Автоматизация технологического и организационного управления в литейном производстве на основе интеллектуализации синтеза (1024677), страница 3

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 3)

(3)

температура пресс-формы, град. С, x₃ – площадь питателя, мм², x₄– время выдержки отливки в пресс-форме, с, y_k - вид дефектов отливок, представляе-мых десятичным кодом.

Аргументы НСММ определяются результатами факторного и корреляци-онного анализа множества технологических и других параметров, в общем случае, включающего большее их число, по сравнению с учитываемыми в НСММ.

На рис. 2 приведены иллюстрации оценки адекватности НСММ дефектов отливок - зависимость ошибки обучения от числа выполненных циклов обучения сети для НСММ с одним (а) и множественным (б) выходами, реализующие точность обучения, равную 0,004766 и 0,016, что является удовлетворительным.

Дополнительно качество обучения СНС для НСММ оценивается путем реализации регрессионного анализа выходов сети и соответствующих целей. Рис. 3 иллюстрирует значения коэффициентов корреляции указанных аргу-ментов, близкие единице, что свидетельствует о высоком уровне адекватности НСММ.

а) б)

Рис. 2. Зависимость ошибки обучения от числа выполненных циклов

обучения сети для НСММ с одним (а) и множественным (б) выходами

а) б)

Рис. 3. Результаты регрессионного анализа нейронной сети для НСММ

с одним (а) и множественным (для одного нейрона) (б) выходами

Высокий уровень адекватности НСММ подтверждается значениями погрешностей выходов НС. Для приведенных НСММ значения абсолютной и относительной погрешностей соответственно:

- для НСММ с одним выходом 0,001 и 0,0015;

- для НСММ с множественным выходом (максимальные значения для вы-ходного нейрона) 0,0048 и 0,0246.

Синтез формализованных описаний АЛЛ реализуется на основе представления линии как системы, включающей набор основных и вспомогательных технологи­ческих агрегатов, соединенных в заданном порядке транспорт­ными устройствами. Состав агрегатов и способы их компо­новки определяются принятыми структурно-компоновочными отноше-ниями между ними.

Формализованное описание АЛЛ представляется в виде

M(S)={M(X),F(X),G(X),P(X)}, (4)

где , Е ={е₁, е₂,…,е_m} = {e_k}, ; X = {X₁, X₂,…,X_n}={X_i}, - структурное описание системы, представляющее со­вокупность ее функциональных элементов Е и структурных отношений Х между ними. Любое отношение X_i на множестве E может принимать два значения - отношение Х_i выполняется и - отношение Х_i не выполняется или [0 1] [-1 1]. В качестве элементов Е, например, для рольганговых АЛЛ, могут быть приняты устройства, обеспечивающие выполнение операций изготовле­ния форм - формовочные автоматы (ФА), распаровки (Р) комп­лектов опок, сборки (С) форм, переадресации (П) (изменения на­правления движения, высоты относительно уровня пола цеха и т. д.) опок и форм, подопочных щитков, кантовки (К) полу­форм, выбивки (В) залитых форм, нагружения (Г_у) форм, съема грузов (Г_с) с залитых форм, установки форм (Ф_у) на подопочные щитки, снятия форм (Ф_с) с подопочных щитков, транспор­тировки (Т) опок и форм, подопочных щитков (Т_щ) и грузов (Т_г). Для рольганговых АЛЛ структурно-компоновочными отношениями Х_i являются отношения включения в систему агрегатов АЛЛ, выполняющих определенные функции, организации потоков опок и форм, взаимного расположения агрегатов в пространстве и другие, например (для n=4), Х₁ - располо­жение потоков опок и форм на участке формовки относитель­но участка охлаждения: и - соответственно парал­лельно и перпендикулярно направлению движения потока форм; Х₂ - расположение потоков верхних и нижних полу­форм на участке простановки стержней: и - соот­ветственно параллельное и последовательное движение верх­них и нижних полуформ в двух и одном потоках; Х₃ - струк­тура участка охлаждения: - из одной ветви, - то же, но с образованием дополнительной петли; Х₄ - дополнительной ветви для охлаждения отливок: и - соответствен­но есть и отсутствует.

F(X) - функциональное описание системы, представляющее ее параметры и показатели качества и реализуемое в виде комплекса алгебраических, логических или дифференциальных уравнений, характеризующих зависимости для определения показателей качества (производительнос-ти, надежности, сложности и других), установленных различными исследованиями.

