автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.18, диссертация на тему:Структурное моделирование и оптимизация вертикально организованных технологических систем с рециклами

На правах рукописи

ГРЕБЕННИКОВА Наталия Ивановна

СТРУКТУРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ И ОПТИМИЗАЦИЯ ВЕРТИКАЛЬНО ОРГАНИЗОВАННЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СИСТЕМ С РЕЦИКЛАМИ

Специальность 05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Воронеж-2005

Работа выполнена в Воронежском государственном техническом университете

Научный руководитель доктор технических наук

Барабанов Владимир Федорович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Абрамов Геннадий Владимирович

доктор технических наук, профессор Черных Валерий Яковлевич

Ведущая организация Воронежский государственный университет

Защита с о с т 0 5 г. в 10°° часов в конференц-

зале на заседании диссертационного совета Д 212.037.01 Воронежского государственного технического университета по адресу: 394026, г. Воронеж, Московский просп., 14.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Воронежского государственного технического университета.

Автореферат разослан "Л^" ¡Л^Л^/УУп^е- 2005 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Питолин В.М.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Основу современных производств составляют технологические системы (ТС), имеющие сложную структурно-функциональную организацию. К таким системам можно отнести производства перерабатывающей промышленности, основной отличительной особенностью которых является вертикальная организация между функциональными элементами и необходимость оперативного учета рециклических потоков.

Элементы таких систем, имеющих вертикальную организацию и рециклы, относятся, как правило, к различным прикладным областям. Математические и программные средства моделирования, учитывающие специфику и предоставляющие графические средства для визуализации технологических процессов, разработаны лишь для ограниченного их числа, и, по мнению ведущих специалистов в области моделирования химико-технологических систем, в частности, Г.М. Островского, В.В. Кафарова, Ю.М. Волина, в настоящее время существует незаполненная ниша, связанная с потребностью в простых, гибких и недорогих моделирующих программах для различных отраслей промышленности, поскольку существующие «дороги и громоздки, трудны в освоении и жестки» в эксплуатации.

Большое количество пространственно удаленных и занимающих различные вертикальные уровни объектов, сложность межсистемного взаимодействия при наличии рециклов, значительное число вариантов схем порождает необходимость моделирования технологических систем с последующим выходом на реализацию оптимизационных задач и создания специального программного обеспечения, ориентированного на графические модели и позволяющего на основе анализа результатов оптимизации и визуализации осуществить выбор оптимального решения.

Таким образом, актуальность темы диссертационной работы продиктована необходимостью повышения качества и эффективности сложных вертикально организованных технологических систем с рециклами за счет совершенствования математического, алгоритмического и программного обеспечения систем структурного моделирования и анализа, обработки и реализации результатов моделирования в процедурах принятия решений.

Тематика диссертационной работы соответствует научному направлению Воронежского государственного технического университета "Вычислительные системы и программно-аппаратные комплексы".

Цель и задачи исследования. Целью диссертационной работы является разработка средств формализованного описания технологических процессов в рамках вертикально организованных производственных систем при наличии рецикловых потоков, реализующих широкое использование структурных и графических моделей, а также анализа альтернативных вариантов организации систем и принятия решений.

Для достижения указанной цели определены следующие задачи: с позиций системной методологии провести анализ альтернативных систем структурного моделирования сложных технологических процессов;

разработать специализированные математические и графические модели, ориентированные на условия функционирования вертикально организованных технологических систем с рециклами;

разработать модели и алгоритмы анализа материальных потоков и принятия решений для технологических систем с рециклами;

осуществить разработку структуры автоматизированной системы моделирования и анализа графических схем;

разработать средства специального программного обеспечения, в полной мере реализующие возможности предложенных алгоритмов для моделирования, оптимизации и визуализации вертикальных ТС с рециклами.

Методы исследования. Полученные в диссертации теоретические результаты базируются на использовании соответствующих разделов теории системного анализа, математического программирования, теории графов, компьютерной графики, теории принятия решений, эволюционных методов оптимизации.

Научная новизна исследования. В работе получены следующие результаты, характеризующиеся научной новизной:

структурная модель процесса анализа и синтеза вертикально организованных технологических систем с рециклами, отличающаяся унификацией функциональных подсистем и ориентированная на активное использование графических моделей;

специальные графические модели типовых технологических подсистем, отличающиеся многовариантностью, содержательной полнотой, выразительностью и учитывающие вертикальную организацию процесса обработки материальных потоков;

оптимизационная модель процесса формирования поэтажной технологической схемы с рециклами, базирующаяся на реализации модифицированного генетического алгоритма;

модель принятия решений в вертикально организованных системах с рециклами, отличающаяся выбором оптимального решения на основе диалоговых процедур;

структура программного обеспечения графической системы моделирования, позволяющая осуществить выбор эффективных технологических схем на основе анализа материальных балансов и технико-экономических показателей процесса с различной степенью детализации.

Практическая значимость работы. Разработаны и зарегистрированы в ФАП ВНТИЦ программные модули: «Автоматизированная система расчета параметров графических схем», «Система графического моделирования технологических схем», реализующие новые математические модели и графические представления для оптимального построения ТС с рециклами.

Разработанное специальное программное обеспечение предназначено для решения практических задач выбора эффективных технико-экономических параметров технологических процессов и подготовки технологической документации.

Реализация и внедрение результатов работы. Основные теоретические и практические результаты работы использовались при разработке оптимального перевооружения ОАО МК «Воронежский». Система внедрена и применяется производственно-технологическими лабораториями ОАО МК «Воронежский» и ОАО «Воронежхлебмонтаж», при подготовке курсовых и дипломных проектов в ВГТУ.

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались на ежегодных отчетных научных конференциях ВГТА (Воронеж, 1997, 2001), на межрегиональной научной конференции "Продовольственная безопасность России" (Воронеж, 1999), на научно-технической конференции-выставке с международным участием "Качество и безопасность продовольственного сырья и продуктов питания" (Москва, 2002), на региональной научно-технической конференции "Новые технологии в научных исследованиях, проектировании, управлении, производстве" (Воронеж, 2002, 2003), на Международной открытой научной конференции "Современные проблемы информатизации в технике и технологиях" (Воронеж, 2003), на научно-практической конференции молодых ученых и специалистов (Воронеж, 2003), на девятой республиканской открытой научной конференции "Современные проблемы информатизации" (Воронеж, 2003), на Международном школе-семинаре "Современные проблемы механики и прикладной математики" (Воронеж, 2004).

Публикации. По результатам исследований опубликованы 22 печатные работы, в том числе 2 без соавторов. Из 16 печатных работ, приведенных в автореферате, в опубликованных в соавторстве материалах лично соискателем предложены: в [3,4,10,11] - концептуальная модель графического представления технологической системы, методы расчета материальных балансов сложных схем с технологическими рециклами; в [1,2,15] — методы автоматизации создания графического представления технологических систем; в [6] - процесс создания технологической документации с учетом особенностей ТС; в [7,12,14] - алгоритмы расчета параметров графических схем технологических процессов; в [9] - подходы к адаптации генетического алгоритма для формирования поэтажных технологических схем; в [13,16] - подходы к моделированию сложных ТС с вертикальной организацией процессов обработки материальных потоков.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы из 144 наименований, изложена на 170 страницах, содержит 64 рисунка, 9 таблиц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность работы, формулируются цель и задачи исследования, научная новизна и практическая значимость полученных результатов, приводится краткое содержание работы по главам.

В первой главе проведен комплексный анализ систем структурного моделирования сложных технологических процессов с рециклами. Определены основные проблемы, решение которых дает возможность существенно

повысить эффективность выбора оптимальных параметров ТС, ускорить создание технологической документации.

