авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ

Pages:   || 2 | 3 |

Разработка автоматизированной системы выбора технологического и информационного обеспечения структур-стратегий производственных систем машиностроения

-- [ Страница 1 ] --

На правах рукописи

УДК 658.011.56

ЗАМЯТИН КОНСТАНТИН ИГОРЕВИЧ

РАЗРАБОТКА АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ ВЫБОРА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО И ИНФОРМАЦИОННОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ СТРУКТУР-СТРАТЕГИЙ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ СИСТЕМ МАШИНОСТРОЕНИЯ

Специальность: 05.13.06 – Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (в машиностроении и приборостроении)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Ижевск

2010

Работа выполнена в государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Ижевский государственный технический университет»

Научный руководитель: кандидат технических наук,

доцент Кузнецов Андрей Павлович

Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук,

профессор Тененёв Валентин Алексеевич, Ижевский государственный технический университет

кандидат технических наук,

доцент Власов Владимир Николаевич

ООО «Делкам-Урал», г. Екатеринбург

Ведущая организация: ОАО «Воткинский завод», г. Воткинск

Защита диссертации состоится «25» ноября 2010 г. в 16.00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.065.06 в ИжГТУ

по адресу: 426069, г. Ижевск, ул. Студенческая, 7.

Отзыв на автореферат, заверенный гербовой печатью, просим выслать по указанному адресу.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке университета. С авторефератом можно ознакомиться на официальном сайте ГОУ ВПО ИжГТУ – http://www.istu.ru

Автореферат разослан «22» октября 2010 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета,

кандидат технических наук, доцент В.Н. Сяктерев

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Снижение материальных и трудовых затрат при изготовлении сложных изделий особенно актуально для производственных систем (ПС) российских предприятий, которые находятся в состоянии модернизации активной части своих основных фондов. А таких ПС в России на сегодняшний день существенное количество. Таким образом, перед предприятиями, осуществляющими модернизацию ПС и одновременно переходящими на новую номенклатурную модель с более сложными изделиями, стоит комплекс задач, которые требуют соответствующего теоретического и методического обеспечения. В этих условиях информационные технологии приобретают особую значимость и играют важную роль в деле поддержки научно обоснованных решений при модернизации ПС и внедрении новых номенклатурных моделей (НМ) предприятия.

В связи с вышеизложенным и учитывая, что по данным различных министерств и ведомств, относящихся к производственному сектору экономики России, активная часть основных фондов имеет моральный износ второго рода в среднем до 60 процентов, разработка теоретико-практических методик, позволяющих повысить эффективность процессов модернизации ПС машиностроения предприятий России, является актуальной задачей и требует своего решения. Особенную актуальность данная задача приобретет в условиях частой смены НМ предприятия, при анализе которой в рамках диссертационной работы используются элементы теории конструктивно-технологической сложности.





Результаты диссертационной работы были использованы при разработке программы технического развития механообрабатывающих производств таких предприятий, как ЗАО «Технология», ООО «Октябрьский завод нефтепромыслового оборудования», ООО «Нефтекамский завод нефтепромыслового оборудования», ОАО «ИЭМЗ «Купол». Все программы успешно внедрены на предприятиях.

Цель исследований. Повышение эффективности процессов модернизации машиностроительных предприятий путем разработки теоретических основ автоматизации выбора технологического и информационного обеспечения структур-стратегий ПС машиностроения с учетом конструктивно-технологических элементов деталей, входящих в НМ предприятия.

Основные задачи исследования.

