автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.16, диссертация на тему:Структурный синтез и вопросы моделирования гибких агрегатированных система машин



На правах рукописи Экз.

Х0А11Г МИНЬ ЧИ

СТРУКТУРНЫЙ СИНТЕЗ И ВОПРОСЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ ГИБКИХ АГРЕГАТИРОВАШ1ЫХ СИСТЕМ МАМИН

Специальность 05.13.16 Применение вычислительное) техники, математических методов н математического моделирования в научных исследованиях

АВТОРЕФЕРАТ ДИССЕРТАЦИИ на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва 1997

Работа выполнена в Институте машиноведения им. -А. А.Благонравова РАН.

Научный руководитель: докт. техн. наук проф. чл. корреспондент академии космонавтики им.Н.Э.Циолковского (1. И. Чинаев.

Научный консультант: докт. техн. наук А. И. Царев.

Официальные оппоненты: докт. техн. наук, профессор

Гудушаури З.Г.

канд. техн. наук, доцент Чемоданов Е.С.

Ведущая организация: Научно-исследовательский и Эксперименталь ный Институт автомобильной электроники.

Защита состоит г.. в [!£ часов на заседании

специализированного совета К003.42.02 при Институте машиноведения им. A.A. Благонравова Российской академии наук по адресу: Москва, Малый Харитоньевский пер., д.4

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института машиноведения ни. А. А. Благонравова. РАН.

Автореферат разослан

Ученый секретарь специализированного совета Канд. техн. наук

11УРЦЕЛАДЗЕ Г. К.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА

Актуальность работы: В настоящее время в регионе Юго-восточ-\ Азии и. в частности в Социалистической Республике Вьетнам ма--юстроительное производство развивается достаточно высокими ■шами по всем основным направлениями народного хозяйства. В СРВ здаются , новые современные заводы и фабрики, оснащенные совре-иным оборудованием и мощными компьютеризированными систолами эавления. Все это позволяет обеспечить высокую эффективность эавления производством. Однако на устойчивое развитие произ цства существенное влияние оказывают различные плохо учитывае-з или случайные факторы. Для обеспечения устойчивости работы здприятий нужно во-первых, улучшать общую экономическую ситуа-о в стране, и во-вторых, внедрить новые методы управления про-зодством. Второй путь очень перспективен, поскольку при малых гратах он может дать хорошие результаты. Реализация второго правления осуществляется путем внедрения адаптивных принципов в боту предприятий, основанных на новых подходах к планированию эизводства. а также путем оптимизации состава оборудования и руктуры производства.

Последнее особенно важно учесть уже на предварительных этак проектирования производственных систем, так как позволяет из-кать ряда ошибок, которые будут иметь большой эффект в будущем акционировании производства и которые трудно исправить, так как компенсация связана с существенны?® материальными затратами.

Все это тем более важно в связи с тем, что во многих развившихся странах Юго-восточной Азии все большее распространение лучили идей гибкой автоматизации.

В настоящее время в мировой практике применяются гибкие про-водственные системы (ГПС), которые позволяют в среднем сокра-гь временной цикл изготовления изделий на 77%, обьем незавер-нного производства на 63%, потребность в производственных пло-дях на 35%, производственные затраты на 19%.

Однако коэффициент использования основного оборудования в ловиях ГПС все еще низок, что связано с неэффективным использо-нием технологических возможностей оборудования. Это можно объ-нить следующими характерными особенностями:

- ГПС работает в частично организованной сфере, с изменяющим, как правило неизвестным заранее, режимом функционирования;

- реальные ТПС обладают весьма сложной структурой 'и большим

-А -

количеством отдельных элементов и подсистем;

- технологические процессы, реализуемые в ГПС 'в 'основном многовариантные, поэтому их структура и параметры нестациойарнь

- компоненты ГПС обладают широкой технологической избытс ностью и возможностью их адаптации в условиях 'действий' случа{ изменяющих внешних и внутренних факторов.

Эти характерные особенности ГПС позволяют отнести их к'ши су технических систем, характеризуемых большим числом перемеш состояний; многорежимостью, изменчивостью структуры, способное' реализовать различные цели в процессе их функционирования. ■ В 'а зи с этим возникает целый ряд актуальных проблем повышения их : фективности, которые могут быть достигнуты созданием моделей алгоритмов управления, обеспечивающих требуемое качество функц нирования.

