2977

2

УДК 658: 519

Оптимизация технологических процессов: Методические указания для

самостоятельной работы студентов по направлению подготовки 15.04.04 –

«Автоматизация технологических процессов и производств»/ А.А.

Мещерякова; М-во образования и науки РФ, ФГБОУ ВО «ВГЛТУ». – Воронеж,

2016. – 9 с.

Печатается по решению редакционно-издательского совета ВГЛТУ

Рецензент: д.т.н., профессор, зав. кафедрой электротехники и автоматики ФГБОУ ВО «Воронежский государственный аграрный университет имени Петра I» Афоничев Д.Н.

3

1. Введение

Учебным планом по направлению подготовки магистра 15.04.04 – «Автоматизация технологических процессов и производств» предусмотрено изучение курса «Оптимизация технологических процессов».

Целью изучения дисциплины является усвоение математической базы решения задач оптимизации технологических процессов, формирование навыков экспериментальных исследований при выборе метода оптимизации технологических процессов.

Врезультате освоения дисциплины студент должен:

-знать методы решения задач оптимизации технологических процессов, правильно их формулировать и применять в конкретно поставленных задачах;

-уметь ставить и решать практические задачи оптимизации технологических процессов;

-знать основные понятия теорий выпуклого анализа, математического программирования, вариационного исчисления, минимизации функций;

-знать постановки задач выпуклого, линейного и нелинейного программирования, вариационного исчисления;

-знать методы решения типовых задач указанных областей.

-уметь решать стандартные задачи математического программирования и вариационного исчисления;

-уметь применять методы условной и безусловной минимизации функций.

-владеть постановкой конкретных задач оптимизации технологических процессов;

-владеть стандартными программными средствами решения типовых задач оптимизации технологических процессов.

2.Общие указания

Методические указания предназначены для магистров 1-го курса (2-й семестр) очного обучения. Объем дисциплины и виды учебной работы по семестрам приведены в табл. 1.

Цель лекций – дать основные направления по наиболее сложным разделам дисциплины, а также изложить материал по новейшим достижениям, не получившим достаточного освящения в учебной литературе.

Обзорный характер лекций не дает основание рекомендовать их в качестве единственного источника при подготовке к зачету.

Лабораторные занятия посвящены моделированию услуги на плоскости услуг концептуальной модели интеллектуальной сети, моделированию услуги на глобальной функциональной плоскости концептуальной модели интеллектуальной сети, моделированию услуги на распределенной функциональной плоскости концептуальной модели интеллектуальной сети,

4

моделированию услуги на физической плоскости концептуальной модели интеллектуальной сети.

Таблица 1 - Объем дисциплины и виды учебной работы

3. Содержание разделов дисциплины

Раздел 1 Общие сведения о методах построения математической модели технологических объектов.

Экспериментальный метод построения моделей технологических объектов. Активный метод исследования статики технологических объектов. Аналитический метод построения моделей технологических объектов. Математическое описание структуры потоков в технологическом аппарате.

Раздел 2 Оптимизация и исследование гибкости технологических объектов (систем) в условиях неопределенности исходной информации.

Гибкость (работоспособность) технологических объектов. Стратегия оптимизационного исследования и методы решения задач статической и динамической оптимизации технологических объектов. Постановки задач, методы и алгоритмы интегрированного проектирования технологических объектов при наличии неопределенности исходной информации. Оптимизация динамических режимов нелинейных технологических объектов. Применение метода имитационного моделирования для интегрированного проектирования технологических процессов, аппаратов и систем управления при наличии неопределенности исходной информации.

5

Раздел 3 Методы статистической оценки связи между параметрами технологических процессов.

Способы задания исходной информации для моделирования технологических процессов. Виды связей между параметрами. Графические методы выявления и оценки связи между параметрами. Диаграмма «причина следствие». Диаграмма рассеивания. Элементы корреляционного анализа. Понятие о регрессионном анализе. Выбор вида функциональной зависимости.

Раздел 4 Применение теории массового обслуживания при проектировании и организации технологических процессов

Предмет и основные понятия теории массового обслуживания. Состав систем массового обслуживания и характеристика еѐ элементов. Типы задач, решаемых на базе теории массового обслуживания. Классификация систем массового обслуживания. Условия работы и характеристики систем массового обслуживания (СМО). СМО с отказами. СМО с ограниченным временем ожидания. СМО с ожиданием.

