Сетевое планирование детали типа гильза

реферат.doc

Курсовая работа содержит 24 страниц 3 таблицы 8 рисунков и 2 листа формата А1 и А2.
МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ CЕТЕВОЕ ПЛАНИРОВАНИЕ СЕТЕВОЙ ГРАФИК ГРАФИК РАСПРЕДЕЛЕНИЯ РЕСУРСОВ ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ АНАЛИЗ.
В данной курсовой работе производится сетевое планирование технологического процесса производства станка VMG-50. В ходе выполнения работы будут составлены сетевой график и график распределения ресурсов а так же произведен расчет резервов времени найден критический путь выполнения процесса и составлена математическая модель согласно поставленной задаче.

Список литературы.docx

Список используемой литературы
Ковшов Е.В. Программное и алгоритмическое обеспечение моделирования: Учеб. Пособие. Е.В. Ковшов А.В.Вайберг Д.В. Водянский. -М.: Станки 2000.
Волкова Г.Д.. Концептуальное моделирование предметных задач в машиностроении. Учеб. пособие. - Тверь: Тверской ГТУ 1999. - 124с.
Косов М.Г. Моделирование точности при проектировании технологических машин. Учеб. пособие. М.Г. Косов А.А. Кутин и др. 1998. -М.: Станки 1998.- 104с.
Черненький В.М. Разработка САПР. В 10-и кн. Кн. 9. Имитационное моделирование: Практ. Пособие. Под ред. А.В.Петрова- М.: Высш. шк. 1990. - 112с.
Иосифов В.В. Моделирование процессов в машиностроении: Учеб. пособие В.В.Иосифов Т.Ю Лебединская - Краснодар: Издательство КубГТУ 2001. - 54с.
Зарубин В.С. Математическое моделирование в технике: Учеб. для ВУЗов.- М.: Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана.

Титульный.doc

Министерство образования и науки российской Федерации
«Кубанский Государственный Технологический Университет»
Кафедра машиностроения и автомобильного транспорта
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
по дисциплине «Математическое моделирование процессов в машиностроении»
должность Фамилия И.О.
(подпись дата расшифровка подписи)