Таким образом тема настоящей работы, направленная на''соз ние методов и алгоритмов оптимизации параметров, описываю структуру н режимы функционирования комплексов техиологическ оборудования ( в том числе с учетом применения в их составе" г ких производственных систем) представляется актуальной и важно практической точки зрения.

' Последнее имеет особенное значение в условиях экономики р вивающих стран, таких как республика Вьетнам, так как может ; большой эффект повышения производительности производства на ос ве существующей станочной базы и без значительных дополнител! капиталовложений.

Цель работы: Общей целью работы является разработка мат< тических моделей структурного синтеза применительно к автомат] рованным производственным системам, в том числе и произведет! ным системам в СРВ, которые являются практическим объектом ис< дования.

На защиту выносятся:

1. Результаты анализа применения средств аналитической имитационного моделирования при проектировании производстве систем.

2. Методика структуры системы оборудования и технологиче процессов.

3. Методика й алгоритмы декомпозиционного моделирования ментов технологических процессов с применением'многополюснике

4.. Алгоритмы идентификации элементных процессов1'с злемеь

ными динамическими звеньями.

Методы исследований: Выполненные теоретические исследования и практические расчеты базируются на использований теорий: вероятностей и математической статистики, исследовании операций, математического программирования, оптимального управления, принятия оптимальных решений, а также современных' мйтодах программирования и компьютерного моделирования. ,

Общей методологической основой всех исследований является системный подход.

Достоверность полученных теоретических и прикладных резуль татов подтверждается строгим математическим выводом при построе ний и исследований моделей и алгоритмов, включающим доказательств во ряда теорем, результатами компьютерного моделирования и проведенными полунатурными и натурными экспериментами; согласован ностью полученных результатов с имеющимися в российской и зару бежной литературе; данными, полученными при внедрении и практи ческом использовании результатов.

Научная новнзна настоящей работы состоит в разработке мето дов декомпозиционного моделирования процессов структурного синтеза агрегатированной системы машин в условиях гибких производств.

Практическая ценность и реализация резул^атов.работы

Результаты диссертационной работы использовались:

1. В научно-исследовательских работах Института машиноведения им. Благонравова РАН.

2. В учебном процессе на кафедре "Автоматизации производственных процессов" в государственном технологическом университете г. Хошимин (СРВ).

3. В научно-производственных разработках промышленной компании VINAPPR0 г. Бьенхоа (СРВ).

4. В конструкторском проекте создания машиностроительного объединения MASERCO SAIGON PORT.

Общий экономический эффект составляет 25000 долларов США.

Апробация работы: Результаты диссертационной работы доклады вались и обсуждались в Институте машиноведения им. Благонравова РАН и в государственном технологическом университете г. Хошимин (СРВ).

Публикация: по теме диссертации опубликованы две работы.

Структура диссертации: Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, списка литературы и приложения.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность проблемы, формулируются цели исследования, основные научные положения и результаты, а также практическая ценность и степень апробации работы.

В первой главе дается обзор современных средств математического моделирования производственных систем и процессов. Изложение концентрируется вокруг аналитических и имитационных моделей, пру этом выявлены особенности каждого типа моделей, их преимущества т/ недостатки. Описаны научно-технические проблемы, связанные с проектированием и реконструкцией предприятий. Обоснована целесообразность применения разработанных в главе 2 и 3 математически) моделей, показана их эффективность, особенно на ранних стадия: проектирования производственных структур и процессов.

Для расчета производительности и анализа других характеристик ГПС предлагается использовать моделирование системы с применением методов теории массового обслуживания. Структура сети массового обслуживания (СеМО) определяется заданием входного поток! требований ( в рассматриваемом случае потока деталей), числом уз лов в сети ( числом групп идентичных станков), числом мест ожида ния (накопителей) Требования, поступая в СеМО, последовательн проходят, в соответствии с маршрутной матрицей, обслуживаются узлах сети и покидают ее.

