Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Автоматизированные системы управления и прогрессивные информационные технологии

Диссертационная работа:

Бырка Роман Викторович. Математическое и алгоритмическое обеспечение синтеза многоуровневого электромонтажа АСУ по критериям производства : диссертация ... кандидата технических наук : 05.13.06. - Санкт-Петербург, 2006. - 163 с. : ил. РГБ ОД, 61:06-5/3705

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

ВВЕДЕНИЕ 4

1. ОБЩЕСИСТЕМНЫЕ ЗАДАЧИ АНАЛИЗА И СИНТЕЗА
МНОГОУРОВНЕВОГО ЭЛЕКТРОМОНТАЖА РЭС АСУ 12

  1. Методологические аспекты решения задач анализа и синтеза злектромоіггажа 12

  2. Классификация современных видов и методов Электромонтажа ; 32

  3. Сравнительная характеристика перспективных видов и

методов электромонтажа 37

2. ФОРМАЛИЗАЦИЯ ЗАДАЧ СИНТЕЗА
МНОГОУРОВНЕВОГО ЭЛЕКТРОМОНТАЖА РЭС АСУ АА

  1. Выбор концепции синтеза электромонтажа 44

  2. Унифицированная система перспективных технико-экономических показателей качества электромонтажа 49

  3. Анализ структуры затрат на производство

электромонтажа 54

2.4. Математическая постановка задач синтеза

многоуровневого электромонтажа '. 59

3. МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ СИНТЕЗА
МНОГОУРОВНЕВОГО ЭЛЕКТРОМОНТАЖА РЭС АСУ 67

  1. Аналитические оценки трудоемкостей проектирования и подготовки производства многоуровневого электромонтажа 67

  2. Аналитическая оценка трудоемкости производства многоуровневого электромонтажа 72

  3. Аналитические оценки трудоемкостей производства

коммутационных плат 76

  1. Аналитическая оценка трудоемкости производства внутриблочного электромонтажа 81

  2. Аналитические оценки трудоемкостей производства межблочного электромонтажа 84

  3. Аналитические оценки конструктивных параметров электромонтажа методом накрутки 95

  4. Аналитические оценки конструктивных параметров комбинированного многоуровневого электромонтажа 104

4. МЕТОДИКИ, АЛГОРИТМЫ И ПРОГРАММЫ СИНТЕЗА

МНОГОУРОВНЕВОГО ЭЛЕКТРОМОНТАЖА РЭС АСУ 113

4.1. Методики расчета стоимостей производства

электромонтажа 113

  1. Общесистемный алгоритм анализа механико-прочностных показателей качества электромонтажа 117

  2. Общесистемный алгоритм анализа теплофизических показателей качества электромонтажа 125

  3. Общесистемный алгоритм анализа показателей качества электромагнитной совместимости электромонтажа 131

  4. Обобщенный алгоритм синтеза электромонтажа 137

  5. Программное обеспечение для синтеза

многоуровневого электромонтажа 149

4.7. Исследование многоуровневого электромонтажа

по критериям производства 153

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ДИССЕРИАЦИОННОЙ

РАБОТЫ 155

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 157

Введение к работе:

Важнейшим направлением решения системных задач развития
экономики и повышения обороноспособности страны является разработка
больших автоматизированных систем управления (АСУ) во всех сферах
деятельности Федерального агентства по промышленности и Министерства
обороны РФ. При этом главной задачей становится создание
математических средств и методов проектирования этого

перспективного класса АСУ.

Практика совершенствования АСУ показывает, что эффективность их внедрения в значительной степени зависит от конструкторской реализации радиоэлектронных средств (РЭС), которые занимают центральное место среди различных классов технических средств АСУ, как по наиболее широкому диапазону выполняемых функций, так и по объему производства. Общеизвестно, что существенные возможности повышения эффективности конструирования РЭС АСУ закладываются на этапе синтеза многоуровневого электромонтажа как сложных систем, который занимает 20-30% объема электронных модулей (ЭМ) и РЭС в целом и составляет до 30% трудоемкости их производства.

В своем развитии многоуровневый электромонтаж претерпевал множество изменений и совершенствовался вместе со схемотехнической, конструктивной и технологической базами создания новых поколений РЭС, а также с расширением области внедрения больших АСУ различного назначения в соответствии с ГОСТ РВ 20.39.304 - 98.

Заниматься решением задач совершенствования многоуровневого электромонтажа, а именно выбором оптимального варианта (вида, метода, структуры, параметров) необходимо уже на ранних этапах создания базовых несущих конструкций (БНК), разработка которых существенно опережает разработку конкретных ЭМ РЭС, а также на

ранних стадиях проектирования РЭС АСУ как сложных иерархических систем. На первый план выдвигается необходимость обеспечения требований высокой скорости и защищенности передаваемой информации, электромагнитной совместимости, нормального теплового режима, механической прочности, технологичности и, особенно, снижения сроков и стоимости разработки и производства.

