Технические науки

Подбор параметров
Тип
Специальность
Мы поможем подготовить материал для монографии, кандидатской или докторской диссертации, а также разместим Ваши статьи в рейтинговых научных изданиях.
Показывать как:      




СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ.............................................................................................. 4

1.       СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ТЕОРИИ И

ТЕХНОЛОГИИ ПРОЦЕССОВ ВОЛОЧЕНИЯ ОДНО- И ДВУХСЛОЙНЫХ МАТЕРИАЛОВ    10

1.1.      Теоретические и экспериментальные исследования процес­сов волочения       10

1.2.      Многослойные материалы......................................................

1.3.      Теоретические и экспериментальные исследования процес­сов деформирования биметаллических материалов.................................................................................. 31

1.4.      Основные выводы и постановка задач исследований.................. 36

2.       МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ПЛАСТИЧЕСКОГО

ДЕФОРМИРОВАНИЯ ДВУХСЛОЙНЫХ МАТЕРИА­ЛОВ В КЛИНОВОМ КАНАЛЕ    39

2.1.       Кинематика течения материала.................................................. 39

2.2.       Напряженное состояние трубы................................................... 43

2.3.       Силовые режимы....................................................................... 51

2.4.       Деформированное состояние трубы............................................ 54

2.5.       Учет упрочнения........................................................................ 56

2.6.      Повреждаемость материала при пластическом формоизме­нении 58

2.7.       Основные результаты и выводы................................................. 53.       

ИССЛЕДОВАНИЯ НАПРЯЖЕННОГО, ДЕФОРМИРО­ВАННОГО СОСТОЯНИЙ, СИЛОВЫЕ РЕЖИМЫ И ПРЕДЕЛЬНЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ ФОРМОИЗМЕНЕ­НИЯ ПРИ ВОЛОЧЕНИИ ДВУХСЛОЙНЫХ ТРУБ НА

КОРОТКИХ ОПРАВКАХ......................................................... 61

3.1.      Характер течения материала в очаге деформации....................... 62

3.2.      Напряженное и деформированное состояния заготовки в 63

очаге деформации..................................................................

3.3.      Сила процесса............................................................................. 65

3.4.       Повреждаемость материала........................................................ 70

3.5.       Неоднородность интенсивности деформации и сопротивле­

ния материала пластическому деформированию в стенке из­готовляемой трубы          73

3.6.       Предельные возможности формоизменения............................... 75

3.7.      Основные результаты и выводы............................................. 81

4.       ВЛИЯНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ НА

НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОЕ СОСТОЯНИЕ, СИЛОВЫЕ РЕЖИМЫ И ПРЕДЕЛЬНЫЕ ВОЗМОЖ­НОСТИ ФОРМОИЗМЕНЕНИЯ ПРИ ВОЛОЧЕНИИ ТРУБ НА ДЛИННЫХ ОПРАВКАХ                                                             84

4.1.       Кинематика течения материала в очаге деформации.............. 84

4.2.       Напряженное состояние трубы в очаге деформации.............. 85

4.3.       Сила процесса........................................................................ 87

4.4.       Повреждаемость материала.................................................... 93

4.5.       Неоднородность механических свойств материала стенки изготовляемой трубы............................................................ 96

4.6.       Предельные степени деформации.......................................... 98

4.7.       Основные результаты и выводы................................................ 103

5.       ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ................... 106

5.1.      Экспериментальное определение характеристик механиче­ских свойств двухслойной стали 12ХЗГНМФБА+08Х13........................................................... 106

5.2.      Экспериментальные исследования силовых режимов про­цесса волочения труб на длинной оправке  110

5.3.      Рекомендации по расчету технологических параметров про­цессов волочения труб с утонением стенки из двухслойных материалов на длинных и коротких оправках.................................................................. 11  

5.4.      Использование результатов исследований в промышленно­сти. 115

5.5.      Использование результатов исследований в учебном процес­се    115

5.6.      Основные результаты и выводы................................................ 116

ЗАКЛЮЧЕНИЕ......................................................................................... 117

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ................................... 121

ПРИЛОЖЕНИЕ 1...................................................................................... 136

ПРИЛОЖЕНИЕ 2...................................................................................... 157

ПРИЛОЖЕНИЕ 3...................................................................................... 159




Введение........................................................................................................................ 4

1.      Моделирование эффектов, связанных с шероховатостью

границ раздела сред с различными оптическими свойствами................................... 13

1.1      Методы учета рассеяния на шероховатой поверхности.................................... 15

1.2      Учет рассеяния на шероховатой поверхности с точностью до членов второго порядка малости................................................................................. 21

1.2.1      Постановка задачи............................................................................... 21

1.2.2       Сведение задачи рассеяния к системе линейных алгебраических уравнений.................................................................... 24

1.2.3       Подход к решению системы линейных алгебраических уравнений...... 27

1.2.4       Выражения для амплитуд рассеянных мод........................................... 30

1.2.5       Поправки к амплитудным коэффициентам отражения      и пропускания, связанные с возмущением границы раздела сред............. 31

1.3      Крупномасштабная и мелкомасштабная шероховатости.................................. 36

1.3.1      Сравнение с результатами скалярной теории дифракции...................... 36

1.3.2       Физические эффекты, связанные с затухающими модами..................... 37

1.3.3       Применимость приближений крупномасштабной и мелкомасштабной шероховатостей.................................................... 41

1.4 Оценки крупномасштабной и мелкомасштабной среднеквадратичных шероховатостей на основе экспериментов атомной силовой микроскопии................................................................................................... 46

Выводы к главе 1..................................................................................................... 50

2.       Исследование параметров тонких пленок с учетом шероховатости границ............................................................................................. 51

2.1      Вариации элипсометрических углов f и Д при наличии мелкомасштабной поверхностной шероховатости слоя................................................................ 54

2.2       Выбор модели пленки для решения обратной задачи спектральной эллипсометрии................................................................................................ 65

2.3       Сравнение результатов спектральной элипсометрии и атомной силовой микроскопии................................................................................................... 73

2.4       Определение параметров пленок в области вакуумного ультрафиолета по спектральным фотометрическим данным......................................................... 81

Выводы к главе 2..................................................................................................... 92

3.       Учет шероховатости границ в многослойных структурах............. 93

3.1      Расчет спектральных характеристик многослойных покрытий с учетом шероховатости границ слоев............................................................................ 93

3.2       Эффекты в многослойных структурах, связанные с наличием шероховатости границ слоев............................................................................ 99

3.2.1       Эффекты, вызванные крупномасштабной и мелкомасштабной шероховатостью................................................................................... 99

3.2.2       Исследование реальных многослойных зеркал для длины волны 193 нм...................................................................................... 102

3.2.3       Влияние мелкомасштабной шероховатости на свойства чирп-зеркал........................................................................................ 108

Выводы к главе 3................................................................................................... 115

Заключение................................................................................................................. 116

Литература.................................................................................................................. 118


ОГЛАВЛЕНИЕ
CTp.
Введение 4
Глава 1. Современные тенденции в методологии и компьютер¬ной технологии принятия решений 18
Выводы 39
Глава 2. Концепция методологии системного проектирования 40
2.1. Концептуальный план развития - КОПЛАР 40
2.2. Составные части концепции КОНТОИН 47
2.3. Экономическое содержание концепции КОНТОИН 56
выводы 69
Глава 3. Исследования и разработка компьютерной технологии
поддержки принятия коллективных решений 71
3.1. Анализ мирового опыта компьютерной технологии
поддержки коллективных решений 71
3.2. ЙНВАРИАТРОН как инструмент проектирования 74
3.3. Реальные идеографические объектные тензоры - РИГОТЫ. 80
3.4. Форма представления информации "КАРТОИД" 81
3.5. Квантово-динамическая интерпретация процесса работы. 85
3.6. Формальное описание метода работы в системе 88
3.7. Экономическая оценка вариантов решений 94
3.8. Описание процесса работы в системе ИНВАРИАТРОН 97
Выводы 107
Глава 4. Исследования и разработка структуры организации знаний для принятия решений в системном проектировании..110
4.1. Изучение мирового опыта организации структуры знаний 110
4.2. Принципы построения и применения системы ТЕМПОРОКАНТ 122
4.3. Работа на "Хронографе" по конкретной тематике 129
Выводы 144
Глава 5. Системное проектирование с использованием компьютерной технологии принятия решений 147
5.1. Решение проблем развития территорий, сохранения и
рационального использования национального ландшафта. 147
5.1.1. Предложения по реализации Генсхемы расселения 147
5.1.2. Предложения по созданию программы "Земля и люди" 151
5.1.3. Методология решения эколого-ландшафтных проблем 162
5.2. Разработка "Пилотных" программ и проектов с целью привлечения инвестиций для развития регионов и предприятий 164
5.2.1. Особенности применения технологии ATTRACT 165
5.2.2. Методика оценки объектов на степень инвестиционной
привлекательности по технологии ATTRACT 168
Выводы 173
6. Основные выводы и результаты 175
Литература 179
Словарь терминов (глоссарий) 195
СОДЕРЖАНИЕ ПРИЛОЖЕНИЙ (отдельный том) Стр.
Приложения к Главе 1.
П1.1. Обзор американских систем компьютерной поддержки групповой работы по принятию решений 3
П1.2. Система "УНИВЕРСАЛЬНОГО МЕДИАЛЬНОГО ПОИСКА"
- "SUMS" Кима Вельтмана 13
Приложения к Главе 2.
П2.1. Пример разработки прогноза социально-экономического развития России и проекта федерального
бюджета на 1995 год 20
П2.2. Применение разработанной методологии системного проектирования в социальной сфере 32
Приложения к Главе 3.
П3.1. Ситуационная комната и система ИНВАРИАТРОН
как инструмент принятия стратегических решений 49
П3.2. Использование системы ИНВАРИАТРОН в составе технологии "АТТРАКТ" ("ATTRACT-tecbnology") и си-
стемы'ТАРД" (GUARD-system) 66
Приложения к Главе 4.
П4.1. Организация и использование структуры знаний
в проектировании 83
П4.2. Проблема выработки новых знаний в процессе
проектирования 98
Приложения к Главе 5.
П5.1. Как решить жилищную проблему в России ? 110
П5.2. Системные проекты для решения жилищной проблемы 120 