4 мат-м.doc

4 Математическое моделирование
1 Роль математического моделирования в технике.
Совершенство большинства технических устройств определяется главным образом эффективностью преобразования и перемещения ограниченного числа субстанций: массы энергии импульса электрического заряда информации. Эти процессы подчинены фундаментальным законам природы составляющим предмет изучения механики физики химии и других естественно научных дисциплин. Не всегда в развитии техники эти законы играли первичную роль. Много примеров изобретения технических устройств которые наоборот натолкнули на открытие или уточнение фундаментальных научных положений. Видимо такие ситуации возможны и в настоящее время.
Но магистральная линия создания принципиально новых и совершенствования существующих технических устройств — это реализация возможностей открывающихся при использовании результатов фундаментальных исследований. Этим в частности объясняется и современный акцент в инженерном образовании на фундаментальную научную подготовку. Решающую роль при реализации результатов таких исследований играет математическое моделирование.
Моделирование и технический прогресс.
На пути реализации в технике наиболее перспективных научных открытий и разработок обычно стоят препятствия связанные с отсутствием или ограниченными возможностями конструкционных или функциональных материалов и с недостаточностью достигнутого технологического уровня. Поэтому процесс реализации научных и технических идей — это процесс поиска разумного компромисса между желаемым и возможным что доказывает история развития таких быстро прогрессирующих технических отраслей как ядерная энергетика ракетно-космическая техника ведущие отрасли приборостроения и вычислительная техника.
При создании технических устройств и систем различного назначения обычно рассматривают несколько возможных вариантов проектных решений ведущих к намеченной цели. Эти варианты принято называть альтернативами. Учет противоречивых требований и поиск компромисса в решении комплекса возникающих при этом взаимосвязанных проблем предполагают наличие достаточно полной и достоверной количественной информации об основных параметрах которые характеризуют возможные для выбора альтернативы.
В складывавшейся десятилетиями последовательности основных этапов разработки технических устройств в большинстве отраслей машиностроения и приборостроения некоторый начальный объем необходимой информации формировался путем так называемых проектировочных расчетов степень достоверности которых должна была обеспечивать лишь довольно грубый отбор альтернатив. Основная часть необходимой для принятия окончательного решения количественной информации (как по степени подробности так и по уровню достоверности) формировалась на стадии экспериментальной отработки технических устройств. По мере их усложнения и удорожания а также удлинения стадии их экспериментальной отработки значимость проектировочных расчетов стала расти. Возникла необходимость в повышении достоверности таких расчетов обеспечивающей более обоснованный отбор альтернатив на начальной стадии проектирования и формулировку количественных критериев для структурной и параметрической оптимизации.
Развитие сверхзвуковой авиации возникновение ракетно-космической техники ядерной энергетики и ряда других быстро развивающихся наукоемких отраслей современного машиностроения и приборостроения привели к дальнейшему усложнению разрабатываемых и эксплуатируемых технических устройств и систем. Их экспериментальная отработка стала требовать все больших затрат времени и материальных ресурсов а в ряде случаев ее проведение в полном объеме превратилось в проблему не имеющую приемлемого решения.
В этих условиях существенно увеличилось значение расчетно-теоретического анализа характеристик таких устройств и систем. Этому способствовал и прорыв в совершенствовании вычислительной техники приведший к появлению современных ЭВМ с большим объемом памяти и высокой скоростью выполнения арифметических операций. В результате возникла материальная база для становления и быстрого развития математического моделирования и появились реальные предпосылки для использования вычислительного эксперимента не только в качестве расчетно-теоретического сопровождения на стадии отработки технического устройства но и при его проектировании подборе и оптимизации его эксплуатационных режимов анализе его надежности и прогнозировании отказов и аварийных ситуаций а также при оценке возможностей форсирования характеристик и модернизации технического устройства.
Так вычислительный эксперимент позволил снизить затраты на проведение натурных аэродинамических испытаний созданного в США аэробуса и добиться уменьшения аэродинамического сопротивления на 20 % по сравнению с существовавшими аналогами. Известны примеры математического моделирования условий возникающих при автомобильных авариях и более крупных техногенных катастрофах. На основе математической модели (ММ) биосферы Земли составлен прогноз последствий ядерных взрывов при возможном военном конфликте приводящих к так называемой ядерной зиме".
