Название: Верификационные методы анализа оптимального управления процессами и системами(Попов П.М., Попов С.П.)

Жанр: Авиационные технологии и управление

Просмотров: 1205

3. сравнительный анализ оптимального управления в проектно-технологических решениях авиационного производства

В основе деятельности инженера-проектировщика лежит процесс проектирования, под которым в общем случае понимают выбор некоторого способа действия, направленного на составление описания, необходимого для создания в определенных условиях еще несуществующего объекта с возможной оптимизацией заданных его характеристик. Внедрение вычислительной техники в инженерно-технологическую деятельность потребовало строго формального подхода к процессу проектирования сложных технических объектов, к которым относятся технологические процессы в авиаракетостроении и в машиностроении.

При создании систем автоматизированного проектирования (САПР) в основу общего подхода  к  процессу  проектирования  закладывается  алгоритм,  включающий  три  этапа: синтез, анализ  и принятие оптимального решения  (рис.3.1).

Рассмотрим  данный  алгоритм  (рис.3.1).  После  определения  цели  проектирования

происходит формирование (генерирование) возможных вариантов (альтернатив) решения проектной задачи. Этот этап называется синтезом и охватывает наиболее творческие виды работ по созданию объекта. В современных САПР на этом этапе могут генерироваться принципиально новые технические решения.

Следующий этап процесса проектирования - это инженерно-технологический анализ.

Он направлен на детализацию намеченных вариантов решения задачи (определения структуры и отдельных параметров проектируемого объекта - изделия) и проверку возможных условий функционирования объекта. Определяющими видами работ на данном этапе являются математическое моделирование объекта — изделия и его исследование  на основе этой модели с целью выяснения основных функциональных свойств в рассматри- ваемой области.

Информация, полученная в результате анализа, позволяет перейти к третьему этапу

процесса  проектирования  -  принятию  оптимального  решения.   Это  наиболее ответственный этап, цель которого — выявление единственного решения задачи среди возможных вариантов. На этом этапе наиболее универсальными являются многошаговые методы принятия решений, при которых каждый последующий шаг сужает область поиска и ограничивает число альтернатив.

Рассмотренная схема (рис.3.1) показывает, что основные задачи, решаемые на втором этапе - этапе анализа - связаны с оптимизацией технических объектов (технических решений).

Итак,  оптимизация  -  это  процесс  нахождения  экстремума  некоторой количественной величины (параметра) проектируемого объекта, представляемой в виде функции (функционала). Если эта функция характеризует положительное свойство объекта, то ищется максимальное ее значение, если отрицательное - то минимальное.

Обычно в инженерно-технологической практике используется термин «оптимальное решение», или «оптимальный проект», под которым в этом случае понимается наилучшее из некоторого множества решение, удовлетворяющее всем требованиям, предъявляемым проектируемому объекту.

Широкое  использование  во  всех  сферах  инженерной  деятельности  различных

методов и приемов оптимизации, в основе которых лежит определенный математический аппарат,  позволило  сформулировать  целое  направление  прикладной  математики, получившее название «исследование операций».

Рис. 3.1. Схема алгоритма  процесса проектирования сложного технического объекта