Frontier Materials & Technologies. 2015; : 25-30
ОПТИМИЗАЦИЯ ТЕХНИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ПРИ РЕШЕНИИ ИНЖЕНЕРНЫХ ЗАДАЧ
https://doi.org/10.18323/2073-5073-2015-4-25-30Аннотация
К решению инженерных задач существует два принципиально разных подхода. Суть первого состоит в оптимизации параметров технических решений, применяя какой-либо уже известный алгоритм, например, математическое или какое-то иное моделирование. Другим подходом является создание нового технического решения при помощи технического творчества. При решении сложных задач применимы оба эти подхода. Целью исследования является нахождение правильного соотношения технических приемов с учетом оптимизации и технического творчества.
Оптимизацию параметров технического объекта можно свести к поиску их наилучших сочетаний при экстремальных значениях целевой функции и выполнении требований заданных технических ограничений. В результате задача сводится к решению системы уравнений и неравенств математической модели, которые определяют зависимость ограничивающих показателей и целевой функции от параметров оптимизации.
Однако решение математической модели позволяет определить оптимальные параметры объекта только в условиях заданных ограничений. Расширить же границы ограничений можно только путем создания новых технических решений. А этого можно добиться с помощью выявления и разрешения содержащихся в задаче противоречий, то есть путем применения методологии технического творчества.
Приведенные примеры показывают, что наиболее эффективные решения технических задач получаются при сочетании оптимизации параметров объекта и методики технического творчества.
Описанный подход к решению задач применим в классической инженерной работе. Разработанные материалы также предлагается применять в высших учебных заведениях и в учебных центрах промышленных предприятий для подготовки инженерных кадров технического направления. Применение представленных разработок повысит качественный подход инженеров при решении технических задач, а также повысит уровень подготовки обучаемых специалистов.
Список литературы
1. Гордеев А.В. Усиление творческой составляющей – основной путь по-вышения уровня подготовки инженера // Вектор науки Тольяттинского госу-дарственного университета. 2009. № 3. С. 71–80.
2. Дегтярев Ю.И. Методы оптимизации. М.: Советское радио, 1980. 176 с.
3. Гилл Ф., Мюррей У., Райт М. Практическая оптимизация. М.: Мир, 1985. 510 с.
4. Соломенцев Ю.М., Басин А.М., Пасько А.Ф. Оптимизация технологиче-ского процесса обработки деталей в условиях серийного производства // Вест-ник машиностроения. 1976. № 2. С. 65–70.
5. Горанский Г.К., Владимиров Е.В., Ламбин Л.П. Автоматизация техниче-ского нормирования работ на металлорежущих станках с помощью ЭВМ. М.: Машиностроение, 1970. 222 с.
6. Дилигенский Н.В., Дымова Л.Г., Севастьянов П.В. Нечеткое моделирова-ние и многокритериальная оптимизация производственных систем. М.: Маши-ностроение, 2004. 336 с.
7. Горанский Г.К. Расчет режимов резания с помощью ЭВМ. Минск: Госиз-дат СССР, 1963. 129 с.
8. Горанский Г.К. К теории автоматизации инженерного труда. Минск: Изд-во АН БССР, 1962. 182 с.
9. Кривоухов В.А. Резание металлов. М.: ОНТИ, 1978. 360 с.
10. Альтшуллер Г.С. Алгоритм изобретения. М.: Московский рабочий, 1973. 296 с.
11. Альтшуллер Г.С. Творчество как точная наука. М.: Сов. радио, 1979. 176 с.
12. Гордеев А.В. Основы технического творчества. Тольятти: ТГУ, 2008. 216 с.
13. Гордеев А.В. Выявление противоречий при решении технических задач // Педагогические системы развития творчества. Екатеринбург, 2005. С. 27–30.
14. Гордеев А.В. Разделение противоречий – эффективный метод решения технических задач // Известия Тульского государственного университета. Се-рия: Машиноведение. 2005. № 2. С. 262–266.
15. Казаков Ю.В. Методы решения изобретательских задач. Тольятти: ТГУ, 2010. 126 с.
16. Колесов В.И. Резец : авт. св. СССР № 933276; заявл. 11.06.1980; опубл. 07.06.1982.
17. Яновский Б.Г., Гордеев А.В. Вепольный анализ – эффективный метод решения технических задач // Школа и производство. 2000. № 1. С. 19–28.
18. Альтшуллер Г.С., Злотин Б.Л., Зусман А.В., Филатов В.И. Поиск новых идей: от озарения к технологии. Кишинев: Картя Молдовеняскэ, 1989. 381 с.
19. Ребиндер П.А., Щукин Е.Я. Поверхностные явления в твердых телах в процессе их деформации и разрушения // Успехи физических наук. 1972. Т. 108. С. 3–42.
20. Резников А.Н., Резников Л.А. Тепловые процессы в технологических си-стемах. М.: Машиностроение, 1990. 288 с.
21. Брусов С.И., Добровольский Г.И., Дубров Д.Ю. Повышение эффективно-сти обработки резанием. М.: Спектр, 2012. 302 с.
22. Бобров В.Ф. Основы теории резания металлов. М.: Машиностроение, 1975. 344 с.
