Решение задачи оптимизации параметров обработки металлов при операции точения - Лимаренко, Вячеслав Владимирович; Хавина, Инна Петровна (Національний аерокосмічний університет ім. М. Є. Жуковського "Харківський авіаційний інститут", 2017)
Показана постановка и решение с применением системы интеллектуальной поддержки принятия решений (СИППР) задачи оптимизации параметров обработки металлов при операции точения. Задача ставилась в ходе разработки СИППР, позволяющей автоматизировать разработку технологического процесса (ТП), оптимизировать и управлять им. Отсутствие таких систем интеллектуальной поддержки принятия решений не позволяет предприятиям в полной мере использовать возможности высокотехнологичного оборудования и снижает эффективность и прибыльность производства по причине нерационального использования станочного парка, материальных и инженерных ресурсов предприятий. Задачи синтеза оптимального технологического процесса решаются в два этапа: первый – структурная оптимизация технологического процесса (синтез оптимальной структуры ТП); второй – параметрическая оптимизация технологического процесса (определение оптимальных режимов операционных параметров для всех операций технологического процесса). Задача оптимизации параметров обработки металлов при операции точения является одной из подзадач второго этапа синтеза оптимальной структуры технологического процесса механообработки металлов. Задача решена с учетом уровня накапливаемого износа по задней поверхности инструмента, уровня КПД станка, зависящего от режимов работы и периода экономически-эффективной стойкости инструмента. Задача решена в многокритериальной постановке с учетом трех целевых функций: себестоимость операций, удельные энергозатраты на операции и производительность операции и десяти существующих технических и технологических ограничений. Решение получено в виде Парето-оптимального. В ходе решения применялись искусственная нейронная сеть и генетический алгоритм FFGA. Такой подход позволяет решать задачи оптимизации реального производства. Показаны: постановка задачи и ее практическое решение, структура разработанной системы интеллектуальной поддержки принятия решений, приведены практические результаты решения поставленной задачи, показана верификация полученных результатов. Показана полученная с помощью СИППР технологическая карта для обработки поверхности детали «Корпус фильтра» привода генератора ГП-21.

The statement and solution with the application of the intellectual decision support system (IDSS) for optimization of metal processing parameters during the turning operation are shown. The task was posed during the development of IDSS, which allows automating the development of the technological process (TP), optimizing and managing it. The absence of such systems of intellectual support for decision -making does not allow enterprises to fully utilize the capabilities of high-tech equipment and reduces the efficiency and profitability of production due to inef-ficient use of machine tools, material and engineering resources of enterprises. The tasks of synthesis of the optimal technological process are solved in two stages: the first – structural optimization of the technological process (synthesis of the optimal TP structure); the second – parametric optimization of the technological process (determination of optimal operating parameters for all operations of the technological process). The task of optimizing the parameters of metal processing during the turning operation is one of the subtasks of the second stage of the synthesis of the optimal structure of the technological process of metal machining. The task is solved taking into account the level of accumulated wear on the back surface of the tool, the level of machine efficiency, depending on the operating modes and the period of economically effective tool life. The task is solved in a multi-criteria setting taking into account three objective functions: the cost of operations, the specific energy costs for operations and the operation's perfor-mance and the ten existing technical and technological limitations. The solution is obtained as a Pareto-optimal solution. During the solution, an artificial neural network and the genetic algorithm FFGA were applied.This approach allows us to solve the problems of optimization of real production. Shown: the statement of the problem and its practical solution, the structure of the developed system of intellectual support for decision-making, present’s practical results of solving the task, verified the results obtained. The technological map obtained with the help of the IDSS for processing the surface of the «Filter housing» component of the GP-21 generator drive.
Solution of the problem of optimizing the parameters of metal processing during the turning operation
Keywords: накапливаемый износ инструмента; экономически-эффективная стойкость инструмента; многокритериальная оптимизационная задача; Парето-оптимальное решение; the accumulated wear of the tool; cost-effective tool life; multi-objective optimization problem; the Pareto-optimal solution