Как правило, сложная ТС имеет рециклы (обратные технологические связи), ее структура является замкнутой. Рециклы используются с целью экономии исходных веществ и повышения общей эффективности процесса. Однако такие рециклы создают дополнительные трудности при расчетах.

На основе анализа сделан вывод, что применение визуальных средств в структурном моделировании имеет свою специфику, которая заключается в том, что качество разработки новых и оптимизации существующих процессов определяется, в первую очередь, исходной информацией (алгоритмы, количественные и графические модели технологических процессов, базы данных физико-химических свойств и т.д.).

Основные программные средства, используемые в настоящее время для решения задач моделирования химико-технологических систем (например, Aspen Plus, Hysys, ChemCad, Pro/II, КОМФОРТ и GIBBS), являются мощными программными комплексами, которые сложно адаптировать для технологических систем с вертикальной организацией процесса обработки материальных потоков (например, в перерабатывающей промышленности). Поэтому важно создать предметно-ориентированную моделирующую систему с визуальным интерфейсом, способную произвести расчет и позволяющую дать оценку экономической эффективности процесса, оперативно изменить конфигурацию технологической схемы с целью ее оптимизации.

Во второй главе сформирована структурная схема поэтапного процесса разработки и оптимизации вертикально организованных ТС с рециклами (рис.1). Для ускорения и снижения трудоемкости расчета в качестве исходной информации берется технологическая схема, подготовленная либо с помощью условных графических обозначений, либо структурных элементов с дальнейшим раскрытием в графические модели, или непосредственно с помощью графических моделей.

Подготовлены библиотеки условных графических обозначений (УГО) -унифицированных изображений, применяемых для обозначения однотипных технологических машин, с указанием материальных потоков, выполненные в соответствии с отраслевым стандартом и имеющие описание в соответствующей базе данных (рис. 2а).

Представленные в работе структурные элементы (блоки) - выполненные по специальным правилам графические обозначения типовых частей технологического процесса, которые функционально могут быть вынесены в отдельные блоки и многократно использованы (рис. 26).

Для каждого структурного блока разработаны наборы графических моделей — связанных наборов условных обозначений технологических машин, необходимых для реализации части технологического процесса (рис. 2в).

© ©

Рис. 1. Структурная схема процесса разработки и оптимизации технологических систем с рециклами

а) б)

Рис. 2. Графические элементы схем: а) условное обозначение технологической машины, б) структурный блок, в) графическая модель

Графической модели соответствует запись в базе данных, содержащая описание ее назначения и коэффициенты масштабирования по осям, которые используются при замене структурных блоков фиксированных размеров на графические модели произвольных размеров.

Для каждой графической модели разработаны математические зависимости, позволяющие произвести автоматизированный расчет количественного баланса, показателей технологической эффективности, экономических показателей для блока в целом.

При рассмотрении систем с обратной технологической связью различают прямые (входные и выходные), главный (соединяющий все потоки) и обратный потоки. Системы с обратной связью, охватывающей группы последовательно и параллельно работающего технологического оборудования, представляются в виде:

где - степень рециркуляции характеризует долю возвращаю-

щего потока, - массовый расход главного входного, выходного,

прямых входных и выходных потоков, к,п - количество входных и выходных потоков.

Вовлеченные в технологический процесс компоненты и выходные продукты характеризуются массой, а также базовыми физико-химическими свойствами (стскловидность, зольность и т.д.). Расчет параметров технологических систем ведется на основе уравнений материального баланса, являющихся конкретным выражением закона сохранения массы. Материальный баланс составляется с учетом состава сырья и целевых продуктов; при этом учитываются допустимые потери сырья, промежуточных и конечных продуктов, которые неизбежны при организации технологических процессов. Пооперационный материальный баланс может быть представлен в виде

где у - номер технологического потока; ] = \,п (п - число потоков в системе); к - номер компонента системы к—\,р (р - число индивидуальных компонентов); пу - масса потока у, у = 1,и; Хд —доля компонента к в единице массы т^ »- стадия технологического процесса, / =1,15','г—технологическая операция, г= 1,(7 (д- число операций, образующих стадию процесса).

Сформированы этапы процесса структурного моделирования технологических систем с рециклами.

Этап 1. Интерактивное составление принципиальной технологической схемы производства из структурных блоков или графических моделей.

Этап 2. Автоматическое выделение в технологической схеме элементов, соответствующих вершинам графа, в которых происходит изменение количественных показателей материальных потоков. Производится идентификация графической информации, построение модели ориентированного графа

к н »

(1)

(2)

1=1 Г.1 *=1

ТС путем соединения выделенных вершин графа дугами, сохраняя направление движения потоков, протекающих в системе.

Этап 3. Нахождение циклов в графе, наличие которых обусловлено использованием рециклов в ТС, и преобразование ориентированного графа в ациклический путем разрыва соединения для снижения его сложности.

Этап 4. Формирование поэтажной технологической схемы с использованием генетических алгоритмов.

Пусть технологическая схема представлена в виде ориентированного графа 0(Х,Е) порядка п, где Х—{х1,...,х„} - множество вершин; ЕоХхХ - множество дуг. Для описания графа используется модифицированная матрица , элементы которой могут принимать значения:

смежности

«О» - из вершины х, не исходит дуга, соединяющая ее с верши-

«1» - из вершины х, исходит дуга, связывающая ее с вершиной х,; расположение вершины х, «ниже» вершины х} допустимо; (3)

«к» - из вершины х, исходит дуга, связывающая ее с вершиной х,; расположение вершины х, «ниже» вершины х1 недопустимо.

Здесь к имеет смысл штрафа за нарушение жесткого требования к уровням расположения вершин,

Требуется определить разбиение множества вершин X графа 0(Х,Е) на К подмножеств таким образом, чтобы для подграфов С\{Х\,Е{),...,

выполнялись следующие требования:

В качестве критерия оптимальности определяющего эффективность разбиения (Х1,...,Хц), рассматривается количество вертикальных подъемов:

(5)

, если х. е л„х, е л_, 1>т;1,т- номера этажей.

Для оценки качества полученных решений вводится дополнительный критерий

|л, еслихеХ1,х/ еЛ^;/-т>2 ( есШХ' еХ<'х' 6 х~'<1 = т~ к>

(¡У - штраф за превышение допустимого количества пустых уровней Q между смежными вершинами; - штраф за размещение пары смежных вершин на верхнем уровне (невозможно организовать подъем).

При селекции или ранжировании полученных решений меньшее значение соответствует лучшему варианту решения при равных значениях

Адаптация генетического алгоритма (ГА) к задаче формирования поэтажной технологической схемы заключается в определении следующих параметров: способ кодирования решения; вид генетических операторов отбора, рекомбинации и мутации; критерий останова; оптимальные значения варьируемых параметров (размер популяции, вероятность мутации, вероятность кроссинговера). Модифицированный оператор кроссинговера позволяет работать с представлением решений в явном виде. Из части популяции со степенью приспособленности выше средней по поколению (селективный отбор) случайным образом выбираются две различные особи. Точка кроссин-говера определяется также случайным образом, но обязательно должна быть между соседними генами. Разработан направленный оператор мутации (ОМ), действия которого основаны на том, что для каждого гена определена «наихудшая» вершина, порождающая максимальное количество подъемов. Случайным образом определяется ген, к которому применяется ОМ, перемещающий «наихудшую» вершину на другой уровень.

Оценка качества полученных решений заключается в расчете значения критерия оптимальности критерия качества и степени приспособленности для каждого решения. На основе рассчитанной степени приспособленности определяется средняя степень для популяции в целом, производится упорядочивание решений по убыванию степени приспособленности и отбирается набор решений, используемых при генерации нового поколения.

Этап 5. Адаптивное разбиение технологической схемы на графические модели и нахождение порядка обхода (рис.3).

Этап 6. Запись таблицы связей для полученного графа и формирование системы уравнений материального баланса по массовым выходам ТС.

