Планирование экстремальных экспериментов при оптимизации технологических процессов РЕА

, Р. М.- ,

ПЛАНИРОВАНИЕ ЭКСТРЕМАЛЬНЫХ ЭКСПЕРИМЕНТОВ ПРИ ОПТИМИЗАЦИИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ РЭА

Москва 1985

1 ОПТИМАЛЬНОЕ УПРАВЛЕНИЕ ДИСКРЕТНЫМИ ОБЪЕКТАМИ

1.1 Динамическое представление процесса изготовления РЭА

Технологический процесс – часть производственного процесса, содержащая действия по изменению и последующему определению состояния предмета производства.

Технологический процесс изготовления радиоаппарата состоит из технологических операций, а последние также делятся на части – установы, переходы, позиции и др. И  процессы в целом, применяемые для изготовления радиоаппарата, и части процессов взаимосвязаны. В совокупности эти связанные друг с другом части (элементы) процесса представляют собой систему. Термин «динамическая система» указывает, что процессы в этой системе протекают во времени. Системы подразделяются по сложности и взаимодействию. По сложности они могут быть простые, сложные и очень сложные, не поддающиеся математическому описанию. По принципу взаимодействия системы подразделяют на детерминированые и вероятностные – стохастические. Такое деление систем весьма условное, ибо та или иная система может быть отнесена к одной или другой подгруппе в зависимости от позиций, с которых она рассматривается.

Технологический процесс изготовления радиоаппаратуры является сложной динамической системой. При его исследовании приходится принимать во внимание наличие большого количества взаимосвязанных и взаимодействующих между собой элементов, обеспечивающих достижение поставленной цели. Элементами процесса являются его части, осуществление которых требует большого количества разнообразного оборудования, технологических линий как для изготовления заготовок и деталей, так и для выполнения сборки изделия.

Работа станков, линий и процессов в целом характеризуется частичной или полной синхранизацией. Поэтому при проектировании технологического процесса изготовления радиоаппарата перед разработчиком – технологом, в числе других, ставится задача выбора оптимального варианта процесса, применения оптимальных режимов выполнения составляющих процесс частей и процесса в целом, обеспечение оптимального управления процессом, т.е. обеспечение оптимальности большей системы.

Обобщенная функциональная схема процесса изготовления радиоаппарата как сложной (большой) системы представлена на рис. 1.1 [10].

Рис.1.1

На рис.1.1 под Аiпонимается физико – химический процесс (механическая обработка, прессование, гальванические и химические покрытия и т.д.)  производства      i–ой  детали; под   Bi – сборочно – электромонтажный процесс сборки i – ой сборочной единицы блока или  радиоаппарата;

под Ci – регулировочные процессы, производимые над  i – ой сборочной единицей данного радиоаппарата;

хk – переменные, влияющие на технологический процесс. К ним относятся материалы для изготовления комплекта деталей, комплектующие изделия, требуемые электрической принципиальной схемой и конструкцией радиоаппарата, энергетика во всех ее видах, необходимая для действия оборудования и выполнения операций процесса, люди, участвующие  в процессе и т. д., и т.п;

уn – выходные переменные параметры, характеризующие изделие после его изготовления. К ним относятся технические параметры: масса, габаритные размеры, надежность, точность и др.; экономические: трудоемкость, экономичность, себестоимость; эксплуатационные и другие.

Логическая система управления технологическим процессом вырабатывает сигналы управления rm ,  в результате чего изменяются характеристики процесса, чем обеспечивается достижение некоторой ц е л е в о й  ф у н к ц и и  у,  т.е. обобщенного показателя системы, всесторонне характеризующего изделие при технологическом процессе.

Целевую функцию у называют также п а р а м е т р о м  с и с т е м ы.

          Параметр системы – это признак, по которому оптимизируют процесс. Он должен быть количественным, т.е. задаваться числом, которое поддается измерению. Если нет возможности измерить величину параметра, то пользуются методом                                   р а н ж и р о в а н и я, т.е. присвоения параметру определеной оценки – ранга.

Практически встречаются процессы (системы) не с одним, а с несколькими параметрами. Можно построить математические модели для каждого из них, но одновременно оптимизировать их невозможно. Поэтому выбирается один параметр, а остальные служат ограничениями. Если этого сделать нельзя, то при наличии двух параметров пользуются корреляционным анализом, т.е. вычисляется общепризнанной характеристикой связи двух случайных величин.

Переменные х называют ф а к т о р а м и. Фактор – это измеряемая переменная величина, принимающая в некоторый момент времени определенное значение. Под математической моделью системы понимается уравнение, связывающее параметр оптимизации с факторами.

Здесь следует сделать еще одно замечание: выпуск радиоаппаратов является производством штучных изделий, а процесс их производства – дискретной системой. Конечно, это не исключает наличия в большой системе отдельных непрерывных процессов (систем), например, термических, химических и т.п..