Автоматизация ТП. Моделирование техпроцесса.
Техпроцесс – это сложная динамическая система (технологическая система), в которую входит оборудование, средства контроля и управления, вспомогательные и транспортные устройства, обрабатывающий инструмент (или среды), объекты производства (заготовки, полуфабрикаты, сборочные единицы, готовые изделия) и люди, осуществляющие процесс управления им.
Техническая система (ТС) – это большая система, анализ и синтез которой возможен лишь с позиции системы.
Технологическую систему можно разбить на подсистемы.
Простейший пример. ТС делится на:
- Подсистема ТПП.
-Подсистема заготовительного производства, деталей, ЭРЭ.
-Обрабатывающая подсистема.
-Подсистема сборки и монтажа.
-Подсистема контроля и настройки.
Показателями качества функционирования ТС является:
- Эффективность (способность к выполнению поставленной задачи).
- Надежность (способность к функционированию при отказе отдельных элементов).
- Помехозащищенность от внешних воздействий, устойчивость, стабильность.
При ТПП используются методы описания и анализа ТС с помощью математических моделей.
Математическое моделирование – это процесс создания модели и оперирование ею с целью получения необходимых сведений о реальном или проектируемом технологическом объекте. Математическое моделирование для большинства технологического объектов можно выполнить на микро-, макро-, мегауровнях, различающихся степенью детализации рассмотрения процессов в объекте. Математическое моделирование технологического объекта на микроуровне – это система дифференциальных уравнений с заданными граничными (краевыми) условиями. Решаются они только для частных случаев.
Математическое моделирование макроуровня тоже система дифференциальных уравнений с заданными начальными условиями.
Для сложных ТС – мегауровень. В этом случае моделируют две категории технологических объектов:
1. объекты теории динамических систем,
2. объекты теории массового обслуживания.
Цель – найти оптимальные параметры, режимы, условия.
На этапе проектирования тщательно исследуются физические закономерности:
1. Используются уравнения математической физики, теории цепей, термодинамики, кинетики химических соединений. Для обобщения результатов привлекаются методы планирования эксперимента. Строятся математические модели отдельных элементов ТС.
2. На этапе эксплуатации используют модели надежности, модель морального старения на основе метода дисперсных оценок, методы распознания образов.
3. При анализе и синтезе большой системы ТС с целью выбора оптимальных параметров проводится огромное множество проверочных расчетов. Это наиболее творческая и не алгоритмизированная часть разработки, работают в диалоговом режиме с ЭВМ.
Строятся модели точности, выявляются связи параметров ТС с параметрами качества. Эта многокритериальная, многопараметрическая задача оптимизации, как правило, не имеет единственного решения. Применяется аппарат логистики.
V- контролируемый, но не управляемый параметр (чистота материалов их состав и т.д.)
На современном этапе развития прибегают к упрощенному моделированию, выбирая сложность модели из практических соображений.