Оглавление

Введение.....................................................................5

1      Обзор существующих алгоритмов решения ЗМТ................................11

1.1      Классификация ЗМТ ....................................................................11

1.2      Методы оптимизации .................................................................  13

1.2.1      Метод ветвей и границ................................................... 13

1.2.2      Методы линейной оптимизации.................................. 14

1.2.3      Генетические алгоритмы............................................... 16

1.2.4      Метод имитации отжига................................................ 17

1.2.5      Поиск с запретами........................................................... 19

1.3      Классификация Фишера............................................................. 19

1.4      Классификация Кордо................................................................. 21

1.4.1      Построение начального приближения......................... 22

1.4.2      Локальная оптимизация приближения........................ 23

1.4.3      Глобальная оптимизация ..............................................  25

1.4.4      Машинное обучение....................................................... 27

1.5      Выводы.......................................................................................... 30

2       Многофазный алгоритм...............................................................32

2.1      Постановка задачи........................................................................ 32

2.2      Общая схема работы алгоритма ............................................... 34

2.3      Построение редуцированного графа........................................... 35

2.3.1       Одномерный случай........................................................... 36

2.3.2       Двумерный случай............................................................. 36

2.3.3       Многомерный случай ....................................................... 39

2.4      Метод фиктивных клиентов.......................................................... 52

2.5      Построение начального приближения....................................... 54

2.6      Обмен сегментов маршрутов........................................................ 55

2.6.1       Ускорение операции обмена сегментов......................... 55

2.6.2       Поиск оптимального обмена сегментов.......................... 59

2.7      Разгрузка агентов............................................................................ 62

2.8      Постобработка................................................................................ 63

2.9      Выводы............................................................................................. 64

3  Аспекты реализации...............................................................................66

3.1      Система PlanVidia............................................................................ 66

3.2      Архитектура PlanVidia........................................ ,..................... 68

3.2.1       Эксплуатация системы..................................................... 68

3.2.2       Основные части системы ................................................. 69

3.2.3       Назначение системы......................................................... 70

3.2.4       Функциональность системы............................................ 71

3.2.5       Внутренняя структура системы...................................... 71

3.2.6       Расчетный модуль............................................................. 73

3.2.7       Потоки данных................................................................... 74

3.3      Формирование исходных данных............................................... 76

3.3.1       Построение графа дорог................................................... 76

3.3.2       Геокодирование.................................................................. 78

4  Практические результаты........................................................................80

4.1       Процедура тестирования ................................................................. 80

4.1.1        Открытое тестирование....................................................... 80

4.1.2        Внешнее тестирование......................................................... 81

4.2       Примеры проектов............................................................................ 81

4.2.1        Антверпен.............................................................................. 81

4.2.2        Бельгия................................................................................... 84

4.3       Визуальное тестирование................................................................. 85

4.3.1        Обслуживание изолированных клиентов......................... 85

4.3.2        Распределение кластеров между агентами...................... 85

4.3.3        Привязка клиентов к ребрам графа................................... 87

4.4       Результаты экспериментов .............................................................. 88

4.4.1        Алгоритм начального построения .................................... 88

4.4.2        Зависимость результатов от размеров групп ... 88

4.4.3        Тестовые наборы Геринга и Хомбергера......................... 89

4.4.4        Задачи большой размерности............................................ 90

4.4.5        Вариация параметров оптимизации ................................. 91

4.4.6        Эффективность оптимизации............................................. 92

4.4.7        Сравнение расчетных данных с эксперименталь­ными  93

4.4.8        Проекты компании CapVidia............................................. 95

4.4.9        Параллельные вычисления................................................. 96

4.5       Выводы................................................................................................ 97

Литература.......................................................................................................112


СОДЕРЖАНИЕ

Стр

Введение                                                                                        5

1        СУЩЕСТВУЮЩИЕ СПОСОБЫ И ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ПРОФИЛЬНЫХ ТРУБ. МЕТОДЫ ТЕОРЕТИЧЕСКОГО ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ                                        12

1.1 Сортамент профильных труб                                                              12

1.2          Способы получения профильных труб                                            16

1.3          Оборудование для профилирования труб                                        23

1.3.1.     Оборудование для волочения труб                                                 23

1.3.2.     Оборудование для производства профильных труб формовкой из листа                                                                                        23

1.4          Требования к качеству, виды брака                                                 28

1.5          Существующие методы теоретического исследования

параметров очага деформации при профилировании труб              34

1.5.1     Волочение                                                                                     35

1.5.2      Формовка профильных труб из листа                                             39

1.6          Постановка задач исследования                                                      47

Выводы                                                                                        50

2        РАЗРАБОТКА МОДЕЛЕЙ ОЧАГА ДЕФОРМАЦИИ ПРИ

ПОЛУЧЕНИИ ПРОФИЛЬНЫХ ТРУБ                                            51

2.1          Геометрические модели при волочении и особенности

процесса получения многогранных труб                                         51

2.2          Основные уравнения, описывающие напряженно-

деформированное состояние при профилировании                         55

2.2.1      Модель среды                                                                                60

2.2.2      Расчет степени использования запаса пластичности                        62

2.3          Выбор метода исследования напряженно-деформированного  состояния при волочении            66

2.4          Конечно-элементная модель очага деформации                                69

2.5          Методика расчета степени использования ресурса пластичности при формовке профильных труб из листа                  87

Выводы                                                                                         92

3.             АНАЛИЗ ПРОЦЕССА ПРОФИЛИРОВАНИЯ ТРУБ                        93

3.1          Диапазон варьируемых параметров                                                 93

3.2          Рациональная геометрия волочильного канала                                 95

3.3          Влияние варьируемых параметров на формоизменение трубы 104

3.4          Напряженно-деформированное состояние металла при профилировании волочением                                                       108

3.4.1      Давление на инструмент                                                               108

3.4.2      Интенсивность деформации                                                          109

3.4.3      Показатель напряженного состояния                                             114

3.4.4      Степень использования запаса пластичности                                 118

3.5          Профилирование труб с использованием проталкивания, подпора и противонатяжения                                                       122

3.6          Анализ использования ресурса пластичности при формовке профильных труб из листа                                                           124

Выводы                                                                                       134

4.             ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ           ИССЛЕДОВАНИЯ            И

РЕКОМЕНДАЦИИ ПО СОВЕРШЕНСТВОВАНИЮ ПРОЦЕССОВ И ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ПРОФИЛЬНЫХ ТРУБ                                    135

4.1          Цели и задачи эксперимента                                                          135

4.2          Аппаратура экспериментального исследования и методика его проведения                                                                                  136

4.2.1      Подготовка образцов труб для эксперимента                                  140

4.2.2      Статистическая обработка результатов эксперимента                    141

4.2.3      Методика определения напряженно-деформированного 143

состояния по измерению твердости

4.3         Результаты экспериментальных исследований                               148

4.4         Рекомендации по совершенствованию технологических процессов                                                                                    157

4.5         Разработка технологических линий по профилированию труб        162

Выводы                                                                                       169

Заключение                                                                                  170

Библиографический список                                                          173

Приложения

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ.................................................................................................................... 4

Глава 1. Анализ оптимизационных задач транспортной логистики...................... 12

1.1.      Актуальность задач транспортной логистики для промышленности........... 12

1.2.      Характеристики задач организации транспортных перевозок...................... 17

1.3.      Некоторые задачи организации транспортных перевозок............................ 21