Ретроспективный анализ вариантов многоуровневого электромонтажа и перспектив его развития показал, что комплексное решение задач проектирования и производства электромонтажа возможно только на основе разработки и внедрения средств и методов математического синтеза в отличие от используемого в настоящее время инженерного синтеза, реализуемого, как правило, на базе государственных и отраслевых стандартов, разработанных более 30 лет назад (см., например, ГОСТ 23586— 79 и ОСТ4 ГО.010.016-72). Однако системному исследованию и разработке этой актуальной проблемы не уделялось достаточного внимания.

Необходимость решения этой проблемы непосредственно связана с реализацией государственных и межотраслевых программ: «Целевая программа регулирования и развития оборонно-промышленного комплекса РФ» Минобороны РФ; «Разработка концепции комплексной унификации типоразмеров и компоновочных схем БНК для перспективных изделий РЭС» Минобороны РФ; «Базовые несущие конструкции, печатные платы, сборка и монтаж стандартных электронных модулей» Госстандарта РФ и других.

Целью диссертации является совершенствование средств и методов структурного и параметрического синтеза многоуровневого электромонтажа на основе разработки математического, алгоритмического и программного обеспечения для построения АСУ. В соответствии с этим в диссертационной работе ставились и решались следующие основные

задачи:

.- разработка унифицированной системы перспективных количественных технико-экономических показателей качества многоуровневого электромонтажа РЭС АСУ;

разработка целевой функции оптимизации и математической постановки задач структурного и параметрического синтеза многоуровневого электромонтажа РЭС АСУ;

разработка математических моделей, учитывающих зависимости между производственно-технологическимии и структурно-геометрическими параметрами и показателями качества вариантов электромонтажа ЭМ различного уровня иерархии РЭС АСУ;

разработка методик и общесистемных алгоритмов структурно-параметрического синтеза электромонтажа по совокупности практически значимых показателей качества;

разработка специального программного обеспечения синтеза электромонтажа с учетом обеспечения требований проектирования, производства, эксплуатации и модернизации АСУ.

Теоретические исследования диссертационной работы строятся на основе методов анализа сложных систем, исследования операций, математического программирования и современных методов вычислительной математики. В работе используются элементы теории множеств, теории алгоритмов, а также общие вопросы теории и методов конструирования и технологии производства РЭС.

В диссертационной работе предложен, разработан и исследован новый класс методов и средств анализа и синтеза электромонтажа, а также оптимизации его структуры и параметров с комплексным учетом реальных условий проектирования, подготовки производства, непосредственно производства и эксплуатации перспективных РЭС при создании больших АСУ различного назначения.

Принципиальный вклад в развитие исследований в области формализации задач проектирования и производства электромонтажа РЭС АСУ как сложных систем составляют следующие новые научные результаты, полученные лично автором:

- унифицированная система количественных технико-экономических
показателей качества многоуровневого электромонтажа ЭМ любого
уровня иерархии РЭС АСУ различного схемотехнического назначения и
широкого диапазона условий эксплуатации;

-структура, методики расчета и анализа затрат на проектирование, подготовку производства и производство вариантов электромонтажа многофункциональных систем РЭС;

критерии, состав ограничений и переменных векторной оптимизации электромонтажа; общая математическая постановка задач структурного и параметрического синтеза многоуровневого электромонтажа РЭС АСУ;

комплекс статистических математических моделей для анализа и синтеза вариантов электромонтажа ЭМ всех уровней структурной иерархии РЭС АСУ различного схемотехнического и эксплуатационного назначения;

методики и общесистемные алгоритмы для структурного и параметрического автоматизированного синтеза электромонтажа РЭС АСУ с учетом обоснованно выбранных критериев, ограничений и переменных оптимизации.

На защиту выносятся следующие научные положения: 1. Унифицированная система показателей качества электромонтажа, позволяющая определять технико-экономический уровень разработки электромонтажа по показателям стоимости и технологичности его производства, надежности, электромагнитной совместимости и другим, а также прогнозировать динамику развития вариантов электромонтажа и формировать перспективные требования к нему при создании новых

поколений РЭС.

2. Методы, модели и алгоритмы векторной оптимизации
структуры и параметров электромонтажа, позволяющие синтезировать
компромиссные конструктивно-технологические решения в интересах
всего процесса проектирования многоуровневых и многофункциональных
РЭС за счет системного согласования экономического критерия
оптимальности и технических показателей качества, комплексно
учитывающих практически необходимые условия разработки,
производства и эксплуатации РЭС и АСУ в целом.

3. Математическая постановка задач структурной и
параметрической оптимизации вариантов многоуровневого
электромонтажа, целевой функцией которой является минимизация
материальных и технологических затрат на его производство,
позволяющая проектировать высокоэффективные многоуровневые РЭС
при построении перспективных распределенных АСУ различного
назначения.

