Применение методов оптимизации в машиностроении реферат
Обновлено: 02.07.2024
Целью настоящей дисциплины является изучение методов и критериев оптимального проектирования механизмов и силовых конструкций машин, приборов и аппаратуры. Внимание акцентируется на актуальных проблемах, связанных с оптимизацией несущей способности и функциональных свойств проектируемых изделий машиностроения.
Учебная дисциплина предусматривает изучение критериев оптимизации и основных ограничений, корректной постановки многокритериальных задач, анализ чувствительности, вычислительные алгоритмы и программы оптимального проектирования. Изучаются типовые задачи оптимального проектирования, в том числе постановка задач оптимизации и обоснованный выбор средств их решения.
Программой учебной дисциплины предусмотрено чтение лекций, проведение практических занятий, выполнение семестровой расчетно-графической работы. Практические занятия выполняются на основе соответствующих рекомендаций методической базы кафедры.
ТЕМА 1. Введение в оптимальное проектирование
Понятие оптимального и рационального проектирования
Задача проектирования конструкций машин состоит в выборе конструктивно-силовой схемы, кинематической схемы механизма, выборе материала и конструктивных размеров. Конструктор имеет свободу в выборе решений, но эта свобода ограничена тем, что проектируемое изделие должно быть, во-первых, работоспособно, а во-вторых – быть конкурентоспособным. Последнее качество определяется тем, насколько эффективно применение данного изделия по сравнению с его аналогами.
Для обеспечения конкурентоспособности конструктор задается целью создать устройство, наилучшее (в некотором смысле) из всех возможных аналогов, т.е. создать оптимальный проект. Оптимизация – это нахождение наилучшего (оптимального) решения какой-либо задачи (набора параметров) при заданных критериях.
Как правило, решение оптимизационной задачи распадается на следующие этапы:
анализ ситуации и формулировка задачи,
определение параметров решения, подлежащих оптимизации (то есть тех, которые могут быть изменены в ходе решения),
установление допустимой области существования параметров, то есть ограничений, налагаемых на параметры и их сочетания,
выбор и оценка влияния внешних факторов, учитываемых в ходе решения,
выбор критериев оптимальности,
построение целевой функции (математической модели), которая выдавала бы показатели, соответствующие выбранным критериям,
выбор математического метода оптимизационных расчётов,
проведение расчётов и оценка полученных решений по выбранным критериям,
окончательное принятие решения с учетом неопределённости и риска.
Критерии оптимизации конструкций машин
Два аналогичных технических устройства могут сравниваться по различным критериям.
Характеризуя объект, сложно выбрать такой один критерий, который бы обеспечил всю полноту требований. А стремление к всеобъемлющему решению и назначение большого числа критериев сильно усложняет задачу. Поэтому в разных задачах количество критериев может быть различным. Задачи однокритериальной оптимизации (с одним критерием оптимизации) иногда называют скалярными, а многокритериальной — векторной оптимизации. Кроме того, количество параметров, характеризующих оптимизируемый объект (задачу), также может быть различным, причём параметры могут меняться непрерывно или дискретно (дискретная оптимизация).
Оптимизационные задачи активно используются там, где важно получение высокоэффективного результата, например, в экономике, технике, информатике. Простейшим примером технико-экономической оптимизационной задачи может быть выбор диаметра трубопровода, по которому насосом перекачивается жидкость. При уменьшении диаметра трубы снижается её стоимость, но увеличиваются затраты энергии на перекачку жидкости из-за возросшего гидравлического сопротивления.
Примером задачи многопараметрической (двухпараметрической) оптимизации будет задача выбора диаметра трубопровода с горячей жидкостью или паром, так как одновременно выбирается диаметр трубопровода и толщина тепловой изоляции при постоянстве остальных. При этом оба параметра дискретны, так как существуют как сортамент труб, так и типовые параметры готовых теплоизоляционных сегментов.
Оптимизации подлежат параметры многих технологических процессов, объемы производства предприятий, уровни надежности продукции и мн. др.
