Параметричний синтез допусків як множинна обернена задача забезпечення працездатності складних технічних систем

Аннотация

Рассмотрено современное состояние проблемы параметрического синтеза допусков сложных технических систем. Приведены недостатки существующих методов поиска области работоспособности, использующих метод Монте-Карло, в частности значительный объем необходимых вычислений и отсутствие информации о закономерности случайных процессов вариации параметров системы. Предложена формализация параметрического синтеза допусков как обратной задачи обеспечения работоспособности сложных технических систем. Решение этой задачи должно осуществляться с использованием современных подходов к решению обратных задач в целом и параметрического синтеза в частности. Предложено представлять поля допусков в виде гиперпараллелепипедов. Для построения области работоспособности технической системы предложено решать задачу обоснованного вписывания поля допусков в виде гиперпараллелепипеда в область работоспособности с помощью критерия стоимости, решая задачу векторной оптимизации при наличии ограничений. Требование минимальной стоимости изготовления изделия заменено в определенном смысле равносильным требованием максимизации всех допусков. Обоснованы рекомендации по выбору метода оптимизации. Показано, что для уточнения аппроксимации области работоспособности полем допусков эффективно использование нерегулярных сеток как модифицированного метода матричных испытаний и метода параметрического синтеза по критерию запаса работоспособности. Представленный в работе подход к параметрическому синтезу допусков позволяет получить область работоспособности системы с меньшими затратами, не ограничиваясь нормальным законом распределения изменения выходных параметров.