РЕШЕНИЕ ЗАДАЧИ СТРУКТУРНОЙ ОПТИМИЗАЦИИ КОНСТРУКЦИИ ФРЕЗЫ НА ОСНОВЕ МУЛЬТИАГЕНТНОГО ПОДХОДА

image_print
DOI https://doi.org/10.15407/pmach2019.01.053
Журнал Проблемы машиностроения
Издатель Институт проблем машиностроения им. А. Н. Подгорного Национальной академии наук Украины
ISSN 0131-2928 (print), 2411-0779 (online)
Выпуск Том 22, № 1, 2019 (март)
Страницы 53-59

 

Авторы

В. Л. Аносов, Донбасская государственная машиностроительная академия (84313, Украина, г. Краматорск, ул. Академическая, 72), e-mail: valeryanosov68@gmail.com, ORCID: 0000-0001-7362-4322

Л. М. Богданова, Донбасская государственная машиностроительная академия (84313, Украина, г. Краматорск, ул. Академическая, 72), e-mail: libog3096@gmail.com, ORCID: 0000-0002-5025-9358

В. М. Колодяжный, Харьковский национальный автомобильно-дорожный университет (61002, Украина, г. Харьков, ул. Ярослава Мудрого, 25), e-mail: vladmax1949@ukr.net, ORCID: 0000-0003-0696-1403

В. Д. Литовка, Донбасская государственная машиностроительная академия (84313, Украина, г. Краматорск, ул. Академическая, 72), e-mail: darkness481@gmail.com, ORCID: 0000-0002-4412-0122

 

Аннотация

Приведен проект системы поддержки принятия решений для поиска оптимальной конструкции фрезы. На стадии предварительного проектирования используется морфологический анализ. Он позволяет найти и систематизировать все возможные структуры фрезы с необходимым функциональным назначением. Для автоматизации процесса формирования конструкции применяется алгоритм, основанный на методе резолюций, использующий логику предикатов первого порядка. Производится перебор возможных состояний и сборка конструкции фрезы из готовых элементов. Этот алгоритм целесообразно описывать в терминах логических операций. Он состоит в дедуктивном выводе предложения вида: “Существуют размерные параметры x1,…,xn и силы, такие, что конструктивное решение, удовлетворяющее заданным свойствам П(x1…,xn), выводится из набора возможных связей “x1… “xn (K1(x1,…,xn)Ù… ÙKn(x1,…,xn) Þ В(x1,…,xn)), какие обозначают размерные, силовые и другие реальные связи, что возникают между деталями реальных конструкций”. Переходом от конкретных деталей к логике предикатов первого порядка является условие, что некоторая деталь (например пластина П) может функционировать в реальных условиях тогда и только тогда, когда существует совокупность фиксирующих ее сил f1, f2,..,fn, которые приложены в точках x1,x2,…,хn. Основными параметрами эффективности конструкции фрезы приняты: надежность, продуктивность, энергоэффективность, заданные как целевые функции. Они учитывают также статические и динамические характеристики конструкции. Переменными показателями являются геометрическая форма и размерные параметры фрезы. Для каждого варианта геометрической формы проводится построение 3D-модели фрезы и расчет ее статических и динамических характеристик. Далее эти параметры включаются в целевые функции. Оптимизация осуществляется на основе метода градиентного спуска. Выбор оптимальной конструкции осуществляется при взаимодействии интеллектуальных агентов. При этом конструкция фрезы обеспечивает наилучшее соотношение целевых функций. Архитектура системы построена на интеграции CAD/CAE-систем с мультиагентной системой (МАС). Поиск решения осуществляется автоматически в результате взаимодействия самостоятельных целенаправленных программных модулей – агентов. В данной работе для построения МАС используется библиотека Jade языка Java в среде разработки NetBean. Рассмотренный подход позволяет уменьшить расходы времени при проектировании или выборе конструкции металлорежущего инструмента.

 

Ключевые слова: структурная оптимизация, мультиагентная система, фреза, бизнес-процесс, объектно-ориентированный подход, производительность, надежность, энергоэффективность.

