Автор работы: Пользователь скрыл имя, 15 Апреля 2013 в 19:46, курсовая работа
Целью курсовой работы по дисциплине «Математическое моделирование» является приобретение практических навыков в решении следующих задач:
системный анализ структуры технологических процессов действующего производства и выявление резервов повышения его эффективности;
определение критериев повышения эффективности действующего производства и поиск функциональных параметров предпочтительности при оптимизации по этим критериям;
математическое моделирование технологических процессов для реализации многокритериальной структурной оптимизации на уровне их маршрутного описания.
Введение
1 Математическая модель
1.1 Структурный анализ технологического процесса и построение
модели
1.2 Нормирование модели по критериям оптимизации
2 Анализ технико-экономических резервов производства и выявление приоритетности критериев оптимизации
3 Оптимизационные расчеты на ЭВМ
3.1 Пороговая оптимизация
3.2 Использование обобщенного критерия
Выводы
Список литературы
В результате получено:
мин;
руб.;
,
м2.
Распечатки файлов результатов расчёта критериев на максимум приведены в приложении Г.
Далее рассчитаны значения обобщённого критерия для каждой вершины по формуле:
где – количество критериев оптимизации;
– коэффициент, принимающий положительное значение, если значение параметра стремиться к минимуму, и отрицательное в противном случае;
– весовые коэффициенты, определяющие значимость соответствующего критерия и назначаемые экспертно с учётом анализа, выполненного в разд.2. Так как более приоритетным является критериальный параметр , то имеет наибольшее значение. В результате принято
, , , ;
– величина k-ого критерия, приведенная к относительно безразмерному виду по формуле:
,
где – максимальная длина среди всех путей графа по k-ому критерию.
После расчёта обобщённого критерия (полученные значения приведены в таблице 1.2) для каждой вершины задача поиска оптимальной структуры технологического процесса сведена к решению однокритериальной оптимизационной задачи, то есть, поиску кратчайшего пути на сетевом графе по обобщённому критерию.
Распечатка файла исходных данных приведена в приложении Д, распечатка результатов – в приложении Е.
По результатам расчётов первый путь из упорядоченного множества по обобщённому критерию принят в качестве оптимального:
1-2-5-6-11-17-19
мин;
руб.;
;
м2;
.
Выводы
Результатом курсовой работы является получение оптимальной структуры технологического процесса при многокритериальной оптимизации. Так как улучшение одного критериального параметра приводит к ухудшению другого, то невозможно минимизировать длину пути по каждому из критериев одновременно. Поэтому в работе реализовано два подхода к проблеме многокритериальной оптимизации, пороговая оптимизация и оптимизация по обобщённому критерию. При этом пути на графе (варианты технологического процесса), найденные двумя способами, совпадают на три четверти своей длины.
При сравнении результатов оптимизации по обобщённому критерию с результатами пороговой оптимизации получено снижение приведённых затрат на 13,9%, увеличение занимаемой площади на 28,6%, уменьшение количества станков на 2,3% и уменьшение суммарного штучного времени на 2,3%.
При сравнении варианта технологического процесса, полученного при пороговой оптимизации, с действующим технологическим процессом получено снижение приведённых затрат на 34%, уменьшение занимаемой площади на 46%, уменьшение количества станков на 3% и уменьшение суммарного штучного времени на 3%.
При сравнении варианта технологического процесса, полученного при оптимизации по обобщённому критерию, с действующим технологическим процессом получено снижение приведённых затрат на 42%, уменьшение занимаемой площади на 41%, уменьшение количества станков на 5,2% и уменьшение суммарного штучного времени на 5,4%.
Следовательно, при использовании в качестве основы для технического перевооружения производства варианта технологического процесса, полученного при оптимизации по обобщённому критерию, достигается максимальный экономический эффект. Применение станков с числовым программным управлением позволило снизить трудоёмкость производства и учесть социальный фактор.
Список литературы
1. Анфёров М.А., Селиванов С.Г. Структурная оптимизация технологических процессов в машиностроении. – Уфа: Изд-во «Гилем» АНРБ, 1996. – 185с.
