А

А.В.Дабагян

ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ

ТОМ 2

Харьков 2008

ББК 32.817

УДК 303.09

Д12

Дабагян А. В.

Д 12 ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ — Харьков: ТД «Золотая миля», 2008. — 280 с. Том 2.

Рассмотрен разработанный автором новый принцип синтеза систем машин, заключающийся в автоматизированном проектировании с использованием стоимостных характеристик, отражающих влияние морфологических и функциональных структур проектируемых машин на их экономическую эффективность. Системы предназначены для выполнения однотипных работ в масштабе всей страны. Такие системы названы автором системами обслуживания.

Приведен также оригинальный метод решения оптимизационных задач для большого класса нелинейных дискретных систем с нелинейными аналитическими и алгоритмически заданными ограничениями, который применяется для синтеза оптимальных систем машин и последующего аналитического проектирования отдельного типоразмера - члена оптимального типоразмерного ряда. Решение задачи ориентировано на компьютерную технологию.

На основании предложенных методик под руководством автора созданы ряд пакетов прикладных программ («Аукцион» и «Конкуренция»), которые применяются не только для проектирования технических систем, но и оптимизации системы образования в условиях ее реформирования (см. том 4, главы 7 и 8), а также программ оптимизации бюджета (см. том 5, главу 5).

Для научных работников, специалистов и преподавателей, занимающихся проектированием и эксплуатацией технических объектов и технологических систем.

ISBN 978-966-2982-38-1

ББК 32.817

УДК 303.09

СОДЕРЖАНИЕ

Предисловие редактора

Предисловие

Глава 1. ОБЩАЯ ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ И ПЛАНИРОВАНИЯ ОПТИМАЛЬНЫХ СИСТЕМ

1.1.Особенность системного подхода к задаче проектирования

и планирования систем

1.2. Народное хозяйство и системы обслуживания

1.3. Общая схема СО

1.4. Народнохозяйственная потребность

1.5. Обслуживающие устройства

1.6. Ресурсы и их характеристики

1.7. Эффективность и качество системы обслуживания

1.8. Критерии оптимальности и ограничения

1.9. Некоторые вопросы динамики построения системы

1.10.Жизненный цикл изделия

1.11.Структура системы обслуживания

1.12.Морфологический анализ структуры и математическая модель СО

1.13.Задача оптимального проектирования и планирования систем

1.14.Проблемы автоматизации проектирования

1.15.Задача автоматизированного проектирования и планирования оптимальных систем обслуживания

Глава 2. ФОРМИРОВАНИЕ ПОЛЯ ЗАЯВОК И ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ПОТРЕБНОСТЕЙ

2.1. Система обслуживания и порядок регистрации требований

2.2. Стационарное поле требований

2.3. Построение поля заявок

2.4. Алгоритм формирования поля заявок при неравномерной шкале параметров

2.5. Нумерация заявок

2.6. Прогнозирование

2.7. Прогноз элементов временного ряда

2.8. Оценка случайных составляющих прогнозируемого процесса

2.9. Прямая аппроксимация сложной функции произведением функций отдельных аргументов

2.10.Динамическое поле заявок

Глава 3. МОРФОЛОГИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА КТС И ИХ СТОИМОСТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

3.1.Факторы, определяющие оптимальность типоразмерных рядов КТС

3.2. Оптимальные конструкции КТС и их стоимостные характеристики

3.3. Оптимальные стоимостные характеристики КТС, их подсистем и элементов

3.4. Система оптимальных стоимостных характеристик изделия

3.5. Учет многомерности составляющих вектора параметров изделия

3.6. Выбор оптимальных вариантов входящих узлов при наличии принципиально отличающихся решений

3.7. Определение необходимости нового проектирования

3.8. Узлы «собственных затрат». Учет технологии изготовления КТС и его узлов. Эксплуатационные расходы

3.9. Учет взаимной корреляции характеристик узлов по горизонтали

3.10.Преемственность элементов и узлов при оптимальном конструировании методом стоимостных характеристик. Реальные стоимостные характеристики1

3.11.Формализованная постановка задачи построения оптимальных стоимостных характеристик

3.12.Сведение задачи построения стоимостных характеристик к задаче геометрического программирования

