Диссертация (1025005), страница 2
Текст из файла (страница 2)
При проектированиипильный блок обсуждаемого станка возникла необходимость одновременноудовлетворять различным техническим требованиям. Кроме стандартныхтребований, таких как прочность, долговечность, жесткость, существуютдополнительныеспецифическиетребованиядляданнойконструкции:устойчивость пильных полотен, необходимость отстройки резонансныхрежимов для пильных полотен, динамическое уравновешивание пильногоблока. К настоящему времени отдельные задачи до конца не были изучены.С другой стороны, при рассмотрении данного изделия в процессе егожизненного цикла, возникает проблема несогласованности, а порой, даже9противоречивости требований отдельных этапов.
Хотя с целью повышенияконкурентоспособности станка, все участники в рамках своего пониманиястремятся к такому варианту исполнения, при котором общая конструкцияпильного блока станка максимальным образом могла бы быть оптимизирована.Однако этого не всегда можно добиться. Так например, снижение массы станкаможет привести к ухудшению жесткости и устойчивости полотен. Повышениепроизводительности станка с помощью увеличения частоты вращения пильныхмодулей в станке, с другой стороны,приводит к снижению устойчивойработоспособности пильных полотен.
Увеличение толщины пильного полотна сцелью повышения его жесткости и прочности может привести к повышеннойпотере древесины в опилки и ухудшению массы и т.д.Очевидно,чтопроектированиепильногоблокастанкаявляетсямногокритериальной задачей. Расширение проблемы с увеличением количестварассмотренных этапов и участвующих специалистов делает постановку задачи,с одной стороной более точной, но с другой стороны более трудоёмкой.Расширяемая задача усложняется за счет увеличения количества параметров,наложенных ограничений и назначенных критериев качества в математическоймодели.
Для решения поставленной проблемы применяется теория принятиярешений, изложению которой посвящены работы Г. Вагнера, Лотова А.В.,Моисеева Н.Н., Подиновских В.В., Статникова Р.Б., Jeffrey W. Herrrann, YotaroHatamura и др. [25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34].Учитывая вышеизложенное, актуальной задачей является созданиекомплексной методики автоматизации и управления процессом принятиярешений при проектировании наукоемких изделий на основе концепции ЖЦИ,которая позволяет интегрировать основные этапы в едином информационномпространстве.Благодарюданномуподходу,несогласованностимеждуотдельными этапами производства могут быть заблаговременно устранены.Цельюнастоящейдиссертационнойработыявляетсясозданиекомплексной методики автоматизации и управления процессом принятиярешений при проектировании наукоемких изделий на основе концепции10управления ЖЦИ путём обеспечения высокой совместимости и интеграцииАСУТП, АСТПП и АСУП на примере пильного блока лесопильного станканового типа.Достижение поставленной цели требует решения следующих задач:1.
Анализ функциональных соотношений, описывающих физическомеханическое поведение и состояние пильного блока лесопильного станка длядальнейшего процесса автоматизированного проектирования изделия.2. Создание многокритериальной модели, в которой предложен алгоритм,позволяющий автоматически рассчитывать критерии качества пильного блокапо задаваемому вектору управляющих параметрам с учетом функциональныхограничений.3.
Разработка метода визуально-интерактивного анализа (МВИА) дляавтоматизации и управления процессом принятия решений, позволяющегоформироватьобластидопустимыхзначенийкритериевкачестваиконтролировать их изменения при многокритериальном проектированиинаукоемких машиностроительных изделий.4. Разработка прикладной программы и его применения для поддержкипринятия решений при автоматизированном проектировании пильного блокастанка с целью нахождения рациональных вариантов исполнения конструкции.5. Проектирование и анализ пильного блока станка в среде стандартныхпрограммных средств по найденным рациональным вариантам и выработкарекомендаций на производство нового станка.Методы исследованияПри выполнении диссертационной работы в рамках системного подходаиспользовались: компьютерноемоделирование,программирование, методы математического анализа,современноевычислительныеметоды; теория механизмов и машин, многопараметрический подход;многокритериальный подход; методы оптимизации; методы принятия решения.11Научная новизна:1.
