Сергеев А.И. Методология автоматизации ранних этапов проектирования производственных систем в машиностроении

Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук: 05.13.12 - системы автоматизации проектирования (машиностроение). — Оренбургский государственный университет. — Оренбург, 2016. — 311 с.
Научный рук-ль: д.т.н., проф. Сердюк А.И.Цель работы - совершенствование процессов автоматизации ранних этапов проектирования машиностроительных производственных систем разных уровней автоматизации на основе разработки методологии инвариантной к уровню автоматизации производства и уровню детализации моделирования.
Объект исследования - процесс проектирования машиностроительных производственных систем различного уровня автоматизации.
Предмет исследования - автоматизация проектных процедур анализа и структурно-параметрического синтеза высокоавтоматизированных производственных систем.
Методы исследования. Использованы методы проектирования участков, цехов и заводов традиционного производства, теории расписаний и массового обслуживания, методы математического моделирования и математической логики, метод циклограмм, теория искусственных нейронных сетей, генетические алгоритмы, технологии объектно-ориентированного программирования.
Для подтверждения достоверности разработанных моделей и их программной реализации использованы методы оценки чувствительности моделей, формальньгх процедур верификации. проверки на тестовых примерах, сравнения полученных результатов моделирования с результатами работы программы-аналога. натурные испытания.
Введение
Проблемы реализации проектов технического перевооружения предприятий машиностроения и пути их решения
Актуальность проблемы технического перевооружения предприятий машиностроения на основе гибких производственных систем
Проблема проектирования производственных систем
Анализ ситуации в области компьютерной интеграции производства
Искусственные нейронные сети как инструмент анализа и синтеза проектных решений
Оптимизация с использованием моделирования
Автоматизированное построение и анализ циклограмм как метод научных исследований ГПС
Циклограммы как метод графического моделирования ГПС
Автоматизация построения циклограмм работы ГПС
Автоматизированное построение и анализ циклограмм как метод научных исследований ГПС
Формализация процесса функционирования ГПС на основе теории ИНС
Компьютерные приложения для исследования функционирования производственных систем
Компьютерная модель ГПС на уровне технологической операции
Программа моделирования на уровне технологической операции
Моделирование работы ГПС на уровне технологического перехода. Приложение FMS concept
Применение разработанных программных продуктов в инженерном анализе ГПС
Модель производственной системы на основе искусственной нейронной сети
Разработка алгоритма синтеза технических параметров производственных систем
Проектирование вариантов размещения основного технологического оборудования
Математическое описание процесса автоматизации проектирования вариантов размещения оборудования
Функциональное моделирование процесса разработки модуля
Программа реализации
Оптимизация схем размещения оборудования
Оптимизация производственных расписаний как элемент структурного синтеза производственной системы
Приложение для моделирования участков традиционного производства. Программа "Расписание"
Составление производственных расписаний на основе распределения операций по оборудованию
Разработка структуры данных
Алгоритм распределения операций по оборудованию
Оптимизация производственного расписания
Исследование эффективности производственных систем в зависимости от проектных решений
Параметры станков
Параметры и число транспортных средств
Сводные результаты оценки эффективности ГПС
Сводная количественная оценка эффективности принятия решений
Последовательность и содержание предпроектных исследований ГПС
Выводы
Заключение
Список литературы
ПриложенияЦель работы - совершенствование процессов автоматизации ранних этапов проектирования машиностроительных производственных систем разных уровней автоматизации на основе разработки методологии инвариантной к уровню автоматизации производства и уровню детализации моделированияНаучная новизна:
методология автоматизации ранних этапов проектирования машиностроительных производственных систем, отличающаяся инвариантностью к уровню автоматизации производства и уровню детализации моделирования, основанная на предложенных аналитических и динамических моделях с ранжированной оценкой проектных параметров;
система математических моделей процессов функционирования производственных систем, отличающаяся от известных описанием как на уровне технологических операций, так и на уровне технологических переходов для подразделений разного уровня автоматизации;
метод компьютерного моделирования процессов функционирования производственных систем, позволивший выявить закономерности влияния проектных решений на эффективность функционирования производственных систем, оцениваемую совокупность показателей эффективности, отличающийся комплексным учетом технологических, проектных, конструкторских , управленческих и организационных решений