3.13.Сравнительная оценка методов иерархической оптимизации

Глава 4. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ПОСТРОЕНИЯ ОПТИМАЛЬНОГО ТИПОРАЗМЕРИОГО РЯДА КТС. ГРАФ АЛЬТЕРНАТИВНЫХ РЕШЕНИЙ

4.1. Постановка задачи построения типоразмерного ряда

4.2. Формализованная постановка задачи построения оптимальной системы обслуживания

4.3. Граф альтернативных решений. Интегральные стоимостные характеристики

4.4. Расчет потерь из-за неадекватности

4.5. Аналитическое представление интегральных стоимостных характеристик

4.6. Оптимальное дихотомическое деление поля заявок

4.7. Доказательство единственности оптимального сечения поля заявок

4.8Граф альтернативных решений и алгоритм аналитического построения графа альтернативных решений

4.9. К вопросу об учете динамических составляющих вектора проектных параметров

4.10.Использование метода дихотомии при недостаточной информации

4.11.Использование метода дихотомии для построения оптимального типоразмерного ряда грузовых железнодорожных вагонов

4.12.Уточнение метода дихотомии

Глава 5. ТАБЛИЧНЫЙ МЕТОД ПРИКРЕПЛЕНИЯ ЗАЯВОК

5.1 Метод прикрепления заявок. Использование метода прикрепления заявок для распределения КТС известного типажа

5.2. Метод попарного объединения заявок

5.3. Использование алгоритма прикрепления заявок

для перераспределения парка КТС

5.4. Использование метода прикрепления заявок для решения задачи проектирования типоразмерного ряда КТС

5.5. Учет остаточного парка при проектировании КТС новых типоразмеров

5.6. Учет ограничений по реальным ресурсам

5.7. Особенности построения оптимального типоразмерного ряда КТС в условиях динамики

5.8. Возможные стратегии решения динамической задачи

5.9. Построение типоразмерного ряда КТС в условиях динамики

5.10.Учет жизненного цикла КТС

Глава 6. КОНСТРУИРОВАНИЕ КТС СО МЕТОДОМ СТОИМОСТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК

6.1. Задача конструирования на множествах OCX

6.2. Обоснование оптимальности решения, полученного

методом OCX

6.3. Постановка задачи синтеза экономической конструкции КТС (изделии) на множестве реальных стоимостных характеристик

6.4. Синтез оптимальных КТС на базе реальных характеристик

6.5. Комбинированный алгоритм синтеза КТС оптимальной конструкции

6.6. Вероятность достижения глобального экстремума при синтезе оптимальных конструкций КТС методом последовательного перебора дискретных вариантов (детерминированный анализ)

6.7. Вероятность достижения глобального экстремума при синтезе оптимального КТС методом последовательного перебора дискретных вариантов (стохастический анализ)

6.8. Модульное построение узлов КТС

6.9. Использование метода OCX для синтеза КТС модульной конструкции

6.10.Учет ограничений

6.11.Оптимизация структуры КТС

Глава 7. РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ОГРАНИЧЕННЫХ РЕСУРСОВ

7.1. Постановка задачи об оптимальном распределении ресурсов

7.2. Математическая модель предприятия, построенная для анализа игровых ситуаций

7.3. Применение модели, описываемой степенными функциями, для оптимизации распределения однокомпонентного ресурса

7.4. Оптимальное распределение многокомпонентного ограниченного ресурса между исполнителями

7.5. Возможности использования одноресурсных моделей при многокомпонентных ресурсах

7.6. Метод соревновательных планов и его использование для квазиоптимального распределения ресурсов

7.7. Основной алгоритм метода

7.8. Многоэтапное распределение однокомпонентного ресурса и портфеля заявок между исполнителями

7.9. Точки Нэша и границы области согласованных решений

7.10.Второй вариант многошагового встречного планирования при распределении ресурсов

7.11.Ходы исполнителей, обеспечивающие оптимальность их стратегии

7.12.Упрощение процедуры игры. Введение параметров, отражающих отношения между ресурсами и планами

7.13.Математическое обоснование процедуры соревновательного процесса в терминах параметров

7.14.Деловая игра «Распределение ограниченного ресурса между исполнителями, выполняющими одну и ту же производственную функцию»

Список литературы