Оптимизация процесса токарной обработки с учетом экологических факторов

В общем виде задача формулируется так.

Для конкретного целевого назначения требуется выбрать вариант конструкции или узла и рассчитать такие значения искомых параметров конструкции, которые обеспечивают наибольшую народнохозяйственную эффективность всего производственного процесса при обязательном получении требуемой продукции заданного качества за установленный промежуток времени.

При создании металлорежущего оборудования возникает общая задача оптимизации на основе нескольких критериев эффективности.

Применительно к металлорежущему оборудованию такими критериями являются: стоимость, точность, производительность, износостойкость и т.д. Как известно, совокупность критериев образует вектор эффективности.

В общем случае область наилучших компромиссных решений называют областью решений, оптимальных по Парето. Для определения оптимума по Парето необходимо перейти от задачи векторной оптимизации к задаче оптимизации со специально сконструированной скалярной функцией цели вида полученной свертыванием векторного критерия.

Скалярная функция цели образуется из непротиворечивых критериев, т.е. состоит из критериев, которые следует либо минимизировать, либо максимизировать. Затем производится субоптимизация по каждому критерию в результате чего отыскивается множество точек соответствующее субоптимальным значениям критериев эффективности.

Осуществляется решение неформальной задачи упорядочения по важности частных критериев, основанное на методах ранговой корреляцией определяются безразмерные весовые параметры.

Чаще всего за целевую функцию принимается один важнейший фактор, например, стоимостной, на остальные критерии эффективности накладываются ограничения. Тогда поиск эффективного решения сводится к решению задачи математического программирования.

Недооценка требований производства зачастую приводит к удлинению сроков изготовления вновь спроектированных машин, вызывает дополнительные затраты труда и материальных средств, что влечет за собой увеличение себестоимости и снижение народнохозяйственной эффективности.

С таких позиций наиболее приемлемым критерием, отражающим народнохозяйственную эффективность проектирования, изготовления и эксплуатации, будет принцип минимальных приведенных затрат.

При этом решение будет оптимальным применительно к определенному уровню развития науки и техники и конкретных производственных условий, в которых производится изготовление машины.

При конструировании, также как и при разработке технологических процессов, можно выделить два вида оптимизации: структурную и параметрическую.

Под структурной оптимизацией понимается выбор оптимальной компоновки станка и способов базирования, типа приспособления, инструмента, выбора типа системы адаптивного управления, типа привода и т.д.

Параметрическая оптимизация предназначена для определения оптимальных конструктивных параметров и допусков на них, параметров систем управления, приводов и т.д.