Анализ и краткое описание возможных методов решения

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

К КУРСОВОЙ РАБОТЕ

по курсу:

«Технология ЭВС»

по теме:

«Исследование методов описания, анализа и моделирования технологических процессов в производстве ЭВМ»

Выполнил:

студент группы 045

Лукашов А.Ю. _______________________

дата сдачи на проверку, подпись

Проверил:

доцент кафедры САПР ВС

Скоз Е.Ю. _____________ _______________________

оценка дата защиты, подпись

Рязань 2013

Содержание

1. Введение……………………………………………………………………….3

2. Определение оптимального варианта конструкции ЭВМ с учетом последовательности операций…………………….............................................4

2.1. Постановка задачи ……………….................................................................4

2.2. Анализ и краткое описание возможных методов решения……………… 5

2.3. Решение задачи по варианту…….................................................................7

2.3.1. По критерию минимальной технологической себестоимости…………7

2.3.2. По критерию минимальной общей стоимости изделия……..................16

2.3.3. По критерию максимальной технологичности…………………………25

3. Расчет запусков на технологические операции на основе использования линейных стохастических сетей……………………………..............................34

3.1. Понятие линейной стохастической сети………………..............................34

3.2. Метод определения запусков на операции на основе линейной сетевой стохастической модели……………….................................................................35

3.3. Решение задачи по варианту……………….................................................36

4. Структурная оптимизация технологического процесса……………............41

4.1. Постановка задачи……………………………………………......................41

4.2. Анализ и описание метода решения……………………………………….41

4.3. Решение задачи по варианту ………………………………........................42

5. Вывод к курсовой работе …………………………………………………….47

6. Заключение………………………………………………………….................48

7. Библиографический список…………………………………………………..49

Введение

Конструкция современных электронно-вычислительных средств отличается значительной сложностью и разнообразием. Они представляют собой сложные комплексы, состоящие из десятков и сотен тысяч элементов и устройств, различных по своим свойствам и функционированию, сложно механически и электрически соединённых между собой. Технология, используемая при конструировании ЭВМ, в значительной мере определяет стоимость аппаратуры и влияет на её эксплуатационные качества. Следовательно, для оптимизации технологических характеристик необходимо решение оптимизационных задач.

Целью данной курсовой работы является ознакомление с основными видами математических моделей для оптимизации технологических процессов в производстве ЭВМ.

При выполнении курсовой работы предстоит определить оптимальный вариант конструкции изделия ЭВМ с учетом последовательности операций, выполнить расчет запусков на технологические операции на основе линейных стохастических сетей, решить задачу оптимизации структуры технологической линии методом расшивки узких мест, а также исследовать задачу маршрутной оптимизации на примере технологии изготовления печатных плат.

Определение оптимального варианта конструкции ЭВМ с учетом последовательности операций

Постановка задачи

Пусть в процессе проектирования технологической системы синтезировано множество допустимых проектных решений:

Здесь каждое частное решение S_i (i = 1,2, …, r) в конструировании или технологии производства электронных устройств может быть формально представлено функционально-структурной схемой устройства или структурно-логической схемой технологического процесса (схемами сборочного состава, сборки, обработки поверхностей и т. д.).

Тогда топологическая модель множества допустимых проектных решений может быть построена множественным объединением частных решений, представленных топологически ориентированными схемами (графами):

Задача определения оптимального варианта конструкции изделия с учётом последовательности выполнения операций заключается в определении по выбранному критерию оптимальности кратчайшего пути в MM_D из начальной вершины в конечную.

В теории конструирования электронной аппаратуры критериями оптимальности могут быть:

§ Коэффициент сложности конструкции;

§ Коэффициент интеграции и технологичности;

§ Коэффициенты вибро- и удароизоляции;

§ Вероятность безотказной работы;

§ Потребляемая мощность и массогабаритные параметры и др.

В теории технологического проектирования критериями являются:

· Стоимость материальных элементов, входящих в состав изделия;

· Стоимость выполнения операций технологического процесса;

· Стоимость оборудования, отнесённая на единицу изделия, для выполнения данной операции;

· Коэффициент выхода годных изделий с линии, точность технологического процесса, его надёжность;

· Уровень механизации и автоматизации операций технологического процесса, удельный уровень межоперационных заделов и др.

Анализ и краткое описание возможных методов решения

Для решения сформулированной задачи, т.е, для нахождения оптимального варианта конструкции наиболее эффективным является метод динамического программирования, основанный на принципе оптимальности Белмана, который заключается в том, что каков бы ни был путь достижения некоторого состояния, последующие решения должны принадлежать оптимальной стратегии для части пути, начинающейся с этого состояния. Процесс поиска решения обычно проводится от последнего этапа к первому, так как только на последнем этапе можно выбрать проектное решение таким образом, чтобы оно обеспечило минимум целевой функции качества.

Считаем, что множество проектных решений задано графом:

с пронумерованными вершинами от 1 до n. Где E={e₁,e₂,..e_n} – множество графа, которому поставлено в соответствие множество узловых реализаций, т.е. частных, промежуточных технических решений;

V={v₁,v₂,...,v_m} – множество возможных переходов (связей) между узловыми реализациями.

При этом каждой дуге графа (е_i, e_j) приписано значение интегрированного критерия качества, т.е. длина дуги а(e_i, e_j)

Процесс проектирования технических решений является ориентированным процессом от его начала к завершению. Эта особенность отражена в порядковой функции MM_D в виде множества дуг графа без контуров. Свойство упорядоченности процесса проектирования позволяет более рациональную процедуру поиска оптимального технического решения на основе MM_D с меньшими затратами.

Модифицированный метод последовательных приближений предполагает :

1.разбиение сетевой модели ТП на уровни (слои);

2.решение системы линейных уравнений обычным методом последовательных приближений с учётом модели:

Г^-1 e_i – множество вершин графа G , предшествующих вершине e_i.

При решении задачи графическим способом на заданном графе определяются вершины, которые не имеют предков и которые образуют первый слой. Затем удаляются вершины первого слоя с инцидентными дугами и рёбрами и определяются вершины, которые не имеют предков и которые образуют второй слой. Операция п.2 повторяется многократно до полного расслоения графа.

Нахождение кратчайшего пути на графе модифицированным методом заключается в решении следующей системы уравнений (по минимальному критерию)

Модифицированный метод решения задачи сводится к решению системы:

Где k- номер приближения;

r- число слоёв сети;

n- номер конечной вершины сети.

N_g- множество вершин, расположенных в g-том слое. Очевидно, что для нахождения оптимального решения достаточно (r-2) итерации.

Решение задачи по варианту