Файл: Ильинский, Д. Я. Обоснование решений при проектировании и эксплуатации машин и линий легкой промышленности учебное пособие.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 01.11.2024

Просмотров: 73

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

в) Если внутри группы есть триады, в которых величина С оди­ накова, то следует вычеркнуть все триады, кроме той, где величина ■t наименьшая, т. е. эффективность системы наибольшая.

г) Если внутри группы есть триады, в которых величина t -одинакова, то следует вычеркнуть все триады кроме той, где вели­ чина С наименьшая.

д) Выбрать триаду с наименьшим значением t. Величины, ко­ торыми характеризуется эта триада пометим знаком ■—,т. е. вы­ бранная триада описывается как (С, ц, t ). Все триады, у кото­

рых О С и t > t, вычеркнуть.

Перейти к триаде со значением t, ближайшим большим по отно­

шению к величине t, п повторить ту же процедуру.

Процедуры проделать для групп триад, соответствующих всем зонам. Оставшиеся триады всех групп используются для построе­

ния таблиц следующего шага.

для

второго, третьего,

.... (п—2) -го

3. Повторить процедуры

шагов, т. е. для таблиц

 

 

 

(aiX a2) Х ая! (^iX^aX^s) Х а4<

!

(ai X я 2 X • • - X

a/i— X ®и—1

■способ построения которых, заключающийся в прибавлении поодн ■ ночке всех элементов последующих видов к возможным сочетаниям всех типов всех предыдущих видов идентичен, описанному в пунк­ те 1 .

4. На последнем (п—1)-м шаге анализ таблицы с^Х ^Х • •« X Х«л принцип построения, т. е. синтез, которой такой же, как и всех предыдущих, заключается в том, чтобы из триад этой табли­ цы выбрать те, величины которых С < С * , •»]* и £<£ *, а ве­ личина С наименьшая. Полученное на (п—1)-м шаге оптимальное решение (точнее решение, подозреваемое на оптимальность) прове­ ряется, чтобы убедиться в том, что примененный способ пониже­ ния размерности задачи не внес погрешности в результат и полу­ ченное решение действительно является оптимальным, либо, чтобы уточнить результат и выявить тем самым оптимальное решение.

Все варианты, у которых С < С * , ■?]>?)* и f < t*, можно счи­ тать конкурентоспособными, и наиболее приемлемое для конкрет­ ных условий решение (не обязательно такого, у которого С min)

•следует выбирать исходя из соображений, не нашедших отражения в принятой модели оптимизации.

Обычно результативных вариантов, удовлетворяющих ограниче­ ниям, не так много и их полезно обозреть, чтобы в случае необхо­ димости внести коррективы в исходные величины.

В ходе решения задач пошаговой оптимизации может выявить­ ся «органическая недостаточность» исходных данных, свидетельст­ вующая о возможности решения ее и о необходимости применения

типов более совершенных по принципу

действия,

лучших по каче­

ству изготовления и т. д.

 

 

Например, имеются функциональные элементы А, Б, В, Г, Д и

Е различных вариантов типов, характеризуемых

целыми числами

€ и , f]ij в пределах 0,930 < т ,- <0,999

и 0,5 < tu < 3,5 все. S/'= 1

{табл. 19).

 

 

50



 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а

19

 

 

 

Варианты конструктивной реализации функциональных элементов

 

 

 

 

 

 

 

Функциоиаль-

1

 

 

2

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

 

пые элементы

 

 

 

 

 

 

4

 

 

5

 

 

 

 

7

 

А1

 

 

А2

 

 

АЗ

 

 

 

-

 

 

 

 

 

 

 

А

0,940

2,5

15

0,950

2,3

30

0,930

1,2

 

 

 

 

 

 

 

 

10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Б1

 

 

Б2

 

 

БЗ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Б

0,960

1,2

12

0,943

1,6

43

(.993

0,5

 

 

 

 

 

 

 

 

18

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В1

 

 

В2

 

 

ВЗ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В

0,980

3,5

41

0,980

3,1

74

0,995

3,2

 

 

 

 

 

 

 

 

86

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

■ Г1

 

 

Г2

 

 

ГЗ

 

 

Г4

 

 

Г5

 

 

 

 

 

 

 

Г

 

 

 

 

 

15

0,980

1,8

24

0,975

1,2

 

 

 

 

 

 

_ _

 

18

0,930

1,4

28

0,980

1,3

31

0,990

1,5

 

 

 

 

 

 

Д1

 

 

Д2

 

 

дз

 

 

Д4

 

 

 

 

 

 

 

 

Д

0,990

1,8

28

0,999

1,4

47

0,999

1,2

52

0,999

1,1

 

 

 

 

 

 

15

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Е1

 

 

Е2

 

 

ЕЗ

 

 

Е4

 

 

Е5

 

 

Е6

 

 

Е7

 

 

Е

0,990

2,5

18

0,890

1,0

24

0,980

0,5

28

0,995

1,2

31

0,999

0,7

33

0,698

0,6

37

0,999

0,6

13


Требуется найти функциональные элементы А, Б, В, Г, Д, Е. таких вариантов, чтобы

(5

С = 2 Сп ->- min

/ = 1

при г(> 0 385, t <8,0.