2. Анфёров М.А. Моделирование и оптимизация структуры технологических процессов: Учеб. Пособие. – Уфа: изд-во УГАТУ, 1998. – 82с.
3. Анфёров М.А. Методические указания по организации выполнения курсовой работы по дисциплине «Системный анализ и математическое моделирование процессов в машиностроении». – Уфа: изд-во УГАТУ, 2003. – 37с.
4. Общемашиностроительные нормативы времени и режимов резания для нормирования работ, выполняемых на универсальных и многоцелевых станках с числовым программным управлением. Ч.2: Нормативы режимов резания. – М: Экономика, 1990. – 474с.
5. Общемашиностроительные нормативы времени
вспомогательного на обслуживание рабочего
места и подготовительно-
6. Общемашиностроительные нормативы времени и режимов резания для нормирования работ, выполняемых на универсальных и многоцелевых станках с числовым программным управлением. Ч.1: Нормативы времени. – М: Экономика, 1990. – 208с.
7. Расчет экономической эффективности новой техники: Справочник/Под общ. ред. К.М. Великанова. 2-е изд.– Л.: Машиностроение, 1990. – 448с.
8. Анфёров М.А. Методические указания по использованию программы «AMACONT» при структурной оптимизации технологических процессов в курсовом и дипломном проектировании. – Уфа: изд-во УГАТУ, 2002. – 28с.
9. Анфёров М.А., Шехтман С.Р. Методические указания по использованию программной среды «Microsoft Excel» для расчета эмпирических моделей в курсовом и дипломном проектировании. – Уфа: изд-во УГАТУ, 2002. – 26с
Приложение А
(справочное)
Исходные данные статистического анализа
Значения суммарного штучного времени при реализации технологического процесса, мин |
Значение приведенных затрат на внедрение технологического процесса, руб. |
25,2 |
4,47 |
25,27 |
4,66 |
26,06 |
4 |
26,13 |
4,19 |
26,39 |
4,13 |
26,46 |
4,32 |
26,66 |
4,37 |
26,73 |
4,56 |
26,86 |
4,08 |
26,86 |
4,04 |
26,86 |
3,84 |
26,93 |
4,27 |
26,93 |
4,23 |
27,12 |
3,78 |
27,14 |
3,61 |
27,15 |
3,58 |
27,15 |
3,54 |
27,19 |
3,97 |
27,21 |
3,8 |
27,22 |
3,77 |
27,22 |
3,73 |
27,3 |
3,49 |
27,3 |
3,45 |
27,39 |
4,02 |
27,47 |
3,74 |
27,48 |
3,71 |
27,48 |
3,67 |
27,54 |
3,93 |
27,55 |
3,9 |
27,55 |
3,86 |
Приложение Б
(справочное)
Распечатка файла исходных данных для расчетов на ПЭВМ при пороговой оптимизации
1 2 1 3 2 4 2 5 3 4 3 5 4 6 4 7
4 8 5 6 5 7 5 8 6 9 6 10 6 11
7 9 7 10 7 11 8 12 8 13 9 14
10 15 10 16 10 17 11 15 11 16
11 17 12 15 12 16 12 17 13 18
14 19 15 19 16 19 17 19 18 19
#4
0 |
0 |
0 |
0 |
9,66 |
1,02 |
0,047 |
0,27 |
10,26 |
1,39 |
0,05 |
0,15 |
6,16 |
0,65 |
0,03 |
0,17 |
6,23 |
0,84 |
0,03 |
0,09 |
2,85 |
0,28 |
0,014 |
0,05 |
3,18 |
0,41 |
0,016 |
0,04 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
3,94 |
0,82 |
0,019 |
0,28 |
3,69 |
0,41 |
0,018 |
