автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.01, диссертация на тему:Теоретические основы и прикладные методы моделирования и оперативного управления качеством продукции для класса вероятностно-стохастических непрерывно-дискретных технологических процессов

Р Г Б ОН

;дьа ^

Л К..А ДЕМИЯ НАУН РЕСПУБЛИКИ УЗБЕКИСТАН

НЛУЧН0Ч1Р0ИЗШДСТВЕШЮЕ СВЬНЙИНЕШШ: "КИБЕРНЕТИКА"

На правах рукописи

УРАЭОВ НуранбаЙ

ТЕОРЕГШСКИЕ ОСНОВЫ И ПРИКЛАДНЫЕ МБПЩЫ МОДЕЛИРОВАН®'. И ОПЕРАТИВНОГО УПРАВЛЕНИЯ КАЧЕСТВОМ ПРОДУКЦИИ ДЛЯ КЛАССА БЕРОПГНОСТЙО-СТОХАОТИЧЕСКИХ ШПРЕРЫНЮ-ДИСКРЕГНЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ

Специальность 05.13.01 - Управление В технических системах

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Ташкент - 1994

Работа выполнена в ордена Трудового Красного Знамени 1 Институте кибернетики научно-производственного объединения "Кибернетика" АН Республики Узбекистан и в Ферганском филиале Ташкентского государственного технического университета им. Абу Райхана Варуни Минвуза Республики Узбекистан.

Официальные оппоненты

Доктор технических Наук, профессор ГУЛЯМОВ Щ.М.

Доктор технических наук, профессор АХМЕТОВ К.А.

Доктор технических наук, профессор МАН1ЩЮВ Н.Н.

Ведущая организация - Институт кибернетики им. Б.М.Глуш-кова АН Украины (г.Киев).

Защита состоится " \0" £ ^ 199 Ч года в ÍH

час. на заседании специализированного совета Д 015.12.21 в научно-производственном объединении "Кибернетики" АН Республики Узбекистан, по адресу: Ташкент, 700143, ул. Ф.Хогшйсва, 34. •

С диссертацией можно ознакомиться в библиотека Института кибернетики НПО "Кибернетика" АН Республики Узбекистан,

Автореферат разослан "2*5" 199 4 г.

Ученый секретарь специализированного совета, доктор технических наук,

профессор (V'" З.З.ШАМСИЕВ

'» /

СЕДАЯ ХАРДОТЕРИСТИКА РДЕСТЫ

Акту ад ь и ост ь яаалел ования.. Современно« состояние экономики страны, существующие тенденции децентрализации почти но всех соттыю-зиономическкх структурах нашего общества требуют разработки прогрессизных механизмов управления, основаншх на использовании достижения научно-гохндавекого прогресса.Повсеместный жч перерод экономики на рыночные отношения, ориетачиа ее (М текущую конъюнктуру спроса продукции требует обеспечения соответствующего характера гашнпромчия, проведения иногоняри-внтнчх расчетов а определением текущих затрат и оценкой огкяе,-

прибылой.

I' сел&п переводом иронда.имных предприятий но новые око-мочдевакю, д-^я'чупаотвенио интенсивны« методы функционирования, оинопэнчих на прнтни'.г.х полного хоаяйстпенного расчета и оч^офкнйнсировеиич особо вокными сганопгггся вопросы сонершьи-с.'яовглмя миг-оцте планирования и управления негюпреистиенно еач»чг. 1гро;ппо1\с» замУ'.

13 свята реал извини комплекса перечисленных подач одной из еижчпРших. ерчии них является повышение качественгмх показателей инпуштемой продукийи.т.е. соал'Н»»» хонкурентнсспособноК на мировом рыт«» продукции.

С несСхмимостмо 'решения дпньой ппппчи л л я рэзлич^х от» рпелзй шротгоге хозяйства отметим ее исключительную верность цлр нриидгодсгв цементной ); текстильной премлиеннооти.

Нообзопимость комплексного и системного рассмотрения функций унравлвмик кгччестпоч ткани нп всех ов этапах жизненного никла, сложность как саМоЯ продукции, так и этапов ее проектирования, производства и йквплуатрикк, необходимость взаимодействия многочиоленнцх предприятий и принвссе формирования и преобразования свойств продукции. наличие многочисленна факторов, но ноядпгадюсея юьщетт ши региотрптп! их значения, влияния субъективных фяптороп. о(?усяор.чбнинч воадмодойстмем человека с техникой и человекл с человеком очр<ш>ляют сложность пронесся упрввленич квчеетвом нродукшт.

Анялш» деятельности цементной промышенмости показывает неуклонный рост с(ялмор ячпуейа н иовшение качественных показателей. Однако, несмотря нп достигнутый успехи, иногда происходит удорожание средней себестоимости продукции.

Среди множества причин, приводящих к удорожанию себестои-

мости, необходимо выделить одну, связанную с управлением качества цемента.

Многочисленные исследования причин, влияющих на качество цемента, особо ввделяют один фактор - фазовый состой.Однако, определение, именно фазового состава является наиболее узким местом в списке проблем, гребущих решения для создания дееспособного инструмента определения активности. При этом вся трудность заключается в том, чтобы получаемое решение было оперативным. Наличие надежного ькспресо-мотода обеспечило бы процесс гарантирования марки надежной информацией, с одной стороны, и обеспечило бы технологический персонал завода оперативными рекомендациями по стабилизации производства в наиболее) экономичном интервале, с точки зрения минимальных затрат на необходимое качество, - с другой,

Целенаправленное управление таким зяошдм процессом требует принятия обоснованных и своаврешиных решений' с использованием економико-матоматичооких методов и олектронно-вычисли-тельной техники, совершенствования методов математических моделей оценки и анализа свойств и качества продукции.

Таким образом, диссертационная работа, посвнщенна« разрешению класса задач оперативного управления Качествепшми показателями выпускаемой продукции,является весьма актуальной.

Работа выполнена в соответствии?

- с планами АН Реоцублкки Упбекисган по естественным наукам на 1966-90 гг. по теме "Создать основу теории и методы построения ИАСУ, ориентированных на применении мини-ЭШ, микропроцессорных средств и AFJ, н обеспечить их внедрение в различных предприятиях республики" (№ г ос. регистрации QI&50534L9);

- с программой работ (1981-Ш гг.) по решению научно-технической проблемы 0.80,06 "Системный анализ и разработка математических моделей, алгоритмов и программ управления в эодачпч АСУ11 и АСУ Til" (№ гос.регистрации 01(327031706)}

- с планами ФерШ (1986-90 гг.>"Разработка математических моделей технологических процессов производства"^ гос.регистрации ОМЮ060572).

Цель работы. Целью диссертации являемся исследование и разработка теоретических и практических методов моделирования, оптимизации и оперативного управления качестаенвдми показателями производственных процессов и выпускаемой продукции.

Б соответствии с поставленной нелыо ь Диссертации решены следующие научнс-технмческие задачи:

- выполнен комплексный пналиэ методов моделирования, оп- . тимизаиии и построения систем упрапдения качеством иемента и тканей, выявлен круг аапач, решение которых позволит постижения поставленной шли?

- обоснованы теоретические положения разрешаемое?и задач, достижимости, наблвдпемости и управляемости}

- разработаны прими ида оптоэлекгронного измерения технологических и качественных показателей производственных процессов и выпускаемой продукции;

- разработан вероятностный метод опенки кривых по предполагаемым линиям;

- разработаны алгоритмы идентификации фаз по данным рентгене-структурного анализа;

- разработаны алгоритмы построения идентифицирующих, прог-ноэирущих моделей и оптимизации качественных показателей;

- разработаны математические модели качественных показателей технологических процессов;

- разработана методика, обеспечивавшая адаитаиио алгоритмов к изменениям условий производства;

- разработана методы оптимального проектирования продукции на ЭВМ По заданным параметрам;

- проведен анализ эффективного управления технологическим процессом производства Продукции;

- разработана методика определения оптимального соотношения ершиста производства и персонала;

- предложено и обосновано практическое применение коэффициента строения ткани}

- разработано и отлажено программное обеспечение, реализующее предложенные в работе модели, алгоритмы и процедуры;

- показаны пути разработки автоматизированной систеш управления качеством працукиииИ ее практического применения.

Меточика исследования. В работе использованы матодыли-нейного преобразования, теории моделирования, группового учета аргументов, теории вероятностей,оптимального управления, системного и прикладного программирования, оптоалектренного измерения и рснтгснострустурного анализа.