Отметим что определенные предпосылки к широкому применению математического моделирования и вычислительного эксперимента в технике были созданы благодаря разработке методов аналогового моделирования. Основу большинства этих методов составляло использование электрических моделей-аналогов для исследования процессов в механических тепловых и гидравлических системах. Явления считают математически аналогичными если их описывают одинаковые по форме уравнения. Математическая аналогия между процессами в электрических цепях и другими физическими явлениями позволяет создать моделирующие установки которые по существу являются специализированными аналоговыми вычислительными машинами (АВМ). Так на основе электротепловой аналогии были разработаны и изготовлены многочисленные установки для моделирования процессов теплопроводности и теплообмена применительно к различным элементам конструкций и технологического оборудования в машиностроении энергетике металлургии химической промышленности и других отраслях техники. Но несмотря на простоту проведения вычислительного эксперимента и достаточную для инженерной практики точность получаемых результатов со временем АВМ были вытеснены более универсальными и производительными ЭВМ. Тем не менее и сейчас при разработке ММ наряду с электротепловой аналогией электромеханическую и электрогидравлическую аналогии используют в методических целях для построения эквивалентных схем проектируемых и исследуемых технических объектов.
В настоящее время математическое моделирование и вычислительный эксперимент с использованием ЭВМ стали составными частями общих подходов характерных для современных информационных технологий. Принципиально важно то что математическое моделирование позволило объединить формальное и неформальное мышление и естественным образом сочетать способность ЭВМ во много раз быстрее точнее и лучше человека делать формальные арифметические операции отслеживать логические цепочки с удивительными свойствами человеческого интеллекта — интуицией способностью к ассоциациям и т.д.. Не менее важно и то что современные средства отображения информации дают возможность вести с ЭВМ диалог — анализировать альтернативы проверять предположения экспериментировать с ММ.
Практическая реализация возможностей математического моделирования и вычислительного эксперимента существенно повышает эффективность инженерных разработок особенно при создании принципиально новых не имеющих прототипов машин и приборов материалов и технологий что позволяет сократить затраты времени и средств на использование в технике передовых достижений физики химии механики и других фундаментальных наук. Отмеченные возможности математического моделирования и вычислительного эксперимента еще далеко не исчерпаны представляются достаточно перспективными и поэтому заслуживают детального рассмотрения.
2 Основные этапы математического моделирования.
Математическое моделирование состоит из семи основных этапов.
Первый этап: осуществляется неформальный переход от рассматриваемого объекта к его расчетной схеме (PC). При этом в зависимости от направленности вычислительного эксперимента и его конечной цели акцентируют те свойства условия работы и особенности объекта которые вместе с характеризующими их параметрами должны найти отражение в PC и наоборот аргументируют допущения и упрощения позволяющие не учитывать в PC те качества объекта влияние которых предполагают в рассматриваемом случае несущественным. Иногда вместо PC используют термин «содержательная модель объекта» а в некоторых случаях - концептуальная модель.
В сложившихся инженерных дисциплинах (например в сопротивлении материалов электротехнике и электронике) помимо описательной информации для характеристики PC разработаны специальные приемы и символы наглядного графического изображения. По ряду новых направлений развития техники подобная символика находится в стадии формирования.
При проектировании новых «объектов» успешное проведение первого этапа в значительной мере зависит от профессионального уровня инженера его творческого потенциала и интуиции. Полнота и правильность учета в PC свойств ТО существенных сточки зрения поставленной цели исследования являются основной предпосылкой получения в дальнейшем достоверных результатов математического моделирования. И наоборот сильная идеализация объекта ради получения простой PC может обесценить все последующие этапы исследования.
Второй этап: состоит по существу в формальном математическом описании PC. Это описание в виде математических соотношений устанавливающих связь между параметрами характеризующими PC объекта и называют математической моделью (ММ).
Надо сказать что для некоторых типовых PC существуют банки ММ что упрощает проведение второго этапа. Более того одна и та же ММ может соответствовать PC из различных предметных областей. Создание новых ММ или модификация существующих должны опираться на достаточно глубокую математическую подготовку и владение математикой как универсальным языком науки.
Третий этап: проводят качественный и оценочный (количественный) анализ построенной ММ. При этом могут быть выявлены противоречия ликвидация которых потребует уточнения или пересмотра PC.
Количественные оценки могут дать основания упростить модель исключив из рассмотрения некоторые параметры соотношения или их отдельные составляющие несмотря на то что влияние описываемых ими факторов учтено в PC. В большинстве случаев принимая дополнительные по отношению к PC допущения полезно построить такой упрощенный вариант ММ который позволял бы получить или привлечь известное точное решение. Это решение затем можно использовать для сравнения при тестировании результатов на последующих этапах. В некоторых случаях удается построить несколько ММ для одного и того же ТО отличающихся различным уровнем упрощения. В этом случае говорят об иерархии ММ.
Построение иерархии ММ связано с различной детализацией свойств изучаемого объекта. Сравнение результатов исследования различных ММ может существенно расширить и обогатить знания об этом объекте. Кроме того такое сравнение позволяет оценить достоверность результатов последующего вычислительного эксперимента если более простая ММ правильно отражает некоторые свойства объекта то результаты исследования этих свойств должны быть близки к результатам полученным при использовании более полной и сложной ММ.