Этап 7. Выполнение расчета технико-экономических показателей производится на основе математических зависимостей в строгом соответствии с найденным порядком обхода технологической схемы. При расчете материального баланса используются методы ускорения расчета рециклов.

Этап 8. На основании полученной модели формируется комплект технологической документации, при этом соблюдается соответствие последовательности описания порядку выполнения технологических операций.

I п ш XV V VI VII уш IX х за хц хш XIV XV

Рис. 3. Реализация алгоритма разбиения системы на формальные уровни

представления

Таким образом, сочетание встроенных возможностей автоматизации подготовки данных с оперативностью расчета альтернативных вариантов облегчает обоснованный выбор наиболее эффективных вариантов схем.

Однако задачи, возникающие при оптимизации сложных технологических систем, как правило, являются многокритериальными, поскольку работа систем характеризуется набором свойств — локальными критериями.

В третьей главе рассмотрены вопросы разбиения схемы на графические модели, оптимизации процессов с рециклами и принятия решений.

В задаче разбиения схемы технологической системы, которая может содержать сотни взаимосвязанных операций, на блоки необходимо учесть конструктивные факторы, такие как размер блоков, количество блоков и соединений между ними, количество внешних выводов блока и т.д. Наличие рециклов в системе значительно усложняет эту задачу, так как существует требование включения рецикла целиком в состав отдельной модели. ' Так как в качестве модели схемы используется граф, то неравнозначность дуг графа, назначаемых для организации соединений между полученными узлами, обусловленная наличием рециклов, требует введения весов дуг при решении задачи разбиения графа 0= (X, Е), где Х={Х), 1= 1 ,п} —

множество вершин, а - множество дуг. Вес вершин за-

дается множеством а вес дуг - множеством

Задача разбиения графа О = (X, Е) со взвешенными вершинами и дугами сводится к задаче о назначении множества дуг Ев К узлов при выполнении следующих условий: каждая дуга может быть назначена только в один узел, а стоимость вершин, назначенных в узел не должна превышать наперед заданной величины р„. Если ввести булевы переменные:

[1, если вершина х назначена в узел 2 ;

Л = Г>

1, если дуга е назначена в узел 1 ;

У V

О в противном случае.

1У [0 в противном случае;

Тогда задача разбиения графа со взвешенными вершинами и дугами по критерию минимальной стоимости связей между узлами, или, что одно и то же, максимизации стоимости дуг, формулируется:

(7)

На рис.4 представлена схема адаптивного алгоритма разбиения, где в качестве объекта оптимизации рассматривается граф, разбитый на К узлов.

Блок эволюционной адаптации основан на стандартных моделях наследственности и эволюции генетических алгоритмов поиска.

Начало

Рис. 4. Алгоритм адаптивного разбиения технологической схемы на графические модели

Для задачи оптимизации формируется структурная модель системы и определяются цели и показатели функционирования ТС. Для технологических схем выходными характеристиками являются: эффективность, производительность, оценка точности функционирования, стабильность и т. п.

Обозначим вектор параметров (вектор переменных) ТС как Х= {х^ ] = \,И}, где ./V—число переменных. Выявляются пределы изменения вектора переменных: х~ < Х^ < X*, _/ — 1, Лг, или X' <Х < X*, где х~ , х* — нижний и верхний пределы изменений ^-Й компоненты.

Множество функциональных зависимостей характеристик представляет собой векторный критерий: Р(Х) — {/к(Х), к = 1,К}.

С учетом допустимого диапазона изменения переменных технологические ограничения можно представить в виде системы скалярных неравенств:

Г,{Х) ^ 0, / = 1 ,М, где М - число ограничений ТС, или в векторной форме: ЩХ)<0,Х<Х<Х*.

Математическую модель принятия решений, решающую в целом проблему выбора оптимальных параметров ТС, можно представить в виде: Рог, (х) = {тахР,(Х) = Ш, * = 1 Л ттР2(Х) = №. к = \,Кг}}

при ограничениях ЩХ) <0, Х<Х^, (8)

где и. - число критериев максимизации и минимизации.

Методы решения данной задачи основаны на нормализации критериев и принципе гарантированного результата.

Для оптимизации технологических систем в случае большого числа элементов со сложной структурой их взаимодействия, необходимости учета множества трудно формализуемых и противоречивых ограничений в работе разработан диалоговый метод оптимизации и принятия решений ТС с рециклами (рис.5). Для поиска оптимального из набора допустимых решений на каждой итерации используется некоторая конфигурация, состоящая из множества вершин, в которых вычисляются значения локальных критериев, и эксперт делит вершины конфигурации на "хорошие" и "плохие", которые определяют локальное направление смещения в область лучших решений.

В четвертой главе разработана система структурного моделирования технологической системы с рециклами (рис.6) и принятия решений.

Система работает со структурированными базами данных. Каждый компонент ТС имеет графическое представление, математическое и текстовое описание. Базы данных графических представлений и справочно-информационная система интегрированы на основе концептуальной модели ТС перерабатывающей отрасли.

Система структурного моделирования располагает средствами сопряжения содержательного описания систем с предварительными расчетами, выполняемыми для различных технологических процессов. Использование блоков для построения схемы дает возможность осуществлять формирование сложных уравнений, описывающих работу системы, тем самым позволяя произвести автоматизированный расчет материального баланса, показателей эффективности, производительности и др.

Рис. 5. Схема диалогового алгоритма принятия решений

Модель технологической системы, представленной графически (рис.7), подвергается расчетному исследованию на предельный выход продукции с целью получения сведений об оборудовании, имеющем связь с выходными показателями качества продукции. Сочетание встроенных возможностей автоматизации подготовки данных с оперативностью расчета альтернативных вариантов облегчает обоснованный выбор наиболее эффективных вариантов.

В рамках данной работы проводился сравнительный анализ альтернативных технологических схем переработки зерна гречихи (сортирование на 6, 4 и 3 фракций). Сравнение проведено по расчетным уровням эксплуатационных затрат, металлоемкости, энергонасыщенности, структуры энергопотребления и инвестиционным расходам. Определено, что использование технологии переработки гречихи с разделением ее на 3 фракции является оптимальным техническим решением.

В пятой главе приведена структура комплекса средств программно-информационного обеспечения структурного моделирования сложных технологических систем с рециклами. В состав системы структурного моделирования входит набор программных модулей, графический редактор AutoCAD 2004 и графическая база данных.

Программный модуль «Система графического моделирования технологических схем» служит для моделирования ТС с рециклами. Графическая информация, представляющая собой схему технологической системы, инкапсулирует в себе геометрию, связи, атрибуты и поведение, что дает возможность в автоматическом режиме проводить анализ и преобразование графической информации, определять последовательность порядка обхода технологической схемы при наличии рецикловых потоков в системе.

Программный модуль «Автоматизированная система расчета параметров графических схем» (рис.8) предназначен для автоматизированного расчета технико-экономических показателей графических схем технологических процессов. Программа позволяет оперативно оценивать полученные промежуточные результаты и вырабатывать рекомендации для улучшения технико-экономических и технологических показателей процесса.

Программный модуль «Автоматизированная система ведения технической документации» обеспечивает автоматизацию процессов документооборота на основе визуализации технологического процесса. Функции данной системы позволяют производить реорганизацию форм отчетности при изменении технологической системы посредством подключения предметно-ориентированных баз данных и справочно-информационной системы.

Прикладной модуль «Интерактивный расчет выходов продукции» предназначен для автоматизации трудоемких расчетов предполагаемого выхода продукции в зависимости от входных параметров системы.

Графические базы данных содержат наборы условных графических обозначений, структурных элементов, графических моделей, структурных и технологических схем.

