ЗАСТОСУВАННЯ МОДЕЛІ ЛОТКИ-ВОЛЬТЕРРИ ДЛЯ ОПТИМІЗАЦІЇ АВТОМАТИЗОВАНОЇ СИСТЕМИ ОБРОБКИ ДЕТАЛЕЙ
DOI:
https://doi.org/10.20535/1970.64(2).2022.270033Ключові слова:
технологічне обладнання, автоматизована система, оптимізація виробничих процесів, модель Лотки-Вольтерри, метод Рунге-Кутти, гнучке автоматизоване виробництвоАнотація
У статті показано особливості організації технологічних процесів обробки деталей при застосуванні автоматизації роботи підприємства, а водночас визначено основні проблеми, пов’язані з виробничими особливостями, технологічними процесами, проблемами збереження та раціонального використання ресурсів. Показано, що ці проблеми вирішуються оптимізацією виробничих процесів, зокрема технологічного процесу виготовлення точних деталей приладів.
Оптимізація виробництва завжди була досить актуальним питанням для багатьох підприємств у різних галузях виробництва. Це не дивно, адже і держава, і приватний бізнес завжди шукають нові технології та можливі шляхи скорочення видатків, збільшення прибутків, вирішення проблеми загального підвищення ефективності виробництва. Однак, після початку повномасштабного вторгнення Росії на територію суверенної держави України й масового руйнування виробничої та критичної інфраструктури, цивільних будівель та житла, питання ефективного використання наявних та вцілілих ресурсів стало надзвичайно гостро. За офіційними даними, станом на квітень 2022 року, збитки промислових активів становлять $6,7 млрд. Отже, саме тому виникає необхідність оптимізації виробництва за умови його автоматизації.
На підставі дослідження актуального стану оптимізації автоматизованих систем механічної обробки деталей та основних наукових досліджень за цією темою розглянуто підходи до обґрунтування формалізованої оптимізаційної моделі, спрямованої на підвищення ефективності приладобудівного виробництва. Запропоновано оптимізаційне рішення, що ґрунтується на використанні математичної моделі Лотки-Вольтерри, яка дозволить оптимізувати роботу систем виготовлення точних деталей за умови автоматизації виробництва. Результати проведеного дослідження довели доцільність таких біонічних підходів до автоматизації технологічних структур виробничого підприємства, оскільки запропоновану модель здебільшого використовують у дослідженнях біологічних процесів. Отже, обґрунтовані аналогії дозволили визначити повний спектр задач виробництва, включаючи логістичні проблеми та проблеми персоналу на основі саме конкурентних моделей.
Посилання
G. S. Tymchyk, V. I. Skytsiouk, T. R. Klotchko, P. Komada, S. Smailova, & A. Kozbakova, “ Modelling of the technological objects movement in metal processing on machine tools”, in Mechatronic Systems II. Applications in Material Handling Processes and Robotics, _Taylor & Francis Group, CRC Press, Balkema book (2021), Boca Raton, London, New York, Leiden, pp. 267-278, DOI: 10.1201/9781003225447-24.
H.S. Tymchik, V.I. Skytsiouk, M.A. Weintraub, T.R. Klotchko. Zasoby kontrolyu protsesiv mekhanoobrobky nadtochnykh detaley : monohrafiya. Kyyiv, Ukrayina : NTUU «KPI». 2011, 516 p. (In Ukrainian)
A. Raouf, Flexible Manufacturing Systems: Recent Developments (Manufacturing Research and Technology). Elsevier Science, 1995.
E. J. A. Armarego and R. H. Brown, “The Machining of Metals,” Prentice Hall, Inc., Englewood Cliffs, 1969.
D. Ganeshwar Rao, C. Patvardhan, Ranjit Singh, “Intelligent Tool Management Strategies for Automated Manufacturing Systems”, Intelligent Control and Automation, vol.2, No.4, November 3, 2011. DOI: 10.4236/ica.2011.24046.