Применив метод пошаговой оптимизации, на пятом шаге полу­ чаем, что поставленным условиям удовлетворяют только четыре варианта сочетания типов функциональных элементов, образующих,

машину-автомат. Наилучшим

является

вариант

АЗ х БЗ х В2 х

х Г4 х Д2 х ЕЗ, для которого

 

 

 

 

 

 

 

2 С„ ~

190,

т)=0,870

и t - 7 , 9.

 

 

 

i=i

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Решение свелось к рассмотрению

на первом шаге 3 Х3=9,

на

втором — 3 x 9 = 2 7 ,

на

третьем — 5 x 1 8 = 90,

на

четвертом

4 х 18 = 72

и на пятом —

16 = 112

вариантов, т. е. всего

310'

вариантов,

что составляет

менее 1 0 %

от того количества их, кото­

рое пришлось бы анализировать при полном переборе (3X3X3 X

х 5 х 4 х 7 = 3780).

что полученный

вариант

решения является

Чтобы убедиться,

действительно наилучшим, имеется метод проверки оптимальности решения.

На сочетаемость элементов часто накладываются ограничения (например, элемент А1 используется только с элементом Б1, ис­ пользование элемента Б2 исключает применение элемента ВЗ и т. д.). В связи с этим в задачах примой пошаговой оптимизации целесообразно использовать алгебру высказываний, посредством которой находятся невозможные (или недопустимые) сочетания всех элементов, на условия сочетания которых наложены сколь, угодно сложные логические ограничения. Эти невозможные соче­ тания нуллифицируются, т. е- сразу же исключаются из дальней­ шего рассмотрения.

З а д а ч а 2. Оборудование эксплуатируется в течение четырех периодов времени (каждый период составляет некоторое количе­ ство лет, одинаковых для всех, периодов). В конце каждого пери­ ода (кроме последнего) может проводиться модернизация обору­ дования.

Необходимо выбрать такую стратегию

модернизации (образ

действия) в течение .всех четырех периодов,

чтобы суммарная при­

быль за все время эксплуатации оборудования была максималь­ ной.

При модернизации доход от оборудования увеличивается на I периоде — на 20, на II — на 15, на III — на 10% (табл. 20).

Затраты на модернизацию составляют (в процентах от дохода соответствующего периода): на I периоде—20, на II—50 и на III—

70%.

Стратегия выбирается по критерию суммарной прибыли за

I, II,

III и IV периоды.

52


Таким образом, при модернизации

часть дохода,

полученная

от использования оборудования

в течение (/—1)-го

периода, ис­

пользуется для покрытия затрат на модернизацию,

но в результате

•модернизации доход от использования

оборудования в

течение

/-го периода возрастает.

 

 

 

 

 

 

Задача решается методом

попятной пошаговой

оптимизации,

т. е. сначала рассматривается

IV

период, затем III

н т. д.

Набор

оптимальных стратегий, соответствующих каждому периоду (ша­ гу), составляет оптимальную стратегию модернизации в течение всего отрезка времени, состоящего из I, II, III и IV периодов.

Принцип обозначения прибыли: нижний индекс содержит пере­ чень тех периодов, за которые подсчитывается прибыль, а верхний

— обозначение стратегий, принимаемых на этих периодах. Нап­ ример, означает суммарную прибыль за II, III и IV пери­

оды при стратегиях 0 на II и IV периодах и стратегии I на III пе­ риоде.

Приступая к решению задачи, рассмотрим суммарную прибыль за III и IV периоды (первый шаг решения):

Д4 = С3 + С*.

Вконце III периода (7=3) можно:

1)не проводить модернизацию (выбрать стратегию 0), тогда

суммарная прибыль за III и IV периоды составит

q (4>= q .fC 2 .

гдеСз=£>3 и С° = Д . a Д = Д ,

следовательно,

С™ = Д + Д = Д + Д — 2Д ;

2)проводить модернизацию (выбрать стратегию 1), тогда

суммарная прибыль за III и IV периоды составит

Г

10 _

Г 1 _i_ С °

где Сз = 0,30Д и С°±=

Д ,

а Д = 1,1ОД,

следовательно,

 

 

q ° = 0,30Д + Д = 0,30Д + 1 ,Ю Д = 1.40Д.

Из дву'х альтернативных стратегий 0 или 1 на III периоде при­ нимаем стратегию 0, так как независимое от того, какие стратегии принимались раньше (на I и II периодах), оиа обеспечивает боль­ шую суммарную прибыль на III и IV периодах, т. е: является оп­ тимальной.

53