Разработана комплексная методика автоматизации иуправленияпроцессом принятия решений при многокритериальном проектированиисложных наукоемких изделий на основе концепции ЖЦИ, обеспечивающаясовместимость и интеграцию АСУТП, АСТПП и АСУП.2.Созданановаяобобщеннаямногокритериальнаямодельдляавтоматизированного исследования пильного блока станка, позволяющая позаданному вектору управляющих параметров с учетом конструктивных итехнологических ограничений автоматически рассчитать основные критериикачества изделия.3.Предложенметодвизуально-интерактивногоанализа(МВИА),позволяющий формировать и контролировать область допустимых значенийкритериев качества, оценить их взаимовлияние и указать рациональныекритериальные ограничения, при которых существуют согласованные вариантыисполнения изделия.4.МВИАреализованвформеспециализированнойприкладнойпрограммы, позволяющей в интерактивном режиме проводить анализ иуправлятьпроцессомпринятиярешенийприавтоматизированномпроектировании и совершенствовании пильного блока.5.
С использованием предложенной методики найдены рациональныеварианты проектирования сложной наукоемкой конструкции - пильного блокалесопильногостанкановоготипаиданырекомендациипоегосовершенствованию.Практическая значимость1. Созданная методика автоматизированногопринятиярешенийпримногокритериальномуправления процессомпроектированииисовершенствования сложных наукоемких изделий позволяет обеспечитьвысокую совместность и интеграцию АСУТП, АСТПП и АСУП.2. Разработанная обобщенная многокритериальная модель пильногоблока станка на основе концепции ЖЦИ позволяетавтоматически12рассчитывать основные критерии качества изделия по заданному векторууправляющих параметров с учетом конструктивных и технологическихограничений.3.
Предложенный МВИА реализован в виде прикладной программы,позволяющей формировать и управлять областью допустимых значенийкритериев качества пильного блока, оценить их взаимовлияние и указатьрациональныекритериальныеограничения,прикоторыхсуществуютсогласованные варианты исполнения изделия.4. Найденные рациональные варианты используются для создания болеекачественной и конкурентоспособной конструкции многопильного станканового типа.Достоверностьрезультатовработыдостигаетсяиспользованиемобщепринятых решений, строгостью математических выкладок, основанных нафундаментальныхзаконахмеханики.Теоретическиерезультатыподтверждаются численными и натурными экспериментами.Апробация результатов работыОсновные результаты диссертационной работы были доложены иобсуждены на ежегодном международном научном симпозиуме «Динамическиеи технологические проблемы механики конструкций и сплошных сред» им.А.Г. Горшкова (Ярополец) в 2015 – 2017 годах; на международнойконференцииМИКМУС-12/2015,Институтмашиноведенияим.А.А.Благонравова РАН; в Международной школе молодых ученых испециалистов,МГТУСТАНКИН5/2016;наXVI-ойМеждународнойконференции СAD/CAM/PDM – 2016, ИПУ им.
В.А. Трапезникова РАН, нанаучном семинаре кафедры МТ-2 МГТУ им. Н.Э. Баумана – 2017.По результатам диссертационной работы опубликовано 9 научных работ,из них 3 статьи в Перечне рецензируемых научных изданий – ВАК и 1 статья вПеречне международных научных изданий в системе Web Science или Scopus.Диссертация состоит из введения, пяти глав, основных выводов, спискалитературы и приложения. Структура работы представлена на Рис. 0.1.13Вовведенииобоснованаактуальностьдиссертационнойработы,приведена постановка задач и краткая аннотация содержания работы поразделам, дана оценка научной новизны и практической значимостиполученных результатов и сформулированы защищаемые положения.СТРУКТУРА РАБОТЫОбзор проблемы, методов автоматизации и управления процессом проектирования и подготовкипроизводства наукоемких изделий на примере пильного блока (ПБ) лесопильного станка (гл.1)Методикаавтоматизированногоиуправленияпроцессоммногокритериального проектирования ПБна основе концепции ЖЦИ (гл.2).1.
Модель синтеза для автоматизации иуправления процессом проектирования ПБ2. Методика автоматизированногоуправления процессом проектирования ПБМВИА для автоматизированного управленияпроцессом принятия решений припроектировании наукоёмких изделия (гл.4)Анализ соотношений, описывающих физикомеханическое поведение ПБ на основеконцепции ЖЦИ (гл.3)1. Анализ устойчивости плоской формыполотна2. Анализ динамических характеристик ПБ.3. Расчет пильного модуля на жесткость,прочность и долговечность.4. Методика уравновешивания ПБМатематическая модель дляавтоматизации и управленияпроцессом проектирования ПБ (гл.4)Управление процессом принятия решений при проектировании ПБ с помощью авторскойпрограммы VIAM и определение его рациональных параметров (гл.5)Конструирование и анализ ПБ на основе полученных рациональных параметров в средестандартного программного средства (гл.5)Рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