Итог анализа на рассматриваемом этапе — это обоснованный выбор рабочей ММ объекта которая подлежит в дальнейшем детальному количественному анализу. Успех в проведении третьего этапа зависит как правило от глубины понимания связи отдельных составляющих ММ со свойствами объекта нашедшими отражение в его PC что предполагает органическое сочетание владения математикой и инженерными знаниями в конкретной предметной области.
Четвертый этап: обоснование выбора метода количественного анализа ММ в разработке эффективного алгоритма вычислительного эксперимента.
Пятый этап: создание работоспособной программы реализующей этот алгоритм средствами вычислительной техники. Для успешного проведения четвертого этапа необходимо владеть арсеналом современных методов вычислительной математики а при математическом моделировании довольно сложных объектов выполнение пятого этапа требует профессиональной подготовки в области программирования на ЭВМ.
Шестой этап: (в итоге работы программы) результаты вычислений должны прежде всего пройти тестирование путем сопоставления с данными количественного анализа упрощенного варианта ММ рассматриваемого объекта. Тестирование может выявить недочеты как в программе так и в алгоритме и потребовать доработки программы или же модификации и алгоритма и программы. Анализ результатов вычислений и их инженерная интерпретация могут вызвать необходимость в корректировке PC и соответствующей ММ.
Седьмой этап: После устранения всех выявленных недочетов триаду «модель - алгоритм - программа» можно использовать в качестве рабочего инструмента для проведения вычислительного эксперимента и выработки на основе получаемой количественной информации практических рекомендаций направленных на совершенствование объекта.
Представленная последовательность этапов носит общий и универсальный характер хотя в некоторых конкретных случаях она может и несколько видоизменяться.
3 Математическая модель
-номенклатура выпускаемых изделий велика (99 видов);
-составление технологических процессов в том числе и групповых осуществляется инженерами вручную (низкая степень компьютеризации);
-заказы поступают в основном на производство небольших партий деталей;
-ведется одновременное производство нескольких видов изделий.
Так как проектирование групповых технологических процессов производится вручную инженерами то это влечет за собой ряд проблем:
-потеря времени на расчет групповых технологических процессов вручную;
-невозможность эффективного расчета при большом количестве деталей участвующих в групповом технологическом процессе (при пяти и долее деталях);
-не исключена возможность «человеческого» фактора т.е. ошибок в расчетах.
Применение математического моделирования выбора оптимального технологического процесса позволит исключить все эти проблемы.
При поступлении на завод заказов на производство втулок формируется программа выпуска (недельная месячная годовая). Эта программа служит исходными данными для алгоритма. Исходными данными также являются:
-перечень технологических операций для каждого изделия;
-нормо-часы на каждую из этих операций;
-ограничения на порядок выполнения операций и на выделяемые ресурсы.
Чтобы определить оптимальный групповой технологический процесс обработки группы втулок в алгоритме используется метод полного перебора возможных вариантов последовательности обработки деталей в группе.
Обозначим для нашего случая четыре гильзы строкой таблицы состоящей из четырех символов:
Математическое моделирование расписания обработки деталей состоит из пяти этапов.
Первый этап: производится расчет количества возможных вариантов.
В нашем случае количество гильз входящих в группу (в дальнейшем это количество обозначим как n) равно четырем. Путем математических и логических изысканий определяем что общее число возможных вариантов равно n! в нашем примере n!=24. Путем логических умозаключений приходим к выводу что каждый из четырех элементов должен побывать на первом месте строки шесть раз.
Итогом первого этапа является построение четырех таблиц (по числу элементов) с количеством строк равным n!n и одним столбцом.
Второй этап: очевидно что вторым элементом каждой из четырех таблиц будет являться один из трех не участвующих в этой таблице.
Итогом второго этапа является разбиение каждой из четырех таблиц на
(n-1) таблиц с количеством строк равным (n!n)(n-1) и двумя столбцами.
Третий этап: третьим элементом каждой из полученных на предыдущем этапе таблиц будет являться один из двух еще не участвовавших элементов.
Итогом третьего этапа является разбиение каждой из полученных таблиц на (n-2) таблиц с количеством строк равным ((n!n)(n-1))(n-2) и тремя столбцами.
Четвертый этап: нет сомнений что четвертым элементом является один еще не записанный в строке.
Итогом четвертого этапа является добавление недостающего последнего элемента.
Пятый этап: используя перечень технологических операций нормо-часы на каждую операцию принятые ограничения и целевую функцию производим расчет простоя оборудования и общего времени обработки группы деталей по каждому полученному варианту последовательности обработки деталей в группе и выбрав оптимальный вариант выдаем задание механическому цеху.
Полученная математическая модель легко поддается формализации. Написанная на ее основании компьютерная программа может стать незаменимым помощником для инженера-технолога.

