WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 |   ...   | 7 | 8 || 10 | 11 |   ...   | 13 |

tm = tvsp + tdop + tosn, (3.44) где tvsp(G, L)- время, затрачиваемое на вспомогательные операции [83]; tdop - время, затрачиваемое на дополнительные операции [83]; tosn - основное время, затрачиваемое на проведение технологического процесса (нагрев, выдержка и охлаждение изделий) [83].

tosn = tnag + tvid + tohl, (3.45) где tnag - продолжительность сквозного прогрева детали до заданной температуры (определяется формой и размером изделий, их расположением, типом печи, составом и свойствами стали и т.д.); tvid - продолжительность изотермической выдержки детали при заданной температуре (не зависит от формы и размера изделия и определяется только составом и исходным состоянием стали); tohl - продолжительность охлаждения детали до температуры окружающей среды.

Для практического определения продолжительности нагрева стальных изделий сложной формы tnag при всестороннем нагреве используют формулу, предложенную Е.А. Смольниковым [83]:

V tnag = K1 KF KK, (3.46) F где K1 - коэффициент, зависящий от состава и физических свойств нагреваемой стали, температуры и способа нагрева [83];

V - характеристический размер, представляющий собой отношение объема нагреваемого тела V к его поверхности [83];

F KF - критерий формы [83]; KK - коэффициент конфигурации нагреваемого изделия, величина которого для инструментов различного типа находится в пределах от 0,46…0,65 (круглые плашки, червячные, резьбовые насадные и торцовые насадные фрезы) до 0,85…1,0 (резьбонакатные ролики, ножи, плоские плашки, цилиндрические фрезы и все "гладкие тела", не имеющие канавок).

Продолжительность изотермической выдержки детали tvid должна быть минимальной, но обеспечивать завершение фазовых превращений в стали и необходимую концентрацию углерода и легирующих элементов в аустените.

Затраты на вспомогательные материалы рассчитываются как SsVS GVS i i i=SVS =, (3.47) n где GVS - вес вспомогательного материала; sVS - стоимость 1 кг вспомогательного материала; n - количество одновременно обрабатываемых деталей [83].

Сумма, затраченная на изготовление приспособления C sPRi tosn GPRi i=SPR =, (3.48) nKSS где GPR - вес материала, используемого при изготовлении приспособления; sPR - стоимость 1 кг материала, необходимого для изготовления; tosn - основное время, затрачиваемое на проведение технологического процесса, определяется по формуле (3.31); n - количество одновременно обрабатываемых деталей [83]; KSS - срок службы приспособления.

Стоимость энергетических затрат tosn N SEN = sEN, (3.49) n где tosn - основное время, затрачиваемое на проведение технологического процесса, определяется по формуле (3.45); N - мощность оборудования (печи); n - количество одновременно обрабатываемых деталей [83]; sEN - стоимость 1 единицы энергии.

Величина экономического ущерба, причиненного выбросами загрязнения в атмосферный воздух, определяется в соответствии с типовой методикой [28].

При проведении технологических процессов химико-термической обработки, таких как цементация, азотирование, нитроцементация, борирование и др., в окружающую среду выделяются следующие вредные вещества: окись углерода, двуокись углерода, сажа, окислы азота, аммиак, хлороводород, тетраборат натрия и др.

Как было отмечено выше, в качестве технологических показателей основного машиностроительного производства приняты: процент брака при изготовлении детали и технологичность совокупности процессов изготовления детали.

Оценка процента брака при изготовлении деталей. Из-за несовершенства технологии производства брак является неотъемлемой составляющей, которую стремятся свести к минимуму. В данной работе при поиске w3* W3 учет процента брака производится по следующей формуле Etpu F32()= min, (3.50) Brj Wj=где Brj - процент брака, имеющий место при изготовлении деталей, с учетом: вида технологической операции и оборудования с соответствующим приспособлением.

При поиске минимума данного критерия должны быть соблюдены ограничения (3.37) – (3.41) и выполнены уравнения связи (3.42).

Критерий технологичности совокупности процессов упрочняющей обработки. Технологичность процесса – совокупность свойств процесса, проявляемых в возможности оптимальных затрат труда, средств, материалов и времени.

Etpu F33()= max, (3.51) Tej Wj=где Te - технологичность j-го процесса упрочняющей обработки с учетом: вида технологической операции и оборудования с соответстj вующим приспособлением.

При поиске минимума этого критерия должны быть также соблюдены ограничения (3.37) – (3.41) и выполнены уравнения связи (3.42).