  1. Проведение комплексного анализа структуры и параметров ПС машиностроения и их технологического и информационного обеспечения, деталей машиностроения и их конструктивно-технологических элементов (КТЭ). Формирование на основе проведенного анализа множества параметров, которые значимо влияют на достижение цели диссертационной работы.
  2. Разработка модели выбора технологического и информационного обеспечения структур-стратегий ПС машиностроения на основе элементов теорий множеств и методов теории конструктивно-технологической сложности.
  3. Разработка алгоритма синтеза вариантов структур-стратегий ПС машиностроения с учетом параметров номенклатурной модели предприятия и критериев синтеза.
  4. Создание информационного обеспечения автоматизированной системы поддержки принятия решений при синтезе структур-стратегий ПС машиностроения.
  5. Создание программного комплекса, реализующего автоматизированную систему поддержки принятия решений, обеспечивающую выбор элементов технологического и информационного обеспечения структур-стратегий ПС машиностроения, а также их синтез в автоматизированном режиме.
  6. Внедрение результатов исследований при разработке программ технического развития предприятий Уральского региона.

Методы исследований. При решении поставленных задач использовались методы теории нечетких множеств и математической статистики, методы теории конструктивно-технологической сложности, комбинаторный анализ и методы экспертного оценивания. При разработке программных комплексов применялись методы объектно-ориентированного анализа и проектирования (ООАП) сложных систем и основные положения объектно-ориентированного программирования, технологии разработки приложений с Web-интерфейсом.

Научная новизна. На основе системного анализа и формализации основных параметров номенклатурной модели предприятий, технологического и информационного обеспечения производственных систем машиностроения повышение их эффективности рассматривается как процесс комбинаторного синтеза и выбора эффективной структуры-стратегии технического развития в соответствии с разработками, приведенными в настоящей диссертационной работе:

  • поставлена и решена задача обоснованного сопоставления параметрам конструктивно-технологических элементов деталей параметров технологического и информационного обеспечения структур-стратегий ПС машиностроения, что впервые позволило при выборе последних формировать исходное множество решений в автоматизированном режиме;
  • разработан новый алгоритм решения задачи синтеза вариантов структур-стратегий, основанный на использовании методов теории конструктивно-технологической сложности и учитывающий конструктивно-технологические требования к номенклатурной модели предприятия;
  • с применением методов экспертного анализа разработан и предложен критерий выбора рационального варианта структуры-стратегии, позволяющий обеспечить обоснованное принятие решения при реализации программ технического развития предприятиям машиностроения.

Практическая ценность. Практическая ценность работы заключается в том, что рассмотренные в ней теоретические разработки, выводы и практические рекомендации обеспечивают процесс решения вопросов, связанных с совершенствованием производственных систем машиностроения, повышением рентабельности и конкурентоспособности продукции, изготавливаемой в конкретной производственной системе.



Разработанное математическое и информационное обеспечение автоматизированной системы поддержки принятия решений при синтезе структур-стратегий ПС машиностроения позволяет в автоматизированном режиме определять множество допустимых решений для технологического и информационного обеспечения.

Для конкретных производственных систем машиностроения на ЗАО «Технология», ООО «Нефтекамский завод нефтепромыслового оборудования», ООО «Октябрьский завод нефтепромыслового оборудования», ОАО «ИЭМЗ «КУПОЛ» в процессе проводимых исследований были синтезированы варианты структур-стратегий ПС машиностроения.

Результаты проведенных исследований и разработок после некоторого уточнения входных параметров могут быть использованы в смежных областях промышленности.

Реализация результатов работы. Результаты теоретических и практических исследований были использованы при разработке автоматизированной системы поддержки принятия решений, обеспечивающей синтез вариантов структур-стратегий ПС машиностроения на основе методов теории конструктивно-технологической сложности, информационных моделей деталей, информационного и технологического обеспечения и заданных критериев синтеза.

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались на научно-практических семинарах ГОУ ВПО ИжГТУ (2007 – 2010); научно-технической конференции молодых специалистов ОАО «Воткинский завод» (Воткинск, 2009). Результаты работы докладывались на научно-технических семинарах и заседаниях технических советов на следующих предприятиях: ЗАО «Технология», ООО «Нефтекамский завод нефтепромыслового оборудования», ООО «Октябрьский завод нефтепромыслового оборудования», ОАО «ИЭМЗ «КУПОЛ». Диссертационная работы была выполнена в рамках гранта по государственной поддержке ведущих научных школ РФ (НШ-2010) на тему «Разработка теоретических основ структур-стратегий ПС машиностроения и создание концепции информационной системы моделирования и управления ресурсами, резервами и результатами сложных технических систем».

Публикации. Основное содержание работы опубликовано в пяти печатных работах, из них две – в изданиях, рекомендованных ВАК для опубликования основных научных результатов диссертации на соискание ученой степени кандидата и доктора наук.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и приложений. Работа изложена на 144 страницах машинописного текста, содержит 41 таблицу, 19 рисунков. Список литературы состоит из 81 наименования.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении показана актуальность работы.

В первой главе выполнен анализ научных исследований и практических разработок в области повышения эффективности ПС машиностроения.

Многие российские и зарубежные ученые, среди которых наиболее известны Ю.Д.Амиров, Н.П.Бусленко, Л.В.Барташев, В.В.Бойцов, В.В.Волостных, Л.И.Волчкевич, М.Б.Грачева, Г.К.Горанский, М.И.Ипатов, В.Г.Колосов, В.С.Корсаков, Н.М.Капустин, Н.Б.Мироносецкий, С.П.Митрофанов, Р.Б.Михалев, А.Г.Медведев, Ю.П.Морозов, В.И.Нечипоренко, А.А.Первозванский, Р.М.Петухов, В.Т.Полуянов, Г.Х.Попов, Е.Л.Проскуряков, К.Ф.Пузыня, Ю.С.Шарин, А.Д.Цвиркун, В.Д.Чарнко, Б.А. Якимович, М.Хаммер, Дж.Чампи и др., добились значительных результатов в области совершенствования технического развития производственных систем и оценки их эффективности.

В результате проведенного анализа были сделаны выводы о необходимости дальнейших исследований в данной области. В современных условиях, характеризуемых частой сменой номенклатуры выпускаемых изделий, критическим уровнем морального и физического износа оборудования и острым дефицитом квалифицированных кадров, особенно остро встает проблема повышения эффективности ПС машиностроения. Это обеспечивает предпосылки к разработке моделей и алгоритмов выбора технологического и информационного обеспечения структур-стратегий ПС машиностроительных предприятий посредством анализа их номенклатурной модели.

В качестве новизны данной диссертационной работы, дополняющей разработки выше приведенных авторов, выступает то, что в качестве инструмента повышения эффективности машиностроения используется математическая модель выбора информационных и технологических элементов структур-стратегий, обеспечивающая формирование обоснованных вариантов модернизации ПС.

Все это определило цель и задачи представляемой автором диссертационной работы.

Во второй главе разрабатывается алгоритм синтеза вариантов структур-стратегий ПС машиностроения, модель выбора их технологического и информационного обеспечения и определяются критерии синтеза.

Предложенная модель обеспечивает сопоставление конструкторско-технологических параметров планируемых к производству деталей с параметрами информационного и технологического обеспечения. При этом, в соответствии с методами теории конструктивно-технологической сложности и критерием выбора , осуществляется синтез вариантов структур-стратегий ПС машиностроения.

Общая модель синтеза структур-стратегий может иметь вид:

STA F, (1)

где ST – ситуация принятия решения - внешнее состояние; А - правило принятия решения при синтезе информационных и технологических элементов структур-стратегий; – обобщенный критерий выбора варианта структуры-стратегии ПС машиностроения; F – решение, определенное на допустимом множестве решений.