Научил я новизна работы и основные -положения, шнос.ише'на

защиту. Совокупность полученных в работе научных реэульта- 1 тов является теоретической основой и новым вкладом в моделировании и оперативное управление качеством выпускаемой продукции и заключается в разработке:

- методов оптоэлектронного измерения качественных и технологических параметров выпускаемой продукции;

- методов и машинных алгоритмов раскодирования ди^ракто-грамм и применении этих' методов в системе управления качеством продукции}

- методов прогнозирования марки цемента на основе новых типов источников информации и новых алгоритмов самоорганизации моделей управления; •

- алгоритмов и математических моделей качественных и технологических показателей продукции;

- алгоритмов оптимизации, основанных на линейном и нелинейном программировании с использованием параметрических алгоритмов МГУА; *

- алгоритма целочисленного программирования с использованием непараметрического метопа комплексирования аналогов;

- принципов создания машинных методов построения моделей управления и обнаружения внутренних связей в системах с большим количеством связей и большой длительностью периода их проявления, в разработке прикладных методов

, реализации этих принципов.

В работе впервые рассматривается в непосредственной увязке несколько проблем - об измерении параметров, моделировании, оптимизации и оперативного управления качественными показателями выпускаемой продукции.

Практическая ценность. Результатом проведенных исследований является созданте экспресс-метода определения и управления маркой цемента и качественными показателями ткани, который может найти широкое применение на цементных и тек^ стилышх предприятиях, Разработанные в диссертационной работе модели отдельных задач могут быть базовыми при создании внологичных моделей различной сложности и назначения.

О практической значимости и эффективности разработанных алгоритмов и моделей свидетельствует тот факт, что часть из них внедрена на Навоийском и Бекабадском цементных комби- ~

ттах и позволила получить экономический аффект соответственно в количестве 75 и 22 тыс.руб. в год, а на Наманганском ПНЮ и Марпианском п/о "Атлас" - более 100 тысяч на каждом (1981-Э2 годы). Методы моделирования, оптимизации и управления качеством продукции применяются в учебном процессе ряда ВУЗов Республики Узбекистан при подготовке специалистов, инженеров, специализирующихся по создания систем управления в цементной и текстильной промышленности.

Апробвиин работа. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на ряде научных семинврах и конференциях по моделированию и управлению сложными техническими системами, по разработке и внедрению АСУ производством и технологическими процессами; №10 "Кибернетика" АН РУэ (г.Ташкент, 1978-94 гг.), Воронежский политехнический институт (РФ, г.Воронеж, Í989-94rr.), Ташкентский институт текстильной и легкой промышленности (г.Ташкент-Наманган, 1983-88 гг.), Ферганский 'политехнический инсти- . туг (г. Фергане, 1988-94 гг.), Институт автоматики АН Республики Кыргызстан (г.Фрунзе, 1980-82 гг.), Институт автоматизации строительных материалов (г. Санкт-Петербург, 1981-82 гг.), Институт кибернетики им. В.М.Глушкова АН Украины (г. Киев,1980-94 гг.), Школа -семинар по моделированию и оптимизации слож-шх систем (г. Киев, 1981, 1991 гг.), Ш-я Всесоюзная конференция по хроматографии и автоматизации (г,Ташкент, I.98I г., У-е Всесоюзное совещание по статистическим моделям в процессах управления (г. Алма-Ата,.1981 г.), 1У-я Всесоюзная конференция "Перспективы и опыт внедрения статистически методов в АСУ T1J" (г. Тула, 1990 г.), •

Публикации по работе. По теме диссертации опубликовано 25 Научных статей и 2 монографии.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения, списка литературы и приложения. Рабо- , та изложена на 238 страницах машинописного текста и содержит 20 рисунков, 8 таблиц. Список литературы включает 167, наименований .

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновываются актуальность работы, приводятся основные научные положения, практическая ценность, реализация .и внепр«нио реэультвтов работы. .

7

В первой главе рассматриваются вопросы оперативного управления качественными показателями выпускаемой продукции.

Контроль качества тексти-чьных изделий, как и любой другой продукции, основан на измерении и оценке нормативных показателей в соответствии с действующей нормативно-технической документацией,? которой устанавливаются требования и методы испытания для контролируемых свойств продукции. Работы, связанные с теоретическими и практическими эопрооами измерения и опенки качества продукции, только в последние годы стели формироваться в самостоятельное нвучиое направление, где основными задачами квалиметрии являются!

- обоснование выбора Показателей качества,обеслечиващис возможность раиионольЦой переработки и наиболее эффективного использования продукции по назначению?

- разработка методой определения численшх значений выбранных показателей, качества} -г,:

- определение оптймйльных значений показателей качества;

- разработка методов опенки и контроля качества и использование данных методов при стандартизации и управлении качеством продукции.

Одним из факторов ¡элективного управления качеством и ассортиментом тканей является разряботна их оптимального, рационального строения. В отличие от других факторов управления свойствами и качеством тканей использование фактора строения не требует применения нового сырья, нового технологического оборудования или значительных изменений технологии производства и поэтому отличается высокой мобильностью, экономичностью, значительным диапазоном возможностей.

Отметим, что в готовой ткпни действуют релаксационные процессы, приводящие к взаимному уравновешиванию напряжений ниггей различной природы. Это приводит н необходимости учитывать при проектировании ткани не только геометрические схемы построения и физшо-хдаические свойства нитей, но и технологию производства, вид станков, условия среди, свойства вресок, что требует исследования зависимостей, наиболее полно уиитывящйх конкретные условия данного производства. Поэтому на практике теоретических исследований, основанных на идеальных предположениях, в основном, применяют эвристические зависимости, которые либо отличаются от теоретических, либр содержат поправочные коэффи-

пиенты для учета конкретных условий процесса управления качет ством.

Определение фазового состава исходных или полученных веществ является одной из основных практических задач всякого минералогического исследования. В настоящее время существует три метода решения этой задачи: химический, петрографический /

и рентгеноструктуриый. Каждый из этих методов имеет свои достоинства и недостатки. Так, ренггеноструктурный метод занимает второе место по экспрессивности. Эти данные подтверждаются рядом экспериментов межлабораторных исследований. Вместе с тем рентгеноструктуриый относится к числу методов, наилучшим образом поддающихся автоматизации. Это обстоятельство в сочетании с быстро возрастающей точностью новых рентгеноструктурных анализаторов ввдвигает его на первое место.

Программирования методов расчета фаз на основании данных рентгенограмм посвящен ряд работ , однако результаты автоматизации осзещены недостаточно.Нам неизвестна также практика промышленного использования методов.

Анализ V проведенные исследования подтверждают тот факт, что общей методологической основой для построения эмпирической зависимости разнообразных задач оперативного управления и контроля качества продукция может стать теория самоорганизации математических моделей на ЭВМ.

Во второй главе разработаны алгоритмы построения идентифицирующих моделей качественны* и количественных показателей на ЭШ.

Для решения проблемы машинной идентификации смесрй {цементная прошгаленность) необходимо:

1. Сформировать принципы и построить машинную библиотеку структурных фаз.

2. Разработать алгоритмы и программы идентификации качественного состава смесей.

3. Разработать алгоритмы и программы идентификации количественного состава смеси (расчета концентрации фаз!.

Построение машинной библиотеки прапполагает формализацию сведений об отдельных фазах. Такая формализация может бить выполнена на солове изучений требований к качеству продукции.В соответствии с этими соображениями, библиотека должна содержать материалы для расчета межплоскостных расстояний, интенсивности

рентгеновских линий, указания о силе линий и т.п. Этот матс-г риал содержится в различных определителях минералов и его систематизация не представляется проблемой.. Алгоритмы библиотеки должны обеспечить футиии ;соррек?ировли, пополнения (расширения), "быстрый поиск" материалов, сортировку библиотеки по различным ключам (например, по интенсивности линий, межплоскостным расстояниям и т.п.), проверку входного материала на корректность.

Проиесс качественной идентификаиии хорошо формализуется и может быть запрограммирован. .Очевидно, что в качестве идентифицируемого объекта должна служить непосредственно сама дифрак-тограмма смеси, а в качестве шаблонов - набор описаний фаз,т.е. • машинная библиотека, построение и содержании которой определено выше.

В соответствии с этим алгоритм качественного анализа может быть построен следующим образом:

I, Ввод дифрактограммы смеси в вине данных:

€ ! ; »ук)г.; А,

где £. - номер пике;-с в 1,2,... ,р; ; Р/ш,/-'50 ■ {

(¡^ - мзкллоскостьое расстояние - пика;

(Ук)г - интенсивность . - пикв; с( - признак единицы измерения (Хк)^> i интервал съемки.

. 2. Анализ признака Ы . Если о( требует пересчета в другую единицу измерения, то требуется произвести пересчет, если нет, то идти к п.Э.

3. Расчет для каждого пика смеси величины погрешности, формирование массива чисел

<?;UkV; ^г ; >

где погрешность.

4. Ввод погрешностей отражения пика фазы на с.иеси, формирование массива погрешностей в виде:

\ J, iW^ )/,(£•)/, где L - фаза; £= 1,2,.,.,/77 ;

J - номер пича фазы, J - 1,2,...,/) ; - мекплоскостное расстояние J - пика;

. , (У|;)/ - интенсивность J -го пика; .. (¿'Oy - погрешность отражений j -го пика.