Обозначения входов и выходов структурного блока оформлены в виде точек объектной привязки и имеют уникальные имена. Структурный блок

Рис. 6. Структура системы моделирования и оптимизации ТС с рециклами

связан с записью в базе данных, которая содержит описание назначения блока, описания входов и выходов и их связей, а также все варианты преобразования структурного блока в графическую модель. Структурные блоки оформляются в виде DWG-файлов или параметрических описаний для системы AutoCAD 2004.

1 ......г"................™.............'................"г:""""г.......................'ШЫ

Рис. 8. Окно программного модуля «Автоматизированная система расчета параметров графических схем» В приложении приведены акты внедрения и свидетельства о государственной регистрации программных средств, представлена структура файла обмена данными между программными модулями, примеры построения структурных, технологических схем и графических моделей.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Предложены специальные структурные графические и математические модели, отражающие специфику вертикально организованных ТС с рециклами и позволяющие осуществить выбор оптимальных параметров, соответствующих значениям функциональных характеристик.

2. Разработано формализованное описание этапов структурного моделирования и оптимизации ТС с рециклами, определен набор и взаимосвязи процедур для расчета вертикальных материалопотоков.

3. Разработаны модели и алгоритмы анализа материального баланса и основных показателей сложных технологических систем с рециклами, реализация которых позволяет значительно сократить объем вычислительных затрат при выборе их оптимальных характеристик.

4. Предложен модифицированный генетический алгоритм для разработки поэтажных схем и адаптивного разбиения на графические модели технологических схем с рециклами.

5. Разработаны диалоговые процедуры, позволяющие проводить оптимизацию технологических систем в условиях большого числа элементов со сложной структурой их взаимодействия, с учетом множества трудно формализуемых ограничений.

6. Разработаны программно-информационные средства обеспечения системы структурного моделирования и анализа параметров графических схем, реализующие разработанные модели и алгоритмы, апробация которых произведена при подготовке вариантов технологических решений для ОАО МК «Воронежский» и ОАО «Воронежхлебмонтаж», а также используются в учебном процессе ВГТУ.

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Графические базы данных нормалей технологического оборудования для проектирования зерноперерабатывающих предприятий /А.Ф. Прокопенко, В.Ф. Барабанов, Л.И. Лыткина, Н.И. Гребенникова: Учеб. пособие. - Воронеж: ВГТА, 2000. -160 с. (гриф УМО).

2. Барабанов В.Ф., Гребенникова Н.И., Прокопенко А.Ф. Интерактивная подготовка графической информации технологических процессов: Учеб. пособие. - Воронеж: ВГТА, 2001. - 114 с. (гриф Минобразования РФ).

3. Гребенникова Н.И., Барабанов В.Ф. Автоматизация процесса расчета количественного баланса и технико-экономических показателей технологического процесса // Вестник Воронеж. гос. техн. ун-та. Сер. «Вычислительные и информационно-телекоммуникационные системы». 2002. - Вып. 8.2. -С. 96-98.

4. Гребенникова Н.И., Барабанов А.В. Разработка метода автоматизированного расчета количественного баланса технологического процесса // Качество и безопасность продовольственного сырья и продуктов питания: Сб. докл. Всерос. науч.-техн. конференции-выставки с междунар. участием. - М: МГУПП, 2002. - Т.1 - С. 62-64.

5. Гребенникова Н.И. Интерактивная подготовка графической информации технологических процессов // Материалы ХЬ отчетной науч. конф. за 2001 год.-Воронеж: ВГТА, 2002. -Ч.1.- С. 104.

6. Гребенникова Н.И., Барабанов А.В. Автоматизация процесса ведения технической документации // Социально-экономическое развитие регионов: реальность и перспектива: Сб. науч. тр. Междунар. науч.-практ. конф. молодых ученых и специалистов - Воронеж: ООО «Новый взгляд», 2003. С.409-413.

7. Гребенникова Н.И., Барабанов А.В. Автоматизированный расчет параметров графических схем // Системы управления и информационные технологии: Сб. науч. тр. Вып. 11.- Воронеж: Центрально-Черноземное книжное издательство, 2003. С. 105-110.

8. Гребенникова Н.И. Автоматизированная система ведения технической документации // Современные проблемы информатизации в технике и технологиях: Сб.тр. Вып. 9. - Воронеж: Научная книга, 2004. С. 222-223.

9. Гребенникова Н.И., Нужный A.M. Адаптация генетического алгоритма для формирования поэтажных технологических схем // Вестник Воронеж, гос. техн. ун-та. Сер. «Вычислительные и информационно-телекоммуникационные системы». 2004. - Вып. 8.4. - С. 94-96.

10. Гребенникова Н.И., Тютин М.В. Графическое моделирование технологических систем // Современные проблемы механики и прикладной математики: Сб. тр. Междунар. школы-семинара. Ч.1.Т.1- Воронеж: ВГУ, 2004. -С.160-163.

11. Гребенникова Н.И., Тютин М.В. Автоматизированный анализ и представление технологической схемы в виде графа // Информационные технологии моделирования и управления: Сб. науч. тр. Вып. 12. - Воронеж: Научная книга, 2004. С.71-74.

12. Гребенникова Н.И., Барабанов А.В. Автоматизированный анализ технологического проекта // Современные проблемы информатизации в непромышленной сфере и экономике: Сб. науч. тр. Вып. 9. - Воронеж: Научная книга, 2004. С. 18-19.

13. Гребенникова Н.И., Тютин М.В., Барабанов А.В. Моделирование технологических схем на базе графических представлений // Новые технологии в научных исследованиях, проектировании, управлении, производстве: Труды Всерос. конф. - Воронеж, 2004. С. 35.

14. Гребенникова Н.И., Дьячков А.Н., Барабанов В.Ф. Программа "Автоматизированная система расчета параметров графических схем". ФАП ВНТИЦ № 50200300601 от 14.07.2003.

15. Гребенникова Н.И., Миронов А.В., Барабанов В.Ф. Программный модуль "Автоматизированная система формирования параметрических моделей графических компонентов в среде AutoCAD 2000/2002". ФАП ВНТИЦ№ 50200301030 от 15.12.2003.

16. Тютин М.В., Гребенникова Н.И. Программный модуль "Система графического моделирования технологических схем". ФАП ВНТИЦ № 50200400921 от 15.06.2004.

Подписано в печать 28.03.05. Формат 60x84/16. Бумага для множительных аппаратов. Усл. печ. л. 1,0. Тираж 90 экз. Заказ № //У

Воронежский государственный технический университет 394026 Воронеж, Московский просп., 14

ri

А i à

-í

J

im

Введение.

1. Проблематика моделирования и анализа вертикально организованных технологических систем с рециклами.

1.1. Средства моделирования технологических систем со сложной структурной организацией.

1.2. Методы моделирования технологических систем с рециклами.

1.3. Средства графического представления технологических процессов.

1.4. Сравнительный анализ средств моделирования сложных ТС с визуальным интерфейсом.

1.5. Системы автоматизации технологических расчетов, их анализа и документирования.

Цель работы и задачи исследования.

2. Моделирование и формирование вариантов технологических систем с рециклами.

2.1. Этапы процесса моделирования технологических систем с рециклами.

2.2. Формирование графических моделей технологических схем.

2.3. Верификация технологической схемы на различных уровнях иерархии представления.

2.4. Требования и основные этапы расчета показателей технологических схем.

2.5. Использование структурных моделей при выполнении технологических расчетов.

2.5.1. Математические модели для расчета баланса и технико-экономических показателей.

2.5.2. Алгоритм расчета параметров графических схем.

2.6. Алгоритмы нахождения циклов графа.

2.7. Адаптация генетического алгоритма для формирования поэтажных технологических схем.

Выводы.

3. Модели многокритериальной оптимизации технологических процессов с рециклами.

3.1. Оптимизация процесса разбиения технологической схемы на графические модели.