1.4 Мультиноменклатурная оптимизационная задача маршрутизации транспортных средств с ограничениями на перевозку          35

Выводы по главе:......................................................................................................... 40

Глава 2. Математическая модель мультиноменклатурной оптимизационной задачи маршрутизации транспортных средств с ограничениями на перевозку 41

2.1.       Концептуальная постановка задачи................................................................. 41

2.2.       Линейная постановка задачи............................................................................ 47

2.3.       Трехэтапный алгоритм решения задачи.......................................................... 49

2.4.       Целочисленный вариант мультиноменклатурной оптимизационной задачи 53

2.5.       Эвристический метод решения задачи............................................................ 62

Выводы по главе:......................................................................................................... 72

Глава 3. Программная реализация алгоритмов решения мультиноменклатурной оптимизационной задачи маршрутизации транспортных средств с ограничениями на перевозку............................... 74

3.1.       Организация функционирования, архитектура и реализация программного обеспечения........ 74

3.2.       Экранные формы программного обеспечения............................................... 92

Выводы по главе:......................................................................................................... 97

Глава 4. Исследование разработанных алгоритмов решения мультиноменклатурной оптимизационной задачи маршрутизации транспортных средств с ограничениями на перевозку............................................ 98

4.1.       Анализ эффективности разработанных методов решения............................ 98

4.2.       Анализ эффективности процедуры улучшения в методе локальной оптимизации для целочисленной задачи................................................................. 102

4.3.       Определение управляющих параметров (способов упорядочения) при

прикреплении ТС к ПП............................................................................................. 105

4.4.       Анализ эффективности эвристических алгоритмов на примерах

псевдослучайных исходных данных и задач из TSPLib........................................ 109

Выводы по главе:....................................................................................................... 112

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ................................................................... 114

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ.................................................. 115


Содержание

Введение.................................................................................................................................. 6

1     Разработка методов поддержки процессов принятия решений в открытых сетевых организациях................................................................................................................................. 17

1.1      Анализ процессов управления современными предприятиями.............................. 17

1.1.1      Особенности перехода к новому информационному обществу...................... 17

1.1.2      Глобализация экономической деятельности..................................................... 20

1.1.3      Холистический подход к управлению предприятиями................................... 23

1.1.4      Пример построения холистической структуры предприятия.......................... 27

1.2      Мультиагентные технологии как основа для управления предприятиями............ 30

1.2.1      Краткий обзор мультиагентных систем........................................................... 30

1.2.2      Общая характеристика интеллектуальных агентов.......................................... 32

1.3      Сети потребностей и возможностей (ПВ-сети)....................................................... 35

1.3.1      Понятие ПВ-сети для управления предприятиями........................................... 35

1.3.2      Формализованная модель ПВ-сети................................................................... 40

1.4      Методы взаимодействия агентов в ПВ-сети............................................................. 44

1.4.1      Метод «скользящего» принятия решений......................................................... 44

1.4.2      Метод компенсаций........................................................................................... 46

1.4.3      Метод виртуального «круглого стола»............................................................. 49

1.4.4      Метод взаимного обучения агентов.................................................................. 53

1.5      Примеры применения............................................................................................... 57

1.5.1      Пример применения метода компенсаций в транспортной логистике............. 57

1.5.2      Пример применения метода компенсаций для е-коммерции........................... 61

1.5.3      Пример применения метода компенсаций для управления проектами........... 63

Выводы.............................................................................................................................. 65

2       Разработка архитектуры ОМАС для поддержки процессов принятия решений на основе

ПВ-сетей........................................................................................................................................ 66

2.1       Обзор архитектуры современных MAC................................................................... 66

2.1.1      Основные направления развития MAC............................................................. 66

2.1.2       Виртуальные организации................................................................................ 67

2.1.3       «Интеллект роя» как пример виртуальной организации.................................. 71

2.1.4       Примеры архитектур MAC............................................................................... 74

2.1.5       Недостатки существующих MAC..................................................................... 80

2.2       Основные компоненты архитектуры ОМАС ППР на основе ПВ-сетей................. 81

2.3       Методы и средства построения онтологий.............................................................. 83

2.3.1      Определение понятия онтология....................................................................... 83

2.3.2       Критерии построения онтологий...................................................................... 84

2.3.3      Базис для создания онтологий............................................................................ 85

2.3.4       Формализованное представление знаний.......................................................... 86

2.3.5       Интеграция знаний от различных экспертов..................................................... 88

2.3.6       Языки представления онтологий....................................................................... 90

2.3.7       Программные средства конструирования онтологий........................................ 92

2.3.8       Примеры успешных применений....................................................................... 95

2.4       Разработка онтологий для ОМАС ППР.................................................................... 98

2.4.1      Общая характеристика корпоративных знаний................................................. 98

2.4.2       Категориальный анализ деятельности предприятия........................................ 101

2.4.3       Развитие системы деятельности предприятия................................................. 104

2.4.4       Миры деятельности предприятий.................................................................... 108

2.4.5       Мир ПВ-сетей для поддержки принятия решений.......................................... 110

2.5       Конструкция программных агентов ОМАС ППР.................................................. 112

2.5.1      Базовые компоненты агентов для работы в ПВ-сетях.................................... 112

2.5.2       Конструкция интеллектуальных агентов......................................................... 113

2.5.3       Конструкция агента как комбинации физических и ментальных тел............ 115

2.5.4       Многоуровневые агенты................................................................................. 117

Выводы............................................................................................................................ 118

3      Разработка инструментальной среды для построения ОМАС ППР в сетевых организациях...................... 119

3.1      Обзор методов и средств проектирования MAC.................................................... 119

3.1.1      Общие подходы к проектированию MAC........................................................ 119

3.1.2       Языки программирования агентов.................................................................. 122

3.1.3       Среды проектирования MAC........................................................................... 130

3.2       Основные компоненты среды для построения ОМАС ППР.................................. 132

3.2.1      Общее описание инструментальной среды...................................................... 132

3.2.2       Особенности реализации исполняющей системы RC Engine.......................... 134

3.2.3       Конструктор онтологий для RC Engine........................................................... 146

3.2.4       Интегратор корпоративных знаний и данных................................................. 151

3.2.5       Система извлечения знаний............................................................................. 154

3.2.6       Система понимания текстов............................................................................. 159

3.3       Построение прикладных ОМАС ППР на основе ПВ-сетей.................................... 166

3.4       Исследование реализационных характеристик разработанных средств............... 169

3.5       Перспективы развития подхода: на пути к эмерджентному интеллекту............... 171

Выводы............................................................................................................................. 173

4       Разработка и применение интегрированной ОМАС ППР управления предприятиями 174

4.1      Общая характеристика системы.............................................................................. 174

4.1.1      Краткий обзор традиционных систем управления предприятием.................. 174

4.1.2       Структура и функции системы (первая очередь)...................................................... 179

4.2       ОМАС ППР для решения задач логистики........................................................... 182

4.2.1      Базовая ОМАС ППР для моделирования логистики...................................... 182

4.2.2       Прикладные ОМАС ППР для АО «АвтоВАЗ»............................................... 188

4.3       ОМАС ППР для решения задач электронной коммерции.................................... 192

4.3.1      Базовая ОМАС ППР для электронной коммерции......................................... 192

4.3.2      Интернет-портал «Оптик-сити» для производителей оптики........................ 194

4.3.3      Продажа бытовой электроники........................................................................ 201

4.3.4       Работа пищевого предприятия......................................................................... 204

4.4       ОМАС ППР для решения задач управления проектами....................................... 212

4.4.1      Базовая ОМАС ППР для управления проектами............................................ 212

4.4.2       Прикладная система для моделирования рисков по проектам...................... 216

4.4.3       Планирование работ в компании по разработке программ........................... 218

4.5       ОМАС ППР для других приложений.................................................................... 219

Выводы............................................................................................................................. 221

5     Применение ОМАС ППР при разработке проектов систем управления социально­производственными комплексами (СПК)          222

5.1      Структура и функции системы управления СПК................................................... 222

5.1.1      Задачи реформирования управления СПК....................................................... 222

5.1.2      Предлагаемый подход к реформированию управления................................... 225

5.1.3      Общая архитектура ОМАС ППР для управления регионом.......................... 231

5.2       Интегрированная ОМАС ППР администрации СПК............................................. 234

5.2.1      ОМАС ППР «Регламент госслужбы»............................................................... 234

5.2.2      ОМАС ППР «Гибкое планирование и контроль»............................................ 235

5.2.3      ОМАС ППР «Бюджетирование»...................................................................... 236

5.2.4      ОМАС ППР «Развитие персонала».................................................................. 237

5.3       ОМАС ППР для моделирования процессов адресного взаимодействия населения и органов исполнительной власти СПК................. 238

5.3.1      Постановка задачи разработки......................................................................... 238