5 Мат модель.dwg

Переменные: последовательность обработки гильз А
1 На порядок выполнения операций.
2 На выделяемые ресурсы:
токарно-винторезные станки
горизонтально-расточные станки
Простой оборудования min
Алгоритм полного перебора порядка обработки гильз А
Исходные данные для составления алгоримтмапепебора.
Полное число возможных вариантов равно n!
где n - количество участвующих в переборе элементов.
Составим n таблиц (по числу участвующих элементов) с одним столбцом (в каждой таблице первым элементом являются А
Исходные таблицы разбиваются на (n-1) таблиц (добавляется 1 столбец).Вторым элементом будет является один из оставшихся трех.
Полученные таблицы разбиваются на (n-2) таблиц (добавляется 1 столбец).Треттим элементом будет являться один из оставшихся двух.
К полученнм таблицам добавляется1 столбец.Четвертым элементом будет являться оставшийся.
Блок анализа. (Применение целевой функции).
МАММ 01 00 00. 000 ТБ
Наименование операции
Токарно-винторезная (наружная обдирка
Токарно-винторезная (расточить внутреннюю поверхность
Токарно-винторезная (точить технологические пояски)
Расточная (расточить внутреннюю поверхность
Токарно-винторезная (точить наружные поверхности
Горизонтально-расточная (сверлить
Горизонтально-расточная (св-ть слючок
Горизонтально-расточная (фрез-ть площадки
Токарно-винторезная (расточить выточки
Горизонтально-расточная
(A) вт. Дизеля Зульцер"
(B)вт. Дизеля "Зульцер"
(C) вт. Дизеля "ДКРН"
(D) вт. Дизеля "ДКРН"
Математическая модель задачи упорядочения обработки гильз судовых дизелей
МАММ 01 00 00. 000 СХ

содержание нужно откорректировать.doc

Математическая модель функционального моделирования
Постановки задачи курсовой работы ..
Математическая модель
Список используемой литературы ..

Введение.docx

Математическое моделирование является одним из методов довольно точного планирования во всех областях. Огромная надобность в нем почувствовалась совсем недавно. Почти любой происходящий процесс можно описать математически. Другое дело то что не так просто осуществить математическое описание некоторых процессов. Математическое моделирование может быть составляющей множества предметов например: экономика математика информатика биология физика и т.д.
Математическая модель может быть исходной точкой программирования.
Основной процесс реализуемый на машиностроительном предприятии - производственный процесс представляющий собой совокупность всех действий людей и орудий необходимых для изготовления или ремонта изделий. По назначению различают основныевспомогательные и обслужи-вающие технологические процессы.
Часть производственного процесса содержащая целенаправленные действия по изменению состояния предмета труда называется технологическим процессом. К частям технологических процессов относятся: формообразование литьё формование спекание гальванопластика обработка давлением и термическая обработка электрофизическая электрохимическая и слесарные обработки нанесение покрытий сборка сварка пайка клёпка склеивание монтаж ремонт контроль качества изделий маркирование консервация упаковывание расконсервация.
При создании производственных и технологических процессов при управлении ими основной источник качества принимаемых решений – глубокая проработка проблем на основе оптимизации с использованием современных компьютеризированных технологий и математического моделирования.
В настоящей курсовой работе применены госты:
ГОСТ 2.102-68 ЕСКД. Виды и комплектность конструкторской документации.
ГОСТ 2.105-95 ЕСКД. Общие требования к текстовым документам.
ГОСТ-2.104-68 ЕСКД. Основные надписи
ГОСТ-2.106- 96 ЕСКД. Текстовые документы
ГОСТ-2.120-73 ЕСКД. Технологический проект
ГОСТ-2.301-68 ЕСКД. Форматы
ГОСТ-2.701-68 ЕСКД. Схемы виды типы. Общие требование к выполнению.
ГОСТ-7.1-84 СИБИД. Библиографическое описание документа. Общее требования и правила оформления.