3.2. Механизмы адаптации при разбиении.

3.3. Оптимизационная модель ТП с рециклами.

3.4. Структура диалоговой системы многокритериальной оптимизации технологических процессов.

3.5. Математической модель принятия оптимального решения.

3.6. Параллельная разработка графических схем.

Выводы.

4. Структура и состав системы моделирования технологических процессов с рециклами.

4.1. Состав графической системы технологического 97 моделирования.

4.2. Этапы формирования графической модели ТС.

4.3. Структура системы структурного моделирования ТС с рециклами.

4.4. Автоматизация процесса формирования условных графических обозначений.

4.5. Алгоритмизация процесса формирования технологической документации.

4.6. Сравнительный анализ эффективности альтернативных технологических схем.

Выводы.

5. Программное обеспечение системы структурного моделирования технологических процессов с рециклами.

5.1. Структура программного комплекса системы моделирования.

5.2. Программный модуль графического моделирования технологических схем с рециклами.

5.2.1. Модульная структура программы.

5.2.2. Интерфейс программного модуля.

Il 5.3. Программная система автоматизированного расчета параметров графических схем.

5.3.1. Модульная структура программы.

5.3.2. Взаимодействие программных модулей.

5.3.3 Алгоритм работы программной системы.

5.4. Расчет выходов продукции.

5.4.1. Модульная структура программы.

5.4.2. Последовательность расчета выхода продукции.

5.5. Автоматизированная система построения технического 148 описания.

5.5.1. Модульная структура программы.

5.5.2. Алгоритм работы программной системы.

Выводы.

Актуальность темы. Основу современных производств составляют технологические системы (ТС), имеющие сложную структурно-функциональную организацию. К таким системам можно отнести производства перерабатывающей промышленности, основной отличительной особенностью которых является вертикальная организация между функциональными элементами и необходимость оперативного учета рециклических потоков.

Элементы таких систем, имеющих вертикальную организацию и рециклы, относятся, как правило, к различным прикладным областям. Математические и программные средства моделирования, учитывающие специфику и предоставляющие графические средства для визуализации технологических процессов, разработаны лишь для ограниченного их числа, и, по мнению ведущих специалистов в области моделирования химико-технологических систем, в частности, Г.М. Островского, В.В. Кафарова, Ю.М. Волина, в настоящее время существует незаполненная ниша, связанная с потребностью в простых, гибких и недорогих моделирующих программах для различных отраслей промышленности, поскольку существующие «дороги и громоздки, трудны в освоении и жестки» в эксплуатации.

Большое количество пространственно удаленных и занимающих различные вертикальные уровни объектов, сложность межсистемного взаимодействия при наличии рециклов, значительное число вариантов схем порождает необходимость моделирования технологических систем с последующим выходом на реализацию оптимизационных задач и создания специального программного обеспечения, ориентированного на графические модели и позволяющего на основе анализа результатов оптимизации и визуализации осуществить выбор оптимального решения.

Таким образом, актуальность темы диссертационной работы продиктована необходимостью повышения качества и эффективности сложных вертикально организованных технологических систем с рециклами за счет совершенствования математического, алгоритмического и программного обеспечения систем структурного моделирования и анализа, обработки и реализации результатов моделирования в процедурах принятия решений.

Тематика диссертационной работы соответствует научному направлению Воронежского государственного технического университета "Вычислительные системы и программно-аппаратные комплексы".

Цель и задачи исследования. Целью диссертационной работы является разработка средств формализованного описания технологических процессов в рамках вертикально организованных производственных систем при наличии рецикловых потоков, реализующих широкое использование структурных и графических моделей, а также анализа альтернативных вариантов организации систем и принятия решений.

Для достижения указанной цели определены следующие задачи: с позиций системной методологии провести анализ альтернативных систем структурного моделирования сложных технологических процессов; разработать специализирова: математические и графические модели, ориентированные на условия функционирования вертикально организованных технологических систем с рециклами; разработать модели и алгоритмы анализа материальных потоков и принятия решений для технологических систем с рециклами; осуществить разработку структуры автоматизированной системы моделирования и анализа графических схем; разработать средства специального программного обеспечения, в полной мере реализующие возможности предложенных алгоритмов для моделирования, оптимизации и визуализации вертикальных ТС с рециклами.

Методы исследования. Полученные в диссертации теоретические результаты базируются на использовании соответствующих разделов теории системного анализа, математического программирования, теории графов, компьютерной графики, теории принятия решений, эволюционных методов оптимизации.

Научная новизна исследования. В работе получены следующие результаты, характеризующиеся научной новизной: структурная модель процесса анализа и синтеза вертикально организованных технологических систем с рециклами, отличающаяся унификацией функциональных подсистем и ориентированная на активное использование графических моделей; специальные графические модели типовых технологических подсистем, отличающиеся многовариантностью, содержательной полнотой, выразительностью и учитывающие вертикальную организацию процесса обработки материальных потоков; оптимизационная модель процесса формирования поэтажной технологической схемы с рециклами, базирующаяся на реализации модифицированного генетического алгоритма; модель принятия решений в вертикально организованных системах с рециклами, отличающаяся выбором оптимального решения на основе диалоговых процедур; структура программного обеспечения графической системы моделирования, позволяющая осуществить выбор эффективных технологических схем на основе анализа материальных балансов и технико-экономических показателей процесса с различной степенью детализации.

Практическая значимость работы. Разработаны и зарегистрированы в ФАП ВНТИЦ программные модули: «Автоматизированная система расчета параметров графических схем», «Система графического моделирования технологических схем», реализующие новые математические модели и графические представления для оптимального построения ТС с рециклами.

Разработанное специальное программное обеспечение предназначено для решения практических задач выбора эффективных техникоэкономических параметров технологических процессов и подготовки технологической документации.

Реализация и внедрение результатов работы. Основные теоретические и практические результаты работы использовались при разработке оптимального перевооружения ОАО МК «Воронежский». Система внедрена и применяется производственно-технологическими лабораториями ОАО МК «Воронежский» и ОАО «Воронежхлебмонтаж», при подготовке курсовых и дипломных проектов в ВГТУ.

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались на ежегодных отчетных научных конференциях ВГТА (Воронеж, 1997, 2001), на межрегиональной научной конференции "Продовольственная безопасность России" (Воронеж, 1999), на научно-технической конференции-выставке с международным участием "Качество и безопасность продовольственного сырья и продуктов питания" (Москва, 2002), на региональной научно-технической конференции "Новые технологии в научных исследованиях, проектировании, управлении, производстве" (Воронеж, 2002, 2003), на Международной открытой научной конференции "Современные проблемы информатизации в технике и технологиях" (Воронеж, 2003), на научно-практической конференции молодых ученых и специалистов (Воронеж, 2003), на девятой республиканской открытой научной конференции "Современные проблемы информатизации" (Воронеж, 2003), на Международном школе-семинаре "Современные проблемы механики и прикладной математики" (Воронеж, 2004).

Публикации. По результатам исследований опубликованы 22 печатные работы, в том числе 2 без соавторов. Из 16 печатных работ, приведенных в автореферате, в опубликованных в соавторстве материалах лично соискателем предложены: в [3,4,10,11] - концептуальная модель графического представления технологической системы, методы расчета материальных балансов сложных схем с технологическими рециклами; в

1,2,15] - методы автоматизации создания графического представления технологических систем; в [6] — процесс создания технологической документации с учетом особенностей ТС; в [7,12,14] - алгоритмы расчета параметров графических схем технологических процессов; в [9] - подходы к адаптации генетического алгоритма для формирования поэтажных технологических схем; в [13,16] - подходы к моделированию сложных ТС с вертикальной организацией процессов обработки материальных потоков.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы из 144 наименований, изложена на 170 страницах, содержит 64 рисунка, 9 таблиц, приложения.