5.3.2      Предлагаемый подход к разработке................................................................. 240

5.3.3      Описание разработанной системы................................................................... 243

5.4       ОМАС ППР для управления здравоохранением СПК............................................ 251

5.4.1      Назначение системы......................................................................................... 251

5.4.2      Предлагаемый подход...................................................................................... 252

5.4.3      Структура и функции системы......................................................................... 252

5.4.4      Принципы работы системы.............................................................................. 264

5.5       ОМАС ППР для развития социокультурных ресурсов СПК................................ 267

5.5.1      Назначение и применение............................................................................... 267

5.5.2       Общее описание.............................................................................................. 270

5.5.3       Структура содержания.................................................................................... 272

5.5.4       Онтология культуры....................................................................................... 272

5.5.5       Функции агентов............................................................................................. 276

5.5.6       Другие возможности....................................................................................... 281

Выводы............................................................................................................................ 282

Заключение.......................................................................................................................... 283

Литература........................................................................................................................... 285

Приложение А. Законы Келли развития современной рыночной экономики................... 299

Приложение Б. Возможные применения мультиагентных систем..................................... 302

Приложение В. Пример построение прикладной ОМАС ППР в инструментальной среде

MagentA Engine RC..................................................................................................................... 310

Приложение Г. Построение прикладной ОМАС ППР для применения в сети Интернет

в инструментальной среде MagentA Engine SB.......................................................................... 325

Приложение Д. Результаты исследований характеристик разработанных

инструментальных средств в методе компенсаций.................................................................... 338

Приложение Е. Примеры применений в логистике............................................................ 352

Приложение Ж. Пример применения системы для продажи авиабилетов......................... 378

Приложение 3. Дополнительные компоненты ИОМАС «е-Предприятие»........................ 388

Приложение И. Дополнительные возможности Интернет-портала социокультурных

ресурсов Самарской области....................................................................................................... 404

Приложение К. Акты о практическом использовании результатов диссертации.............. 413




Введение

Открытый характер современного информационного общества и глобальной рыночной экономики приводит к ускорению научно-технического прогресса и обострению конкуренции на рынках, что заставляет предприятия искать новые методы и средства организации и управления, направленные на более качественное и эффективное удовлетворение индивидуальных запросов потребителей.

Один из новых подходов к управлению предприятиями связан с построением сетевых организаций (Networking Organizations), подразделения которых могут рассматриваться как автономные предприятия. В отличие от традиционных предприятий, сетевая организация по своему устройству является открытой, поскольку входящие в ее состав предприятия могут напрямую взаимодействовать с другими организациями, которые также могут интегрироваться в ее структуру или, наоборот, выходить из нее в зависимости от ситуации на рынке. Превалирующими процессами в открытых организациях становятся обучение, развитие и адаптация, создающие условия для наиболее эффективного функционирования организации, но и требующие взамен более согласованного, гибкого и оперативного принятия решения, в частности, по обновлению номенклатуры продукции, установлению партнерских связей, внедрению новых технологий и т.д.

Вместе с тем, для таких открытых организаций, отличающихся распределенным сетевым характером, высокой динамикой изменений и априорной неопределенностью условий функционирования, традиционные программные системы по управлению ресурсами предприятий (Enterprise Resource Planning), разработанные такими компаниями, как SAP, BAAN, Navision и другие, оказываются не достаточно эффективными. Ключевой проблемой этих систем становится отсутствие средств своевременной идентификации новых потребностей и возможностей в среде, позволяющих предприятию оперативно принимать эффективные решения по реконфигурации производственных, кадровых, финансовых и других ресурсов.

Типичньми примерами событий, вызывающих необходимость заново идентифицировать потребности и возможности, являются: появление нового выгодного заказа, для исполнения которого недостаточно собственных ресурсов предприятия; возникновение на рынке новых ресурсов, обладающих большей эффективностью для предприятия; неожиданный отзыв принятого ранее и запущенного в производство заказа; выход из строя части имеющихся ресурсов; а также изменение критериев принятия решений. Чем выше неопределенность, чем более распределенный характер имеют процессы принятия решения и чем чаще случаются незапланированные события, - тем ниже эффективность существующих систем, неспособных самостоятельно принимать решения и автоматически перестраиваться под изменения в среде. Кроме того, любая модификация схем принятия решений в традиционных системах представляет собой весьма сложный и трудоемкий процесс и требует высокой квалификации исполнителей, что делает разработку и эксплуатацию рассматриваемых систем крайне дорогостоящими.

Для решения этой проблемы рядом компаний (таких как iLog, Valdero и др.) начаты разработки нового класса так называемых SCEM систем (Supply Chain Event Management), призванных обеспечить более оперативную реакцию на незапланированные события в цепочках поставок. Однако и эти системы, оставаясь классическими по своему устройству, не обеспечивают своевременную идентификацию потребностей и возможностей, оказываются не достаточно гибкими и оперативными в работе, являются трудоемкими в настройке и адаптации, и потому дорогостоящими для широкого применения, а также не позволяют реализовать индивидуальный подход к решению задач каждого конкретного пользователя.

Новый подход к решению задачи оперативной обработки информации в процессах принятия решений связывается с применением мулыпиагентных технологий, получивших интенсивное развитие в последнее десятилетие, на стыке методов искусственного интеллекта, объектно-ориентированного программирования, параллельных вычислений и телекоммуникаций. В основе этой технологии лежит понятие «агента», программного объекта, способного воспринимать ситуацию, принимать решения и коммуницировать с себе подобными. Эти возможности кардинально отличают мультиагентные системы (MAC) от существующих «жестко» организованных систем, обеспечивая им такое принципиально важное свойство как способность к самоорганизации. При этом агенты могут действовать от имени и по поручению лиц, принимающих решения, и на основе данных им полномочий в автоматическом режиме вести переговоры, находить варианты решений и согласовывать свои решения друг с другом.

Различные классы агентов и методы их взаимодействия рассматривались в работах Д.Кеннеди и Р.Эберхарта, Р.Марча и Т.Джонса, Д.Фербера, В.Бреннера, Н. Гуарино, В.Хорошевского, В.Городецкого, В.Тарасова и ряда других авторов. Вместе с тем, в этих работах методам коллективного и согласованного взаимодействия агентов в открытых системах уделялось недостаточно внимания, а существующие применения охватывали сферы е-коммерции, информационного поиска и некоторые другие.

В настоящей работе в качестве методической основы для создания открытых мультиагентных систем оперативной обработки информации для поддержки процессов принятия решений (ОМАС ППР) предлагается модель сети потребностей и возможностей (ПВ-сеть). Эта модель базируется на холистическом подходе, в рамках которого предприятие декомпозируется до уровня сети отдельных автономных «физических сущностей» (станки, транспортные средства, детали, материалы и т.д.), каждая из которых получает своих агентов потребностей и возможностей. Указанные агенты, функционирующие как отдельные автономные компании (с собственным расчетным счетом) на виртуальном рынке предприятия, способны взаимодействовать между собой, идентифицируя нужные потребности и возможности и устанавливая временные связи (отношения), обеспечивающие бронирование ресурсов под поступающие заказы. При этом агенты возможностей стремятся найти для себя наилучшее применение, а агенты потребностей - максимально удовлетворить своим требованиям в пределах заданных ограничений. В результате две эти сущности ведут себя как две противоположности, временно связывающиеся в относительно устойчивые комбинации (например, представляющие собой расписания перевозок в логистике, структуру кластеров при обработке данных и т.д.), или распадающиеся на свои составные части, рекомбинирующие с другими компонентами на более выгодных для них условиях. В такой открытой системе агенты потребностей и возможностей должны быть постоянно в готовности к установлению или расторжению связей и реагировать на любые изменения в среде, а текущая конфигурация ПВ-сети, задаваемая набором связей между ними, отражает лишь временный баланс интересов участников этого взаимодействия.

На основе такого подхода агенты потребностей и возможностей ресурсов транспортных средств в логистике могут договориться о том, какой маршрут выбрать для перевозки того или иного конкретного груза и какое расписание могло бы устроить как заказчика, так и перевозчика. Агенты ресурсов товаров и экранных форм в е-коммерции могут договориться о том, какие товары предлагать конкретному покупателю, пришедшему на сайт, с учетом интересов других товаров. Агенты ресурсов исполнителей при появлении нового проекта договорятся о распределении работ с учетом знаний и опыта, а также предпочтений каждого из разработчиков и т.д.