Экономические критерии часто являются слишком глобальными для практического применения. Оптимальное проектирование отдельных устройств основывается на более частных критериях: максимальной производительности, максимального коэффициента полезного действия, минимальной массы, максимальной прочности и т.п. Использование частных критериев оптимизации требует одновременного учета тех требований к проектируемому изделию, которые не входят в критерий. Эти дополнительные требования выступают как ограничения, накладываемые на проект. Например, при проектировании конструкции минимальной массы ограничениями могут быть требования по прочности и производительности.
Проблемы разработки машиностроительного производства. Рациональное использование производственной мощности, материальных и трудовых ресурсов. Пути повышения эффективности производства: использование резервов для совершенствования базового техпроцесса.
| Рубрика | Экономика и экономическая теория |
| Вид | курсовая работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 05.10.2016 |
| Размер файла | 134,2 K |
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
машиностроительный производственный ресурс
Становление рыночной экономики в Республике Беларусь вносит существенные изменения в механизм хозяйствования во всех сферах деятельности. На первый план выдвигаются проблемы макроэкономической стабилизации и создание условий для возобновления экономического роста, постоянно идут поиски и ведется разработка перспективных направлений развития экономики. Значительно расширилась правовая основа экономических преобразований. Система государственного регулирования направлена на осуществление социально-экономической политики в области оплаты труда и доходов населения, защиту внутреннего рынка, решения глобальных проблем инновационной и инвестиционной политики, внешнеэкономической деятельности. Особое внимание уделяется денежно-финансовой и налоговой политике, повышению конкурентоспособности продукции на внутреннем и мировом рынках.
Для современного этапа развития экономики страны особое значение приобретает полное использование преимуществ рыночной системы хозяйствования, положительного опыта предыдущего периода ее функционирования, возможностей выявления резервов роста производства, которыми располагает народное хозяйство Республики Беларусь.
Объектом исследования курсовой работы является технологический процесс изготовления детали.
Предметом курсовой работы является деятельность коллектива машиностроительной организации по изготовлению детали и на основании затратного метода - расчет отпускной цены изделия.
Главная цель курсовой работы - изучение проблемы проектирования машиностроительного производства и разработка предпочтений по рациональному использованию производственной мощности, материальных и трудовых ресурсов.
Основные задачи решаемые в курсовом проекте:
- определить степень использования основных фондов;
- экономическое обоснование эффективности производства продукции на основании технико-экономических показателей;
- определить эффективность использования материальных и трудовых ресурсов;
- внести предложения по улучшению технологического процесса и организации труда, повышению эффективности производства.
Рассмотрена необходимость внедрения и разработки комплексной системы управления качеством продукции. Внедрение этой системы позволит сократить потери на предприятиях, добиться надежности, долговечности, экономичности, рациональности производства.
Absorption methods of quality management developing and introducing needs of integrated system of product quality control are allowed in this article. Systems implementation can attain to the enterprise of mitigate the loss, reliability improvement, structural durability, economy.
Автоматизированная система технологической подготовки бережливого производства в машиностроении
В статье рассмотрены проблемы создания АСТПП (автоматизированной системы технологической подготовки бережливого производства). Приведена функциональная модель АСТПП. Рассматриваются задачи проектирования фондосберегающих технологических процессов, компоновок и планировок оборудования. Для автоматизации решения названных задач предложены методы математического моделирования и оптимизации проектно-технологических решений на основе использования средств искусственного интеллекта в виде искусственных нейронных сетей и генетических алгоритмов.
От ресурсосберегающих технологий к бережливому производству на машиностроительных предприятиях
Проведено аналитическое сопоставление систем современных технологий Лин с другими известными системами производственного менеджмента по фактору ресурсосберегающих технологий на машиностроительных предприятиях. Уточнен термин Lean production. Изучен зарубежный опыт научного управления производством как совокупность общей идеологии ресурсосберегающих технологий. Рассмотрены современные методологии оптимизации производства на машиностроительных предприятиях. Проанализированы основные направления развития зарубежных школ управления производством.
