Вопросы и ответы по оптимизации ТП1

Автор: Пользователь скрыл имя, 13 Декабря 2010 в 22:17, шпаргалка

Описание работы

Сфера применения оптими-зационных методов в инже-нерном деятельности достаточно широка: от проектирования отдельных структурных элементов технических систем до разработки узлов оборудования технологических проектов, организации управления производством и составления проектов промышленных предприятий в целом

Скачать полностью (49.37 Кб) Сколько стоит заказать работу?
Работа содержит 1 файл

Вопросы и ответы по оптимизации ТП1.doc

— 200.50 Кб (Скачать)
ВОПРОСЫ  И ОТВЕТЫ ПО ДИСЦИПЛИНЕ

«ОПТИМИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ» 

№

п/п

 Наименование  вопросов Ответы
1. На чем основывается возможность решения задач оптимизации ТП На их многовариантности
  Сфера применения оптимизационных методов в инженерном деятельности достаточно  широка: от проектирования отдельных  структурных элементов технических систем до разработки узлов оборудования технологических проектов, организации управления производством и составления проектов промышленных предприятий в целом
2. Какой технологический  процесс является оптимальным     1. Выполнение системы ограничений,  отражающих условия протекания ТП и требования, предъявляемые к нему и детали.

    2. Экстремум целевой функции.

ТП, оптимальный  по одному критерию, может быть далеко не оптимальным по другому

3 Какие компоненты должна содержать математическая модель оптимизации     1. Критерий (критерии) оптимальности  ТП.

    2. Целевую функцию.

    3. Систему ограничений.

    4. Четко определенные входные, выходные  и внутренние параметры.

5. Управляемый  (варьируемый) параметр или управляемые (варьируемые) параметры, которые выделяются из числа внутренних параметров.

4 Приведите классификацию методов оптимизации Экстремум функционала, экстремум функции, непрерывные методы, дискретные методы, детерминированные, вероятностные, аналитиченские, численные методы
5 Сфера применения оптимизационных методов в инженерном деятельности проектирования  отдельных структурных элементов  технических систем, разработка  узлов оборудования технологических проектов, организация управления производством и составление проектов промышленных предприятий в целом
6 Оптимальный процесс.  это не  идеальный процесс, а процесс  наилучший с точки зрения заданного критерия
7   Два вида критерия в задачах оптимальности:      1. Выработанные  практикой качественные или количественные характеристики оптимальности работы различных систем.

2. Математические  критерии оптимальности, положенные в основу аналитических, графоаналитических, численных и машинных методов оптимизации.

8 Примерами технологических критериев оптимизации Максимум стойкости режущего инструмента, минимум штучного времени или максимум производительности, минимум себестоимости, максимизировать величину крутящего момента, максимизировать нагрузку, минимизировать шероховатость, максимизировать остаточные напряжения или глубину упрочнения и многие другие, выход продукта, качество, механические и физико-химические характеристики продукта его однородность строения и структуры, стабильность процессов, коэффициент полезного действия или времени работы объекта, а для вновь создаваемых объектов - надежность и долговечность, расход энергии на единицу продукции, металлоемкость, шумность, удобство обслуживания, срок морального и физического старения и др.
9 Экономические критерии оптимизации Прибыль, себестоимость продукции, рентабельность производства, штрафы за задержку поставок и др.
10 Управляемые переменные x1,...,xn переменные, значения которых можно выбирать в технически допустимых пределах по своему усмотрению и, тем самым, влиять на ход технологического процесса
11 Лицо, принимающее решение, что это за специалисты человек или  группа людей, которые занимаются анализом и выбором значений управляемых переменных, обеспечивающих оптимальное решение При оптимизации технологических процессов в роли ЛПР выступает инженер – технолог. Если при выборе оптимального решения учитывается комплекс технологических, конструктивных, экономических, социальных, экологических факторов, то в качестве ЛПР выступает группа людей, включающая специалистов во всех перечисленных областях;
12 Эффективное решение - Набор значений управляемых переменных, который по некоторым соображениям Л.П.Р. считает наиболее предпочтительным среди всех возможных решений
13 Целевая функция  задачи оптимизации количественная  мера эффективности технологического процесса или конструкции машины. Как правило, целевая функция не учитывает все требования, предъявляемые к эффективному решению, а лишь приближенно их отражает.
14 Ограничения задачи оптимизации Совокупность условий ( равенств, неравенств и т.п.), связывающих характеристики технологического процесса и ограничивающих область изменения управляемых переменных.
15 Случайные факторы Факторы технологического процесса, для которых ввиду их случайности неизвестны точные значения, но известен закон распределения вероятностей этих значений или хотя бы его числовые характеристики: математическое ожидание, дисперсия, средне квадратичное отклонение и
16 Неопределенные  факторы факторы технологического процесса, значения которых неизвестны, и для которых нет информации, позволяющей предпочесть одни значения этих факторов другим (кроме, может быть, самых общих, например, диапазона этих значений).
17 Математическая  модель оптимизации технологического процесса Целевая функция и совокупность ограничений, зависящие от векторов управляемых переменных, неуправляемых параметров, случайных и неопределенных факторов (два последних вектора могут отсутствовать).
18 Методы получения  математических моделей оптимизации технологических процессов Теоретические и экспериментальные. Теоретические методы заключаются в аналитическом исследовании физической сущности микропроцессов с использованием общих законов физики, справедливых для данного технологического процесса, или с использованием уравнений материального и энергетического баланса. Экспериментальные методы заключаются в обработке экспериментальных данных, полученных непосредственно на объекте
19 Допустимое  решение оптимизации Набор значений управляемых переменных, который удовлетворяет одновременно всем ограничениям задачи оптимизации.
20  Когда задача  оптимизации имеет смысл Если существует множество допустимых решений. Если допустимое решение единственное, то оно и будет оптимальным. Если допустимых решений не существует, искать оптимальное решение бессмысленно.
21   Классификация, как и любая классификация  в любой другой области знаний носит условный характер и не может претендовать на полноту и законченность. Тем не менее, классификацию можно провести исходя из методов отыскания экстремума функций и функционала, так как все оптимизационные методы сводятся к отысканию этих экстремумов.