Frontier Materials & Technologies. 2015; : 25-30
TECHNICAL PARAMETERS OPTIMIZATION WHILE SOLVING ENGINEERING PROBLEMS
https://doi.org/10.18323/2073-5073-2015-4-25-30Abstract
There are two radically different approaches to the engineering problems solving. The essence of one approach consists of the optimization of engineering solutions parameters using some known algorithm, for example, mathematical or some other modeling. The other approach is based on the creation of a new engineering solution using technical creativity. While solving challenging tasks both approaches are applicable. The aim of this research is to identify the correct balance of technical skills with regard to optimization and technical creativity.
Optimization of technical object parameters can be reduced to the search of their best combinations at the objective function extreme values and meeting the requirements of the defined engineering constraints. As a result, a task comes to the solution of the system of mathematical model equations and inequations.
However, the solution of mathematical model allows determining the object optimal parameters only in terms of specified constraints. The expansion of the constraints boundaries is possible only by the creation of new engineering decisions. It can be achieved through the identification and resolution of contradictions contained in the problem, in other words, by applying the methodology of technical creativity.
The examples show that the most effective solutions to engineering problems result from the combination of the object parameters optimization and the technical creativity methods.
The described approach to the problems solving is applicable to the standard engineering activity. The authors suggest applying the received data in the higher educational institutions and in training centers of industrial enterprises for training technical engineering personnel. The application of the proposed study will increase the qualitative approach of engineers while solving engineering problems, as well as improve the level of training of specialists.
References
1. Gordeev A.V. Usilenie tvorcheskoi sostavlyayushchei – osnovnoi put' po-vysheniya urovnya podgotovki inzhenera // Vektor nauki Tol'yattinskogo gosu-darstvennogo universiteta. 2009. № 3. S. 71–80.
2. Degtyarev Yu.I. Metody optimizatsii. M.: Sovetskoe radio, 1980. 176 s.
3. Gill F., Myurrei U., Rait M. Prakticheskaya optimizatsiya. M.: Mir, 1985. 510 s.
4. Solomentsev Yu.M., Basin A.M., Pas'ko A.F. Optimizatsiya tekhnologiche-skogo protsessa obrabotki detalei v usloviyakh seriinogo proizvodstva // Vest-nik mashinostroeniya. 1976. № 2. S. 65–70.
5. Goranskii G.K., Vladimirov E.V., Lambin L.P. Avtomatizatsiya tekhniche-skogo normirovaniya rabot na metallorezhushchikh stankakh s pomoshch'yu EVM. M.: Mashinostroenie, 1970. 222 s.
6. Diligenskii N.V., Dymova L.G., Sevast'yanov P.V. Nechetkoe modelirova-nie i mnogokriterial'naya optimizatsiya proizvodstvennykh sistem. M.: Mashi-nostroenie, 2004. 336 s.
7. Goranskii G.K. Raschet rezhimov rezaniya s pomoshch'yu EVM. Minsk: Gosiz-dat SSSR, 1963. 129 s.
8. Goranskii G.K. K teorii avtomatizatsii inzhenernogo truda. Minsk: Izd-vo AN BSSR, 1962. 182 s.
9. Krivoukhov V.A. Rezanie metallov. M.: ONTI, 1978. 360 s.
10. Al'tshuller G.S. Algoritm izobreteniya. M.: Moskovskii rabochii, 1973. 296 s.
11. Al'tshuller G.S. Tvorchestvo kak tochnaya nauka. M.: Sov. radio, 1979. 176 s.
12. Gordeev A.V. Osnovy tekhnicheskogo tvorchestva. Tol'yatti: TGU, 2008. 216 s.
13. Gordeev A.V. Vyyavlenie protivorechii pri reshenii tekhnicheskikh zadach // Pedagogicheskie sistemy razvitiya tvorchestva. Ekaterinburg, 2005. S. 27–30.
14. Gordeev A.V. Razdelenie protivorechii – effektivnyi metod resheniya tekhnicheskikh zadach // Izvestiya Tul'skogo gosudarstvennogo universiteta. Se-riya: Mashinovedenie. 2005. № 2. S. 262–266.
15. Kazakov Yu.V. Metody resheniya izobretatel'skikh zadach. Tol'yatti: TGU, 2010. 126 s.
16. Kolesov V.I. Rezets : avt. sv. SSSR № 933276; zayavl. 11.06.1980; opubl. 07.06.1982.
17. Yanovskii B.G., Gordeev A.V. Vepol'nyi analiz – effektivnyi metod resheniya tekhnicheskikh zadach // Shkola i proizvodstvo. 2000. № 1. S. 19–28.
18. Al'tshuller G.S., Zlotin B.L., Zusman A.V., Filatov V.I. Poisk novykh idei: ot ozareniya k tekhnologii. Kishinev: Kartya Moldovenyaske, 1989. 381 s.
19. Rebinder P.A., Shchukin E.Ya. Poverkhnostnye yavleniya v tverdykh telakh v protsesse ikh deformatsii i razrusheniya // Uspekhi fizicheskikh nauk. 1972. T. 108. S. 3–42.
20. Reznikov A.N., Reznikov L.A. Teplovye protsessy v tekhnologicheskikh si-stemakh. M.: Mashinostroenie, 1990. 288 s.
21. Brusov S.I., Dobrovol'skii G.I., Dubrov D.Yu. Povyshenie effektivno-sti obrabotki rezaniem. M.: Spektr, 2012. 302 s.
22. Bobrov V.F. Osnovy teorii rezaniya metallov. M.: Mashinostroenie, 1975. 344 s.