Реализация алгоритма принятия решений при синтезе элементов структур-стратегий ПС машиностроения основывается на методах теории конструктивно-технологической сложности, математическом аппарате алгебры логики, теории множеств и методах комбинаторного анализа. Предложенная математическая модель (М) использует в качестве входных данных конструкторско-технологические параметры детали (КТП) и базу данных параметров металлорежущего оборудования (БД), содержащую необходимые технические характеристики конкретных станков. В качестве выходных данных в рассматриваемой модели выступает вариант структуры-стратегии производственной системы (В), полученный в зависимости от критериев синтеза (К). Синтез варианта структуры-стратегии ПС машиностроения проходит в три этапа. На первом (И) из которых происходит формирование исходного множества информационного и технологического обеспечения, пригодного для формообразования заданной номенклатуры деталей с учетом их конструкторско-технологических параметров, а также параметров информационного и технологического обеспечения. На втором этапе (П) происходит подбор информационного и технологического обеспечения с учетом конструкторско-технологических параметров деталей (БД). После выполнения данного этапа формируется множество информационного и технологического обеспечения, которое может быть использовано для формообразования заданных деталей. На последнем этапе (С) происходит синтез вариантов структур-стратегий ПС машиностроения с учетом критериев синтеза (Рисунок 1).

Выбор технологического обеспечения ПС машиностроения подразумевает обработку некоторого исходного множества оборудования и последовательное исключение из него элементов, не удовлетворяющих заданным критериям.

На начальном этапе синтеза формируется множество A, содержащее набор параметров технологического оборудования, обеспечивающего выполнение технологических операций:

, (2)

где – подмножество параметров технологического обеспечения ПС машиностроения.

Рисунок 1 – Модель синтеза варианта структуры-стратегии ПС машиностроения

Опишем технологическое обеспечение в виде кортежа его конструкторско-технологических параметров:

, (3)

где pta – конечное множество типов оборудования; pca – признак наличия ЧПУ; pma – максимальный размер заготовки; pwa – вес станка; ppa – класс точности оборудования; paa – множество технологических операций выполняемых на оборудовании; pda – стоимость оборудования.

Также может быть сформировано множество параметров изготавливаемых деталей:

, (4)

Множество A включает в себя параметры оборудования, используемого для формообразования всех деталей номенклатурной модели предприятия, поэтому оно является избыточным для конкретной детали. Для сокращения множества A с точки зрения выбора оборудования для обработки конкретной детали di предлагается произвести декомпозицию детали на составляющие её конструктивно-технологические элементы. В качестве метода, реализующего такой подход, предлагается использовать элементы теории конструктивно-технологической сложности.

Опишем деталь di в виде кортежа параметров, характеризующего её конструкторские и технологические свойства:

, (5)

где ptd – тип детали – множество допустимых типов деталей (корпусная, тело вращения и т.д.); pdd – вектор размеров детали; pmd – материал, из которого изготавливается деталь; K – множество конструктивно-технологических элементов, описывающих обрабатываемые поверхности детали.

Для каждого di должно быть сформировано множество технологического оборудования, необходимого для формообразования всех КТЭ детали.

Множество КТЭ образующих деталь, будет иметь следующий вид:

, (6)

где ki – конструктивно-технологический элемент, заданный кортежем параметров:

, (7)

где pck – код конструктивно-технологического элемента; ptk – тип элемента (корпусной, тела вращения и т.д.); pcpk – признак необходимости использования при формообразовании КТЭ станка с числовым программным управлением; psk – вектор размеров элемента; pprk – класс точности изготавливаемого конструктивно-технологического элемента; pclk – тип оборудования, на котором может быть изготовлен данный КТЭ (токарные, фрезерные, ОЦ и т.д.); pok – типовая технологическая операция, необходимая для формообразования КТЭ.

На основе сформированных ранее множеств может быть получено множество оборудования , каждый элемент которого содержит параметры технологического оборудования, необходимого для изготовления конкретной детали:

, (8)

где X – подмножество параметров технологического оборудования, на которых функция может принимать единичное или нулевое значение.

Всего было определено четыре функции, учитывающие основные конструкторские и технологические особенности изготавливаемых деталей: f1– логическая функция, учитывающая тип станка; f2 – логическая функция, учитывающая типовую технологическую операцию, необходимую для формообразования КТЭ; f3 – логическая функция, учитывающая размерный коэффициент детали; f4 – логическая функция, учитывающая класс точности изготавливаемой детали.

, (9)

, (10)

, (11)

, (12)



Pages:   || 2 | 3 |
 

Похожие работы:







 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.