Узел сети (рис.1) представляет собой С1 - канальную систем массового обслуживания, где С! - число обслуживающих механизме (число станков в 1-ой группе), каждый из которых имеет интенсив ность обслуживания требований интенсивность потока дета

лей от узла к узлу (среднее число деталей, проходящих в этом нал равлении в единицу времени), \1 - суммарный поток, входящий ( и соответственно, выходящий) в 1-ный узел сети (группы станков 1) После выхода из узла сети поток расщепляется в соответствии с значениями Ри, где Р13 - вероятность перемещения детали к стань 3 после обработки на станке 1 (характеризуемая отношением чии перемещений детали от станка 1 к станку J к общему числу перем« щений от станка I) , так что поток, идущий от 1-го узла к -1 узлу, равен

Если при поступлении детали в 1-ый узел имеется хотя бы од| свободный станок, то она поступает на обработку, если нет - ст; новиться в очередь.

В рассматриваемом случае предполагается, что очередь можеч вместить все находящиеся в системе требования (детали). Таким об разом СеМО (ГПС) определяется тремя элементами (П.д, N), где

Il=[pu] (i. J=0.1,.. ,m) - маршрутная матрица; ____дт) где

д1 =/i1 (nt ) - функция числа элементов в узле: если число элементов п, меньше числа обслуживающих механизмов С^, то д1 (П!)^^ если n^Cj. то ц1 (п1)=:С1ц1 (остальные гц-С, деталей находятся в очереди); Л= Л(п) - интенсивность входного потока деталей, в общем случае является функцией суммарного числа п деталей, находящихся в ГПС. Л, например, может определяться интенсивностью работы транспортного средства, доставляющего детали с внешнего склада в систему.

Сеть типа (П,д,Л) с суммарной матрицей П (рис.2а) можно наг лядно представить в виде графа (рис.26).

СеМО, у которых требования поступают из внешнего источника, проходят обслуживание и покидают ее, являются открытыми. В таких сетях число требований в фиксированный момент времени является переменной величиной и зависит от того, сколько пришло требований и сколько ушло. Если же число требований в сети остается неизмен ным на протяжении всего периода функционирования, то такие сети являются замкнутыми.

Замкнутые СеМО - наиболее приближенная модель реальных ГПС.

Приведена методика расчета основных характеристик замкнутых сетей с допустимым числом требований N. обозначенных (П,д)н.

Процесс функционирования ГПС, представленной замкнутой СеМО, можно считать марковским случайным процессом.

Замкнутая СеМО (П.д)н может быть представлена в виде M независимо функционирующих узлов или, что эквивалентно, многоканаль ных систем массового обслуживания M/M/Cj. что означает Ct - ка нальную систему, у которой входной поток и интенсивность обслужи вания имеют показательные распределения.

Считая процесс изменения числа требований в 1-ом узле сети v(t) марковским, составим для него уравнение Колмогорова-Чепмена.

Суммарный поток Xt через 1 -ый узел сети определим из снсте

мы линейных уравнений (рис.2) и

iMjPU

т.е. поток через 1 -ый узел является суммой потоков, идущих со входа системы .и'Остальных узлов сети. В векторной форме: X = ПТХ . X « (Xo.Xt/...Х.) или (П-1)т х - о.

1"

^т1Рщ1

И н >

4 . 1

н и л

очередь

Хц-РцХ,

^Ип^Р^Х»

С,- механизмов . обслуживания

Узел 1 СеМО.

Р21

Рис. 1

О Р01 0 Роз О О р„ о

Рго Рг1 Ргг Ргз О р31 рзг О

Внешний источник О а) б)

Рис.2 Иарирутнав катрица (а) н граф (б)

■ открытой сети массового обслуживания типа (П.Д,Л)

где I - единичная матрица.

Зная Х0. интенсивность входного потока, определим Зц-б^о. где б! - коэффициент передачи сети. Если рассматривать процесс перемещения детали в ГПС как блуждание по узлам марковской цепи, задаваемой матрицей переходных вероятностей П. то 0! равно среднему (ожидаемому)'числу'операций обработки, которые деталь пройдет в 1 -ом узле с момента входа в систему до ее выхода (т.е. за один цикл обработки).

Вычислив , найдем стационарное распределение количества деталей у каждой группы станков

Р -п 1 • =«2. п =п3. • •. уа-п„) Производительность замкнутой системы, состоящей из М групп станков; определяется по формуле:

! п [ Г1

1пI=N-1 1=11 и1(п.) )

Р. ■•■■ ----- ммгч) / я е(н.н-1)

01 ° В(Ш,Ю

I

1п|-н 1=11 д1(п!) ;

де яШЛО - нормирующая константа.

