Решение задачи структурной оптимизации конструкции фрезы на основе мультиагентного подхода
Ключевые слова:
структурная оптимизация, мультиагентная система, фреза, бизнес-процесс, объектно-ориентированный подход, производительность, надежность, энергоэффективностьАннотация
Приведен проект системы поддержки принятия решений для поиска оптимальной конструкции фрезы. На стадии предварительного проектирования используется морфологический анализ. Он позволяет найти и систематизировать все возможные структуры фрезы с необходимым функциональным назначением. Для автоматизации процесса формирования конструкции применяется алгоритм, основанный на методе резолюций, использующий логику предикатов первого порядка. Производится перебор возможных состояний и сборка конструкции фрезы из готовых элементов. Этот алгоритм целесообразно описывать в терминах логических операций. Он состоит в дедуктивном выводе предложения вида: "Существуют размерные параметры x1,...,xn и силы, такие, что конструктивное решение, удовлетворяющее заданным свойствам П(x1...,xn), выводится из набора возможных связей "x1... "xn (K1(x1,...,xn)Ù... ÙKn(x1,...,xn) Þ В(x1,...,xn)), какие обозначают размерные, силовые и другие реальные связи, что возникают между деталями реальных конструкций". Переходом от конкретных деталей к логике предикатов первого порядка является условие, что некоторая деталь (например пластина П) может функционировать в реальных условиях тогда и только тогда, когда существует совокупность фиксирующих ее сил f1, f2,..,fn, которые приложены в точках x1,x2,...,хn. Основными параметрами эффективности конструкции фрезы приняты: надежность, продуктивность, энергоэффективность, заданные как целевые функции. Они учитывают также статические и динамические характеристики конструкции. Переменными показателями являются геометрическая форма и размерные параметры фрезы. Для каждого варианта геометрической формы проводится построение 3D-модели фрезы и расчет ее статических и динамических характеристик. Далее эти параметры включаются в целевые функции. Оптимизация осуществляется на основе метода градиентного спуска. Выбор оптимальной конструкции осуществляется при взаимодействии интеллектуальных агентов. При этом конструкция фрезы обеспечивает наилучшее соотношение целевых функций. Архитектура системы построена на интеграции CAD/CAE-систем с мультиагентной системой (МАС). Поиск решения осуществляется автоматически в результате взаимодействия самостоятельных целенаправленных программных модулей – агентов. В данной работе для построения МАС используется библиотека Jade языка Java в среде разработки NetBean. Рассмотренный подход позволяет уменьшить расходы времени при проектировании или выборе конструкции металлорежущего инструмента.
Библиографические ссылки
Senkin, Ye. N. (1989). Podsistema mnogokriterialnoy parametricheskoy optimizatsii rezhushchego instrumenta [Subsystem of multicriteria parametric optimization of cutting tools]. Stanki i instrument − Machines and Tooling, no. 4, pp. 15–17 (in Russian).
Subbotin, S. O., Oleynik, A. O., & Oleynik O. O. (2009). Neiterativnyye, evolyutsionnyye i multiagentnyye metody sinteza nechetkologicheskikh i neyrosetevykh modeley (pod. red. S.O. Subbotina) [Subbotin, S. O. (Ed.). Non-iterative, evolutionary and multi-agent methods for the synthesis of fuzzycology and neural network models]. Zaporozhye: ZNTU, 375 p. (in Russian).
Weiss, G. (Ed.). (1999). Multiagent Systems: a Modern Approach to Distributed Artificial Intelligence. London, Cambridge, Massachusetts: MIT Press, 609 p.
Rassel, S. & Norvig, P. (2016). Iskusstvennyy intellekt: sovremennyy podkhod, 2-ye izd. (per. s angl.) [Artificial intelligence: A modern approach, (2 nd ed). (trans. from English)].Moscow: OOO "I. D. Vilyams", 1408 p. (in Russian).
Lakhin, O. I., Simonova, Ye. V., & Skobelev, P. O. (2015). Podkhod k razrabotke prototipa intellektualnoy sistemy podderzhki prinyatiya soglasovannykh resheniy pri proyektirovanii malorazmernykh kosmicheskikh apparatov na osnove multiagentnykh tekhnologiy [Approach to the development of a prototype of an intelligent decision support system for designing small-size spacecraft based on multi-agent technologies]. Inform.-upravlyayushchiye sistemy − Information and Control Systems, no. 2, pp. 43–47 (in Russian).
Kozyreva, V. V. (2013). Avtomatizatsiya variantnogo proyektirovaniya konstruktsiy na osnove sistem agentov s adaptivnym povedeniyem: avtoref. dis. ... kand. tekhn. nauk / Mosk. stroit. un-t [Automation of alternative design of structures based on systems of agents with adaptive behavior (Author's abstract of a Master's Thesis in Engineering) / Moscow University of Civil Engineering].Moscow, 19 p. (in Russian).
Litvinenko, V. A. & Khovanskov, S. A. (2007). Organizatsiya raspredelennykh vychisleniy na osnove multiagentnogo podkhoda [Organization of distributed computing based on the multi-agent approach]. Izv. TRTU − Izvestiya TRTU.Taganrog, Izd-vo TRTU, pp. 246–251 (in Russian).
