Розв’язання задачі структурної оптимізації конструкції фрези на основі мультиагентного підходу
Ключові слова:
структурна оптимізація, мультиагентна система, фреза, бізнес-процес, об’єктно-орієнтований підхід, продуктивність, надійність, енергоефективністьАнотація
Наведений проект системи підтримки прийняття рішень для пошуку оптимальної конструкції фрези. На стадії попереднього проектування використовується морфологічний аналіз. Він дозволяє знайти і систематизувати усі можливі структури фрези з необхідним функціональним призначенням. Для автоматизації процесу формування конструкції застосовується алгоритм, що ґрунтується на методі резолюцій, який використовує логіку предикатів першого порядку. Робиться перебір можливих станів і складання конструкції фрези з готових елементів. Цей алгоритм доцільно описувати в термінах логічних операцій. Він полягає в дедуктивному виведенні пропозиції вигляду: «Існують розмірні параметри x1, ..., xn і сили, такі, що конструктивне рішення, яке задовольняє задані властивості П(x1, ..., xn) виводитися з набору можливих зв'язків "x1... "xn (K1(x1, ..., xn)Ù... ÙKn(x1, ..., xn) Þ В(x1, ..., xn)), які означають розмірні, силові та інші реальні зв'язки, що виникають між деталями реальних конструкцій». Переходом від конкретних деталей до логіки предикатів першого порядку є положення, що деяка деталь (наприклад пластина П) може функціонувати в реальних умовах тоді і тільки тоді, коли існує сукупність сил, f1, f2, …, fn, що її фіксують, які прикладені в точках x1, x2, ..., хn. Основними параметрами ефективності конструкції фрези прийняті: надійність, продуктивність, енергоефективність, задані як цільові функції. Вони враховують також статичні та динамічні характеристики конструкції. Змінними показниками є геометрична форма і розмірні параметри фрези. Для кожного варіанта геометричної форми проводиться побудова 3D-моделі фрези і розрахунок її статичних і динамічних характеристик. Далі ці параметри включаються в цільові функції. Оптимізація здійснюється на основі методу градієнтного спуску. Вибір оптимальної конструкції здійснюється за взаємодії інтелектуальних агентів. Водночас конструкція фрези забезпечує найкраще співвідношення цільових функцій. Архітектура системи побудована на інтеграції CAD/CAE-систем з мультиагентною системою (МАС). Пошук рішення здійснюється автоматично в результаті взаємодії самостійних цілеспрямованих програмних модулів – агентів. У цій роботі для побудови МАС використовується бібліотека Jade мови Java в середовищі розробки NetBean. Розглянутий підхід дозволяє зменшити витрати часу під час проектування або вибору конструкції металорізального інструменту.
Посилання
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).
##submission.downloads##
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2019 V. L. Anosov, L. M. Bogdanova, V. D. Litovka, V. M. Kolodyazhny
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NoDerivatives 4.0 International License.
Автори, які публікуються в цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи і передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензійного договору (угоди).
- Автори мають право самостійно укладати додаткові договори (угоди) з неексклюзивного поширення роботи в тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати в складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи в цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установи або на персональних веб-сайтах) рукопису роботи як до подачі цього рукопису в редакцію, так і під час її редакційної обробки, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії і позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