Распределение длины очереди у 1 -го узла замкнутой Г'ПС

)

б,

{V

х п ( Г»

М-Н-п^-Н дЧМ ) ( 9г ^ дЧИ-^Я-п,:

т п ( 01 I"1 = ц1(П1> ®<М,И) |П|-Н 1=11 дЧМ )

де £ЧМ-1,Н-п1) - нормирующая константа системы (П,д)н, в коти ой удален 1 -ый узел.

Коэффициент использования 1 -го (1=1.ш) узла и! определим ак отношение среднего числа занятых каналов этого узла к их об ему числу (Сх).

В^ЧМЛЫ) 1 .

"1= в(М. ») Д! ;

Средняя длина очереди у 1-ой группы станков С1-го узла> он е,деляется по формуле:

0! \п, 8ЧМ-1.Н-П!)

"г " ■" "

. п( -Л-пГ--опЧ дЧп.) I

в(М. Н)

Среднее время, проведенное деталью в системе, определяется о формуле Литтла:

ы = --— я(М.Н)

вСИ.И-!}

де П -среднее число деталей в системе, вычисляемое по формуле га _ Л - 1 V! 1-1

Основой для имитационного моделирования участка ГПС служат ледущие исходные данные:

- концептуальная модель функционирования ГПС. совокупность числовых характеристик, отражающих временные, иаграммн функционирования ГПС.

Программное.обеспечение, реализующее имитационные полепи

УНКИ!СН;!рОВаНИЯ;:-:.Й!С 'ПОСТраеНО ПО МОДУЛЬНОМУ ПРИНЦИПУ В ВИДЯ С'1 окупностк бтдешьн^п&дп|1'0.фамм, что позволяет оперативно М'.;;.>

фицировать его отдельные фрагменты и обобщать комплекс моделей н новые технологические условия.

Во второй главе рассматриваются вопросы моделирования эле ментных процессов структурного синтеза агрегатнрованных систе машин. Декомпозиция как первичный этап моделирования системы ма шин обеспечивает формализацию описания системы и ее структурног синтеза.

Выполнение 1-ого элементного процесса во времени и его уи равление из числа рассматриваемых множеств ШАФ(Ш определяете передаточной функцией элементного процесса и передаточными фут цияйи прямых и обратных связей межэлементного воздействия. В ос щем случае, функциональная структура выполнения и уравнения эле ментным процессом может быть преставлена блок-слемой рис.3

Рис.3

где \,11 - передаточная функция 1 -го элементного процесса;

ипн1-1) " передаточная Функция прямой связи или воздейств на элементный процесс 1:

мо М1-1) ~ передаточная функция обрапшй связи или поздейс вия на элементный процесс 1;

X! - входные параметры (входное воздействие) ¡-го процесса;

- выходные параметра 1-го процесса. Для управляемого 1-го элементного процесса (1 СШАФ(Ш) г редаточная функция может быть принята как отношение нзобра?; ний по Лапласу выходного и входного Х3 параметров. Для кану передаточной функции представленной как отношение изображен по Лапласу выходного У^й) и входного X, (з) параметров (I У1'(8)/Х1(з)), получаем

|оУ,(Ь)е-а1с5Ь; Хг (э) - иг51сП;

Наличие обратной связи (передаточные функции И01

между каждыми двумя процессами 1-1, 1 для многополюсников 2 рода определит возможность последовательного следования процес

- и -

1-1, 1 во времени. Реализацию параллельного (или совмещенного) зыполнения 1-1, 1 операций определят прямые межэлементные связи Мщг где И0)2, VI02!, Мпг,, Ип1г принимают для пропорцио-¡альных звеньев процессов 1-1, 1 два значения к или о. При дискретной подаче сигналов, при выполнении элементных процессов значения передаточных функций могут быть определены как I или 0, или заменены конечными разностями. ,

В том случае, когда выполняются элементные технологические роцессы (нхауФг)1, (и*ауфг)3, (ихауф2)кс (ИАФ) за время и

соответственно, последовательно (первым выполняется (ихауф2),, зторнм (ихауфг)л и т.д.), то реализуем функциональную структуру в зиле многополюсника (в частности 3-х полюсника), рис.4

Рис.4

Рис.5

Многополюснику рис.5 соответствует функционал в виде струк турно - логической формулы.