22 Оптимальное решение Набор значений управляемых переменных, который не только удовлетворяет всем ограничениям модели оптимизации (т.е. является допустимым решением), но и дает экстремальное значение целевой функции.
23 Какие бывают оптимизационные задачи по назначению Структурной и параметрической Структурная оптимизация предназначена для оптимального построения структуры: последовательности переходов и операций, рациональной расстановки оборудования. Параметрическая оптимизация – с точки зрения выбранного критерия оптимизации..
24 Внешняя оптимизация Оптимизация, реализуемая вне станка и внутренняя реализуемая на станке.
25 Выборочная О. Оптимизируют один или несколько управляемых параметров обработки и комплексная, когда оптимизируют одновременно параметры инструмента, режима обработки, состав СОТС и т.д.
26 Дифференциальный и интегральный критерии оптимизации К дифференциальным или локальным относят физические (удельная энергоемкость процесса, температура резания, интенсивность изнашивания инструмента и другие) и экономические (производительность, технологическая себестоимость).

Интегральные  критерии основаны на комплексной оценке разных сторон процесса резания или комбинации различных оценок одного и того же критерия при решении минимаксных задач оптимизации.

27  Какие принципы закладываются при оптимизации конструктивно-геометрических параметров инструмента и режимов резания     Различные технологические принципы в зависимости от специфики ГПС: принцип минимальной себестоимости обработки на каждой рабочей позиции или обработки детали в целом; синхронизации времени цикла обработки на рабочей позиции, равной стойкости режущего инструмента одного вида (резцы, фрезы, сверла и т.д.), одного инструментального магазина или всей технологической системы, минимизации удельных энергетических затрат; повышенной надежности обработки.
28 Проблемы возникающие при выборе критерия оптимизации   При оптимизации  только один критерий может использоваться при определении оптимума, хотя в каждой ситуации имеется несколько противоречивых критериев (например, минимум затрат, максимум надежности, минимум потребляемой энергии).

  Один  из путей учета всех критериев состоит в выборе одного критерия в качестве первичного, все остальные – вторичны. В этом случае первичный критерий используется как оценка решения, остальные являются ограничениями и устанавливают диапазоны изменения соответствующих показателей.

  Одним из важных факторов является уровень детализации при исследовании системы. Важно учесть основные независимые переменные, но не перегружать задачу несущественными деталями.

   Проблема  многокритериальной оптимизации является одной из центральных задач теории оптимального проектирования и управления. Это связано с увеличением сложности и стоимости проектируемых техпроцессов, усложнением процессов их проектирования и изготовления, повышения удельного веса ТП многоцелевого назначения в общем объеме проектирования.

29  Дайте понятие функционала   Закон, согласно которому каждой функции из определенного класса функций соответствует значение некоторого числового параметра. Оновная задача вариационного исчисления – нахождение  экстремума заданного функционала.
30 Приведите постановку задачи Дидоны   Выбрать из всех линий заданной длины ту, которая охватывает наибольшую площадь.
31 Задача о  линии наибыстрейшего спуска   Пусть материальная частица М под действием силы тяжести скатывается без трения с нулевой начальной скоростью от точки А до точки В по некоторой линии (L.). Необходимо выбрать такую линию, чтобы падение произошло в минимальное время.
32 Постановка  задачи линейного программирования   Дана  система m линейно независимых уравнений с неизвестными х1,…хn называемая системой ограничений задачи линейного программирования: Требуется найти неотрицательные значения переменных xi ≥0, i=1,n, которые удовлетворяют уравнениям этой системы и обращают в минимум целевую функцию

       

33 Особенность решения  оптимизационной задачи  линейного программирования   Система уравнений составляющих ограничения  для случая, когда число уравнений равно числу неизвестных m=n, рассматривается в обычной алгебре. Если при этом определитель системы не равен нулю, то система имеет одно-единственное решение, для нахождения которого имеются хорошо разработанные приемы. Если же число уравнений меньше числа неизвестных m<n, то система уравнений (имеет бесчисленное множество решений, т. е. имеется беcчисленное множество наборов переменных xi, i=1,n которые удовлетворяют уравнениям. Каждый набор переменных xi, i=1,n удовлетворяющий системе уравнений будем называть решением.
34 Как изменяется основное время обработки при интенсификации  режимов резания    По  гиперболической зависимости
35 Как изменяются потери времени по оборудованию при интенсификации    Можно считать не меняющимися
36  Напишите  формулу для определения производительности с учетом всех составляющих времени     
37 Какая существует   характерная качественная зависимость роизводительности машин от режимов обработки       С интенсификацией режимов производительность сначала растет, а затем падает. Для каждого конкретного случая существует единственное значение показателей режимов, которое обеспечивает максимум производительности машины.    
38 Напишите формулу  для определения суммы всех потерь по инструменту при интенсификации режимов обработки    

- время участия инструмента  при обработке одного изделия, мин; -промежуток времени средней продолжительности по вине -го инструмента между простоями, - стойкость инструмента работы при исходных режимах

39  Покажите  как привести выражение

к линейному  уравнению

     
40 Покажите как  привести выражение

к линейному  уравнению использовать (использовать выражение

)

     
41 Покажите как  привести выражение

к линейному  уравнению использовать (использовать выражениеие

)

     
42 Привести постановку задачи об использовании ресурсов    Для осуществления  различных технологических процессов T1,…Тl заводу требуется m видов ресурсов S1,…Sm (сырье, топливо, материалы, инструмент и т. п.). Запасы ресурсов каждого вида ограничены и равны b1,…bm. Известен расход ресурсов на единицу продукции по каждому технологическому процессу. Требуется определить, в каком количестве выпускать продукцию каждого вида, чтобы доход от реализации этой продукции был максимальным.
43  Привести  постановку задачи о распределении выпуска продукции по предприятиям).   План  отрасли предусматривает за время  Т выпуск следующих видов продукции:

  A1 в количестве N1 штук

  A2 в количестве N2 штук

  ……………………………

  Al в количестве Nl штук

  Эти виды продукции могут выпускаться  на r однородных предприятиях П1,…,Пr. Предполагаем, что ни одно предприятие не может одновременно выпускать несколько видов продукции. Кроме того, задано:aij— количество продукции Ai, выпускаемой на предприятии Пj в единицу времени; bij— стоимость единицы продукции вида Ai, выпущенной на предприятии Пj; xij— время работы предприятия Пj по выпуску продукции Ai

  Требуется найти такие значения xij при которых стоимость выпускаемой продукции будет минимальной.

44 Сущность задачи оптимизация срока выполнения комплекса работ   Может оказаться, что время T выполнения комплекса работ чрезвычайно велико и стоит задача сократить его до величины T'<T, Для этого необходимо сократить длительности некоторых работ.

  Пусть τi — первоначально запланированная длительность i-й работы. Если в эту работу вложить сумму xi дополнительных средств, то длительность этой работы изменится. Если вкладываемые средства не очень велики и ограничены, например значениями ci, то новую длительность работы τ'i можно считать линейно зависящей от xi, т. е. положить

      

  где bi— известные для каждой работы коэффициенты.

  Теперь  стоит задача найти дополнительные вложения xi в каждую из работ, чтобы уложить весь комплекс работ в заданный срок T'.

45  Привести  постановку задачи  о минимальной загрузке оборудования   Имеется m станков, на которых могут быть изготовлены n типов деталей. Производительность i - го станка при изготовлении детали j - го типа составляет Cij. Величины плановых заданий Aj на изготовление j - ой детали и ресурс времени Bi работы i - го станка  заданы. Требуется, учитывая ресурсы времени работы каждого станка распределить задания между станками таким образом, чтобы общее время работы всех станков было минимальным.
46 Что такое задача оптимального управления   Вмешательство в естественный ход процесса и  его изменение для достижения определенных целей
47 Какие существуют этапы управления производством
  1. Сбор и обработка информации для оценки сложившейся ситуации
  2. Принятие решения о наиболее целесообразных действиях
  3. исролнение принятого решения
  4. Контроль выполнения.
48 Дайте определение  одноэтапной и многоэтапной задач управления Решение задач  поэтапно в заданной последовательности
49 Что такое многошаговое принятие решения при решении задач управления Разбиение  взаимосвязанных многовариантных сложных задач на несколько последовательных шагов, причем решения принимаемые на каком либо шаге зависят от предыдущих
50 Дайте понятие  динамической задачи управления Необходимость непрерывно оценивать меняющуюся  ситуацию. ( Преследование зайца собакой)
51 Что называют состоянием природы в задачах управления Совокупность  внешних факторов, влияющих на процесс  управления
52 Сущность задачи о принятии решений в условиях определенности Недостаточная или искаженная посторонними факторами  информация для точной оценки ситуации, причем принимать решение необходимо.
53 Какие вопросы  изучает дисциплина «Исследование операций» Разработка  научных методов решения организационно- управленческих задач
54 Что такое операция  применительно к организационно- управленческому решению Некоторое организационное  мероприятие преследующее четко  сформулированную цель
55 Цель исследования операций Нахождение  и научное обоснование таких  способов проведения мероприятий, которые с точки принятого критерия являются наивыгоднейшими, дать администратору обоснованные рекомендации.
56 Постановка  задачи расписаний    
57 Виды ограничений, накладываемые на выполнение программы работ в рамках теории расписаний.   Ограничения  описывающие взаимную зависимость  работ

  Ограничения по ресурсам необходимых для выполнения работ.

58 Перечислите составляющие ресурсов при выполнении теории расписаний.   
59 Разбиение задачи расписаний на два вида и их особенности 1. Жесткие ограничения  в значительной степени предопределяют порядок выполнения отдельных работ и число возможных вариантов расписания здесь не очень велико. Однако варианты всегда возможны и среди них могут найтись такие, при которых окажется минимальным время выполнения подпрограммы, наиболее рациональное распределение ресурсов и т. п. Для решения задач этого типа широкое применение получили методы сетевого планирования и управления (СПУ).

2. Ограничения  на очередность выполнения отдельных работ незначительны. Однако порядок выполнения работ здесь безразличен. От порядка выполнения работ зависит распределение ресурса по шагам. На переход от одной работы к другой тратится время, может потребоваться переквалификация персонала, переналадка или замена оборудования и т. п. т Задача составления такого расписания работ состоит  в выборе  наилучшего варианта.

60  Особенности  оптимизации  процесса резания   При резании  металлов различные параметры неодинаково влияют на физико-механические явления. Например, для устранения наростообразования необходимо увеличить скорость резания и передний угол при уменьшении подачи. Для предотвращения вибраций увеличивают подачу, при этом ухудшается шероховатость.

  Таким образом, параметры резания находятся во взаимосвязи между собой и работоспособностью инструмента. Форсирование режимов резания с целью повышения производительности и снижения себестоимости приводит к снижению стабильности и ресурса инструмента.

Поэтому управление процессом резания направлено на поиск компромиссного решения, следовательно, должно осуществляться методами оптимизации.

61 Основная задача, решаемая в процессе резания,   Повышение производительности при обеспечении прочностных свойств режущего клина и обеспечении заданного качества деталей.
62   Пути  повышения производительности процесса резания. 
   Рациональный  выбор инструментального материала, выбор режимов резания, применение многозубах инструментов, создание кинематических методов обработки, резервирование режущих кромок, применение износостойких покрытий

Информация о работе Вопросы и ответы по оптимизации ТП1