  1. Комплекс разработанных и обоснованно выбранных экономико-математических и физико-математических моделей и методик для расчета, анализа и оптимизации стоимостных и конструктивных параметров и показателей качества перспективных вариантов электромонтажа, позволяющих построить эффективные алгоритмы решения задач синтеза, отличающихся высокой размерностью и недостаточностью априорной информации.

  2. Программно-реализованные общесистемные алгоритмы синтеза вариантов электромонтажа, основанные на применении метода дискретного программирования - метода многократного отсечения по множеству разнородных и противоречивых критериев, ранжирования определяющих фиксируемых и управляемых параметров, эвристических приемов направленного перебора возможных вариантов и

автоинтерактивного режима обработки информации, обеспечивающие решение задач структурной и параметрической векторной оптимизации электромонтажа за практически приемлемое время на современных ЭВМ.

Практическая ценность диссертационной работы заключается в создании программного обеспечения (ПО) многокритериального синтеза оптимальных вариантов электромонтажа для перспективных РЭС АСУ различного назначения, позволяющих существенно повысить их технико-экономическую эффективность и увеличить диапазон решаемых задач. Результаты внедрения ПО широко использовались в НИОКР при создании АСУ для бортовых накопителей полетной информации (ЗБН-1-3 сер. 3, РЗБН-1, БУР-СЛ сер. 9).

Реализация в промышленности. Результаты диссертационной работы были использованы при создании предприятиями Федерального агентства по промышленности унифицированной системы БНК для различных классов РЭС АСУ, которые соответствуют стандартам МЭК, что подтверждается соответствующими актами.

Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались на 9-й международной НІЖ «Системы и средства передачи и обработки информации» (г. Черкассы, 2005 г.); на 6-й и 7-й международных НІЖ «Современные информационные и электронные технологии» (г. Одесса, 2005г. и 2006 г.).

По теме диссертации опубликовано 10 научных работ, в том числе 1 монография.

Диссертация состоит из введения, четырех глав и основных результатов диссертационной работы. Основной текст изложен на 148 страницах. Работа содержит 7 таблиц и 12 рисунков. Список литературы включает 71 наименований отечественных и зарубежных публикаций.

В первой главе на основе системных исследований

классифицированы и охарактеризованы современные способы многоуровневого электромонтажа РЭС АСУ; проведен сравнительный анализ перспективных способов многоуровневого электромонтажа, а также известных методов и средств его структурного и параметрического синтеза.

Во второй главе установлено, что главным действующим фактором, определяющим специфику проблемы синтеза всего многообразия перспективных вариантов электромонтажа ЭМ многоуровневых РЭС, выступает необходимость снижения стоимости (трудоемкости) производства электромонтажа, а существенным из совокупности разнохарактерных и противоречивых требований, предъявляемых к электромонтажу, является реализация высокого уровня миниатюризации и, следовательно, увеличения плотности компоновки РЭС при одновременном обеспечении надежности в условиях внутренних и внешних воздействий.

Третья глава посвящена математической реализации общесистемной концепции оптимизации перспективных вариантов электромонтажа, каждый из которых является технической системой и в различных сочетаниях вариантов входит в создаваемые РЭС как сложные иерархические системы. В связи с этим разработан комплекс математических моделей для расчета, анализа, оптимизации и прогнозирования стоимостных показателей и конструктивных параметров перспективных вариантов электромонтажа РЭС различного схемотехнического и эксплуатационного назначения.

В четвертой главе разработан комплекс методик и алгоритмов расчета, анализа и синтеза структуры и параметров различных перспективных вариантов электромонтажа РЭС как сложных иерархических систем, пригодных для решения задач оптимального

проектирования и производства электромонтажа РЭС при построении, в частности, больших АСУ.

В основных результатах работы перечисляются теоретические и практические задачи, решенные лично автором диссертации.

Подобные работы
Корнилов Юрий Владимирович
Автоматизация производства железобетонных изделий с изменяемыми критериями управления
Чостковский Борис Константинович
Структурно-параметрический синтез систем оптимального управления совмещёнными технологическими процессами производства кабелей связи по эксплуатационным критериям качества
Сударенко Дмитрий Александрович
Разработка методов структурно-параметрического описания информационного обеспечения КИС производства изделий электроники
Иванов Александр Васильевич
Автоматизация и управление реструктуризацией информационного обеспечения для полиграфического производства
Шингареев Ренат Рифкатович
Модели и методики информационного обеспечения в технологии производства антенных обтекателей бортовых радиоэлектронных комплексов
Стамировски Ежи Тадеушович
Разработка интегрированной информационной платформы для обеспечения функционирования машиностроительного производства
Клечиков Александр Владимирович
Информационное обеспечение автоматизированной системы управления ликероводочным производством
Ломтев Станислав Александрович
Информационное обеспечение автоматизированного обучения специалистов управлению модернизацией производства : на примере производства комплексов вооружений
Чжан Хайянь
Разработка структуры системы обеспечения комплектующими на основе математического моделирования производства изделия
Бекмешов Александр Юрьевич
Обеспечение качества изделия в условиях автоматизированных производств

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net