 

Литература

  1. Сенькин Е. Н. Подсистема многокритериальной параметрической оптимизации режущего инструмента. Станки и инструмент. 1989. № 4. С. 15–17.
  2. Субботин С. О., Олейник А. О., Олейник О. О. Неитеративные, эволюционные и мультиагентные методы синтеза нечеткологических и нейросетевых моделей (под. ред. С.О. Субботина). Запорожье: Запорож. нац. техн. ун-т, 2009. 375 с.
  3. Gerhard Weiss edited by. Multiagent Systems: a Modern Approach to Distributed Artificial Intelligence. London, Cambridge, Massachusetts: MIT Press, 1999. 609 р.
  4. Рассел С., Норвиг П. Искусственный интеллект: современный подход: 2-е изд. (пер. с англ.). М. : ООО «И.Д.Вильямс», 2016. 1408 с.
  5. Лахин О. И. Симонова Е. В., Скобелев П. О. Подход к разработке прототипа интеллектуальной системы поддержки принятия согласованных решений при проектировании малоразмерных космических аппаратов на основе мультиагентных технологий. Информ.-управляющие системы. 2015. № 2. С. 43–47.
  6. Козырева В. В. Автоматизация вариантного проектирования конструкций на основе систем агентов с адаптивным поведением: автореф. дис. … канд. техн. наук / Моск. строит. ун-т. М., 2013. 19 с.
  7. Литвиненко В. А., Ховансков С. А. Организация распределенных вычислений на основе мультиагентного подхода. Изв. Таганрог. радиотехн. ун-та. 2007. С. 246–251.
  8. Набока М. В. Проектирование систем управления сложными информационными процессами с применением многоагентной технологии: автореф. дис. … канд. техн. наук /Волгоград. техн. ун-т. Волгоград, 2004. 20 с.
  9. Одрин В. М. Метод морфологического анализа технических систем. М. : ВНИИПИ, 1989. 312 с.
  10. Андрейчиков А. В., Андрейчикова О. Н. Компьютерная поддержка изобретательства (методы, системы, примеры применения). М.: Машиностроение, 1998. 476 с.
  11. Asunción Álvarez, Tom Ritchey. Applications of General Morphological Analysis from Engineering Design to Policy Analysis. Acta Morphologica Generalis, Swedish Morphological Society. 2015. Vol. 4. No. 1. P. 1–40.
  12. Гузенко В. С. Направленный морфологический анализ и синтез инструмента для особо тяжелых условий резания. Надежность режущего инструмента. Краматорск: Краматорск. индустр. ин-т, 1991. Вып. 4. С. 83–91.
  13. Тарасов О. Ф., Алтухов О. В., Сагайда П. І., Васильєва Л. В., Аносов В. Л. Автоматизоване проектування і виготовлення виробів із застосуванням САD/САМ/САЕ-систем. Краматорськ: ЦТРІ «Друкарський дім», 2017. 239 с.
  14. Кузнецов Ю. М., Луців І. В., Дубиняк С. А Теорія технічних систем (під заг. ред.. Ю. М. Кузнецова). К.;Тернопіль: Тернопіль. техн. ун-т, 1997. 310 с.
  15. Нагорняк С. Г., Зеленський К. В. Синтез сборных торцовых фрез с упругодемпфирующими элементами. Изв. вузов. Машиностроение. 1991. № 10–12. С. 123–125.
  16. Настасенко В. А. Морфологический анализ – метод синтеза тысяч изобретений. К. : Технiка, 1994. 44 с.
  17. Хает Г. Л., Гах В. М., Громаков К. Г., Гузенко В. С., Ивченко Т. Г., Локтев А. Д., Музыкант Я. А. Сборный твердосплавный инструмент (под общ ред. Г. Л. Хаета). М. : Машиностроение, 1989. 256 с.
  18. Фреза торцева зі ступінчастою схемою різання: пат. 32129 Україна, МПК (2006) В23 C5/02 / В. С. Губенко, О. Ф. Бабін, В. Л. Аносов. № u 2007 12614. заявл. 14.11.2007; опубл. 12.05.2008 р. Бюл. № 9. 3 с.

 

Поступила в редакцию 11 октября 2018 г.