Организационно-экономические основы внедрения бережливого производства на предприятиях машиностроения
В современной практике управления конкурентоспособным промышленным предприятием приоритет отдается механизмам бережливого производства, которые позволяют за счет устранения потерь во внутренних процессах предприятия улучшить качество продукции или услуг без капитальных затрат, сократить издержки, время производственного цикла.
Практические аспекты внедрения инструментов бережливого производства на машиностроительных предприятиях
Применение методов организации бережливого производства на предприятиях машиностроения в России
В статье рассматривается проблема организации Бережливого производства в России. Раскрываются основные причины возникновения проблем и методы их решения. Констатируется, что на сегодняшний день на предприятиях России есть значительные резервы для снижения издержек, и данная тема подлежит еще более детальному и кропотливому изучению.
Анализ отечественного опыта внедрения бережливого производства на машиностроительных предприятиях
В статье рассматриваются причины активного внедрения бережливого производства на отечественных машиностроительных предприятиях; раскрываются проблемы, с которыми им приходится сталкиваться. Результаты исследования отечественного накопленного опыта доказывают необходимость развития теории и методологии планирования и организации бережливого производства применительно к экономическим условиям хозяйствования отечественных предприятий.
Застосування принципiв ощадливого виробництва на підприємствах машинобудiвної галузi
Розглянуто питання використання принципів ощадливого виробництва; запропоновано вдосконалення технологічного процесу та підвищення його продуктивності на електромашинобудівному підприємстві на основі впровадження принципів ощадливого виробництва.
В условиях постоянно возрастающей конкуренции, повышения требований к качеству продукции, а также во все более острой необходимости ухода российской экономики от экспортно-сырьевого типа развития, все более важной становится роль машиностроительной отрасли. Именно от ее уровня в большей степени зависит динамика и устойчивость всех остальных отраслей промышленности и экономики страны в целом. Машиностроение обеспечивает оборудованием и машинами предприятия других отраслей, влияет на одни из важнейших показателей ВВП: производительность труда, энергоемкость, материалоемкость, самым тесным образом связано с обороноспособностью России и экологической безопасностью.
Одним из главных факторов обеспечения высокого уровня эффективности, является успешное внедрение и использование методов бережливого производства (Lean Production). Тем не менее, в деловой и научной литературе концепция Lean представлена в существенно упрощенном виде и зачастую мало соответствует тем реалиям, с которыми сталкиваются менеджеры и консультанты на проектах внедрения. Описание инструментов бережливого производства, а также основные кейсы их внедрения можно найти как в профессиональной литературе, так и в свободном доступе и каждое второе отечественное предприятие предпринимало попытки эти инструменты применить. Есть ряд заводов и объединений, которым это, в том или ином виде, удалось сделать успешно, но их количество все еще критично мало по сравнению с общим числом производственных предприятий в РФ.
Ни одно предприятие не может существовать в отрыве от условий текущей реальности, особенно при реализации проектов повышения эффективности. Так или иначе, оно функционирует в определенной среде, системе, находится с ней в состоянии постоянного обмена ресурсами. Кроме того, и само по себе предприятие является системой. Факторы внешней среды не находятся в зоне контроля предприятия и его служб, но именно под их влиянием зачастую приходится принимать различные управленческие решения, приспосабливаясь к изменчивой окружающей среде.
Теория менеджмента, как известно, делит внешние факторы на прямые и косвенные [3], тем не менее, немного отойдем от классической структуры, чтобы выделить наиболее значимые факторы с точки зрения самих предприятий, вне зависимости от их источника. Исследование проводилось в течение 2017–2019 годов в ходе проектов по оптимизации бизнес-процессов промышленных предприятий и внедрения на них ERP-системы Infor SyteLine и Lean ERP SCMo. Оценки получены путем экспертного оценивания того или иного фактора руководящими сотрудниками предприятий (должность не ниже начальника цеха):
Итоги (среднее значение при исключении максимальной и минимальной оценок) приведены в таблице:
Читайте также: