Оптимизация режимов обработки зубчатых колес

Рассматриваются проблемы оптимизации наукоемких технологических процессов с использованием комбинированных методов обработки с наложением электрического поля

Производство зубчатых передач относится к области наукоемких технологий, требующих обширного информационного обеспечения. С этой целью необходимо создать базу данных (знаний), позволяющую определить потребность в информации, непрерывное пополнение материалов, порядок доступа к сведениям, экономические сведения, соблюдение прав собственников интеллектуального продукта. Если предприятие включает несколько малых самостоятельных подразделений, то возникают проблемы финансирования затрат на приобретение информации, ее применение и содержание в связи с разной потребностью подразделений в этом материале.

База данных должна:

• нести новые знания;

• быть востребованной в заданный период времени;

• вписываться в имеющуюся производственную структуру;

• не превышать ресурсных возможностей предприятий;

• учитывать влияние процессов на окружающую среду;

• улучшать условия труда;

• иметь надежную поисковую систему и защиту от несанкционированного доступа.

Известные системы не могут в полной мере применяться на предприятиях среднего масштаба, т.к. содержание базы требует больших затрат. Создание подобной региональной базы при существующем состоянии промышленности также не реально.

Поэтому целесообразно поэтапное формирование базы данных:

• на первом этапе оптимизацию процессов выполняют методом экспериментальных оценок с разовым привлечением специалистов со стороны. На этом этапе достигается удовлетворение текущей потребности подразделений и накопление знаний в банке. На втором этапе пополнение базы идет за счет накоплений ресурсов на первом этапе. Уровень имеющихся технологий оценивается результатами их промышленного применения на обоих этапах;

• на последующем этапе создается автоматизированная система пополнения, поиска и обработки информации;

• далее необходимо создание единого информационного пространства с прямым доступом к системе всех имеющих отношение к работе потребителей. Здесь должна существовать интегральная система поиска и защиты информации с приоритетами к времени выдачи сведений, глубине поиска, уровню доступа.

Решение этой проблемы возможно на базе взаимосвязанных уровней иерархии. На первом уровне выделяются сведения по обработке зубчатых колес, связанные объектом производства; на втором - оценивается уровень использования информации для совокупности технологий производства различных видов зубчатых колес; на третьем - создается поисковая система для различных потребителей; на четвертом - условие защиты информации и рационального ее использования.

Чем большее число потребителей (например, малых предприятий) является пользователями системы, тем более сложная система внешних связей должна быть разработана.

Для выбора информации приходится решать задачу анализа для всех выбранных технологических процессов. Это трудоемко. Более эффективным способом формирования базы является применение метода перераспределения плотности вероятности через операторы построения множества решений в области поиска и выделения из него работоспособных вариантов, которые можно ограничить и оптимизировать.

По аналогии с [1] в качестве критериев оптимизации системы можно принять:

структурный

С(х,у)= (С₁(х,у)), С₂(х,у)….С_n(х,у)) opt,

функциональный

Ф(х,у)= (Ф₁(х,у), Ф₂(х,у),….Ф_n(х,у)),  opt,

где х- количество вариантов технологии производства зубчатых колес, поступивших в систему;

у- количество вариантов, необходимых для обслуживания потребителей.

Для оптимизации следует рассмотреть

х=(,) х(КТ) К Т,

где , К- множество вариантов технологических процессов, пригодных для производства зубчатых колес;

, Т- множество вариантов, пригодных для производства продукции у потребителя или потребителей.

Для области Р возможно множество (М) технологических решений В

 .

Они равномерно распределены в области Р.

Далее, решая задачу анализа, выделяют приемлемые варианты .

Затем оценивают значения критериев

i = 1,2… m; j = 0,1,2…

Находят работоспособные варианты В, за счет чего снижают объем информации в базе.

Зону поиска находят через заданное количество точек по нормальному закону (N) вокруг имеющихся при дисперсии .

 ,

.

База знаний может иметь различную инфраструктуру. В реальных условиях следует учитывать информационные системы крупных заводов, уровень которых может оказаться выше других, хотя часть накопленной у них информации может оказаться невостребованной из-за различного представления сведений, разноформатности.

Единый подход к использованию информации включает:

• выделение у всех владельцев систем перечня единых каналов, по которым можно получить в установленном порядке необходимую информацию;

• создание единого или относительного интерфейса доступа к различным форматам и к источникам данных, особенно на нижнем уровне;

• обеспечение совместности языков запросов и механизма навигационного доступа;

• создание механизма интеграции данных.

Производство зубчатых колес является специфичной отраслью машиностроения, поэтому для применения оптимальных технологий из базы знаний накопителя требуется иметь исполнителей высокого уровня. Функционирование системы возможно при подготовке и переподготовке пользователей. Для этой цели может быть создан учебный центр.

Он решает следующие задачи:

• общее обучение работе на персональных машинах;

• освоение различных рабочих сред компьютеров;

• использование текстовых и графических материалов, электронных таблиц для оптимизации технологических процессов производства зубчатых колес, такая подготовка необходима всем пользователям, так как объект применения не является определяющим при работе с компьютером;

• получение навыков о структуре и пополнении баз данных и знаний;

• освоение технологии работы в системе локальных сетей;

• обучение работе с оргтехникой, электронной почтой;

• решение экономических и социальных вопросов и задач маркетинга.

Применение базы знаний позволяет решить технологические проблемы обеспечения высокого качества зубчатых передач, что дает возможность повысить конкурентоспособность изделий машиностроения на мировом рынке, а также социальный вопрос повышения квалификации персонала, что позволяет инженерному составу достичь универсальности и быстрее находить новые рабочие места по профилю своей подготовки в случае изменения профиля работы предприятий.

Литература

1 Кулакова С.В. О моделировании биореакторов с биомассой, иммобилизированной на твердых поверхностях // Математическое моделирование технологических систем: Сб. науч. тр. Воронеж: Воронеж. гос. технол. акад., 1997. Вып. 2. С.165-168.

2. Физико-химические методы обработки в производстве газотурбинных двигателей / Под ред. Б.П. Саушкина. - М.: Дрофа, 2002. - 656 с.

3. Кузовкин А.В. Комбинированная обработка несвязанным электродом. - Воронеж: Изд-во ВГУ, 2001. - 180 с.

4. Комбинированные методы обработки / В.П. Смоленцев, А.И. Болдырев, А.В. Кузовкин, Г.П. Смоленцев, А.И. Часовских. - Воронеж: ВГТУ, 1996. - 168 с.

Воронежский государственный технический университет

УДК 658.512

А.В. Аверченков, Д.А. Пономарева, В.П. Смоленцев