4. Лабораторные занятия

Перечень лабораторных работ по курсу для студентов очного обучения представлен в табл.2.

Таблица 2 - Перечень лабораторных работ

6

5. Самостоятельная работа магистров

Часть материала курса вынесена на самостоятельное изучение магистров. Темы этой работы представлены в табл.3.

Таблица 3 - Перечень вопросов, выносимых на самостоятельное изучение

Контроль самостоятельной работы магистров осуществляется преподавателем. Контроль качества освоения дисциплины проводится посредством текущего контроля успеваемости и промежуточной аттестации обучающихся. Результаты контроля отражаются в баллах модульно-рейтинговой системы оценки знаний магистра.

После прослушивания курса лекций, выполнения лабораторных работ магистр допускается к сдаче зачета. Контрольные вопросы к зачету для магистров очного обучения приведены ниже.

7

6.Контрольные вопросы

1.Общие сведения о методах построения математической модели технологических объектов.

2.Экспериментальный метод построения моделей технологических объектов.

3.Активный метод исследования статики технологических объектов.

4.Аналитический метод построения моделей технологических объектов. Математическое описание структуры потоков в технологическом аппарате.

5.Оптимизация и исследование гибкости технологических объектов (систем) в условиях неопределенности исходной информации.

6.Гибкость (работоспособность) технологических объектов.

7.Стратегия оптимизационного исследования и методы решения задач статической и динамической оптимизации технологических объектов.

8.Постановки задач, методы и алгоритмы интегрированного проектирования технологических объектов при наличии неопределенности исходной информации.

9.Оптимизация динамических режимов нелинейных технологических объектов.

10.Применение метода имитационного моделирования для интегрированного проектирования технологических процессов, аппаратов и систем управления при наличии неопределенности исходной информации.

11.Методы статистической оценки связи между параметрами технологических процессов.

12.Способы задания исходной информации для моделирования технологических процессов.

13.Виды связей между параметрами.

14.Графические методы выявления и оценки связи между параметрами. 15.Диаграмма «причина следствие».

16.Диаграмма рассеивания.

17.Элементы корреляционного анализа.

18.Понятие о регрессионном анализе.

19.Выбор вида функциональной зависимости.

20.Применение теории массового обслуживания при проектировании и организации технологических процессов.

21.Предмет и основные понятия теории массового обслуживания. 22.Состав систем массового обслуживания и характеристика еѐ элементов. 23.Типы задач, решаемых на базе теории массового обслуживания. 24.Классификация систем массового обслуживания.

25.Условия работы и характеристики систем массового обслуживания

(СМО).

8

26.СМО с отказами.

27.СМО с ограниченным временем ожидания.

28.СМО с ожиданием.

Библиографический список

Основная литература:

1.Пижурин А. А. Моделирование и оптимизация процессов деревообработки [Текст] : доп. УМО по образованию в обл. лесн. дела в качестве учеб. / А. А. Пижурин, А. А. Пижурин; МГУЛ. - 2-е изд. - М. : МГУЛ,

2008. - 375 с.

2.Зубов Н.Н., Титов В.А. Моделирование и оптимизация технологических процессов: Учебное пособие / – СПб.: Изд-во СПбГУСЭ,

2009. – 183 с. [ед окно]

Дополнительная литература

1.Пошарников, Ф. В. Моделирование и оптимизация процессов в лесном комплексе [Электронный ресурс] : рек. УМО по образованию в обл. лесн. дела

вкачестве учеб. пособия для студентов вузов по специальности 260100 - Лесоинженерное дело /Ф. В. Пошарников;ВГЛТА. - стереотипное издание. - Воронеж, 2014.

2.Компьютерное моделирование и оптимизация технологических процессов и оборудования учеб пособие Дворецкий С.И., Егоров А.Ф., Дворецкий Д.С Тамбов: Изд-во ТГТУ, 2003. – 224 с [един окно]

9

Мещерякова Анна Анатольевна

Оптимизация технологических процессов

Методические указания для самостоятельной работы по направлению подготовки магистров 15.04.04 – «Автоматизация технологических процессов

и производств» для очной формы обучения

Редактор С.Ю. Крохотина

ФГБОУ ВО «Воронежский государственный лесотехнический университет имени Г.Ф. Морозова»