Разработка эффективных алгоритмов решения задач

РАЗРАБОТКА ЭФФЕКТИВНЫХ АЛГОРИТМОВ РЕШЕНИЯ
ЗАДАЧ ОПТИМИЗАЦИИ МНОГОФАКТОРНЫХ
МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ СИСТЕМ В
МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОМ ПРОИЗВОДСТВЕ
Магистрант БНТУ:
Лущик Павел Евгеньевич
Научный руководитель
к.т.н., доцент:
Рафальский Игорь Владимирович
Цели работы
 анализ и разработка эффективных методов
решения задач оптимизации многофакторных
многокомпонентных систем;
 разработка программного обеспечения для
поиска
оптимальных
решений
в
задачах
металлургического и литейного производства.
Содержание основных
полученных результатов

В
работе
реализован
математический
аппарат
параметризации
температурно-временных
зависимостей
сплавов в интервале их кристаллизации и получена база
данных
параметров
кристаллизации
первичных
и
эвтектических фаз в силуминах с различным содержанием Si,
Fe, Mn.

На основе метода факторного анализа реализована система
экспертной оценки ТП, построены статистические модели для
оценки характеристик структуры сплавов и реализован расчет
оценки типа морфологии эвтектических фаз.

Решена задача оптимизации состава шихты методами
линейного программирования.
Параметризация температурновременных зависимостей сплавов
Термический анализ литейных сплавов
с использованием термометрических прецизионных устройств
Расчет параметров кристаллизации
ввод полученных данных в систему экспертной оценки
технологического процесса и контроля качества продукции
Система экспертной оценки
технологического процесса
Разработана
система
экспертной
оценки
технологического процесса и диагностики качества
продукции
для
автоматической
идентификации
факторов, в наибольшей степени определяющих
уровень
брака
и
контролируемые
свойства
выпускаемой продукции.
Система включает базы данных эталонных
объектов и модуль автоматического распознавания.
Разработано
функциональное
программное
обеспечение для работы на ПК под ОС Windows.
Оптимизации состава шихты
методами линейного
программирования
Задачи:
 снижение себестоимости получения литых изделий, удовлетворяющих
требованиям по хим-составу применяемых сплавов;
 использование в составе шихты дешевых многокомпонентных вторичных
материалов.
Применение методов линейного программирования в
задачах оптимизации литейных процессов:
Сиплексный метод решения обеспечивает
минимизацию
целевой
функции
стоимости
металлозавалки
по
заданным
начальным
условиям:
 химическому составу сплава;
 химическому составу компонентов шихты;
 угару элементов сплава;
 содержанию возврата.
Преимущества системы
расчета металлозавалки

возможность работы с практически неограниченным
количеством компонентов шихты;

возможность проведения расчета для любых
многокомпонентных сплавов (количество химических
элементов неограниченно);

интеграция с базами данных химических составов
промышленных сплавов (черных, цветных);

возможность
создания
подключения
и
редактирования собственных баз данных сплавов и
компонентов шихты;

возможность удобной передачи данных в офисные
приложения (например, в MS Word, Excel);

легкость в использовании.
Новизна разработки
Новизна разработки заключается в создании
эффективных алгоритмов и новой программной
продукции для экспертной оценки технологических
процессов литейного производства и контроля
качества литейной продукции на основе:
 методов факторного анализа многокомпонентных
многофакторных систем;

методов линейного программирования.
Научное значение
Полученные результаты имеют важное научное
значение
для
исследования
процессов
структурообразования и формирования свойств
сплавов, решения фундаментальных и прикладных
задач литейного производства в области контроля и
управления
свойствами
литых
изделий
и
технологических процессов, в том числе для
разработки экспертных систем оценки качества
литейной продукции.
Практическое значение
Использование полученных результатов в производстве
позволит:
 обеспечить эффективное управление структурой и
свойствами литейных сплавов для получения готовой
металлопродукции гарантированного качества;
 уменьшить
литейный
брак
и
снизить
материалозатраты на производство литых изделий;
 оптимизировать составы шихтовых материалов для
приготовления в плавильной печи промышленных
многокомпонентных литейных сплавов и существенно
снизить стоимость готовой продукции.
Участие в выставках,
конференциях, семинарах
 Диплом победителя 1-го республиканского конкурса
инноваций
(г.
Могилев),
в
номинации
«Лучший
инновационный проект для металлургической и
металлообрабатывающей отрасли» — инновационный
проект «Программа расчета металлозавалки литейных
сплавов»
 Диплом «Лучшая инновация года в литейном
производстве»
(Система
оптимизации
составов
металлозавалки для получения промышленных литейных
сплавов) /XIII Международная выставка-конгресс "Высокие
технологии. Инновации. Инвестиции" (г. Санкт-Петербург,
2008)
 Диплом
лауреата
республиканского
конкурса
студенческих научно-исследовательских работ по теме
«Разработка эффективных алгоритмов решения задач
оптимизации многофакторных многокомпонентных систем в
металлургическом производстве» (2008г.)
Благодарю за внимание