0,11 |
7,1 |
1,97 |
0,035 |
0,12 |
8,78 |
2,43 |
0,043 |
0,15 |
7,39 |
2,05 |
0,036 |
0,13 |
4,18 |
0,88 |
0,02 |
0,3 |
3,94 |
0,44 |
0,019 |
0,11 |
3,94 |
0,4 |
0,019 |
0,11 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
Приложение В
(справочное)
Распечатка файла результатов расчетов на ПЭВМ при пороговой оптимизации
ПРОГРАММА СТРУКТУРНОЙ ОПТИМИЗАЦИИ "AMACONT"
ОПТИМИЗАЦИОННАЯ ОЧЕРЕДЬ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ МАРШРУТОВ
1-й оптимальный путь
1-2-4-8-13-18-19
критерии: 24.600 4.100 0.120 0.590
2-й оптимальный путь
1-2-5-8-13-18-19
критерии: 24.670 4.290 0.120 0.510
3-й оптимальный путь
1-3-4-8-13-18-19
критерии: 25.200 4.470 0.123 0.470
4-й оптимальный путь
1-3-5-8-13-18-19
критерии: 25.270 4.660 0.123 0.390
5-й оптимальный путь
1-2-4-6-9-14-19
критерии: 26.060 4.000 0.127 0.620
6-й оптимальный путь
1-2-5-6-9-14-19
критерии: 26.130 4.190 0.127 0.540
7-й оптимальный путь
1-2-4-6-11-17-19
критерии: 26.300 2.760 0.128 0.710
8-й оптимальный путь
1-2-4-6-11-16-19
критерии: 26.300 2.800 0.128 0.710
9-й оптимальный путь
1-2-5-6-11-17-19
критерии: 26.370 2.950 0.128 0.630
10-й оптимальный путь
1-2-5-6-11-16-19
критерии: 26.370 2.990 0.128 0.630
11-й оптимальный путь
1-2-4-7-9-14-19
критерии: 26.390 4.130 0.129 0.610
12-й оптимальный путь
1-2-5-7-9-14-19
критерии: 26.460 4.320 0.129 0.530
13-й оптимальный путь
1-2-4-6-11-15-19
критерии: 26.540 3.240 0.129 0.900
14-й оптимальный путь
1-2-4-6-10-17-19
критерии: 26.550 3.170 0.129 0.880
15-й оптимальный путь
1-2-4-6-10-16-19
критерии: 26.550 3.210 0.129 0.880
16-й оптимальный путь
1-2-5-6-11-15-19
критерии: 26.610 3.430 0.129 0.820
17-й оптимальный путь
1-2-5-6-10-17-19
критерии: 26.620 3.360 0.129 0.800
18-й оптимальный путь
Приложение В (продолжение)
1-2-5-6-10-16-19
критерии: 26.620 3.400 0.129 0.800
19-й оптимальный путь
1-2-4-7-11-17-19
критерии: 26.630 2.890 0.130 0.700
20-й оптимальный путь
1-2-4-7-11-16-19
критерии: 26.630 2.930 0.130 0.700
21-й оптимальный путь
1-3-4-6-9-14-19
критерии: 26.660 4.370 0.130 0.500
22-й оптимальный путь
1-2-5-7-11-17-19
критерии: 26.700 3.080 0.130 0.620
23-й оптимальный путь
1-2-5-7-11-16-19
критерии: 26.700 3.120 0.130 0.620
24-й оптимальный путь
1-3-5-6-9-14-19
критерии: 26.730 4.560 0.130 0.420
25-й оптимальный путь
1-2-4-6-10-15-19
критерии: 26.790 3.650 0.130 1.070
26-й оптимальный путь
1-2-4-8-12-17-19
критерии: 26.860 4.040 0.131 0.670
27-й оптимальный путь
1-2-4-8-12-16-19
критерии: 26.860 4.080 0.131 0.670
28-й оптимальный путь
1-2-5-6-10-15-19
критерии: 26.860 3.840 0.130 0.990
29-й оптимальный путь
1-2-4-7-11-15-19
критерии: 26.870 3.370 0.131 0.890
30-й оптимальный путь
1-2-4-7-10-17-19
критерии: 26.880 3.300 0.131 0.870
31-й оптимальный путь