Вместе с тем, одной из наиболее сложных задач разработки ОМАС ППР становится задача построения моделей переговоров агентов, на основе которых строится согласованное принятие решений. Наиболее известными примерами моделей переговоров являются аукционные схемы (прямые и обратные), договорные сети Смита-Сандхольма, метод монотонных минимальных уступок по Розеншайну и Злоткину и некоторые другие. В более сложных моделях коллективного взаимодействия агентов, представленных, например, в работах М.Тамбе, Шехори и Крауса, решаются задачи формирования коалиций и распределения задач между партнерами по коалиции, в работах П.Коэна, П.Стоуна и М.Велозо, Д.Киннея и других авторов - задачи планирования и координации работ в группе и т.д. Эти модели существенно развивают возможности взаимодействия агентов в MAC, однако они ориентированы на решение поставленных задач в условиях определенности, когда состав участников взаимодействия фиксирован и не требуется пересмотра принятых ранее решений при появлении новых возможностей или потребностей, что является характерным для рассматриваемых открытых систем.

В этой связи в настоящей работе предлагаются новые методы взаимодействия агентов, позволяющие динамически создавать ПВ-сети и реконфигурировать их под действием изменений в среде. Главной особенностью этих методов является возможность построения состояний ПВ-сети как состояний временного равновесия, отражающего баланс интересов всех участников взаимодействия, и согласованного пересмотра принятых ранее решений по мере поступления (или отзыва) заказов или возникновения (исчезновения) ресурсов в среде. Так, в задачах логистики приходящий новый заказ может изменить схему распределения ресурсов и выполнения принятых ранее заказов и даже привести к обращению к одному из заказчиков с предложением продлить срок исполнения его заказа в обмен на дополнительную скидку; в задачах управления проектами потеря одного из исполнителей не вызовет отказа от проекта, а приведет лишь к перераспределению задач между ресурсами исполнителей и т.д.

При этом в ряде случаях для принятия решений в рассматриваемых системах могут использоваться и классические методы, например, если ситуация является хорошо определенной, имеется адекватная математическая модель рассматриваемых процессов и у системы достаточно времени на получение строгого решения.

В то же время в ходе исследований было выяснено, что предлагаемые подходы к построению ПВ-сетей и разработанные методы взаимодействия агентов возможностей и потребностей применимы не только к миру «физических вещей», но и миру «абстрактных сущностей» - например, системам извлечения знаний, где может решаться задача перераспределения записей между кластерами по мере поступления новых записей, или системам понимания текста, где вновь пришедшее предложение может полностью изменить распределение смыслов слов во всех предыдущих предложениях.

Все это позволяет сделать вывод о том, что разработанный подход к созданию ОМАС ППР развивает новую теорию сложных социо-технических систем, постепенно складывающуюся на основе фундаментальных работ К.Николиса и И.Пригожина в области диссипативных структур в физике, М.Минского - в области психологии интеллекта и A. Кестлера - в области биологических систем. Большой вклад в формирование этой новой теории внесли работы Международного Института Санта Фе (США), объединяющего исследователей из разных стран, работы Т. Саати и К. Кернса по принятию решений в условиях неопределенности, Г.Кёперса по самоорганизации в сложных социо-технических системах, Г.А. Ржевского по сложным адаптивным системам, работающим на границе хаоса, B.А.Виттиха по принципам построения холистических систем и ряда других отечественных и зарубежных ученых. Важнейшим результатом этой теории является осознание необходимости построения сложных систем с использованием моделей живых организмов, обладающих способностью к самоорганизации и эволюции.

Наконец, нельзя не отметить, что рассматриваемый подход оказывается весьма перспективным для построения систем так называемого «эмерджентного интеллекта» (по М. Минскому), возникающего спонтанно и самопроизвольно из динамического взаимодействия более простых элементов - как возникает «коллективный интеллект» роя пчел или колонии муравьев из поведения отдельных особей.

В результате, предлагаемый подход открывает возможности для построения широкого класса качественно новых систем, обладающих способностью к самоорганизации, универсальностью для различных применений, технологичностью построения, оперативностью, гибкостью и эффективностью, повышенной живучестью, а также индивидуальным подходом к каждому пользователю. Эти системы могут быть использованы как в различных задачах управления предприятиями, так и для проектирования сложных технических объектов, проведения научных исследований и обучения, реализации социальных программ и во многих других областях, требующих коллективного взаимодействия специалистов и согласованного принятия решений.

Таким образом, следует признать актуальной задачу разработки открытых MAC оперативной обработки информации в процессах принятия решений.

Исследования выполнялись в соответствии с основными заданиями комплексных программ фундаментальных исследований проблем машиностроения, механики и процессов управления РАН 1996-2000 гг. (п. 3.1.2) и 2000-2003 гг. (раздел III «Управление и автоматизация», тема «Разработка основ теории управления сложными открытыми системами с применением компьютерного представления и обработки знаний», гос. per. № 01200110152), программы фундаментальных исследований РАН «Повышение надежности систем "машина-человек-среда"» 1988-1995 гг., а также в процессе выполнения совместной Программы Института проблем управления сложными системами РАН и АО «АВТОВАЗ» по созданию системы интеграции знаний для согласованной инженерной деятельности при проектировании и производстве автомобилей в 1995-2000 гг.

Предмет исследования составляют процессы обработки информации, связанные с поддержкой принятия решений в открытых системах.

Цель исследования состоит в разработке теоретических основ и инструментальных программных средств для построения открытых MAC оперативной обработки информации в процессах принятия решений (ОМАС ППР).

Принятый подход к достижению поставленных целей требует решения следующих задач:

•   разработки принципов построения ОМАС ППР, обеспечивающих оперативную идентификацию потребностей и возможностей при принятии решений;

•   разработки формализованных моделей ПВ-сегей и методов взаимодействия агентов в этих сетях, позволяющих создавать и реконфигурировать ПВ-сети под действием изменений в среде;

•     разработки базовой архитектуры ОМАС ППР для построения ПВ-сетей;

•   создания инструментальных средств для реализации ОМАС ППР, обеспечивающих построение ПВ-сетей в различных предметных областях;

•   исследования характеристик разработанных методов и средств взаимодействия агентов;

•   создания на основе разработанных средств базовых подсистем для управления предприятиями как открытыми социо-техническими системами;

•   применения разработанных методов и средств для решения практических задач управления сложными системами.

Методы исследования базировались на использовании системного анализа, алгебры и логики, методов искусственного интеллекта, теории графов, методов параллельных вычислений, теории формальных грамматик и языков, методов имитационного моделирования.

Научная новизна

1.    Предложены принципы построения открытых мультиагентных систем, обеспечивающих оперативную обработку информации в процессах принятия решений в условиях неопределенности, распределенного взаимодействия и высокой динамики изменений в среде.

2.    Введено понятие и разработана формализованная модель ПВ-сети, применяемой для идентификации потребностей и возможностей в открытой системе и обеспечивающей оперативную, гибкую и эффективную реконфигурацию ресурсов системы.

3.    Предложены методы взаимодействия агентов ПВ-сети в открытых системах, позволяющие обеспечить поддержку процессов согласованного принятия решений по реорганизации ресурсов при возникновении непредусмотренных событий внутри системы или во внешней среде.

4.    Разработана архитектура открытой мультиагентной системы, реализующей предлагаемые методы взаимодействия агентов ПВ-сети и включающей виртуальную машину для исполнения параллельных процессов, подсистему сообщений, матчинговый процессор, машину принятия решений, потоковый вычислитель, а также интерфейсную компоненту.

5.    Разработаны инструментальные средства для построения открытых мультиагентных систем для реализации ПВ-сетей в различных приложениях, включающие средства для конструирования и использования онтологий, а также создания расширений исполняющей системы.

6.    Исследованы характеристики разработанных методов и средств, показывающие возможности оперативной обработки информации при принятии решений в различных применениях.

Практическая ценность

Для создания ОМАС ППР, базирующихся на концепции ПВ-сетей и предложенных методах взаимодействия агентов, разработаны инструментальные средства, обеспечивающие построение рассматриваемых систем в двух наиболее распространенных средах объектно- ориентированного программирования Object Pascal и C++. Важной особенностью рассматриваемых систем является наличие развитых средств конструирования онтологий предметной области, позволяющих отделить предметные знания от программного кода системы и обеспечить агентам возможность применять эти знания в процессе принятия решений.

Разработанная инструментальная среда MagentA Engine RC, реализованная на базе языка Object Pascal и имеющая развитый графический интерфейс, ориентирована на моделирование процессов принятия решений и применение в локальных сетях предприятий. Эта система обеспечивает возможность построения до 500 тысяч простых агентов на персональном компьютере стандартной конфигурации, способных взаимодействовать со скоростью 40 тысяч сообщений в секунду. Инструментальная среда MagentA Engine SB, реализованная на языке C++, ориентирована на создание Интернет-приложений, предназначенных для поддержки процессов коллективного принятия решений в реальном времени. Исполняющая часть этой подсистемы является муяьтипользовательской и способна обрабатывать до 10 одновременных запросов в секунду.