Выводы

1. Предложенная в работе программная реализация разработанных моделей и методов графического моделирования, расчета параметров и документации ТС делает возможным подготовку вариантов вертикально организованных технологических систем с оптимальной структурой в сжатые сроки.

2. Специальное программное обеспечение, состоящее из набора функциональных моделей, ориентировано на графические модели и позволяет на основе результатов оптимизации и визуализации осуществить выбор оптимального решения, получить полный комплект технологической документации.

3. Приведенные рекомендации по использованию разработанных программных средств для моделирования ТС с вертикальной организацией обработки материальных потоков и наличием рециклов можно применять для различных перерабатывающих предприятий (крупозаводы, мельницы, комбикормовые заводы и т.д.).

4. Реализация принципов предметно-ориентированного моделирования позволяет расширить границы применимости и повторного использования созданных и подтвердивших свою работоспособность моделей, при этом учитываются особенности выбранных технологических систем.

156

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Основные научные и практические результаты диссертационного исследования заключаются в следующем.

1. Предложены специальные структурные графические и математические модели, отражающие специфику вертикально организованных ТС с рециклами и позволяющие осуществить выбор оптимальных параметров, соответствующих значениям функциональных характеристик.

2. Разработано формализованное описание этапов структурного моделирования и оптимизации ТС с рециклами, определен набор и взаимосвязи процедур для расчета вертикальных материалопотоков.

3. Разработаны модели и алгоритмы анализа материального баланса и основных показателей сложных технологических систем с рециклами, реализация которых позволяет значительно сократить объем вычислительных затрат при выборе их оптимальных характеристик.

4. Предложен модифицированный генетический алгоритм для разработки поэтажных схем и адаптивного разбиения на графические модели технологических схем с рециклами.

5. Разработаны диалоговые процедуры, позволяющие проводить оптимизацию технологических систем в условиях большого числа элементов со сложной структурой их взаимодействия, с учетом множества трудно формализуемых ограничений.

6. Разработаны программно-информационные средства обеспечения системы структурного моделирования и анализа параметров графических схем, реализующие разработанные модели и алгоритмы, апробация которых произведена при подготовке вариантов технологических решений для ОАО МК «Воронежский» и ОАО «Воронежхлебмонтаж», а также используются в учебном процессе ВГТУ.

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

АРМ - автоматизированное рабочее место;

АСВТД - автоматизированная система ведения технической документации;

БД - база данных;

ГА — генетический алгоритм;

ГБД - графические базы данных;

ГМ - графическая модель;

ГСТМ - графическая система технологического моделирования;

ГТО - гидротермическая обработка;

ЕСКД — единая система конструкторской документации;

ИТ — информационные технологии;

КХ - кодирующая хромосома;

ЛПР - лицо, принимающее решение;

ЛС-линии связей;

НСИ - нормативно-справочная информация; ОМ - оператор мутации; ОК - оператор кроссинговера; ПО - программное обеспечение;

САПР - система автоматизированного проектирования;

СУБД — система управления базами данных;

ТД — техническая документация;

ТЗ - техническое задание;

ТИ — технологическая информация;

ТП - технологический процесс;

ТПП - технологическая подготовка производства;

ТСХ - технологическая схема;

ТС — технологическая система;

УГО - условные графические обозначения;

ЦФ - целевая функция.

1. Афанасьев В.А., Орлов А.И. Система технологических процессов комбикормового производства. Воронеж: Изд-во ВГУ, 1999. - 125 с.

2. Афанасьев В.А. Системный анализ технологических процессов комбикормового производства. Воронеж: Изд-во ВГУ, 1999. - 112 с.

3. Балакирев B.C., Володин В.М., Цирлин A.M. Оптимальное управление процессами химической технологии. М.: Химия, 1978. — 383 с.

4. Банди Б. Методы оптимизации. Вводный курс: Пер. с англ. М.: Радио и связь, 1988. - 128 с.

5. Барабанов В.Ф. Интерактивное моделирование и проектирование технологических процессов с использованием графических баз данных -Воронеж: Воронеж, гос. техн. ун-т, 2001. 182 с.

6. Барабанов В.Ф. Графические базы данных для интерактивного проектирования технологических процессов // Вестник Воронеж, гос. техн. ун-та. Сер. Вычислительные и информационно-телекоммуникационные системы.-2001.-Вып. 8.1.-С. 53-55.

7. Барабанов В.Ф., Лыткина Л.И. Интерактивная подготовка технологической документации при проектировании зерноперерабатывающих предприятий // Хранение и переработка сельхозсырья. 2001. № 1. - С. 48-50.

8. Барабанов В.Ф., Нужный A.M. Графические представления при проектировании технологических процессов // Хлебопродукты. 2001. №11.-С. 20-22.

9. Барабанов В.Ф., Нужный A.M., Подвальный С.Л. Интерактивные средства моделирования сложных технологических процессов // Системыуправления и информационные технологии: Межвуз. сб. науч. тр. Воронеж: ВГТУ, 2000. - С. 4-9.

10. Барабанов В.Ф., Странадко Г.Г., Нужный A.M. Формирование графических представлений технологических процессов зерноперерабатывающих предприятий // Вестник Российской академии сельскохозяйственных наук- 2002.- №5.- С. 79-82.

11. Барабанов В.Ф. Интерактивные средства моделирования динамических систем // Технология компьютерного обучения. Воронеж: ВГУ, 1988.- С. 123-127.

12. Барабанов В.Ф. Разработка интерактивных средств моделирования сложных динамических процессов // Молодые ученые в решении комплексной программы научно-технического прогресса стран-членов СЭВ: Тез. докл. междунар. науч.-техн. конф. Киев, 1989. - С. 152.

13. Барабанов В.Ф., Елецких C.B. Автоматизированное проектирование технологических структур с использованием графических моделей // Системы управления и информационные технологии: Сб. тр. Воронеж: ВГТУ, 2000. - С. 69-74.

14. Барабанов В.Ф., Лыткина Л.И. Интерактивный контроль выхода продукции мукомольного производства // Хранение и переработка сельхозсырья. 2000. - № 9. - С. 36-38.

15. Барабанов В.Ф., Нужный A.M., Елецких C.B. Этапы интерактивного проектирования технологических процессов // Вестник Воронеж, гос. техн. ун-та. Сер. Вычислительные и информационно-телекоммуникационные системы 2001. - Вып. 8.1. - С. 56-58.

16. Барабанов В.Ф., Подвальный С.Л. Интерактивные средства моделирования сложных технологических процессов. Воронеж: Воронеж, гос. техн. ун-т, 2000. - 124 с.

17. Барабанов В.Ф., Гребенникова Н.И., Прокопенко А.Ф. Интерактивная подготовка графической информации технологическихпроцессов: Учеб. пособие. Воронеж: Воронеж, гос. технол. академия, 2001. -114 с. (гриф Минобразования РФ)

18. Барабанов В.Ф., Подвальный С.Л., Гребенникова Н.И. Автоматизация проектирования электронных средств: Учеб. пособие. Воронеж: Воронеж, гос. техн. ун-т, 2004, 224 с.

19. Баранов Г.Л., Макаров A.B. Структурное моделирование сложных динамических систем. Киев: Наук, думка, 1986. —272 с.

20. Басакер Р., Саати Т. Конечные графы и сети. М.: Наука, 1974.368 с.

21. Батищев Д.И. Методы оптимального проектирования :Учеб. пособие для вузов. М.: Радио и связь, 1984. - 248 с.

22. Батищев Д.И. Генетические алгоритмы решения экстремальных задач: Учеб. пособие /Под ред. академика АЕН Я. Е. Львовича. Воронеж, гос. техн. ун-т; Нижегородский гос. ун-т, 1995. — 69 с.