1;иаф,*(иха>'Ф2)1. (н*ауф2)д. (ихауф2)к (1)

которая описывается уравнением.

^Хщкдуфх)! ИхАуфг) 1

^ йк Ауфг ) 1У<н»АуФг) 1=У(И*Ауфг) з

^к 1+^оизУ(ИхАуФг ) ]Ау Фг) к"У( ИхАуфг ж

(2)

Д^я элемента обработки их1, выполняемого за единицу времен и*1" |0ШцХ < С)с!&; где ывх - элементный объем, снимается в процесс выполнения элемента обработки их1 с образованием элементной пс верхности заданной кривизны на обрабатываемой детали. Изменен! элемента изделия их1 во времени подразумевает изменение не толы элементного объема ш11с. обрабатываемой поверхности, но и качест! обрабатываемой поверхности, а такие изменение других параметров свойств изделия, т.е. имеет функцию.

г1

УИШ- /оИхг<Ь)<И: (3).

Здесь входные и выходные параметры элементного процесса о< работки становятся параметрами элементарного динамического звен; Для элементарного интегрирующего звена передаточная функция буд определена как У^-к/з.

Множество элементов (их1) обрабатываемого изделия формиру законы движения изделию в процессе обработки и обрабатывайте инструмента. Мощность множества элементов изделия п(их1) опрел лена требуемым качеством изделия, полученным набором агрегат {ау,} в составе агрегатированной систепы.

¡Гиаф=ау1и!11ау1+ауг*!хгау2+ау311х3ау3- (5)

Рассматривается ряд вариантов функциональных структур а выполнении процессов воздействия элементов системы оборудова! (ау1) (при механической обработке) на элементы обрабатываемо изделия {их1), один из которых представлен на рис. 5.

При рассмотрении связей с передачей энергии в механичес! узлах - агрегатах, воздействующих на процесс обработки, лре;; всего встречаются в многомерных системах пропорциональные звеш где для 1-го звена собственная передаточная функция

И1=У1(з)/Х1(з) » к, где К, определяет преобразование сигналов при выполнении 1

элементного процесса. А в периоде воздействия между элементными процессами осуществляется преобразование сигналов при наличии прямых Шп;)1] и обратных Шо;|1] связей.

Для представления сигналов и их преобразования с изменяющимся характером их проявления во времени вводятся дифференцирующие и интегрирующие звенья. Для данных звеньев множество значений выходных параметров будет определять динамику изменения элементного процесса распределенного во времени, и. прежде всего, множество дискрет значений и их приращений

а((ихауфг), (Ш сНи^Щ) <Цау1Ц)) а(Фж1(Щ

<31 (31 ' (П <П

на множестве функций (ИАФ(Ш. Взятые на множестве изменения их индивидуальных значений во времени, они влияют на изменение технологического процесса и функционирование системы машин.

Многополюсник I рода для агрегатов А={ау1}=(ау1.ауг.ауз), характеризующийся рассмотрением функционирования агрегатов во времени, описывается блоком рис.6.. где Ип21> \Чп3г передаточные

Рис.6

функции задержи или открытия разрешения (ожидания) функционирования. Данный многополюсник реализует параллельное функционирование агрегатов {ау1,ауй,ау3}. т.е.

" а„ + ауг + ау3 ; (6)

что описывается уравнением

« Уау1 + Уауг

^зз^пзг^ауг + ^33Хау3 * Уаузх

В третьей главе рассматриваются методологические вопроси структурного синтез гибких производственных систем, построенных по агрегатному принципу. Учитывается, что гибкие производственные системы развиваются в направлении создания гибких агрегатирован-ных систем переменной структуры. При условии декомпозиционного моделирования структурный синтез объединяет формирование структуры технологического процесса, структуры и компоновки агрегатиро-ванной сйстемы машин, осуществляется поиск оптимальных технических решений. Рассматриваются вопросы функционирования агрегатиро-ванной системы машин во времени при выполнении технологических процессов, влияния видоизменения структуры на эксплуатационную надежность и производительность.