Разработанные инструментальные среды помимо исполняющей подсистемы включают средства для построения онтологий, а также могут быть дополнены средствами для извлечения знаний, поддержки диалога с пользователем на естественном языке и интеграции корпоративных знаний. Разработанные системы обеспечивают возможности управления приложениями, защиты информации, интеграции с другими пакетами, включая СОМ- интерфейс, поддержку XML и т.д.

На основе созданных инструментальных систем была разработана интегрированная открытая мультиагентная система для поддержки процессов принятия решений при управлении предприятиями, основные виды деятельности которых реализуются в сети Интернет (ИОМАС ППР «е-Предприятие»). Эта система включает модули управления продажами (модуль «е-Коммерция»), управления логистикой (модуль «е-Логистика»), управления проектами («е-Проекты») и т.п.

Разработанные средства нашли применение при создании логистической сети и моделировании процессов принятия решений в воздушной доставке крупнотоннажных грузов, в морской транспортировке сырой нефти и контейнерных перевозках, при моделировании процессов производства, хранения, транспортировки и сборки частей автомобилей, оперативном планировании экспериментального производства автомобилей, при продаже товаров через Интернет, включая продажу бытовой электроники, продуктов питания и авиабилетов, в формировании меню для предприятий пищевой промышленности, при составлении железнодорожных расписаний, оперативной обработке данных о продаже товаров, дистанционном обучении и т.д.

Проведенные разработки показали высокую гибкость и оперативность рассматриваемых систем, а также возможность индивидуального подхода в работе с каждым пользователем. Наличие инструментария и технологичность построения разрабатываемых систем позволили существенно сократить сроки создания новых приложений, а также затраты по их разработке, поддержке и развитию. Ряд приложений показал также высокую надежность и живучесть разрабатываемых систем, способных продолжать работу в условиях потери или выхода из строя части ресурсов.

Кроме того, разработанные методы и средства нашли применение при разработке проекта первой очереди интегрированной системы управления регионом, призванной обеспечить оперативную поддержку процессов открытого, адресного и эффективного взаимодействия населения и органов исполнительной власти Самарской области, который стал одним из победителей во Всероссийском конкурсе Федеральной целевой программы «Электронная Россия» в 2002 году.

Результаты диссертации использовались в Дирекции технического развития АО «АвтоВАЗ» для моделирования процессов принятия решений в задачах логистики и оперативного планирования производства экспериментальных образцов автомобилей; в научно-производственной компании (НПК) «Маджента Девелопмент» при разработке инструментальных средств MagentA Engine и основных модулей ОМАС ППР «е- Предприятие», а также их применения для решения задач воздушной, морской и железнодорожной логистики, электронной коммерции и управления проектами, извлечения знаний и понимания текстов; в НПК «Генезис знаний» для разработки первой очереди интегрированной системы управления Самарской областью; в Самарском филиале Физического института РАН для создания Интернет-портала «Оптик-сити» и системы дистанционного обучения «Дифракция», в Департаменте социальной защиты Администрации Самарской области для разработки социального паспорта жителя Самарской области и моделирования процессов адресного взаимодействия населения и органов исполнительной власти, в Департаменте культуры - для создания Интернет-портала развития социокультурных ресурсов региона.

По результатам разработок подготовлен учебный курс «Мультиагентные системы», включающий цикл методических пособий и лабораторных работ, внедренный в учебный процесс в Самарском государственном аэрокосмическом университете и Поволжской государственной академии информатики и телекоммуникаций.

Основные положения, выносимые на защиту

1.   Для поддержки принятия решений в открытых системах целесообразно применение мультиагентных технологий, позволяющих программным агентам воспринимать изменения ситуации, принимать решения и коммуницировать друг с другом для согласования этих решений.

2.   Открытые мультиагентные системы для оперативной обработки информации в процессе принятия решений следует создавать на основе ПВ-сетей, обеспечивающих непрерывную идентификацию потребностей и возможностей в среде.

3.   Для динамической реконфигурации ПВ-сетей в открытых системах следует применять разработанные методы взаимодействия агентов, включая метод ск


СОДЕРЖАНИЕ

стр.

ВВЕДЕНИЕ                                                                                                5

Глава 1 АНАЛИЗ ВЛИЯНИЯ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ФАКТОРОВ НА ПОВРЕЖДАЕМОСТЬ МЕТАЛЛА КОТЕЛЬНОГО ОБОРУДОВАНИЯ

1.1     Характеристика основных элементов котельного оборудования и 8 условия их эксплуатации

1.2      Влияние условий эксплуатации на изменение структуры и свойств             13

теплоустойчивой стали котельных труб

1.2.1      Формирование структуры и свойств теплоустойчивой стали при                12

термической обработке

1.2.2  Изменение структурно-фазового состава                                                                  16

1.2.3       Развитие микроповреждаемости                                    19

1.3      Основные закономерности высокотемпературных коррозионных 23 процессов, развивающихся на рабочих поверхностях труб

1.4       Анализ повреждаемости котельного оборудования в зависимости от 27 условий и срока эксплуатации

1.5         Анализ методов оценки технического состояния котельного 31 оборудования

1.5.1          Существующие методы в анализе причин повреждений 31 поверхностей нагрева котлоагрегатов

1.5.2      Проблемы оценки остаточного ресурса пароперегревателей из стали 33 12Х1МФ

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 1                                                                               37

Глава 2 МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1      Характеристика исследуемых объектов                                                     39

2.2       Определение эквивалентной температуры эксплуатации                               41

2.3       Микроструктурный анализ                                                                              43

2.4       Измерение твердости и микротвердости                                                          45

2.5       Методика рентгеноструктурного анализа с определением внутренних 45 микронапряжений и характеристик тонкой структуры

2.6       Методика проведения испытаний на газовую коррозию                                   52

2.7       Методика рентгенофазового анализа окалины                                                      53

Глава 3 КОМПЛЕКСНАЯ ОЦЕНКА СТРУКТУРЫ И СВОЙСТВ МЕТАЛЛА РАЗРУШЕННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ КОТЕЛЬНОГО ОБОРУДОВАНИЯ ИЗ СТАЛИ 12Х1МФ

3.1          Структурные особенности эксплуатационных повреждений, 55 вызванных наличием в металле технологических дефектов

3.2       Структурно-механические особенности разрушения труб при дефектах 62 эксплуатации

3.2.1      Ползучесть                                                                                                          63

3.2.2      Термоусталость                                                                                                    76

3.2.3      Горячая пластическая деформация                                                                         83

3.3            Анализ поверхности разрушения котельных труб, поврежденных по 89 различным эксплуатационным причинам

3.4       Оценка структурно-напряженного состояния труб при различных 97 механизмах эксплуатационных разрушений

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 3                                                                             109

Глава 4 КОРРОЗИОННОЕ ПОВЕДЕНИЕ МЕТАЛЛА КОТЕЛЬНОГО ОБОРУДОВАНИЯ ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ

4.1      Структурно-фазовый анализ поверхностного коррозионного слоя, 112 образующегося на рабочих поверхностях труб

4.1.1      Исследование коррозионного слоя на внешней поверхности                       112

4.2.2      Исследование коррозионного слоя на внутренней поверхности трубы 118

4.2            Механизм образования окалины на рабочих поверхностях котельных 122 труб

4.2.1 Механизм коррозионного процесса в продуктах сгорания 123 малосернистого мазута4.2.2       Механизм коррозионного процесса в среде перегретого пара                     130

4.3      Влияние температуры на развитие коррозионного процесса                           135

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 4                                                                             138

Глава 5 РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ ОЦЕНКИ СОСТОЯНИЯ МЕТАЛЛА КОТЕЛЬНЫХ ТРУБ ДЛЯ ВЫЯВЛЕНИЯ ПРИЧИН ИХ ПОВРЕЖДЕНИЙ      И         ПРОГНОЗИРОВАНИЯ

РАБОТОСПОСОБНОСТИ

5.1      Разработка метода определения эквивалентной температуры 140 эксплуатации пароперегревательных труб на основе количественной оценки структурно-механических характеристик

5.2       Классификация повреждений основного металла труб котельных труб 148 из стали 12Х1МФ с учетом фактического состояния металла на стадии предразрушения

5.3      Разработка алгоритма                   выявления причин повреждений 151

пароперегревательных труб из стали 12Х1МФ

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 5                                                                              156

ЗАКЛЮЧЕНИЕ                                                                                          157

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ                                         159

ПРИЛОЖЕНИЕ 1                                                                                      172

ПРИЛОЖЕНИЕ 2                                                                                      183

ПРИЛОЖЕНИЕ 3                                                                                      186

ПРИЛОЖЕНИЕ 4                                                                                      189

ПРИЛОЖЕНИЕ 5                                                                                      202

ПРИЛОЖЕНИЕ 6                                                                                      206




с.

