизации и решаемая известными математическими методами в зависимости от размерности матрицы.

Это задача относится к задачам синтеза, так как имеет место формулировка цели, явно предполагаются варианты решения и имеются критерии оценки.

Как известно, синтез может быть генерационный, когда имеется база данных и процедура (программа) генерации. Это автоматизированное решение задачи назначения каждой автоматизируемой функции реализующего функционального элемента. Принципы построения такой интеллектуальной системы рассмотрим позже.

Другие методы синтеза основаны на эвристических процедурах или аналитических методах. Построение аналитических зависимостей для синтеза автоматизированных технологических систем весьма сложная задача, поэтому, в основном используются эвристические процедуры, основанные на сравнительной оценке сформированных различными способами вариантов.

Рассмотрим задачу синтеза в такой постановке:

Определить совокупность технических средств (варианта технической реализации ТС), удовлетворяющих выполнению выбранных функций с максимальным значением критерия эффективности (критерия качества функционирования). Схема, поясняющая процедуру синтеза ТС, приведена на рис. 3.2.

Оценивание вариантов ТС может проводиться:

- по показателям (критериям) качества изделий и качества функционирования системы;

- преимущественно по технико-экономическим показателям системы.

Например, комплексный показатель сравнительной оценки, ориентированный в основном на выходное качество изделий, изготовленных в ТС (технико-экономическая оценка), можно выразить следующим образом:

где Х_n – комплексный показатель выходного качества изделий; - средний уровень качества изделий за период t, - показатель производительности выпуска качественных изделий, - среднее значение технологической себестоимости, - потери от дефектности, незавершенное производство и др.

1

К

Объекты - изделия … …

Группы

. . . . . .

Операции . . . . . .

Трудоемкость:

Коэффициент k _П.С ( q _i )₁ k _П.С ( q _i )_v k _П.С ( q _i )_k

пропускной способности

оборудования

Рис. 3.2. Схема процедуры синтеза ТС

. . . . . .

Трудоемкость:

k _П.С ( q _i )₁ k _П.С ( q _i )_v k _П.С ( q _i )_k

d₂

d_k

d₁

d_n

Эффективность функционирования ТС можно оценить на основе функциональной зависимости от качества изделий и качества функционирования ТС

где - показатель качества партии из n изделий за время t, - показатель эффективности функционирования ТС за этот же период, - расходы, затраты, потери.

Можно эффективность функционирования ТС выразить через загрузку оборудования, надежность его работы, затраты человеко-часов на обеспечение функционирования и др.

Современная трактовка задач синтеза предусматривает поиск решения и оценивания качества проектирования производственных или технологических систем и качества их функционирования в такой постановке:

где К_ПР – качество проектирования; N(x) – критерий сложности реализации (по шкале сложности); J(x) – критерий качества, оцениваемый комплексным показателем

где R - число переналадок, предполагаемых в технологической системе при рассмотренной номенклатуре; ∑t_П - суммарное время, затрачиваемое на переналадку для рассмотренной номенклатуры, t_П / t_Н - отношение среднего времени, затрачиваемого на одну переналадку к установленному нормативному времени на одну переналадку.