Поскольку размерность множеств Wi, i = 1, K, 3, конечна (< 10 000 вариантов), то, учитывая высокое быстродействие современных ПЭВМ, решение задач сводится к последовательному перебору всех вариантов допустимых марок металлов, способов получения заготовок, видов упрочняющей обработки и видов возможных заготовок, которые можно использовать для изготовления детали, в задаче 1, а также допустимых технологических процессов упрочняющей/механической обработки, наборов оборудования на каждом предприятии, приспособлений и видов вспомогательных материалов, которые можно использовать для изготовления детали, в задачах 2 и 3 и выбору такой их комбинации, где критерии достигают оптимальных значений при условии выполнения всех ограничений.

Формирование множеств Wi, i = 1, K, 3, осуществляется с использованием информационной базы знаний, включающей в себя реляционную базу машиностроительных данных и базу правил, регламентирующих выбор его элементов. База данных содержит информацию марочника сталей, сведения о способах получения заготовки, стойкости материала, условиях эксплуатации, данные о конструируемой детали, классификации деталей машиностроения и др. База правил сформирована по принципу: если условие …, то следствие ….

При разработке программного обеспечения решения задачи 1 для лица, принимающего решение (ЛПР), предусмотрена возможность оставить для дальнейшего рассмотрения и варианты решения, для которых значения критерия F1 удовлетворяют условию:

~ ~ ~ F1ok1 F1opt, k1 < 1, o = 1,O1, (3.52) ~ где k1 - коэффициент, расширяющий множество решений задачи, используемых при дальнейшем рассмотрении (задается ~ ЛПР); F1o - значение критерия задачи для о-го варианта решения; O1 - множество допустимых решений. Это обусловлено тем, что при решении задачи используется укрупненная оценка затрат и времени на изготовление детали (ее партии), которые уточняются при детальном рассмотрении технологических процессов механической и упрочняющей обработок.

При решении задачи 1, используя критерий F1 (3.15), включающий в себя трудозатраты, стоимости вспомогательных материалов и материалов, затраченных на изготовление конструируемой детали, стоимость обработки (снятие технологиче~ ских прибылей) и транспортные расходы на доставку металла от поставщика на склад предприятия, получаем O1 вариантов ее решения, для которых значения критерия F1 удовлетворяют условию (3.52).

Компонентами каждого варианта являются: материал, используемый для изготовления детали, способ получения и вид заготовки, а также вид упрочняющей обработки, обеспечивающий заданные показатели качества изделия.

Для каждого о1i -го варианта решения задачи 1 решается сначала задача 2, а потом задача 3. При их решении, используя обобщенные критерии, получаем варианты со следующими составляющими: вид технологического процесса с соответствующим набором оборудования, приспособлений и видом вспомогательных материалов.

Для того, чтобы окончательно выбрать оптимальный вариант решения общей задачи, необходимо посчитать комплексный критерий F = min (Smw + Stw + Sew + Szw + Saw + Sww ), WOгде Smw, Stw, Sew, Szw, Saw, Sww - соответственно стоимость материала, трудозатраты, затраты на энергетику, амортизацию и расход вспомогательных материалов на проведение w-го варианта разработки и изготовления изделия, а также стоимость ущерба, наносимого окружающей среде выбросами загрязнений в атмосферный воздух, минимальное значение которого позволит получить: материал, используемый для изготовления детали, способ получения и вид заготовки, виды технологических процессов механической и упрочняющей обработок с соответствующими наборами оборудования, приспособлений и видом вспомогательных материалов.

Таким образом можно оценить затраты на изготовление всего изделия на каждом предприятии из множества возможных с учетом имеющегося парка оборудования, экологической обстановки района размещения предприятия, а также технологические показатели промышленного производства. Следует отметить, что реализация предложенного подхода не возможна без использования программного обеспечения и информационной базы, содержащей всю необходимую информацию по каждому предприятию из множества возможных Mz.

3.2. ОЦЕНКА ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ КАЧЕСТВА ИНВЕСТИЦИОННЫХ ПРОЕКТОВ В соответствии с природоохранным законодательством Российской Федерации нормирование качества окружающей природной среды производится с целью установления предельно допустимых норм воздействия, гарантирующих экологическую безопасность населения, сохранение генофонда, обеспечивающих рациональное использование и воспроизводство природных ресурсов в условиях устойчивого развития хозяйственной деятельности [86]. В связи с этим при оценке качества инвестиционного проекта промышленного производства необходимо оценить его воздействие на окружающую среду и выработать мероприятия, направленные на ее сохранение.

Для принятия эффективных решений по природоохранным мероприятиям рассмотрим подход, позволяющий, с одной стороны, в автоматизированном режиме выбрать оптимальный вариант схемного решения систем обезвреживания газовых выбросов и сточных вод; с другой стороны, сделать вывод об эффективности этих мероприятий.