Naboka, M. V. (2004). Proyektirovaniye sistem upravleniya slozhnymi informatsionnymi protsessami s primeneniyem mnogoagentnoy tekhnologii: avtoref. dis. ... kand. tekhn. nauk / Volgograd. tekhn. un-t [Designing control systems for complex information processes using multi-agent technology (Author's abstract of a Master's Thesis in Engineering) / Volgograd Technical University].Volgograd, 20 p. (in Russian).
Odrin, V. M. (1989). Metod morfologicheskogo analiza tekhnicheskikh sistem [Method of morphological analysis of technical systems].Moscow: VNIIPI, 312 p. (in Russian).
Andreychikov, A. V. & Andreychikova, O. N. (1998). Kompyuternaya podderzhka izobretatelstva (metody, sistemy, primery primeneniya) [Computer support for invention (methods, systems, examples of application)].Moscow: Mashinostroyeniye, 476 p. (in Russian).
Álvarez, Asunción & Ritchey, Tom. (2015). Applications of General Morphological Analysis from Engineering Design to Policy Analysis / Asunción Álvarez and Tom Ritchey. Acta Morphologica Generalis, Swedish Morphological Society, vol. 4, no. 1, pp. 1–40. Retrieved from: http://www.amg.swemorph.com/pdf/amg-4-1-2015.pdf.
Guzenko, V. S. (1991). Napravlennyy morfologicheskiy analiz i sintez instrumenta dlya osobo tyazhelykh usloviy rezaniya. Nadezhnost rezhushchego instrumenta [Directional morphological analysis and tool synthesis for particularly severe cutting conditions. Reliability of cutting tools].Kramatorsk, Kramatorsk Industrial Institute, iss. 4, pp. 83–91 (in Russian).
Tarasov, O. F., Altukhov, O. V., Sahaida, P. I., Vasylieva, L. V., & Anosov, V. L. (2017). Avtomatyzovane proektuvannia i vyhotovlennia vyrobiv iz zastosuvanniam SAD/SAM/SAE-system [Automated designing and manufacturing of products with SAD/SAM/SAE used].Kramatorsk: TsTRI "Drukarskyi dim", 239 p. (in Ukrainian).
Kuznetsov, Yu. M., Lutsiv, I.V., & Dubyniak S. A. (1997). Teoriia tekhnichnykh system (pid zah. red. Yu. M. Kuznetsova) [Kuznetsov, Yu. M. (Ed.). Theory of technical systems]. Kyiv; Ternopil:TernopilTechnicalUniversity, 310 p. (in Ukrainian).
Nagornyak, S. G. & Zelenskiy K. V. (1991). Sintez sbornykh tortsovykh frez s uprugodemp-firuyushchimi elementami [Synthesis of modular face milling cutters with elastic-damping elements] Izv. vuzov. Mashinostroyeniye – Izvestiya Vuzov. Mechanical Engineering, no. 10–12, pp. 123–125 (in Russian).
Nastasenko, V. A. (1994). Morfologicheskiy analiz – metod sinteza tysyach izobreteniy [Morphological analysis as a method of synthesizing thousands of inventions]. Kiyev: Tekhnika, 44 p. (in Russian).
Khayet, G. L., Gakh, V. M., Gromakov, K. G., Guzenko, V. S., Ivchenko, T. G., Loktev, A. D., & Muzykant, Ya. A. (1989). Sbornyy tverdosplavnyy instrument (pod obshch red. G. L. Khayeta) [Khayet, G. L. (Ed.) Prefabricated Carbide Tools].Moscow: Mashinostoyeniye, 256 p. (in Russian).
(2006). Freza tortseva zi stupinchastoiu skhemoiu rizannia [Milling cutter with stepped cutting pattern]: pat. 32129 Ukraina, MPK (2006) V23 C5/02 / V. S. Hubenko, O. F. Babin, V. L. Anosov. No. U 2007 12614, zaiavl. 14.11.2007; opubl. 12.05.2008. Biul. no. 9, 3 p. (in Ukrainian).
Загрузки
Опубликован
Выпуск
Раздел
Лицензия
Copyright (c) 2019 V. L. Anosov, L. M. Bogdanova, V. D. Litovka, V. M. Kolodyazhny
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NoDerivatives» («Атрибуция — Без производных произведений») 4.0 Всемирная.
Авторы, публикующиеся в этом журнале, соглашаются со следующими условиями:
- Авторы оставляют за собой право на авторство своей работы и передают журналу право первой публикации этой работы на условиях лицензионного договора (соглашения).
- Авторы имеют право заключать самостоятельно дополнительные договора (соглашения) о неэксклюзивном распространении работы в том виде, в котором она была опубликована этим журналом (например, размещать работу в электронном хранилище учреждения или публиковать в составе монографии), при условии сохранения ссылки на первую публикацию работы в этом журнале.
- Политика журнала позволяет размещение авторами в сети Интернет (например, в хранилищах учреждения или на персональных веб-сайтах) рукописи работы, как до подачи этой рукописи в редакцию, так и во время ее редакционной обработки, поскольку это способствует возникновению продуктивной научной дискуссии и позитивно отражается на оперативности и динамике цитирования опубликованной работы (см. The Effect of Open Access).