5. Биэоп очередной фазы ил библиотеки.

6. Сравнение пиков фазы с пиками смеси.

7. Повторение п.п. 5, 6 по числу фаз ГП . В. Ранжирование массива, пслучмемого в п. 6. Э. Декощфоьу.чиэ массива, пел,ученного в п. 8. 10..Печать результатов..

П. Ранжирование массива, полученного о п.п. б, 7 по

возрастании £, •

12. Печать результатов (массива п. II). В общем случае,, '¡огда смесь состоит из ГП фаз, каждпя фаза вносит пклэд в интенсивность любого пика. При этом интенсивность дгиного пика на рентгенограмме будет определена по формуле ^ т

а1/' >

где - массовый коэффициент поглощения смеси; С1 - весовал концентрации фазы; ^Р;- плотность С -ой фазы;

/<£ - постоянный коэффициент во всех пиках данной фазы; 0.«у- коэффициент пропорциональности вклада основного пика данной ¿-ой фазы в J -ый пик, учитываший влияние различных факторов. Таким образом рентгенограмма, имещая Г> пиков,. позволяет составить Л уравнений. Дополнительно может быть составлено уравнение т , ■

1 = 1 г

При Пъ-ГП данная система относительно решается методом

Крамера. Для случая П-/П выражение для концентраций приобретает вга г = /'„Ж

й -Ь А-1п.1 Ш • '

где р1 "уЗ^Л г\ - 1 определитель порядка 11 , а

л У*"'

где пЦ- алгебраическое дополните элемента О-ц .

Наряду с описанным, заслуживает детального изучения более

простой метод, ориентированна на сопоставлении эталонных лиф-

рактогрвмм и реальных Смесей, снятых в идентичных условиях и

не требующих составления искусстве!«*,»* смесей.

Пусть измеренная относительная интенсивность эксперимен-

При этом

У/

тального / - пика смеси и пусть I - фаза вносит в него

в клал, определяемый как . Тогда ^ ' .

где П - число фаз, определяющих у - пик.

Будем считать, что в кывдый рефлекс входят вклады от всех фаз, в связи с чем определим коэффициент входимости К^у сле-дуюдим образом:

- при наличии вклада,

в противном случае. *

Принятие того ми иного метода определения концентрации фаз проводится следующий образом. Цусть некоторое вещество представляет собой »У - смесь с весом И,* и состоящее из т фаз ф^ , с весами V/» ГД6 1,2,..., /Т7 . Цусть каждая фаза ф^ характеризуется концентрацией /Технической формулой х\» молекулярным весом М{ и набором составляющих химических элементовСЭуЗ , гдеу= 1,2,.,., П . Цусть также ювестш концентрации акеыдятоя в смеси и атомные вес« элементов хи»№ский коэффтдент, определяющий

число атомов злеигнга Эj , входвдяй в молекулу фазы ^ . Молекулярная вес М^ определяется по формуле . с

м1 -0боэначим ач -

Тогда зависшость между минералогическими и химическими концентрациями представляет следующую систему линейных уравнений

11«ц,»Г=С\

где )| (1 11- матрица пЪркцка »

С = ГС,с;,...,сд с = ^

Решаемость этой системы зависит от соотношения (Т) и П .

Найденные таким образом значения конионтрации фаз сравниваются с определенными значениями по приведенным ранее методам.

Третья глава диссертационной работы посвящена вопросам применения оптоолектронных и вероятностных методов определения ка-чественннх показателей продукции. На рис.1 схематически изображен улучшенный вариант преобразователя для измерения длины нк-

тей d процессе перематывания.

Рис Л

Нить охвативает легкий пестотешй материальный вал I {диаметром примерно 2 см). В торце этого вала имеется отвервтяэ 3, через которое свет от источника 4 (светоида) поступает яа фотоприемник Р..Электрические импульсы о vea» фотолриемяикь усиливаются и подаются на вход источника импульсов.

Предложено устройство, позволяющее автоматически контролировать выработку каждой еменщиш, используя кодированное метки, наносимые через равные интервалы' на поверхность ткани легко удаляемой краской. Эти метки наносятся автоматически исполнительным механизмом, управляемым импульсами от фотопркемимка. Фотоприемник установлен от исполнительного механизма на расстоянии, ип котором должны следовать метки одна эя другой, Импульс а выходной цепи фотоприемника возникает в момент, когда перед ним проходит очередная, уже нанесенная на ткань, метка, поскольку при работе кожной сменвдшы метки наносятся в присвоенном sai eine л по muer о кода, то с помощью декодирующего фотоэлектрического устройства легко подсчитать выработку каждой смендиш.

Разработано устройство-для предотвращения влияния ворсистости ткали из точность измерения ее плотности по утку (рис',2).

Источник 2, расположенный в полом иилиндре I с щелевым отверстием, облучает ткань 3. Поток излучения, пройдя через ткань, поступает на фотоприемник 4. Импульсы, возникающие в выходной цепи фотоприемнйка 4, при движении ткани через блок обработки сигнала 5 передаются в счьгчик б. В цилинцрэ I создается избыточнее давление воздуха (подл.ув). В результате воздух, выходящий через щелевое отверстие в иилиндре ориентирует ворсинки нетей в одном направлении распространения потока излучения, уменьшая т влияние.

Рис.2.

Предлагается статистический метоц опенки кривых нитей при переплетении, который длет возможность определить сему« близкую интерпретирующую функцию реальной кривой в рассматриваемом случае.

Л частных случаях-плотности распределения соответ-

ствующих функциям принятых кривых шею следующий виц!

о) плн случая полуокружности с диаметром d

i'D, при - оа<Х<££>_,

в/ггс/г v^WH^dizf

О, При d< X}

б) для случая полуэллипса с полуосями CL

io , при - ос<Х$ О, (¿/air) \f i - ((X - a) jafi О , при Zci<X;

в> для случая синусоиды с амплитудой О- и с фазой 3

Г ("О, при '

Ш -fa stndx , при Iff б,

{0,т Tf/8<X.

Предложенный метол рассматривается для полотняного переплетения произвольной плотности. Для переплетений, имехляих раппорт более двух, можно применить этот метод для оценки четверти волн нити.

Задача создания экспресс-метода определения и управления

при 0<X^cj , 8

при Os-Xi

качеством цемента может бить сформулирована следующим образом: разработать метод, позволяющий автоматически и экспрессивно оненить значение качественных параметров немннта и найти причину отклонения качества от требуемых величин.

Алгоритмически задачи разделяется на три блока (подэата-

чи):

1. Разработать алгоритм идентификации минералогического состава цемента, исходным материвлоМ для которого служит дифр^Кг тометрическая картина, полненная на рентгеноструктурноП аппаратуре.

2. Разработать алгоритм определения (прогнозирования) качества немента, иохочнш материалом пдя которого служит иден-тИддитрованный минералогический состав и доргд;е, полученные в результате окелрессипнух фюико-моханических испытаний/

3. Разработать алгоритм нахождения Причинных связей между измеренном и требуемым качеством и дать аареса технологических учпетков, работа которых повлекла снижение качества.

Алгоритм идентификации фазового собтава цемента состоит из трех последовательных частей:

- установление наличия фазы;

- определение концентрации фазы;

- проверка решения.

Установление наличия фвзн можно производить двумя путями:

1. Сравнением экспериментадьных пиков с расчетно-теорети-ческими для данного кристалла.

2. Сравнением экспериментальных пиков с характерными эталонами.

т

Первый путь наиболее правильный, но в следствие того, что кристаллохимия клинкерных минералов изучена недостаточно полно, представляется целесообразным использовать оба способа.

Процедуру определения концентрации фаз и проверку решения полно производить рассмотренными выше методами.

Фазовый состав любого цемента определяется десятками различных минералогических образований, однако наиболее существенное влияние но качество оказнпйют следующие составляющие: трсхкрльпиеиый спчикят (алит) - €¿5 пвухкзльниепый силикат (белит) - I атюмоГпрритн кпльпия - Сц /1 С^Лг^, С^Пц^г) /¡¿г . феррит кпльпия - Сг1' ;

8лк4ияиты - сза,с$-а ;

оробраяая известь - Са 0{£ ?

периклаз - М<)0 ;

щелочи - СзШхОАз > С?зКг_051г\

серннй ангидрит - »

фосфорный ангидрит - /¿0$ ;

добавки.

Алгоритм построения идентифицирующих моделей качественных показателей продукции решает следующий набор задач:

а) определить набор параметров, влияет их на результат выходной величины;

' б) определить первоначальное кваэистаииошрное уравнение связи между найденными и выходными величинами;

в) преодолеть собственную квазистапиэнариость путем корректировки коэффициентов модели и введения новых переменных, т.е. самообучаться; 4

г) рассчитывать (прогнозировать) показатель качества на основании введенного уравнения связи.

Обозначим искомую функцию качества через к /параметры испытаний ил и замеров через {<¿5 , I - 1,2 ,...,П .

При этом функциональная связь качественного признака может быть описана общим выражением типа

к = /Х1»Х2,...,ХП ) • ','' (IV „

Как правило, множество {Х£} делится на независимые '/ и зависимые {переменные, часто связанные с иезависишми переменными функциональной связью, аналогично (I) и .являющиеся собственно определяющими качествами,'т.е.

: : (2)

В связи с тем, что метод группового учета аргументов (МГУА) в отличии от известного метода регрессионного и корреляционного анализа, не требует при применении знания вида полинома, числа его членов, степени, характера связей между -перемени!, гми, то опорной точкой для построения идентифицирующей модели может быть МГУА.

МГУА открывает новые возможности для уменьшения степени участия человека в процессе моделирования. На различные диалоговые, интерактивные режима программирования мы должны смотреть также как и на автоматизированные системы.

Полное описание объекта.заменяется рядом частных описаний,

V, ю ....

в качестве которых выступают с не теш

1-й ряд у1 «=^(Х1,Х2>, = ^(Х1,Х3),-...|УЯ »(Х„-,,ХП );

2-й ряд 2, (У1,У2), Зз (Ур^.....>)

3-Я ряд £, ^ Ьа^СЪЯз)-,---^.*}

и т.л., гчв^-сп; ф-ср'.

В дальнейшем, после Получения модели, необходимо периодически вводить в банк донных,предназначенные для вычисления модели, текучие данные, полученные лабораторий на основе установленных ГОСТом обязательных физико-механических испытаний. Длимо периода в нотале может быть принята как ежедневная и в дальнейшем может бить увеличена, если ежедневный период адаптации не меняет коэффициентов модели.

Используя такой прием мы создаем кибернетическое устройство, которое вырабатывает решение на основе опыта и самообучения.

Нет универсального метода, который можно было бы использовать для решения любых задач оптимизации, возникающих а практике текстильных'исследований.

Рассмотрю! алгоритм самоорганизации решения задач линейного программирования методом группового учета аргументов, который в дальнейшем применяется при оптимизации различных качественных показателей ткани.

Сформулируем задачу линейного программирования в канонической форме! ., м л

Сх :СсХг + > Ах х&0, (I* >> о)

где л-\а1],{^ вектор штенсивностей;

вектор стоимостей; технологическая матрица; в~{В/}, (/-ЩУ вектор ресурсов.

Будем считать, что решение этой задачи существует и ранг матрицы А равен /V , причем Л/<М.

Покажем, как можно решить эту задачу методами эвристической самоорганизации. Опишем оператор /? , ставящий в соответствие множеству решений 2 -то ряда множество решений следую- -щего !£'/)- ряда.

Пусть Хг - множество решений 2. -го ряда селекции:

17

X * ■■{*<,*) ^

Определим бвэионое множество X (для £ = 0)

хчт; х*к>(к-щ/-т.

Поставим в соответствие каждому решени^ ^ -г° РЧЯ® селекции ансамбль внешних критериев ( Л к , );

Определим допустимое множество решений. Будем считать допустимым решением каждое, для которого имеет Место

где С{Х£}- структурное число.

Усложнение решена 2 -го ряда селекции будем осуществлять по формуле __ _

(¿'*Я< £ = сагс/х*' , (Б)

Для нахождения был предложен вариант их оценки в ре-

зультате решения оптимизационной эвдвЧи (На основе метода наименьших Квадратов - МНЮ

Таким образом, эначёние внутреннего критерия задачи (6) совпадает со значением очного из внешних критериев.

Для нахождения лучших решений (свобода выбора) на следующий ряд селекции по критерию в начале используетсй критерий сепарабельности в форме »V '/

(7)

в затем проверяется условие

где сложность Х^, т.е. число его нецулевых компо-

18 ■.."■■.

' • 1?еИТ' nn2

Невыполнение условия (81 при ьН^- Q означает неограниченность области граничения, что противоречит условиям галачи. Если в результате (5) получим , для которого

З(хкг)--А/ * СО

то это решение отбрасывается. В противном случае осуществляется процесо адаптации для решений, у которых

Оставшиеся после эт^а процедур ранжируются по критерию Хц и На следувднЙ ряд селекпии пропускается не больше F луч-. ших решения, которые и образует Хг* .

Проиеао апаптаитг осущейтбляется следующим образом. Из H^Cl}, & отбирается N элементов и вектор

столбцов С , соответствует?!« ненулевым компонентам . Из НИ* образуй? новые

«решается новая задача линейного программирования

_ (9)

:А*У ±В, У°{Щ (Ю)

если ранг матрицы равен , то эта задача сводится к ре-

шению cnctern уравнений й проверке условий (10).

Излученное решения У вновь трансформируется в и вместе с пересылвется в допустимое. множество X*.

Если Кб реке низ на было получено, то /г< присваивается максимальное значение и это решение также переводится в X* . Целесообразно после каждого ряда селекции Множество X^ обьеди-нят£ с Йаэжзшм X t однако при эге.л попарное усложнение для Xjfic Xе приводить не нужно. -.. — ■'•

Учитывая Ьсобеннсеги формирования Х* . о Учетом X усложнение будет осуществляться по более простой формуле

Х^^Хг^/Л,

Для фиксированного t Нераввнство_(7) будет выполнено по крайней мере для одного номера Поэтому ряд селекции

всегда будет выполняться (по крайней мере для радов неравенет-

Ы CR(X"}> CR(X-1}> ■ - > > CR(XZ)>" • >

is

где

СН(Х*)=.т*х СИСх/), .

Алгоритмы прогнопирувцих моделей, основанных но метопах комплексирования внало^ов, звключпотся в следующем, ¡¡уеть па-дана выборка данных, содержащих N строк (точек) измерения М хрряктернсгических переменных случайного процесса череп равные интервалы времени (шаги). ¡Сождгя строка выборки (называемая характеристическими Викторами или изображением) соответствует некоторой точке в пространстве характеристических переметал? (называемых также признаками). Для последней По времени наблюдения выборки (точки В ) требуется найти аналоги, то есть ближайшие к Ней точки

Принимается, чтй ход процесса после выходной точки (т.е. искомый прогноз) близок к ходу процессов; Имевших место после аналогов, причем чем ближе аналог - тем больше это сходство. Поэтому прогноз определяется При помощи Извещенного суммирований или комплексирования прогнозов по уравнению сплайнов.

При Ьтом аналог: Р * 1

При двух аналогах : ■ г-И " При трех аналогах! р-З ^

где Л - знак, укапывающий прогнозное значение переменной А/ ;

- расстояние между скользящей строкой $ и аналогом ^;

-между строкой В и аналогом /?£ {

- мгкяу строкой В и аналогом, и т.д. у - ищекс переменной (признаке').

Постановка задачи прогнозирования повторяющихся случайных событий может иметь цак общий информационный, так и более специализированный пргчинно-следстпбнный характер. .

Информационная постановка имеет более широкую область применения. При такой прстиновко цолд.ла быть эадона выборка харок-

' 20

А

теристическкх векторов Х~, содертшцоя результаты измерения ' всех переменных, кс-юрая почет быть измерена на (Л''/ ) интервалов (aai'oiO примени. Кроме того, .должна Сыть решена и зала- ■ на выборка векторов событий У , о которых имеется n.tfермгикя только па Л/ гаагоп. Требуется спрогнозировать вектор события У на (/W7> шаге.

Для использования результатов, полученных в процессе комп-лексирования прогнозов, различных по природе модельных представлений, необходимо разработать соответствующий аппарат pe-тения оптимизационных задач. В рг^ссматрдовомом случае в качестве такого аппарата можно использовать олгорктда целенаправленного решения задач. Здесь приводится описание универсальной Системы моделирования для дискретной и непрерывной имитации, в котором с. помощью идентификатора пакета программ возможно нахождение решений для: • ,

- оптимизационной модели линейного программирования с нулевыми Перемятыми;

- опТт1иза«ионной модели линейного частично целочисленного программирования? •

- модели оптимального разбиения совокупности объектов;

- нелинейных оптимизационных моделей Математического программирования.

Вкшеуйеяанныэ алгоритмы оперативно выявляют химические,минералогические и Качественные характеристики. ÍIo этим характеристикам можно автоматизировать выработку совета о направлении и ííyrrfx регулирования Технологий производства. Наиболее важные йэ Них и Поддающиеся регулированию могут быть следующие*.

Положительное Отрицательное

; йлипНие влияние ■

Повышенное содержание С3$ Повышенное содержание

Повышенное содержание Повышенное содержание CjJ\

Повышенное содеру.йнта£~Сд,? Медленное охлаждение клинкера.

Быстрое охлаждение йлигшерп. Иеринлйз - jy ¡у в клинкере.

Небольшие добавки фесфатг-. Плохой промол и перемешивание • сырьевых компонентов.

Точность помола, приводящая Недостаток воздуха в топливо-г к однородноцу составу. воздушной емзеи.

Резко неоднородный состав размеров кристаллов.

Конечно, указанные факторы действуют совместно, но, стабилизируя технологию одних участков на допускаемом уровне, можно регулировать другие участки с целью достижения наилучших характеристик качества цемента, которые в первую очередь связаны с минералогией клинкера и треб,уют повышения доли/у^, С А " снижения отрицательно влияющих компонентов.

Четвертая и пятая главы диссертационной работы посвящены практическим приложениям полученных результатов, а йданно разработке алгоритмов операпшного управления качеством продукции и автоматизированной сйотеш на основе методов моделирования и оптимизеииа качественных показателей производственных процессов ч выпускаемой продукции.

В соответствии с цельюг исследования нами проведены эксперименты и решены следующие задачи:

1. Найти рабочую модель прогнозирования 28-дневНой вктив-ности цемента (этот показатель в основном определяет марку цемента). ~

2. Найти измерения, достагочше в качестве параметров модели; отвечающих следующим требованиям:

2.1. минимизация количества .приборов и техники измерения}

2.2. минимизация трудоемкости измерений;

2.3. экспрессивность}

2.4. возможность автоматизации технологии измерительного процесса.

3. Проверить и найти механизм адаптации модели к дрейфу условий данного производства.

Эксперимент проводился на Бекебадском цементном комбинате Республкки Узбекистан. Материалом эксперимента являлся портландцемент, производимый заводом в обычном порядке.

Взято 25 проб Цемента. Каадая пробч исследовалась на определение физико-механических свойств по ГОСТу 310-60 ■ и химического состава по ГОСТу 5382-73. Оробы брались из общепринятых на комбинате точек. Так как каждая проба параллельно исследовалась заводски!* персоналом, то при расхождении между результатами проводилось арбитражное исследование^ результаты которого корректировали данные исследуемой пробы.

В дополнение к этону каждая проба проходила дифрцктомет-рию на УРС-ЬОИ ( К* = 36 кв, С? - 10 ма, Сис1. излучение, \ГС -- I град/мин, интервал съемки 41,5 - 1,5°).

V • ■ ■'■■'■'■ 22 *

2.

Для построения математических управления качеством цемента были

I. Для химического анализа и физико-механических испытаний!

Х1 " ¿) 0Л •

Х2 »

моделей прогнозирования и выбраны следующие параметры:

Для рентгеноструктурного анализа и физико-механических испытаний: ХРГ - 301, '

уР? - 277, основные минера-■ ям,

Хз-Г^О,'

- 1М50 >

- Са о ,

%

Ху - удельная поверхность,

Хд - остаток на сите 008,

Хд - начало схватывания,

Хтп- продолжительность схватывания,

Х^- рвстекаемость конуса,

К^д- нормальная густота,

Удельный вес,

Хтд- V- 28-дневнэя октив-ность.

- ¿74, СХ

хЯ

УА - 270,

- 268,^,-.- , Х*£ - 260, С3-5' , СР$ ,

ХЯ, - 241,.Со Осв, . ХР.- 218,(^5 , Са5,

Х*д - 210,%О, ХР10- 191 ,

ХРП- 176, , ХР1Й- 161,^5 , ХР13- 147 ,МуО\ Хг* - удельная поверхность, Хд - остаток на сите 008,

^ 14- V- 28-дневная активность

Здесь числа от 301 до 147,для случая рентгеноструктурного анализа и физико-механических испытаний4 означают соответствующие Я приведенным фазам мёжплоскбатным расстояния в единицах ангстрем.

, Для обработки данных,с целью получения модели прогноза, был сост&влен 1» отлажен на ЕС-1020 комплекс программ на языке РЬ/I. Использование программ позволило создать эффективный вНпярят быстрого получения результатов, в связи с чем ценность ¡эти* программ становится особенно значительной. •

Поиск зависимости производился На базе линейной, нелинейной и смешанной опорных функций. Дрейф модели исследовался при различном соотношении Обрабатываемых и прогнозируемыт проб при общей длине их в 25 проб. Организованный таким образом подход позволил получить по 100 моделей, число которых определяется произведением П - к , где ^ = 3 - число опорных функ-

иий;^ = 3 - число видов данных} С - 3 - число комбинаций статистик; Н - 4 - число отбираемых моделей ¿три Данных } , С и отбирать из них те, которые наиболее соответствуют решение поставленных задач.

Числовые значения переменных вводились в ЭЕ1 в натуральных единицах, измерения, интенсивность линий цифрьктограмм измерялась в метрических (мм) единицах высоты интенсивности амплитуда линии по ее превышении над фоном.

Сначала были получены модели на основании данных химического анализа ц отдельных экспрессивно пол ученных денных физико-механического характера. Затем била получены модели да.основании дифрактограмм и тех же даншх физико-механического характера. Кроме того, была предпринята попытка моделирова-. ния, основанного на тонине помета и дифрактогрвммах, причем . дифрактограьАЫ не были раскодированы.

Для обнаружения дрейфа каздая ыодель строилась на разном числе статистик, остальные статистики служили для проверки правильности построенных моделей. Выбор статистики для проверки правильности моделей носил случайный характер, единственное требование которое выдерживалось состояло в том, чтобы проверочные статистики не входи)}и в набор, использувшй для построения модели.

Наиболее экономичными и точными модёлями являются: .

1.1. V * 536,372674+2,455766 У, -0,042041/, -4,135759^ -

- 40,054019/, | , ;

1.2. V -0,540716 (0,4931847 +0,344099Й +0,000336ТЙ ) +

+0,393335 ( 0,314187N ^,353612^ +0,000687МЛ/) +

+0,000136 (0,493184Т чО,'344099й +0,0003ооГЯ ) +

+ (0,314187М + 0,353612/^ + 04000697М^ )' где Г = 0,201663ХГ+ 57,890882Х^ - 0,027423 Ж, X*,

я = 491,844545 X5 + 16,40647717,505416Х^и , м = 255,797039 Х« + 0,150259 X,- и,082779Х<Л> , N = 74,029995Ж*.+ 131,709335 ЛГ„ - 3,209073 Хн ; "

2.1. V = 676,634084 - 0,006925Х/+ 1,316360 Х?+ 0,622049

- 6,039242X/- 3,917259 X, ;

2.2. V = 0,426732(0,935512Т +0Д16430Я -0,000106ГЯ ) + . +0,304926(1,173498 И +0,040470 N -0,000442МЛП +

40,000554(0,935512Т +0,116430Й -0,ОООЮбТК )

(1,173498 М +0,040470 N -0,000442 МЛ/ ), ' " 24 :

где Т = 20,.12ЬЗЮУГ+ 67,850023Хг- 2,736906 Х,Хв , Й - 197,322037/;'+ Ш, 071731/7 - 7УЬ6Ш:1Х;РХ7 , М = 96,130274 17,408456Х7 - 3,47С>77Ь,У/>Г-; , л/ = 01,236135Х/;+ Г7,1го9&б1Х>- 2.,657Ь!4 ХЦХГ.

Можцу тем, Х7- удельная поверхность входит в модель с отрицательным знаком. Здесь следует выяснить характер помоло и о чам сн связан. Помол клинкера идет сравнительно хорошо по тех пер, пои» не достигается фракционность, сравниваемая с реличкной зерна плота (величиной единичных кристаллов). Дель-нейпее увеличение тонкости помола постиг ас теп за счет раздробления 1'ристолла, что негелгтельно, так как приводит к неоднородности фракционного состава и пондаендо прочности, что еопрях.зно с большими затратами энергии и .удлинением сроков почоля.

Просмотр данных эксперимента показывает, что средняя величин» удельной поверхности составляет 2850 см^/г, что соответствует очень крупному зерну (70 и: и более). Цо-вцяимому размол клинкера до единичных размеров кристалла был достигнут ^ еще ранее - при величинах удельной поверхности 2700-28)0 см'Уг. Это говорит о крайне неблагополучном режиме охлаждения клинкера и о тон, что охлаждение было медленное. Этот выбор подкрепляется также тем, что в моделях, построенных на базе рентгено-структурных дятих, высока корреляция активности с бёлитом ( ) и низка с плит ом (С^ 5 V, хотя и тот и другой, как это следует из причинно-следственных связей, входят а модель п положительным знаком (при-крупных зернах происходит разложение влита на болит и понижение активности ^.

Проводя таким образом анализ, мы вырабатываем два способа влияния на качество цемента. Первый заключается в некотором огрублении помола. Этот способ должен действовать в течении времени выработки клинкера, полученного в ходе неэффективного режима ряботн холодильника. Второй направлен на -изменение ре-. ж№ работы холодильнике. Этот способ должен р«ялизовываться ■ одновременно с первым и привести г. телу, что модель начнет трансформироваться в сторону увеличения рели плита и уменьгае-ния вклада удельной поверхности.

Чнсленнря величина управляющего воздействия быстро находится путем ли£ферен»ирования линейнчх-мопенёй по интересухче-ЧУ ипо компоненту. К примеру, по моцпли 2.1

. -6,03 с1л>, ¿И = -3,9с/л> , е/1/= 0,62 ¿х/ и т.Д.

где V, ХцХ^определены в условиях опыта, в получрнные значения определят единичное изменение активности при единичном случае изменения управляющего фактора.

Таким обр&аом, полученные модели могут быть использовать для оперативного управления технологическим процессом производства цемента заданного качества.

Процесс шлихтования является самой ответственной операцией подготовки основной пряли к ткачеству. Малейшее упущение при п'пихтовании может- значительно цоьискть обрывность основы на ткппком станке, я следовательно и снизить его производительность. При исследовании процесса шлйхтбвания нити необходимо определить долю Влияния отдельных факторов на критерий оптимизации." 1С числу талях факторов могут быть отнесены факторы, определяющие качество'процесса, шихтования - состав шлихты, температура клеевой ванны, Вытяжка, уровень шлихты,. скорость шлихтования* давление-пара в супкаъIих барабанах, . влажность ошлихтованной основы, степень отжима и время отлеж-ки ошлихтованной пряки. Для построения математических моделей качественных характеристик процесса шлихтования были использованы статистические данные пассивного вксперйменто,проведенного совместно с ФерПИ и МврГипаНским производственным объединением "Атлас".

Для построения математической модели увеличения крепости пряяи всегг было взято 24 пробы писиозноИ лряяи В августе, сентябре, октябре месяцах 1990 г.

На 'основании анализа литературных данных и априорной информации об объекте исследования были выделены основные параметры, оказывающие наибольшее влияние на ход процесса шлихтования:

I. Входные параметры 2. Выходные параметры

Х1 - скорость шлихтования; У,- удлинение клееной пряжи;

✓ - температура шлихты в УЛ- изменение эластичности

корыто, С0; 'ошлихтованной пряжи;

X, - влажность мягкой пряжи; Уу разрывная ногрузкг

X,- имтяжка прлжи на мешино; . кяевной "РРЖп;

Х5 - влажность клееной пряжи; «<г ^ов^н^Гпр^и.

Хй - истинный приклей;

X/ - рш.'рыпная нагрузка мягкой пряжи.

Первые 10 проб образовали обучающую, последующие 10 - 1 проверочную .и последние 4 - экзаменующую последовательности.

В результате полудни следующие уравнения (приведены линейные модели):

У, = -0,924 + 0.306Х,- 0.34IX, - 0,Ь04Л^+ 0,460Х6 + + 0,056X,;

- 16,219 + 0,2?6 X, - 0,065 Х3 + 8,675 X¿~- 0,8I9X¿ + + 0,073X? »

У3 = 112,321 + 0.3S3X, + 2,862 X, + 0,'ÓDoX^ + ?.,ШХ6 + + 0,54 Хг 5

62,102 + 0,054ХД+ 0,094 Х3 - О.ОМХ« + 0,44X¿ + + 0,162 Хт.

Анализ видя и состояния модели позволяет разрабатывать технологические рекомендации и тем самым создает основу для оперативного управления. Линейные модели являются наиболее закопанными, так пек повышенно точности Практически прекращается на втором шаге селекнки и точность модели не хуке, чем нелинейной. Ото позволяет утьерждвть, что список измерений, необходимых для моделирований, можно сократить в 5-6 раз, что существенно при разработке экспресс-метода прогнозирования качественных показателей мпихтуемой нити.

ti помощью построенных линейных математических моделей решаем задачу М8ксш1кзпйий увеличения крепости пряжи, поело щпихтованиЯ; Нййти значение параметров дост6влни!|ие максимум заданной функций увеличения крепости пряжи при и удовлетворяющие в то же время ряду

условий

У, = -63,924+0,306*3 -0.34.LV* -0,504ХУ+0.468Х»+0,05бА>49;

У. -16,219+0,276А',--00б5ДГ3+8,6г;5^-0,819^+0,073Х7 £ 31;

Vj = 112,321+0,323^+2,862X^0.535X^+2,902^ »0,54X^310;

2 4X^4; 34Xti23?^Х,4207.

В этой задвЧ« суммарной количестио основных Xf,—, Xj и дополнительных У^-.Ул . переменных больше,чем число зависимостей. Поэтому система Имеет бесчислонноя множество решений, имеет смасл решения задач линейного, программирования.

В результате решения звдач оптимизации симплексным методом полупи следуют»' результаты:

Xр 28; Х£ VI; /3= 12; Х^ Ю; 4; 1 >Г6= 3,827; Хт = 250,2-13; ^««= 17,866.

Если решаем задачу максимизации увеличения крепости ирн-1 ки без учета ограничений на У), Ул , ¿^ , то >ыэем

71; 12; л; = Ю; Х6 = 4; А> = 237; ¿/¡/таг- 19,79.

Это означает, что ограничения на М,Ул,Уя существенно влияют на параметры шлихтования.

Аналогичным образом построены математические 'модели износостойкости ткани.

Рассмотрим два типа задач, связанных с контролем и регулированием параметров тканей. Перввя, по известным параметрам

Х1,Хй.»-—*Хп. технологических процессов выработки тканей, предусматривает определение параметров У^ УА)..., , характеризующих их качественные, показатели (задача контроля). Вторая задача заключается в определении по заданным качестоеияаы характеристикам У/, Ь^,-.., Ут тканей значений параметров Х,) Хп , къррктеризукщик тэхнздогмчсские процесс«

(задача регулирования). .

В отих условиях построение система тзавдатгмостей

ГУ, - }/{х>)х&1...,хп)

представляет решение задачи контроля, а построение систем зависимостей

(X, -V]

даст решение задачи регулировании параметров ткани по заданным сгойстпам. Последнее имеет неоднозначные решения.

Построенные модели с применением МГУ/\ и симплекс-метода позволили установить значения как качественных показателей ткчнч, тач и параметров, характеризующих технологические промессы. 20

Суть оптимального проектирования заключается в том, что на ЭВМ по заданным значениям линейной плотности нитей, плотности основы и утка составляются таблииы значений заполнения • и наполнения. Затем по выбранным заполнениям и наполнениям ткани составляются таблицы значений плотности оспошл и утка, соответствующие значениям линейной плотности нитей.

Синтез оптимального управление тг/шниеы сснсвных нитей при разматывании сновального вала № михтоваяькой метине заключается в автоматическом поядеряинии натяжения основы нн постоянном заданном уровне на протяжении вс«го прооесса.

Для наиболее полного исследования качеатвенвдс характеристик тканей нами предложены и ттлеяовят мсг^тшкен строения ткани.

При функционировании АСУКИ исшгяьэуется разлитая информация г технологическая, технико-зкономическая,' качозтшш*, справочная и оперативная. Технологическая информация - это сведения о заданных значениях технологических парймйтрсв процессов шлихтования, ткачества и отделки. Сведения о «.теме выпуска продукции, простоях машин относятся к технико-экономической информации. Справочные данные составляют нормы расхода сырья, полуфабрикатов, оборудования и т.п. К оперативной информапии относятся сведения о фактическом выпуске продукпии по артикулам ткани, состоянии оборудования, значениях параметров технологических процессов и др.

При разработке системы управления качеством продукции для рассматриваемых процессов учитывались особенности их как объекта управления, оценивались возможности использования в ка-^ чествэ критериев управления процессом различных выходных показателей отдельных технологически* операций. Кроме того, определялись задачи управления, решение которых на основе выбранных показателей осес»ечивало бы требуемое качество продукции на выходе технологического процесса, оценивались возможности технической реализации данных задач в рамках АСУНП С учетом экономической эффективности самой системы управления.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В настоящее время развернулось движение за создонда и внедрение систем по управлению качеством продукции. В основе создаваемых систем лежит необходимость полного определения

стандартизации всех операций поточной технологии производства. Это движение широко проникло в цементную и текстильную промышленность^

Однако производство цемента и выработка ткани по отношению к другим отраслям, где создание и внедрение АСУЫ1 проходит очень успешно, облапает рядом особенностей, наиболее характерной из которых является исключительная трудность оперативного определения качества конечных и промежуточных продуктов. Поэтому в цементной и текстильной отрасли .разработка АСУКП бея инструмента определения и регулирования качества немыслима.

Выполненная работа целиком и полностью ориентирована но решение этого вопроса, в этом ее смысл и назначение.

В.хоче работы были поставлены и решены, еледующие вопросы:

1. Определена методика распознавания фазового состава смесей, основанная па системах уравнений, предназначенных для раскодировкк дифрактограмм.

2. Составлены машинные алгоритмы раскодировки дифрактограмм.

3. Разработаны принципы оптоэлектронного измерения технологических и качественных показателей ткани.

4. Показаны возможность и экспрессивность применения диф-рактометра для получения информации о качестве цемента.

5. Рассмотрена необходимость раскодировки применительно

к различным проблемам управления качеством цемента, обнаружена и обоснована возможность использования нервекодированшх дифрактограмм в экспрессивном определении марки цемента.

6. Разработан метод распознавания и прогнозирования качества .клинкеров н цементов, оенгванный на-новых- типях источников информации и доведенный до стадии закопченного программно-технического комплекса.

7. С поыозы» прогнозирования качества обоснован метод выработки оперативных технологических советов по управлению про-изводстиом цементп.

8. Предлагаемый метод прогнозирования 28-суточноЧ активности способен девять резулг.тптм, которые могут бить использованы для оперативного управления активностью изготавливаемого пемевтр. Ошибка прогноза активности не превышает + 20 единил, что позволяет снизить размах у, эптрптм на про извод-

ство цемеета.

9. Метод пает результата более точные, чем существующий в настоящее время. Использование метода качественно меняет направленность и cvwy технологически/ рекомендаций.

10. Составленные в ходе исследования программа могут быть использованы на любом цементном предприятии. По этим программам автоматизируется как сем процесс получения мод«;ли,т&к И ПрОГНОЯV.pODPHKO по ним.

11. Для применения штопе на цементном.предприятии необходима ЭК,!, но расположите но на предприятии необязательно. Желательно иметь ли>{>рактоыетр и спектограф, но возмо.тне, прогнозирование и без одного ю них гаи вообще без них. Регулярное применение этого методе сводит время на экспросс-янилпз

к 2-3 часам, что. значительно увеличивает возможности производственников.

¡Сели пропэсс на предприятии начат без рентгеновской техники, то последующее ее приобретение и использование значительно повышает эффективность предлагаемого метода.

I?.. Полученные мололи дают возможность быстро и просто определить связь меяду активностью и управляющими параметрами и вести технологии, базируясь на зтж опенках и механизме постоянной адаптации конкретной модели.

13. В работе предложен мэточ группового учета аргументов построения математических моделей качественных и технологически;; показателей процесса производства цемента и выработки ткани, а также оптимизации. Разработан алгоритм оптимизации, основанный на линейном, нелинейном и целочисленном программы-, ровании с использованием МГУА комплексирования аналогов.

14. Разработан эвристический метол контроля и регулирования качества ткани, основанный на построении их линейных математических моделей.

15. С помощью построения математических моделей качественных и технологичзских показателей процессов выработки' ткани обоснован метол выработки оперативных технологических советов по управлений т«диким и отлелочшм производствами.

16. Предложен метоп оптимального проектирования ткани на ЭВМ по заданным параметрам заполнения и наполнения.

Г', Предложен ворзяФкзотннЙ метод определения вида кривой и оптимизации соотношения элементов производстве.

Г 18. Предложен коэффициент строения ткани для наиболее полного исследования их качественных показателей.

19. Разработана принципы применения алгоритмов прогнозирования случайных многомерных процессов и событий при помощи комплексирования прогноза аналогов к процессам выработки Тканей.

20. Разработаны принципы оптимального управления натяже-нием-оснояных Нитей при разматывании сновального вала на шлихтовальной машине.

21. Полученные результаты могут быть использованы в качестве алгоритмической, методологической и практической базы и служить отправной точкой для создаваемых АСУКИ.-

22. Часть разработки по определении качества иемента была внедрена на Яевоийском цементном заводе. Основанием для выбора о^екта поилужило то обстоятельство, что из всех цементных предприятий Узбекистана он наиболее оснащен современными средствами измерения и имеет ЭВМ. Экономический эффект в 76 тыс. руб. достигнут аа счет прогнозирования.марки на базе обычных лабораторных средств, $Ш и кеантомзтра, выдающего химическую информации.

23. Честь разработки по ткани была внедрена на Маргидан-оком производственном объединении авровых тканей "Атлас", который оснащен современными средствами измерения и имеет ЮЕМ

' типа-"1Ш". Экономический эффект более 100 тыс.руб. в 1989 г. достигнут за счет сокращения одной уточной нити в I см для ткани арт. 28990, не затрачивая никаких дополнительных средств.

( Полученные результаты к Экономический эффект свидетельствуют о том, что решение поставленных вопросов удалось.

Дальнейшее развитие и совершенствование разработанных алгоритмов, расширение сферы уже полученных результатов, несомненно окажут благотворное влияние на улучшение и стабилизацию качества цемента и ткани, приведут к снижению затрат на их выработку и увеличению объема их выпуска. . *

По теме диссетации опубликованы следующие работы:

1. Уразов Н. К вопросу об определении фазовых составов.

; "Вопроси вычислительной и прикладной математики". Вып. 66, Ташкент, РЮО АН УзССР, 1979г., 105-ИЗ о.

2. Уразов Н. Обработка статистических -датах с целью обна-

^;" ''-К:': ; 32

ружения и определения связи между переменными. "Алгоритмы", г вып. 39, Ташкент, РЖО ЛИ УзССР, 1979 г., 01-87 с. (

3. Ураэоь М. К вопросу о построении моделей некоторых качественных показателей производства. "Вопросы кибернетики", вып.109, Ташкент, РИСО АН УзССР, I960 г., 13-20 с.

4, Уразов Н. К проблеме создания экспресс-метода опенки качества цемента. "Вопросы РАСУ", вып.20,Ташкент, РИСО АН УзССР, I960 г., 39-44 с.

Б. Уразов Н. Об одном алгоритме прогноз ирущих моделей качества цемента. Шестая республиканская школа молодых ученых и специалистов по АСУ h автоматизации проектирования. Ташкент, I960 г., 1с. :

6. Алиев Э.М., Уразов Н. Применение метода эвристической самоорганизации для математического описания процесса прогнозирования качества цемента. "Вопросы кибернетики", вып.112, Ташкент, РИСО Ail УзССР, 1980 г., с. 85-92. (Алгоритмы разра-ботены Урановым Н.).'

7. Алиев Э.М., Уразов Н. Об одном методе идентификации минералогического состава выходного продукта. Ш Всесоюзная конференция "Хроматографические процессы, их применение в катализе, автоматизация измерений". Ташкент, 19-22 мая 1981 г.,

с. 31-32. (Алгоритмы разработаны Уразовым ti.).

8. Алиев Э.М., Уразов Н. О построении машинных моделей прогноза. "Алгоритмы", вып. 44, Ташкент, РЖО АН УзССР,1981 г., 36-41 с.(Алгоритмы и программы составлены Уразовым Н.).

'9. Уразов Н. Управление качеством цемента на основе ев-ристической самоорганизации. 9-я республиканская школа молодых ученых и специалистов по АСУ и автоматизации проектиро-. вания. Ташкент,. 1984 г., 1с.

10. Уразов Н. Оптимизация соотношения станков и обслужи-ващего их персонала."Вопроса вычислительной и прикладной математики". Шп. 76, Ташкент, ЖО АН УзССР, {984 г.,27-32 в. -

11. Алиев Э.М., Уразов Н. Прогнозирование и управление качеством технологической продукции."<1ан", Ташкент, .1984 г., ' ■ 81 с. (Алгоритмы разработаны Урвзсвым Н.).

12. Уразов Н.Х.,Уразов Н. Коэффициент строения тквни. "Текстильная промышленность", М., 1988. № I, 37-38 с.СМатема- . тическое обеспечение выполнено Уразовым Н. ) I

13. Уразов Н.Применение математических метопов в проекти- ..

ровании и контроле качества тканей. "Автоматика", Киев, 1988, * 3, 44-47 о. 1

14. Уразов Н., Юсупов A.M. Применение минро-ЭВМ в решении задач снижения материалоемкости тканей. Республиканская научно-техническая конференция. Ташкент, 20-22 июня i960 г., 1с. (Алгоритмы разработаны Уразоьым Н.).

1Ь. Уразов Н.'Эвристический метод контроля и регулирования параметров тканей по заданным свойствам. Известия ИУЗов. "Технология текстильной промышленности", Иваново,, 1989, № 3, 31-35 с.

t

16. йяьясова Г.А..Марасулов Р.Х., Уразов Н.Х., Уразов Н. Вероятностный метод опенки кривых волн нитей по тканям."Вопросы вычислительной и прикладной математики*', вып. 88, Ташкент, 1990 г., 54-t39 с. (Постановка задач принадлежит Уразову П.).

1?. Уразов П., Появонов Ф.Ю., Марасулов Р.Х, Вопросы управления качеством ткани на основе прогнозированияпоказателей проектирования. 1У Всесоюзная конференция "Перспективы и опыт внедрения статистических метопов в АСУ ТП". Тула, 1990 г., с. 2.(Алгоритмы разработаны Ураэовым Н.).

18. Уразов Н., Полвонов Ф.Ю., Кадиров'Ш.М. Построение математических моделей разрывной прочности хлопколавсановой пряжи методом группового учета аргументов. Республиканская научно-практическая конференция, Форгайн, 30-31 октября 1991 г.,

I с. (Постановка задач принадлежит Уразову П.).