В процессе синтеза автоматизированных систем, определяемых структурными параметрами верхнего уровня иерархии, остается не востребованной многовариантность применения компонентов внутри каждой структурной единицы - позиции оборудования, загрузочных, транспортно-складских систем между позициями. На примере однопо-точных автоматических линий для обработки детали типа вал рассматривается изменение производительности йал в зависимости от изменения структуры линий по двум параметрам: 41 - число суппорто! на рабочей позиции - полуавтомате; ч2_ число позиции, рис.7. Диапазон изменения параметров: (1ал1 - диапазон изменения производительности при &}1/Чг= 2; йал2, при Еч^чг» 1.5; йая3 при ^/Чг' 1.0; Как видно из рисунка, варьирование не только по дг в линии, но и по Ч1 на одной позиции линии позволяет изменять в болыш диапазоне производительность.

Учитывая иерархический характер структурного построения аг регатированной системы машин, в качестве узлов - агрегатов и множества А= (ау1) могут быть выделены: одноуровневые агрегат для различных уровней агрегатирования, из набора которых формиру ются многоуровневые агрегаты различных уровней иерархии [21. качестве составляющей единицы оборудования как функционируют элемента агрегатированной системы принимается такая подсистем оборудования, которая в процессе синтеза не подвергается членени и рассматривается как единичный агрегат ау1.

150

100

50

Рал-Ид!, (Ц)

Рис. 7

Рис. 0

Элементные технологические процессы ((ия.ау.ф2) элементы обрабатываемого изделия (их1}. элементы оборудования ййстемы маши {ау1} элементы технологических функций {ф21} при соблюдении условий (их,ау,фг)1= Г<их1,ау1.фг1); ayl=F(Hxi); ®zl=F(Kxl.ayi)' и на их основе межэлементные многофункциональные связи определяют содержание декомпозиционной модели ИАФ рис.8. Полученные в работе множества- бинарных отношений на множестве элементов И,А.Ф формирует пространственную модель ИАФ, рассматриваемую на этапе синтеза как начальное состояние декомпозиционной модели, построение'и формирования многоуровневой системы машин и технологического процесса, ■как граф-схему поиска оптимальной структуры и компоновки:

Рассмотрены структуры одноуровневых четырехкомлонентных агрегатов, рис.9а - вариант I и рис.96 - вариант 2. В первом случае имеем многоинструментальную шпиндельную коробку с приводом аг31, закрепленном на базовом устройстве - корпусе аг41 многоинструмен-тальн'ой головке, во втором многоинструментальная головка и'привoj к ней установлены и закреплены на перемещаемом исполнительном й'ё: ханизме a31j .

Для обоих вариантов структурные формулы агрегатов по состав: их компонентов будут совпадать a311Uazl,Ua231U{a221}U{a211}. w графы -структурного сочленения и связей, функционального воздейс твия компонентов будут'.отличаться, рис. 10а - для агрегата рис. 9а рйслОб - для агрегата рис. 9а.-

На каждый из структурных компонентов агрегатов влияют. • Ёйёш ние воздействия производственной среды во время эксплуатации -сйс темы машин, что может быть также учтено в структурной формуле;йл при построении графа структуры сочленения.

Для агрегата, рис.9а граф структуры сочленения с учетом вли яйия производственной среды, где 5J77, ЩП- 5гз7- (а^

определяю^'массив значения параметров влияния внешней произволе ^венной среды,' рис: lia. для агрегата, рис.96 граф структуры со1 лён'ения в этом случая рис.116.

\ ЛГНп=э / i

да

л

-V

Рис.9

б а.3н

РИС. 10

Показано, что динамические звенья, определяющие функциониро-1ия компонентов {а241), (агз1}. {аг21}, (агл), агрегата ау1 мо' представлять известные в системе автоматического управления'' и 'улирования апериодические звенья, пропорциональные. колеСа-1ьны8 интегрирующие и дифференцирующие звенья.

I

Рис.11

Конкретизируется функциональное воздействие агрегатов во эмени.

Рассматривается последовательность функционирования многоу-зневого агрегата, состоящего из нескольких единичных - одноу-зневых агрегатов ау),ау2,ау3____ау1сд.