23. Белов В.В., Воробьев Е.М., Шаталов В.Е. Теория графов: Учеб. пособие для втузов. М.: Высш. шк., 1976. - 392 с.

24. Берж К. Теория графов и ее применение. М: Иностранная Литература, 1962. 432 с.

25. Бикулов С. Программы под маркой «T-FLEX» — комплексная автоматизация в новых условиях // САПР и графика. — 2001. № 9. С.54-56.

26. Борисов А.И., Алексеев A.B., Меркулова Т.В. Обработка нечеткой информации в системах принятия решений. — М.: Радио и связь, 1989. — 304 с.

27. Бусленко Н.П. Моделирование сложных систем. — М.: Наука, 1968. -356с.

28. Бутковский А.Г., Мерко А.И., Мельников Е.М. Технология зерноперерабатывающих производств. -М.: Интеграфсервис, 1999. — 472 с.

29. Волин Ю.М., Островский Г.М. Анализ гибкости новый этап в компьютерном моделировании химико-технологических систем // The Chemical Journal. - 2002. № 1. - С.50-52.

30. Галашкина JI. 2001: интеграция проектирования в CADdy— Электроника и CADdy—Электротехника // САПР и графика. 2001. № 5. -С. 16-20.

31. Гартман Т. Управление производством: моделирующая программа ChemCad // The Chemical Journal. 2002. №1. - C.44-46.

32. Гилл Ф., Мюррей У., Райт М. Практическая оптимизация. М.: Мир, 1985.-206 с.

33. Гинзбург И.Е. Технология крупяного производства. М.: Колос, 1981.-232 с.

34. Глебов Л.А., Касьянов Б.В. Проектирование комбикормовых заводов с основами САПР. -М.: Агропромиздат, 1988. 303 с.

35. Гребенникова Н.И., Нужный A.M. Адаптация генетического алгоритма для формирования поэтажных технологических схем // Вестник Воронеж, гос. техн. ун-та, Сер. Вычислительные и информационно-телекоммуникационные системы. 2004. Вып. 8.4. - С. 94-96.

36. Гребенникова Н.И. Интерактивная подготовка графической информации технологических процессов // Материалы XL отч. науч. конф. за 2001 год. Воронеж: ВГТА, 2002. -Ч. 1.- С. 104.

37. Гребенникова Н.И., Барабанов A.B. Автоматизированный расчет параметров графических схем. // Системы управления и информационные технологии: Сб. науч. тр.- Воронеж: Центрально-Черноземное книжное издательство, 2003. Вып. 11.- С. 105-110.

38. Гребенникова Н.И. Автоматизированная система ведения технической документации // Современные проблемы информатизации в технике и технологиях: Сб.тр Воронеж: Научная книга, 2004. Вып.9. -С. 222-223.

39. Гребенникова Н.И., Тютин М.В. Графическое моделирование технологических систем // Современные проблемы механики и прикладной математики. Сб. тр. Междунар. школы-семинара- Воронеж: ВГУ, 2004. Ч.1.Т.1-С. 160-163.

40. Гребенникова Н.И., Тютин M.B. Автоматизированный анализ и представление технологической схемы в виде графа // Информационные технологии моделирования и управления: Сб. науч. тр.- Воронеж: Научная книга, 2004. Вып. 12. С. 71-74.

41. Гребенникова Н.И., Брагин Д-М. Структурирование интегрированных библиотек системы P-CAD 200Х // Информационные технологии моделирования и управления. Сб. науч. тр. Воронеж: Научная книга, 2004. Вып. 15. - С. 71-74

42. Гребенникова Н.И., Барабанов A.B. Автоматизированный анализ технологического проекта // Современные проблемы информатизации в непромышленной сфере и экономике: Сб. науч. тр.— Воронеж: Научная книга, 2004. Вып. 9. С. 18-19.

43. Гребенникова Н.И., Тютин М.В., Барабанов A.B. Моделирование технологических схем на базе графических представлений // Новые технологии в научных исследованиях, проектировании, управлении, производстве: Труды Всерос. конф. Воронеж, 2004. - С. 35.

44. Гребенникова Н.И., Дьячков А.Н., Барабанов В.Ф. Программа "Автоматизированная система расчета параметров графических схем". ФАП ВНТИЦ№ 50200300601 от 14.07.2003.

45. Гребенникова Н.И., Миронов A.B., Барабанов В.Ф. Программный модуль "Автоматизированная система формирования параметрических моделей графических компонентов в среде AutoCAD 2000/2002".ФАП ВНТИЦ № 50200301030 от 15.12.2003.

46. Демский А.Б. Оборудование для производства муки и крупы: Справочник. — М.: Агропромиздат, 1990. 234 с.

47. Дубов Ю.А., Травкин С.И., Якимец В.Н. Многокритериальные модели формирования и выбора вариантов систем. М.: Наука, 1986. - 296 с.

48. Дытнерский Ю.И. Процессы и аппараты химической технологии. — М: Химия. 1992. 41.-416 с.

49. Дыченко А. Внутренний мир МКЭ // САПР и графика. 2000. № 5. — С.26-30.

50. Егоров Г.А., Петренко Т.П. Технология муки и крупы. М.: Издательский комплекс МГУПП, 1999. - 336 с.

51. Егоров Г.А., Мартыненко Я.Ф., Петренко Т.П. Технология и оборудование мукомольной, крупяной и комбикормовой промышленности. -М.: Издательский комплекс МГУПП, 1996. 210 с.

52. Егоров Г.А. Технология муки, крупы и комбикормов. — М.: Колос, 1984.-367 с.

53. Жуков Д., Егорова Л., Муравьев В. Система документооборота и ведения архива // САПР и графика. 2000. № 11. - С.5-8.

54. Зозулевич Д.М. Машинная графика в автоматизированном проектировании. -М.: Машиностроение, 1976. — 240 с.

55. Исмагилова Л.А., Афанасьев В.Н. Интеллектуальная система поддержки решений по управлению производством в условиях неопределенности // Информационные технологии. -2000. № 11. — С. 32-37.

56. Кайдановская Л. САПР — не только графика // САПР и графика. — 2001. № 9. С.14-16.

57. Калашников В.В. Сложные системы и методы их анализа. М: Знание, 1980.- 198 с.

58. Катулев А.Н. Современный синтез критериев в задачах принятия решений / А.Н. Катулев, В.Н. Михно, Л.С. Виленчук и др. М.: Радио и связь, 1992.-120 с.

59. Кафаров В.В., Перов В.Л., Мешалкин В.П. Принципы математического моделирования химико-технологических систем. — М: Химия, 1974.-344 с.

60. Кафаров В.В., Мешалкин В.П. Математические основы автоматизированного проектирования химических производств. — М: Химия, 1974.-320 с.

61. Кафаров В.В., Глебов М.Б. Математическое моделирование основных процессов химических производств. — М: Высш. шк., 1991. — 400 с.

62. Кафаров В.В., Мешалкин В.П. Анализ и синтез химико-технологических систем. -М: Химия, 1974. 320 с.

63. Кафаров В. В. Методы кибернетики в химии и химической технологии. М.: Химия, 1985. - 448 с.

64. Кисляков A.B. Генетические алгоритмы: операторы скрещивания и мутации //Информационные технологии. 2001. № 1.- С. 29-34.

65. Колин К.К. Информационная технология как научная дисциплина // Информационные технологии. 2001. № 2. - С. 2-10.

66. Кофман А., Дебазей Т. Сетевые методы планирования и их применение. М: Прогресс, 1968. — 183 с.

67. Красильников А., Ямаев И., Вдовин Г. AdemVault — электронный архив CAD/CAM Adem // САПР и графика. 2001. № 10. - С.38-42.

68. Красильникова Г., Самсонов В., Тарелкин С. Автоматизация инженерно-графических работ. СПб.: Питер, 2000. - 256 с.