19. Уразов Н., Калиров Ш.М, Информационное обеспечение базы знаний обогатительного производства. Республиканская конференция "Современные проблемы автоматизации", Ташкент, 199I г., 1с. (Постановка задач принадлежит Уразову Н,).

20. Уразов Н., Кадиров J11.M., Марасулов Р.Х. Применение методов самоорганизации моделей и линейного программирования для оптимизации процессов ткашсого производства."Автоматика", Киев, 1992 г., 43-46 с. (Постановка задач и разработка алгоритмов принадлежит Уразову П.).

21. Уразов Н., Кадиров Ш.М. ,Саидтаджиева М. Оптимальное проектирование ткани на ЭВМ по заданным параметрам заполнения и наполнения. "Алгоритмы", вып. 7&, Ташкент, 1992 г., 71-75 с, (Разработка алгоритмов принадлежит Уразову Н.).

22. Уразов П., Кадиров Ш.М. Синтез оптимального управления натяжением основных нитей при сматывании их со сновального ва-

ла на шлихтовальную машиНу. "Вопросы кибернетики". Вып. 149, Ташкент, 1993 г., 71-76 с. (Решение задач принадлежит Ураэо-вуН.). '

23.Оптимизация качественных показателей ткани арт.2В990 и машинная обработка информации плановых расчетов на базе ПЭВМ "Искре-.1030". Отчет по теме 11-09, ФерПИ, Г1 гос.регистрации 01900060572, 1990 г., 25 с. (Уразов И. является научным руководителем).

24. Кодирование рисунка некоторых ткацких переплетений и расчет заработной платы на базе ПЭВМ "IBM". Отчет по теме 2-90, ФерПИ, № гос. регистрации 01900039408, 1991 г,., 21 с. (Уразов П. является научным руководителем).

2'о. Охунов М.Х., Уразов П., Полвонов 3>.Ю. Качественное исследование одной задачи о волне дробления. Труды $ерПИ,Фер-. гана, 1992 г., 28-32 с. (Уразов Н. участвовал при исследовании) .

26. Уразов Н., Ганиев С., Юсупов A.M. Оперативное управление качеством цемента по его минералогическому составу."Уз-бекистонда к'ибернетикайинг холати ва ривожлвниши". Республика , кинференииясининг маърузалар тезиси туплами. Тошкент, 1993 й,

I б. (Алгоритм разработан Уразовым Н.).

27. Кадиров Ш.М., Мухитдинов М.М., Уразов Н. Моделирование и управление качеством промышленных изделия. "Фан", Ташкент, 1994 г., 00 с. (Алгоритмы и программ разработаны Уразовым Н.).

Автор выражает глубокую благодарность научным консультантам докторам технических наук, профессорам Алиеву Э.М. и Мухитдинову М.М. за петше .советы.

ан но та ц и я .

этшта-стохАсш узлуксго-дйскрет технологии

ЖАРАЁНЛАР СИМ УЧУН (ЩСУЛОТ СИФАТШИ МОДШШгГГИРИШ

ва тёзкор вош^аришнинг назарий асослари ва тадбщий

' услублари

уразов нуранбой

Диссертаиияда ЭХМ ёрдамида ма^сулотларнинг сифат курсат- , кичларива технологик курсаткичлар оросила алока урНятувчи математик моделлар г;урипиб, бу моделлар ёрцамида твлпб кклнягпн

махнул от сифатига эригаиш учун технологи« параметрларнинг энг кулай ^ийматларини топиы масалалари, с крат вп технология кур-саткичларни опзратив бош^ариш масалалари илмий-назврий вв вма-лий жихатдан ечклган. ДисоертаииЯ олга оурилган илмий-нваарий гоялвр цемент ва ту^имачилик саноатлари учун тапбт$ этилиб, бу жара^нлвр бошидан охиригача урганиб чи^илган, анализ цилин-ган хамив ^ар бир ало^ида жараен учун мах;сзулотнинг технологик вв си^ат курсаткичларини бир-бирлари билан богловчи. математик моделлер !$урипган, уларни оптималлвштириш ва бощцариш масалалари ечипган.

Ишлаб чи^армлгпн цементнинг 28-нунлик актиалигига 350м ащё ва оралт; ма^сулотларнинг физий-шханик хуоуекатлари бялан биргаликда тайёр Цементнинр минералоги» таркиби куда катта таъсир этганлиги туфайди диссортпиияча цемент фаоеларини рентген аппараты ва Э>^М да идонтификвциялаш караЗниндаг влгоритмла-рини ишлаб чи^аш масэласига катта эътибор берилген,

Газмол ту^иш жараёнцда з^вр хил технологий ва сифат курсат-киадарини характерловчи параметрлар гдоидв магьлумот олкини ав-томатлаштириш мв^садвда оптсзлдктрон принцип есоокда иаловчи даклмалар яратияиб, улардан туцимачилик саноатида матем.и'ик моделлар 1$урт учун матлумотлар йдаишда фойдалатишинг шший-назорий ва амалий масалалари «чилган. :

ДиссертБиияда хал эТЛган ипчий-назврий ва пмалий ишлан-малврнинг наТ1скаларини геология, минералогия, курилки мате-риаллари штаб чи^арил, ту^имачпяик санопти ва шунга ухшаш соз$еларда ма^сулот си£атини олдиндан аню^яеш, оптиматглашткрт ва оператиз бощцарив масалаларини ^ал этидда »$уллаш цумкин. Хозирги пайтда илмий тлвнмаларнинг бир 1$исми муствцил Узбеки-стонимизнинг бир неча саноат тармо^арида, жушадан МпрриЛон "Атлас" бирлвшмасида, Кувасой, Бекобод, НавоиЙ цемет комби-нвтларкца, Намонган вюйи ишлаб чичариш бирлашмаскяа цемент ва газламеларнинг си|>агИни олдиндан анюутш, технологик жараён-ларни оператив бош^аришда и^ваффачият билан 1$уллаНиягмокда.

R E S II M E

IHEOP.yriCAL BASIC AHU APPLIED METHODS. OF TIE KQUELLIIIG Aiill OTJITOL OF THE ljHttJT/ OF PRODUCTS FOR TÏEG GROUP Ot: FRDBARILITILY CDHλJIJU«S - DISCT.ETEJ.Y TECÏÎÎKÎlOGICAL PROCESS.

WA7W SWRMIBAÏ

This dissertation (teals with problsms of constructing mathematics models by ira ans cf Electronic ccnp'Jter3 m order to determine the quality and tccnnological indexas of tns production and Inorder to fichlevo the Deeded qualities of production by means of these finding tne. most poses?in? significances of technologycal paramètres. The problems of.ruling the quality and technologycal indexes are solved practically and theoretically. The author i?cucid»r3 that the scientific and theorical theories of this dtscertntion ara useful in cement production, manufacture industries and the author has learned all Operation processes from the beaming up to the end, and he analysed and" constructed mathsmatic models for every roncret ope retiens connect in;? the quality and teehnologycal indexes of tho production and solved the problem of th&ir optimization and ruling processes. Ar» the raw materials and intertmdiate materials and their physycal and mechanical spesslfics have greate"influence to the rrcJucted 28 - days activity of cement, in this discartation the author payed the greate attention to forking out the algorrythmic rrco«sse3 of identification cf the phases»or" serrer,t by ue'ans cf x -rav apparatus and Electronic coir,putsr.

(wides t-lTO author solved the problems of .construct lng and using Mr- automatized and cptoolertrcnical devices in fabrics weaving vp;.rations and by the aid of these devices d«terinanin? the Uchnclosycal quality ind^naning th« technclogyCal quality n.'rtpjres of the fabric. This disert alien look through such rrobJetTR m : gathering mformftions and by the aid of them ovu-'ructing models which could optimalize and optratlve ruling and those operations should be automatized. Inorder to solve these problem wo suggest : opto - electronic principles, the x -ray analize methods, modeling methods, collective calculating nvtheds, operative ruling methods and linear and.noue linear programming iratheds. These methods are proved for every operations. ^

3?.

y»

ЮОСЛАХОНЛП'П ТОПШИРИЛЛИ1р119«гп. ЕОСИШГА РУХСАТ ЭТИЛДН £ 7/0/93¿/П. Н,ОГОЗ Е1ПИМ11 СОхВ4 1/10 ОФСЕТ БС01А ¡ О ЛИ ДАЛОЯИ 60 НУСХД. БУЮРТМА ¡Ск

УЗ Г ФЛ «КИБЕРНЕТИКА» ИНЧБ СИГА КАРАШЛИ КИБЕРНЕТИКА ИНСТИГУ1И11ИИГ ВОСМАХОНЛСИДА 4011 Э1ИЛГАН. <00143. ТОШИТ. « ХГЖАР.В. КГМСН 34 УП