Задача выбора технологических схем систем очистки газовых выбросов и сточных вод из множества вариантов на основании математических критериев оптимальности до настоящего момента решалась редко вследствие сложности накладываемых на системы условий, а также большого количества критериев оценки. Наиболее прогрессивным методом решения этой задачи является применение экспертных систем. Чтобы среди множества вариантов структуры процесса выбрать оптимальную систему, необходимо четко определить критерии оценки. У систем очистки газовых выбросов и сточных вод имеется множество критериев оценки, которые объединены в 3 большие группы: "затраты", "надежность", "безопасность". В таком случае рекомендуется использовать комплексную оценку, предполагающую распределение весов между этими суммирующими группами с учетом конкретных условий. Если при составлении целостной системы из отдельных стадий перечислить все их сочетания и исследовать возможность их реализации, то количество сочетаний будет велико, что может повлиять на эффективность экспертной системы. В связи с этим используются оценки специалистов, которые из множества вариантов определяют наиболее приемлемые (например, вариант системы, который уже проектировался на практике и положительно себя зарекомендовал).

Экспертные системы обладают следующим рядом преимуществ:

- модульностью и простотой, т.е. при изменении или дополнении правил, а также при использовании нового оборудования эти правила и оборудование вносятся в базу знаний без изменения всей структуры автоматизированного выбора в целом;

- реалистичностью, так как многие математические модели слишком сложны и абстрактны и не редко вносят в системы ряд упрощений, здесь же используются практические наработки специалистов в данной области.

На рис. 3.1 в качестве примера приведен фрагмент схемы переработки и обезвреживания газообразных выбросов, содержащих неорганические соединения, а на рис 3.2 показана схема переработки и обезвреживания сточных вод, содержащих органические соединения. Структура известных процессов очистки газовых выбросов и сточных вод выбрана на основе опыта, накопленного за долгие годы на множестве объектов.

Исходя из вышеизложенного, предлагается следующая постановка задачи формирования варианта структуры технологической схемы (СТС), в состав которой должны войти все необходимые технологические стадии: нужно найти последовательность элементарных операций процесса очистки воздуха (сточных вод) от вредных примесей до концентраций C вых таких, что при выполнении условий:

lim С + С C (3.53) вых фон справедливо следующее:

topt = arg min F1(t), (3.54) tT lim где T - множество возможных вариантов СТС процессов очистки; C, C, C – соответственно совокупности конценвых фон траций вредных примесей на выходе системы очистки, а также их фоновых и предельно допустимых значений.

В связи с тем, что предлагается использовать многокритериальный выбор оптимального варианта СТС системы очистки, необходимо решить вопрос о выборе методов нормализации множества критериев и их ранжирования; а также метода многокритериального выбора [1, 24, 60].

Рис. 3.1. Схема переработки и обезвреживания газообразных выбросов, содержащих неорганические соединения:

Ме – ионы металлов; Гi – неорганические соединения в виде паров или аэрозолей; А – анионы Рис. 3.2. Схема переработки и обезвреживания сточных вод, содержащих органические соединения:

Ra – адсорбент; Rэ – экстрагент; Roк – окислители;

Rщ – реагент щелочь; P – радиационное окисление.

Продукты 1 – 4 – полезные компоненты, извлеченные из сточной воды В данной работе критерий оптимальности F1 представляет собой сумму взвешенных относительных потерь критериев:

приведенных затрат на реализацию совокупности стадий очистки; надежности функционирования системы очистки; технологичности и безопасности процессов очистки.

Интегральный критерий F1 можно записать как Fv (t) = i (t), (3.55) i v i=где 1, 2, 3, 4 - весовые коэффициенты, = {i} = i : i > 0, i = 1,..., 4, = 1 ; (3.56) i i=i i i i (t) – взвешенные потери по i-му критерию; 1(t)= 1(F1i(t)), i = 1, K, 1, t T – монотонные функции, преобразующие v Рис.3.каждую функцию цели Fvi(t), i = 1, K, 4, t T к безразмерному виду; Fv1(t)- экономический критерий, включающий в себя укрупненные приведенные затраты на реализацию системы очистки; Fv2(t)- оценка надежности функционирования системы очистки; Fv3(t), Fv4(t)- соответственно критерии технологичности и безопасности проведения совокупности процессов очистки. Причем для функции цели Fv1(t) находится минимум, а для Fv2(t), Fv3(t) и Fv4(t) – максимум.

Pages:     | 1 |   ...   | 7 | 8 || 10 | 11 |   ...   | 13 |



© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.