J.Heikkala, “Determining of cutting-force components in face milling”, Journal of Materials Processing Technology, vol. 52, is. 1, May 1995, Pages 1-8. DOI: 10.1016/0924-0136(94)01429-5.
Gregory S. Tymchyk, Volodymyr I. Skytsiouk, Tatiana R. Klotchko, Tomasz Zyska, and Saule Rakhmetullina, “Two parameter active measuring probe for objects setting detection on CNC machines workspace”, Photonics Applications in Astronomy, Communications, Industry, and High-Energy Physics Experiments 2018, SPIE, vol. 10808, pp. 1858-1864. DOI:10.1117/12.2501617.
V. YE. Karpusʹ, O. V. Kotlyar, V. O. Ivanov. Optymizatsiya mekhanichnoyi obrobky til obertannya : monohraf; za red. V. YE. Karpusya. Kharkiv, Ukrayina: NTMT, 2012. 296 p. (In Ukrainian)
Ye.S. Pukhovsʹkyy, Yu.M. Malafyeyev, Proyektuvannya hnuchkykh vyrobnychykh system mashynobuduvannya: Navch. posibnyk. Chastyna I. Kyiv, Ukrayina: KPI im. Ihorya Sikorsʹkoho, 2017. (In Ukrainian)
Movchan A.P., Stepanetsʹ O.V. Metody statychnoyi optymizatsiyi : navch. posib. Kyiv, Ukrayina: NTUU «KPI», 2012. 138 p. (In Ukrainian)
D. S. Yashkin, “Metody optymizatsiyi v upravlinni lohistychnymy ryzykamy promyslovykh pidpryyemstv”, Ekonomika: realiyi chasu, № 5 (27), pp. 52-58, 2016. [Online]. (In Ukrainian)
H. P. Chuyko, O. V. Dvornyk, O. M. Yaremchuk. Matematychne modelyuvannya system i protsesiv : navch. pos. Mykolayiv, Ukrayina: Vydavnytstvo CHDU imeni Petra Mohyly, 2015. (In Ukrainian)
K.Young, C. G. Pickin, “Accuracy assessment of the modern industrial robot”, Industrial Robot: An International Journal, vol. 27, no. 6, pp. 427–4362000. DOI: 10.1108/01439910010378851.
V. M. Tomashevsʹkyy, Modelyuvannya system. Kyiv, Ukrayina: Vydavnycha hrupa BHV, 2005. (In Ukrainian)
V. Volterra, Lessons on the Mathematical Theory of Struggle for Life. Paris, France: Gauthier-Villars, 1931.
Jean-Marc Ginoux, “The paradox of Vito Volterra’s predator-prey model”, Lettera Matematica, 5 (4), pp. 305 – 311, 2017. ff10.1007/s40329-017-0200-6ff. ffhal-01857090f.
Hermann Haken. Information and Self-Organization: A Macroscopic Approach to Complex Systems. American Journal of Physics, 57(10):-262, June 2006. DOI:10.1119/1.15809
Monolithic architecture vs microservices. [Online]. Available: https://divante.com/blog/monolithic-architecture-vs-microservices/
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2022 CC BY 4.0
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Авторське право на публікацію залишається за авторами.
Автори можуть використовувати власні матеріали в інших публікаціях за умови посилання на збірник наукових праць "Вісник Київського політехнічного інституту. Серія ПРИЛАДОБУДУВАННЯ" як на перше місце видання та на Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» як на видавця.
Автори публікують свої статті в збірнику на умовах ліцензії Creative Commons:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії CC BY 4.0, яка дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на динаміці цитування опублікованої роботи.
Видавець (КПІ ім. Ігоря Сікорського) має право за будь-якого використання цього видання зазначати своє ім'я або вимагати такого зазначення.
Редакційна колегія залишає за собою право розміщувати опубліковані в збірнику статті в різних інформаційних базах для надання відкритого доступу до матеріалів з метою популяризації наукових досліджень та підвищення цитованості авторів.
