Підвищення ефективності проектування машин для пакування сипких речовин

Abstract

Дисертація присвячена розробці системи функціонально-модульного проектування пакувальних машин та застосуванню її для розв’язання задачі оптимізації структури машин функціонально-модульної будови для пакування сипких речовин. Дана система включає як оптимізаційний синтез, що реалізується шляхом автоматизованого виконання ряду основних процедур пошуку кращого варіанта структури машини за допомогою спеціально створених програм, так і твердотільне 3D-моделювання її компонування із набору електронних моделей функціональних модулів, що дає змогу скоротити тривалість та підвищити ефективність процесу проектування. Розроблена підсистема моделювання компонувальних схем машин для пакування сипких речовин розширює традиційні можливості структурного синтезу. На її основі здійснено групування функціональних модулів за функціональною ознакою в блоки, що надає такі переваги: завдяки забезпеченню між ними гнучкого зв’язку підвищується надійність та технічна продуктивність всієї машини; вдосконалення дозувально-фасувального блоку функціональних модулів дає змогу здійснювати багатокомпонентне дозування сумішей різних сипких речовин у заданих пропорціях. Диссертация посвящена разработке системы функционально-модульного проектирования упаковочных машин, и применению ее для решения задачи оптимизации структуры машин функционально-модульного строения для упаковки сыпучих веществ. Данная система объединяет и взаимосвязывает ряд важных этапов процесса проектирования, каждый из которых усовершенствованный с целью повышения его эффективности. Моделирование структуры машин для упаковки сыпучих веществ осуществляется с помощью разработанной методики декомпозиции ее слу-жебной функции и представленного “И-ИЛИ”-дерева функционально-модульного строения машин для упаковки сыпучих веществ, который полностью отражает иерархическую структуру и все существующие типоразмеры функциональных модулей упаковочных машин данного назначения. Показано, что оптимизационный синтез структуры упаковочной машини предполагает выполнение нескольких процедур, основными из которых являются синтез допустимых вариантов структуры и поиск среди них оптимального. Их последовательность определяется стратегией решения задачи согласно одной из приведенных схем, выбор которой зависит от размерности исходных данных. Повышение эффективности поиска лучшего варианта структуры упаковочной машини осуществляется, в первую очередь, путем автоматизированного выполнения основных процедур с использованием специальных программ, созданных на основе известных методов решения одно- и многокритериальных задач оптимизации. Разработанная система критериев оптимальности позволяет объективно оценить каждый возможный вариант структуры упаковочной машини. Особое значение имеет выведенный коэффициент относительной готовности, который отражает динамику накопления ненадежности упаковочной машини с ростом количества функциональных модулей в ее составе. Использование данного коэффициента для решения конкретных задач показало, что благодаря его свойству аддитивности значительно упрощается расчет надежности всей машины по сравнению с использованием коэффициента готовности. Предложенная подсистема моделирования компоновочных схем машин для упаковки сыпучих веществ расширяет традиционные возможности структурного синтеза, поскольку позволяет проектировать новые варианты конструкций упаковочной машини. На ее основе осуществлено группирование функциональных модулей по функциональному признаку в блоки, что дает ряд преимуществ: при обеспечении между ними гибкой связи повышается надежность и техническая производительность упаковочной машины; совершенствования дозировочно-фасовочного блока модулей позволяет осуществлять многокомпонентное дозирование смесей различных веществ в заданных пропорциях. The thesis is devoted to the development and application of the system functional modular design packaging machines for packaging granular substances, that includes a synthesis optimization, implemented by the automated execution of a number of basic procedures for a better version of the packaging machines structure with established programs and solid-state 3D-modeling packing machines layout of a set of electronic models of functional modules. The developed subsystem modeling layout schemes of machines for packaging granular substances extends the traditional features of the structural synthesis. On the basis by grouping functional modules in blocks on functional indication provides the following advantages: through providing a flexible connection between them reliability and technical productiveness of packaging machines increased; improving dosing block of functional modules makes possible to execute multicomponent measuring of different granular substances in given proportions.