G(X) - геометрическое, описание системы, представляющее взаимное расположение конструктивных элементов системы и их изображение в плоскости или в про­странстве. Если - элементы структуры системы и в то же время соответствующие элементы G конструкции объекта, то имеет место отображение и где G₀ - общий структурный модуль (ОСМ) для всех вариантов, на базе ко­торого объединяются в единую конструкцию другие элементы каждого структур­ного варианта.

В обобщенной форме геометрическое описание системы имеет вид:

, , . (5)

Геометрическую форму любого структурного варианта можно представить как

. (6)

- условие функциональной целостности (УФЦ) системы на уровне структуры, при которой она выполняет заданную функцию. Условие функциональной целостности может быть сформировано в логической форме в виде предиката , j = 1, 2. Тогда структурными вариантами системы будут такие, для которых .

Отдельный вариант СКС АЛЛ описывается набором конкретных значений перемен­ных , , . Элементы кортежа M(y) могут быть представлены в терминах непрерывных или дискретных (двоичных) кодов и определять n-мерное пространство вариантов СКС АЛЛ.

Разработанные формализованные описания позволяют выявлять новые, в том числе нетривиальные закономерности функционирования ТПО, в частности, проявления дефектов отливок, эффективности технологического оборудования и других, в зависимости от неограниченного числа и вида различных факторов. Пример нетривиальной НСММ приемлемости АЛЛ, синтезированной на основе СНС с одним выходом приведен в виде (7).

, (7)

A=-14,15x₁+1,22x₂+5,58x₃+8,5x₄-3,25x₅+13,05x₆-2,35x₇-13,57x₈+0,67x₉-4,4;

B=-2,6x₁-9,45x₂+12,08x₃-19,21x₄+7,19x₅-1,4x₆-1,33x₇+1,4x₈-26,8x₉+5,57.

В данном примере:

x₁ - производительность АЛЛ, форм/час;

х₂ - надежность АЛЛ (коэффициент технического использования);

x₃ - сложность АЛЛ, баллы;

x₄ - экологический фактор функционирования АЛЛ (коэффициент

весомости);

x₅ - эргономический фактор функционирования АЛЛ (коэффициент

весомости);

х₆ - наличие (1) или отсутствие (0) Т_г;

х₇ - наличие (1) или отсутствие (0) первой дополнительной ветви

охлаждения отливок;

х₈ - наличие (1) или отсутствие (0) второй дополнительной ветви

охлаждения отливок;

х₉ - расположение ФА на участке большего (1) или меньшего (0)

габаритного размера АЛЛ;

y₁₂ - приемлемость АЛЛ для использования в конкретных условиях

производства (коэффициент весомости).

Для получения дополнительной информации об исследуемых ТПО формируются графические отображения поверхностей отклика НСММ - в случае многомерного представления данных при выбираемых фиксиро-ванных и изменяемых значениях данных. На рис. 4 приведены примеры зависимостей видов дефектов, представляемых десятичными кодами, для отливок, производимых методом ЛПД, от параметров ТП, формируемых по данным НСММ.

На основе разработанных моделей реализован анализ ТПО по принципу "что - если", т.е. оцениваются изменения выходных параметров при измене-нии любых входных. На рис. 5 приведен пример "что-если" анализа нетриви-ального параметра приемлемости АЛЛ, для конкретных условий производст-ва. Изменено структурное отношение "Расположение ФА". Результатом анализа является формирование значений параметров, включенных в НСММ, учитывающих заданные изменения.

Формализация процессов кластеризации и классификации дефектов отливок и параметров ТПО, установления причинно-следственных законо-

а) б)

Рис. 4. Зависимость видов дефектов отливок от температуры пресс-формы

(а) и времени выдержки (б) отливки в пресс – форме

Рис. 5. Реализация "что – если" анализа для НСММ приемлемости АЛЛ

мерностей проявления дефектов в отливках базируется на использовании методов анализа ТПО и дефектов отливок, реализуемых с применением НС

Кохонена и деревьев решений.

На рис. 6 приведены примеры решения задачи кластеризации и классификации параметров ТП ЛПД и дефектов отливок по пяти признакам.

На рис. 7 приведен пример фрагмента дерева решений, устанавливающего закономерности причинно-следственных взаимосвязей параметров ТП и дефектов отливок.

Разработанные методы анализа являются основой решения задач:

1. Точного описания закономерностей причинно-следственных взаимосвя-зей анализируемых дефектов отливок и параметров ТПО.

Характеристики

Список файлов диссертации