69. Кречко Ю. Почему ВНИПИнефть снова выбирает AutoCAD// САПР и графика. 2000. № 4. - С.22-24.

70. Кристофидес Н. Теория графов. Алгоритмический подход. М.: Мир, 1978. - 432 с.

71. Крюков В., Макаров-Землянский А., Тришкин А. Качество технологической документации — основа качества и конкурентоспособности изделия // САПР и графика. 2000. № 7. - С.27-31.

72. Кураксин С. «Топ Системы»: вопросы и ответы // САПР и графика. 2001. № 2. - С.60-64.

73. Курейчик В.М. Математическое обеспечение конструкторского и технологического проектирования с применением САПР: Учебник для вузов. М.: Радио и связь, 1990 - 352 с.

74. Курейчик В. М. Генетические алгоритмы. Обзор и состояние // Новости искусственного интеллекта. 1998 . № 3 . - С. 14-63.

75. Ларичев О.И., Мошкович Е.М. Качественные методы принятия решений. — М.: Наука, 1996. 27 с.

76. Лебедев Б. К. Адаптивный алгоритм разбиения// Информационные технологии. 2002. - № 4. - С. 24-29.

77. Левин В.И. Интервальный подход к оптимизации в условиях неопределенности // Информационные технологии. 1999. - № 1. - С. 7-12.

78. Машунин Ю.К. Информационные технологии моделирования технических систем на базе методов векторной оптимизации // Информационные технологии. 2001. - № 9. — С. 16-18.

79. Малков Ю.А., Остроухова Л.А., Бабкин В.А. Применение метода математического моделирования для разработки технологии извлечения экстрактивных веществ из древесины лиственницы // Химия растительного сырья. 2002. № 2. С. 133-138.

80. В. Малыгин, П. Перфильев, М. Худяков, Н. Лобанов Сквозное проектирование сборного режущего инструмента // САПР и графика. 2000. № 10. - С.64-72.

81. Мартыненко Я.Ф., Чеботарев О.Н. Проектирование мукомольных и крупяных заводов с основами САПР. М.: Агропромиздат, 1992. - 240 с.

82. Мартынчук В. Автоматизированная система формирования и хранения электронного архива проектов и проектной документации для строительства СПДС-Менеджер // САПР и графика. 2000. № 2. - С.10-16.

83. Мельников Е.М. Основы крупяного производства. М.: Агропромиздат, 1988. - 191 с.

84. Мерко И.Т. Технология мукомольного и крупяного производства. -М.: Агропромиздат, 1985. 312 с.

85. Мерко И.Т. Проектирование зерноперерабатывающих предприятий с основами САПР. М.: Агропромиздат, 1989. - 367 с.

86. Миляев Н.Ю., Заболеева A.B. АРМ технического писателя: Состав репозитария // Информационные технологии. 2000. № 5. - С. 42-46.

87. Моисеев H.H. Математические задачи системного анализа. — М.: Наука, 1981.-463 с.

88. Неретина В.М. Курсовое и дипломное проектирование по мукомольно-крупяному производству. М.: Колос, 1984. - 224 с.

89. Ногин В.Д., Протодьяконов И.О., Евлампиев И.И. Основы теории оптимизации: Учеб. пособие для студентов втузов / Под ред. И.О. Протодьяконова. М.: Высш. шк. 1986. - 384 с.

90. О.Ойстин. Графы и их применение. Новосибирск: ИО НФМИ, 2000.-168 с.

91. Орловский С.А. Проблемы принятия решений при нечеткой исходной информации. М.: Наука, 1981.- 208 с.

92. Остапчук Н.В. Математическое моделирование технологических процессов хранения и переработки зерна. М.: Колос, 1977 —240 с.

93. Остапчук Н.В. Основы математического моделирования процессов пищевых производств: Учеб. пособие. Киев: Выща шк., - 1991. — 367 с.

94. Островский Г.М. Алгоритмы оптимизации химико-технологических процессов. М.: Химия, 1978. - 340 с.

95. Островский Г.М., Волин Ю.М. Моделирование сложных химико-технологических схем. М.: Химия, 1975. - 312 с.

96. Панкратов Т.Н. Расчет материальных потоков в мукомольном производстве: Учеб. пособие. -М.: МГУПП, 1999. 52 с.

97. Петров Ф. Использование сквозной технологии InRoads компании Bentley Systems // САПР и графика. 2001. № 10. - С. 14-16.

98. Полещук H.H. Самоучитель AutoCAD 2000. СПб.: БХВ -Петербург, 2000. - 560 с.

99. Полещук H.H. AutoCAD 2002. СПб.: БХВ - Петербург, 2003. -1200 с.

100. Правила организации и ведения технологического процесса на комбикормовых заводах. М.: BHTIO Зернопродукт, 1991. — 346 с.

101. Правила организации и ведения технологического процесса на крупяных заводах. М.: ВНПО Зернопродукт, 1991. - 146 с.

102. Правила организации и ведения технологического процесса на мукомольных заводах. М.: ВНПО Зернопродукт, 1991. - 142 с.

103. Проектирование хлебопекарных предприятий с основами САПР / Л.И. Пучкова, A.C. Гришин, И.И. Шаргородский, В.Я. Черных. М.: Колос, 1993.-224 с.

104. Россоловский А. Проблемы автоматизации проектно-реставрационной деятельности // САПР и графика. 2000. № 6. - С.86-90.

105. Рыбалко В. Система моментального проектирования наружных инженерных сетей // САПР и графика. 2000. № 5. - С.58-64.

106. Рыков A.C., Калашников А.Е. Диалоговый метод деформируемых конфигураций для многокритериальной оптимизации технологических процессов // Информационные технологии. 2003. № 5. - С. 23-26.

107. Саати Т. Принятие решений. Метод анализа анархий. — М.: Радио и связь, 1993.-200 с.

108. Сафронов В.В., Ведерников Ю.В., Шахова O.A. Векторная оптимизация сложных технологических систем при неопределенности исходных данных // Информационные технологии. 2001. № 2. - С. 27-33.

109. Сафронов В.В., Ведерников Ю.В. Оптимизация сложной технологической системы по совокупности критериев, заданных интервалами значений // Информационные технологии. -2000. № 8. С. 1622.

110. Сафронов В.В., Гаманюк Д.Н., Ведерников Ю.В. Метод принятия решений при большом числе критериев // Информационные технологии. — 2000. № 4. - С. 43-48.

111. Свами М., Тхуласираман К. Графы, сети и алгоритмы. М.: Мир, 1984.- 455 с.

112. Серавкин A. AutoCAD — стабильный лидер Autodesk предлагает новые решения для проектирования // САПР и графика. 2001. - № 9. - С. 4143.

113. Скурихин А. Генетические алгоритмы // Новости искусственного интеллекта.- 1995. №4.-С. 6-17.

114. Советов Б.Я., Яковлев С.А. Моделирование систем.- М.:Высш. шк., 2001.-343 с.

115. Техника проектирования систем автоматизации технологических процессов: Справочное пособие / Под ред. Л.И. Шипетина. — М.: Машиностроение, 1976. 132 с.

116. Тютин М.В., Гребенникова Н.И. Программный модуль "Система графического моделирования технологических схем". ФАП ВНТИЦ № 50200400921 от 15.06.2004.

117. Харари Ф. Теория графов. М.: Мир, 1973.-300 с.

118. Шеннон Р. Имитационное моделирование систем — искусство и наука. М.: Мир, 1978. 418 с.

119. Щебетов А. Обзор новых возможностей системы Search 6.0 компании «Интермех» // САПР и графика. 2000. № 11. - С.16-20.

120. Davis L (Ed). Handbook of Genetic Algorithms. Van Nostrand Reinhoed, New Jork, USA, 1991. P.69-72.