ВВЕДЕНИЕ                                                                                   5

1.      СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ                               8

1.1.      Конструктивные особенности и характерные неисправности гидравлических насосов                8

1.2.      Существующие способы восстановления деталей шестеренных насосов                      21

1.3.      Физические основы и сущность реализации процесса электроискровой обработки                        38

1.4.      Цели и задачи исследования                       44

2.      ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ К СОЗДАНИЮ ТЕХНОЛОГИИ РЕМОНТА НАСОСА, ВОССТАНОВЛЕНИЕМ И УПРОЧНЕНИЕМ

ПОВЕРХНОСТЕЙ ЭЛЕКТРОИСКРОВОЙ ОБРАБОТКОЙ       46

2.1.      Исследования закономерности подачи и утечек жидкости в шестеренном насосе          46

2.2. Факторный анализ влияния зазоров на производительность оценкой точности составляющих и замыкающих звеньев технологических и динамических размерных цепей насоса 56

2.3.      Оценка нагрузок, действующих на подшипниковые соединения шестеренного насоса              63

2.4.       Оптимизация режимов ЭИО при восстановлении деталей типа тела вращения                67

3.       МЕТОДИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ                     74

3.1.       Программа исследований                                  74

3.2.       Методика проведения входного стендового контроля работоспособности шестеренных насосов                   75

3.3.       Методика микрометражных исследований и обработки экспериментальных данных                                77

3.4.       Методика выбора рациональных режимов электроискровой обработки                       84

3.5.       Методика многофакторного эксперимента по определению влияния технологических режимов ЭИО на толщину и качество нанесённых слоёв                        89

3.6.       Методика металлографического анализа модельных образцов           100

3.7.       Методика определения прочности сцепления нанесенных слоев с основой          102

3.8.       Методика триботехнических испытаний прецизионных пар трения насоса                105

3.9.       Методика эксплуатационных испытаний восстановленных насосов           109

4.       РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ                 115

4.1.       Результаты входного стендового контроля работоспособности насосов     и первичной дефектации                115

4.2.       Исследование параметров и законов распределения износов и зазоров              118

4.3.   Результаты расчёта составляющих и замыкающих звеньев динамических и технологических размерных цепей насоса 127

4.4.       Обоснование необходимой толщины слоя металлопокрытия 133

4.5.       Результаты выбора рациональных технологических режимов электроискровой обработки         137

4.6.       Результаты металлографических исследований          155

4.7.       Результаты испытаний на прочность сцепления нанесенных слоев с основой                  163

4.8.       Результаты триботехнических испытаний             164

4.9.       Результаты эксплуатационных испытаний восстановленных шестеренных насосов           172

5.     РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ВОССТАНОВЛЕНИЯ НАСОСА И ОЦЕНКА ЕГО ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ            173

5.1; Технологический процесс восстановления шестеренного насоса методом ЭИО                        173

5.2.       Расчет экономической эффективности разработанного технологического процесса                   179

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ                                             184

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ                                          186

ПРИЛОЖЕНИЯ                                    196




Введение........................................................................................................................... 4

Глава 1. Анализ задач информационных систем транспортной логистики, функционирующих в пределах города, и методов их решения......................................................................................................................................... 15

1.1     Область применения, задачи и функции информационных систем

транспортной логистики.................................................................................... 16

1.2      Постановка задачи маршрутизации транспорта.................................... 18

1.3      Методы решения задачи маршрутизации транспорта........................... 26

1.4      Алгоритмы нахождения оптимального пути между вершинами

дорожного графа................................................................................................ 31

1.5      Использование геоинформационных компонент в составе

информационных систем транспортной логистики....................................... 37

1.6      Цели и задачи исследования.................................................................... 44

Глава 2. Разработка алгоритма решения задачи поиска оптимального пути между вершинами дорожного графа с нерегулярным весом ребер................................................................................................................................ 47

2.1.       Алгоритма А* для решения задачи поиска путей на графе................. 48

2.2       Модификация алгоритма А* и оценка результатов работы................. 54

Глава 3. Разработка алгоритма нахождения глобального плана доставки задачи маршрутизации транспорта      65

3.1      Постановка задачи оптимизации глобального плана доставки............ 65

3.2       Разработка модифицированного меметического алгоритма для

решения задачи маршрутизации транспорта.................................................. 69

3.3       Алгоритма муравьиной колонии в качестве алгоритма локального

поиска.................................................................................................................. 84

Глава 4 Разработка проблемно-ориентированного программного обеспечения многоальтернативной маршрутизации грузоперевозок..................................................................................................................................91

4.1.       Модульная структура системы маршрутизации................................... 92

4.2       Интерфейс программирования приложений.......................................... 96

4.3       База данных приложения и объектно-реляционное отображение. ..97

4.4. Разработка геоинформационной компоненты в составе системы

маршрутизации................................................................................................. 102

4.5. Модуль решения задач маршрутизации проблемно-

ориентированного программного обеспечения............................................ 110

4.6       Визуальный интерфейс программного средства................................. 113

Заключение.................................................................................................................. 118

Список литературы..................................................................................................... 120




Введение....................................................................................................................................... 6

1     Особенности формоизменения металла при радиально-сдвиговой прокатке и резке круглых заготовок на ножницах.......... 9

1.1      Использование радиально-сдвиговой прокатки для обжатия сплошных заготовок.............................................................. 9

1.2      Структурные изменения стали в процессе радиально-сдвиговой прокатки.......... 13

1.3      Формоизменение заготовок при прокатке................................................................. 16

1.3.1      Причины образования утяжин на концах заготовок при прокатке................... 16

1.3.2      Влияние технологических факторов на формоизменение металла при прокатке............................................. 17

1.4      Формоизменение металла при резке круглых заготовок.......................................... 21

1.5      Задачи исследования.................................................................................................... 25

2       Формоизменение трубной заготовки при прокатке в трехвалковом обжимном стане.............................. 26

2.1      Физическое моделирование образования утяжин на концах заготовок при обжатии................... 26

2.1.1      Устройство для проведения физического моделирования................................ 26

2.1.2       Планирование эксперимента................................................................................ 29

2.1.3       Исследование результатов эксперимента........................................................... 31

2.2       Математическое моделирование процесса образования утяжин............................ 34

2.2.1      Алгоритм решения краевой задачи в программе Deform-3D............................ 34

2.2.2       Планирование вычислительного эксперимента................................................. 36

2.2.3       Постановка задачи математического моделирования....................................... 39

2.2.4       Исследование результатов математического моделирования.......................... 42

2.3       Промышленное исследование процесса образования утяжин................................ 49

2.3.1      Влияние режимов нагрева заготовок на качество готовых труб...................... 50

2.3.2       Планирование и результаты промышленного эксперимента........................... 51

2.3.3       Исследование результатов промышленных экспериментов............................. 54

3      Разработка и исследование нового способа разрезки заготовок.................................. 63

3.1. Физическое моделирование процесса резки заготовок............................................ 63

3.1.1      Устройство для проведения физического моделирования............................... 63

3.1.2       Влияние формы ножей на размеры концевой части заготовки....................... 64

3.2       Математическое моделирование процесса резки заготовок................................... 66

3.2.1      Планирование вычислительного эксперимента................................................. 66

3.2.2       Постановка задачи математического моделирования....................................... 69

3.2.3       Исследование результатов математического моделирования.......................... 73

3.3       Промышленное исследование процесса резки круглых заготовок....................... 81

3.3.1      Планирование эксперимента................................................................................ 81

3.3.2       Исследование результатов опытных работ........................................................ 82

4       Разработка и исследование новой технологии производства насосно­компрессорных труб на ТПА-80           90

4.1      Новый способ обжатия непрерывно-литых заготовок на стане винтовой прокатки....................................................... 90

4.2       Новая технологическая схема производства труб из непрерывно-литых заготовок................................................................ 93

4.3       Сравнительный анализ эволюции зеренной структуры и механических свойств труб на ТПА-80.............................. 98

4.4       Исследование уровня брака при производстве труб на ТПА-80........................... 117

4.4.1      Исследование уровня брака по дефектам вида «раковина-вдав»................... 123

4.4.2       Исследование уровня брака по дефектам вида «наружная плена»................ 132

4.4.3       Исследование уровня брака по дефектам вида «внутренняя плена».............. 138

Выводы по работе................................................................................................................... 140

Библиографический список................................................................................................... 142

ПРИЛОЖЕНИЕ А Опытные калибровки ножей для физического моделирования

процесса резки......................................................................................................................... 146

ПРИЛОЖЕНИЕ Б Фотографии заготовок после резки....................................................... 148

ПРИЛОЖЕННОЕ В Фотографии заготовок после раскроя в штампах............................. 151

ПРИЛОЖЕНИЕ Г Результаты физического моделирования процесса обжатия............... 152

ПРИЛОЖЕНИЕ Д Калибровки ножей и прокладок........................................................... 154

ПРИЛОЖЕНИЕ Е Результаты определения механических свойств стали...................... 161

