Особенности структурной оптимизации технологических процессов

В наиболее общем виде задачу структурной оптимизации можно сформулировать как задачу выбора наилучшей структуры ТП, для чего нужно, во-первых, предъявить определенные требования к совокупности выполняемых операций, т. е. фиксировать некоторое подмножество F°={f,} множества F, и, во-вторых, ввести некоторые критерии предпочтения одной структуры (S') другой (S"). Сле­довательно, по множеству F°^Í F операций, которые необходимо выполнить, нужно построить множество S(F°) допустимых для F⁰ структур, т. е. все возможные структуры S^a, aÎA, каждая из которых может сопоставляться с совокупностью функций , и из них выбрать наилучшую исходя из введенного критерия предпочтения. Для вышеприведенных высказываний использованы обозначения понятий теории множеств: (F⁰ÍF)–F⁰ является под­множеством множества F; (aÎA)–a является элементом мно­жества А.

Критерий предпочтения является некоторым функционалом L(S) от структуры, и S'<S" эквивалентно L{S')<L(S^//). Этот функционал зависит от условий функционирования (технических ограничений), которые в свою очередь описываются некоторым вектором параметров u (предполагается постоянным).

Тогда задача выбора оптимальной детерминированной струк­туры состоит в поиске структуры, которая наилучшим образом (в смысле выбранного критерия) выполняла бы некоторую за­данную совокупность функций F°ÍF при заданных условиях функционирования u:

,

где S(F°) – множество всех структур, отвечающих множеству F°; l_ij – эффективность выполнения объектом i операции j; C_i – затраты на i-й элемент.Задача структурной оптимизации, заключающаяся в определении вида функционала F, обычно решается методом перебора.

Рассмотренный в общем виде математический подход к структур­ной оптимизации технологических процессов может быть применен при выборе вида заготовки и методов ее изготовления, стадий и эта­пов при проектировании маршрута обработки заготовки, структуры операции, оптимальной технологической операции, структуры пере­хода, оборудования, системы станочных приспособлений, конструк­ции станочного приспособления, конструкции режущего инструмента, многоинструментальной наладки, измерительной системы и др.