Цикловые затраты как приведенное время функционирования агнатов (ау1}, учитывающие внутриуровневые межэлементные связи, усмотрены как мощность объединения множеств векторов времени еловых затрат агрегатов для каждого У - уровня Ne qy

t„y=n( U {tuyJ}) = 4uhqy I t„yl, í-i í-i

где tay - время цикла функционирования множества ai регатов ^ (аУ) У- уровня; t„yl- вектор времени как конечное мнойсёств собйтий.и: менений времени функционирования агрегата ау1, . t„yl -время цик. функционирования агрегата ау1; 4uhqy- параметр внутриуровнев) меЖэлемёнтных связей для агрегатов последовательного агрегатир> ванйя - коэффициент,-■ учитывающий совмещение времени функционер вайия агрегатов {ау1} последовательного агрегатирования одного^ уровня последовательного агрегатирования. qy- число агрегатов.

На интервале времени функционирования системы машин Т цикл вая производительность определяется как: в _ Щщ...пе .

Оц » . ....

1М -

где пв- число одинаковых обрабатываемых деталей или их-груп Приводящихся на агрегаты различных уровней -агрегатйроёани Ц-время цикла функционирования системы, за рассматриваемый пер од интервал времени функционирования Т система машин будет име внецйкловые затраты-простои по причине потери работоспособное ее агрегатов.

Фактическая производительность системы машин как многоуров; вой технологической системы машин, учитывающая внецйкловые зат{ ты определяется следующим образом: ■ ■

.Tn1n2...ne' ' • :

Ц+йп/пцф ;. ,.;. .

где Qc'„ - фактическая производительность системы машин, пцф- ф; тическое число циклов функционирования системы машин в течё] интервала времени Т с учетом скомпенсированного времени внецик, вйх потерь.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе на основе систематизации и обоб нйя'имеющихся теоретических и прикладных результатов сформули вайа и решена актуальная научная и прикладная проблема структ йбго синтеза гибких агрегатированных систем машин.

проведённые исследования позволяют сделать следующие, обй • ные выводы: . _ ••• ■ •: . ■ ; •

1.- Гибкие агр'егатированныё системы переменной структуры; "'ре матриваемйе в' развитии современных производственник систем; в'.

у модульности конструкции автоматически перекомпоновываются'из злов агрегатов различного иерархического уровня и переналажива-тся для решения конкретных задач гибкого производства. Структур-ый синтез гибких агрегатированных систем машин осуществляется в роцессе декомпозиционного моделирования и единого формирования труктуры технологического процесса и компоновки системы машин:\'

2. Декомпозиционная модель структурного синтеза определяется как ространственная граф-схема алгоритма формирования структуры аг-егатированной системы машин и технологического процесса на мио-:естве элементов обрабатываемого изделия, оборудования и межэле-ентных связей.

3. Циклограмма, представленная в аналитическом виде отражает ео-.ержание функционирования агрегатированной системы машин и посЛе-.овательности обработки элементов изделия. '

4. Расчет производительности в процессе структурного синтеза читывает иерархический, многоуровневый характер структуры агрегированной системы машин и технологического процесса.

5. Элементные процессы структурного синтеза агрегатированной :истемы машин и технологического процесса идентифицируются с ти-ювшли динамическими звеньями управления, что определяет единый [роцесс формирования структуры системы мащин совместно со струк1-•урой технологического процесса.

6. Элементные процессы обработки изделия и функционирования уз-: юв рассматриваются как объекты управления на декомпозиционной юдели синтеза технических решений, многошаговый процесс генери-ювания технических решений сопровождается фиксацией преобразова-шя модели управления с помощью многополюсников и преобразования ;труктурно - логических формул последовательностей обработки эле-;ентов изделия и функционирования элементов системы машин во вре-!ени.

7. Предложенные методики реализованы в виде алгоритмов и прог-)амм в Институте машиноведения им. A.A. Благонравова РАН, на ка-)едре "Автоматизация производственных процессов" государственного технологического университета г. Хошимин (СРВ), в машиностроительном объединении VINAPPR0 г. Бьеньхоа (СРВ) и Центре исследований технологий и промышленного оборудования г.Хошимин (СРВ)

Общий экономический эффект составляет 25 тысяч долларов США.

ПУБЛИКАЦИИ АВТОРА ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Чинаев П.И., Чи Х.М., Структурный синтез и вопросы Moi дарования гибких агрегатированных систем машин -М: Совмеот! Российско-Вьетнамская лаборатория ИМАШ. 45с.

2. he Hoat Quoc. Hoang Mtnh, Tri Du an thlet ke xuong i chua со khl Dai hoc cong nghe quoc gla Тр. Ho Chi Mlnh, 1996.

fV^