ПРИЛОЖЕНИЕ Ж Данные по уровню брака...................................................................... 165

ПРИЛОЖЕНИЕ И Пример расчета калибровки валков обжимного стана....................... 176

ПРИЛОЖЕНИЕ К Акты проведения опытных работ на трехвалковом обжимном стане................................................ 180

ПРИЛОЖЕНИЕ Л Акты проведения опытных работ на ножницах горячей резки 198

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ................................................................................................... 3

ГЛАВА 1. СОЦИАЛЬНОЕ ПАРТНЕРСТВО БИБЛИОТЕКИ В МУНИЦИПАЛЬНОЙ СРЕДЕ: КОНЦЕПТУАЛЬНО - ЭМПИРИЧЕСКИЙ ПОДХОД............................ 15

1.1.      Эволюция ведущих направлений социального партнерства в библиотечно­информационной среде   15

1.2.     Социальное партнерство как фактор развития территориального библиотечного обслуживания....................................................................... 39

ГЛАВА 2. СОЦИАЛЬНОЕ ПАРТНЕРСТВО В КОНТЕКСТЕ ИННОВАЦИОННОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ СОВРЕМЕННОЙ МУНИЦИПАЛЬНОЙ БИБЛИОТЕКИ.............................. 72

2.1.      Трансформация роли муниципальной библиотеки в системе партнерского взаимодействия....................................................................... 72

2.2.      Социальное партнерство как активный компонент маркетинговых

коммуникаций общедоступной публичной библиотеки................................ 89

2.3.      Перспективные модели социального партнерства российских муниципальных библиотек......................................................................... 110

ЗАКЛЮЧЕНИЕ........................................................................................ 127

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ......................................................................    133

Приложение 1.............................................................................................. 154

Приложение 2.............................................................................................. 156

Приложение 3.............................................................................................. 158

Приложение 4.............................................................................................. 160




СОДЕРЖАНИЕ

ОСНОВНЫЕ УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ.......................................................... 4

ВВЕДЕНИЕ.......................................................................................................... 6

1      СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА ПО ТЕОРИИ И ТЕХНОЛОГИИ

ПРОФИЛИРОВАНИЯ МНОГОГРАННЫХ ТРУБ БЕЗОПРАВОЧНЫМ ВОЛОЧЕНИЕМ (ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР).............................................................................................................................. 10

1.1     Сортамент профильных труб с плоскими гранями и их использование в технике 10

1.2     Основные способы производства профильных труб с плоскими гранями......... 12

1.3     Напряженно-деформированное состояние при профилировании многогранных труб волочением........................................................................................................... 20

1.4     Волочильный фасонный инструмент............................................................... 27

1.5     Волочение mhotoi рапных винтообразно-закрученных труб........................... 37

1.6     Выводы. Цель и задачи исследований............................................................. 41

2       РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ПРОФИЛИРОВАНИЯ ТРУБ

ВОЛОЧЕНИЕМ.................................................................................................... 43

2.1     Основные положения и допущения................................................................. 43

2.2      Описание геометрии очага деформации.......................................................... 45

2.3      Описание силовых параметров процесса профилирования.............................. 49

2.4       Оценка заполняемости углов волоки и утяжки граней профиля....................... 54

2.5       Описание алгоритма расчета параметров профилирования............................. 58

2.6       Компьютерный анализ силовых условий профилирования квадратных труб

безоправочным волочением................................................................................... 62

2.7       Выводы......................................................................................................... 74

3       РАСЧЕТ ИНСТРУМЕНТА НА ПРОЧНОСТЬ ДЛЯ ВОЛОЧЕНИЯ

ПРОФИЛЬНЫХ ТРУБ........................................................................................... 76

3.1     Постановка задачи........................................................................................... 76

3.2      Определение напряженного состояния волоки.................................................. 77

3.3      Построение отображающих функций............................................................... 79

3.3.1     Квадратное отверстие........................................................................... 80

3.3.2       Прямоугольное отверстие...................................................................... 81

3.3.3       Плоскоовальное отвестие....................................................................... 83

3.4      Пример расчета напряженного состояния волоки с квадратным отверстием........ 86

3.5      Пример расчета напряженного состояния волоки с круглым отверстием............. 98

3.6      Анализ полученных результатов....................................................................... 99

3.7      Выводы.......................................................................................................... 102

4       ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПО ПРОФИЛИРОВАНИЮ

КВАДРАТНЫХ И ПРЯМОУГОЛЬНЫХ ТРУБ ВОЛОЧЕНИЕМ.............................. 103

4.1     Методика проведения эксперимента................................................................ 103

4.2       Профилирование квадратной трубы волочением за один переход в одну волоку................................................... 106

4.3      Профилирование квадратной трубы волочением за один переход с

противонатяжением............................................................................................... 108

4.4      Трехфакторная линейная математическая модель профилирования квадратных труб.................................................................................................... 111

4.5      Определение заполняемости углов волоки и утяжки граней............................. 117

4.6      Совершенствование калибровки каналов волок для прямоугольных груб.......... 119

4.7      Выводы.......................................................................................................... 124

5       ВОЛОЧЕНИЕ ПРОФИЛЬНЫХ ВИНТООБРАЗНО ЗАКРУЧЕННЫХ ТРУБ........ 125

5.1     Выбор технологических параметров волочения с кручением............................. 125

5.2      Определение крутящего момента..................................................................... 127

5.3      Определение усилия протягивания.................................................................. 131

5.4      Экспериментальные исследования................................................................... 132

5.5      Выводы.......................................................................................................... 135

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ.......................................... 136

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК...................................................................... 138

ПРИЛОЖЕНИЕ А Блок-схема программы.............................................................. 149


ОГЛАВЛЕНИЕ

ОСНОВНЫЕ УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ................................................. 5

ВВЕДЕНИЕ.................................................................................................. 7

1 .СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА........................................................................ 11

1.1     Сортамент составных многослойных профилей и труб сложных

поперечных сечений и их использование в технике....................................... 11

1.2      Основные способы производства составных изделий из однородных и

разнородных материалов............................................................................. 15

1.3      Остаточные сборочные напряжения на границе сопряжения составных

элементов труб............................................................................................ 17

1.4      Напряженно-деформированное состояние при сборке волочением........ 24

1.5      Выводы. Цель работы, задачи исследования.......................................... 30

2.      РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ СБОРКИ ВОЛОЧЕНИЕМ СОСТАВНЫХ МНОГОСЛОЙНЫХ ТРУБ........................................................................................ 33

2.1      Основные гипотезы и допущения.......................................................... 33

2.2      Описание уравнений для определения напряженно-деформированного

состояния.................................................................................................... 35

2.3      Алгоритм вычисления полей напряжений и деформаций....................... 41

2.4      Выбор числа элементов........................................................................ 45

2.5      Проверка адекватности математической модели................................... 46

2.6      Определение остаточных сборочных напряжений на границе сопряжения

слоев........................................................................................................... 49

2.7      Надпись: 51Компьютерное моделирование процесса сборки волочением

2,8      Выводы.............................................................................................. 59

3.ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ СБОРОЧНЫХ КОНТАКТНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ НА ГРАНИЦЕ СОПРЯЖЕНИЯ

СЛОЕВ...................................................................................................... 61

ЗЛ Методика определения радиальных контактных давлений...................... 61

3.2      Построение тарировочного графика.................................................... 71

3.3      Система “ труба - ребристый сердечник “............................................ 74

3.4      Система “ труба - труба “.................................................................... 77

3.5      Метод замера электросопротивления.................................................. 81

3.6      Механический метод.......................................................................... 84

3.7      Выводы.............................................................................................. 91

4 .ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ НА ДЕФОРМИРОВАННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОФИЛЯ ОБРАЗУЮЩЕЙ ОБЖИМНОЙ ЗОНЫ КАНАЛА

ВОЛОКИ................................................................................................... 93

4.1      Методика исследования...................................................................... 93

4.2      Алгоритм вычисления параметров деформированного состояния......... 97

4.3      Сглаживание исходной дискретной информации................................. 98

4.4      Анализ полученных результатов....................................................... 102

4.5      Надпись: 105Выводы

5. ОБОСНОВАНИЕ И ВЫБОР СИЛОВЫХ И ДЕФОРМАЦИОННЫХ УСЛОВИЙ СБОРКИ ВОЛОЧЕНИЕМ СОСТАВНЫХ МНОГОКАНАЛЬНЫХ

ТРУБ......................................................................................................... 107

5.1      Методика проведения эксперимента.................................................... 107

5.2      Одностенные трубы........................................................................... 109

5.3      Двухстенные трубы............................................................................ 114

5.4      Трехстенные трубы............................................................................ 118

5.5      Выводы............................................................................................. 123

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ.................................................. 125

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ....................................... 127

ПРИЛОЖЕНИЕ......................................................................................... 137