Анотація до роботи:

Хавіна І. П. Система підтримки прийняття рішень при керуванні процесами виготовлення оптичних полімерних виробів. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.13.07 – автоматизація процесів керування. – Національний технічний університет “Харківський політехнічний інститут”. Харків. – 2008.

Робота присвячена розв’язанню актуальної проблеми автоматизації керування в технологічних системах – розробці системи підтримки прийняття рішень для синтезу оптимальних технологічних процесів виготовлення оптичних полімерних виробів, структури гнучких виробничих модулів та оптимального керування технологічними операціями. Для одержання рішень з визначення структури технологічного процесу застосовані методи штучного інтелекту – продукційні правила та нейронні мережі. Дано рішення щодо визначення оптимальних маршрутних технологій та режимів оптимального керування операціями технологічних процесів виготовлення виробів з урахуванням технологічних обмежень, експлуатаційних вимог та поточного зносу інструменту.

У дисертаційній роботі розв’язана науково-практична задача в галузі автоматизації керування – розробка системи підтримки прийняття рішень для синтезу оптимальних технологічних процесів виготовлення оптичних полімерних виробів. Основні результати роботи полягають у наступному.

1. Аналіз сучасного стану виробництва виробів полімерної оптики показав відсутність прогресивних методів виробництва на основі гнучких виробничих модулів і актуальність створення автоматизованих систем керування процесами виготовлення оптичних полімерних виробів.

2. На основі системного підходу розроблено концепцію системи підтримки прийняття рішень для синтезу оптимальних технологічних процесів, гнучких виробничих модулів і оптимального керування операціями виготовлення оптичних полімерних виробів, яка базується на досвіді лезової обробки оптичних полімерів та дозволяє автоматизувати процес виготовлення виробів.

3. Розроблено структурну схему ТП лезової обробки виробів з оптичних полімерів, у якій ураховуються властивості виробу, формується область рішень, що допускаються, обирається спосіб одержання заготівки, визначається структура ТП в цілому та режими керування кожною технологічною операцією, що дозволило створити алгоритм оптимізації ТП і структуру бази знань ТП виготовлення оптичних полімерних виробів.

4. Розроблено систему класифікації та кодування інформації про вироби полімерної оптики, характеристики обробного обладнання та про ТП виготовлення виробів полімерної оптики, що дозволило формалізувати опис процесів лезової обробки та використати його в СППР для визначення оптимальної структури процесу.

5. На основі структурної схеми та запропонованої системи кодування інформації створена база знань ТП, що включає опис виробів, способи одержання заготівки, визначення стадій і типів технологічних операцій, задання допусків і припусків на обробку, знання про обробне обладнання, інструменти, пристосування та мастильно-охолодні технологічні середовища, знання про процеси різання ОП, що дозволило розробити СППР для синтезу оптимальних ТП обробки оптичних полімерів.

6. Розроблено метод визначення оптимальної структури ТП виготовлення виробів полімерної оптики із заданими характеристиками, що реалізує механізм міркувань на основі досвіду організації ТП в галузі обробки різанням. Метод здійснений за допомогою вдосконалених дискретних НМ адаптивної резонансної теорії, у яких дістали подальшого розвитку способи обробки інформації в нейронних мережах АРТ, які враховують подібність чорно-білих зображень по всіх елементах, на відміну від відомих мереж АРТ-1, що розширює галузь застосування НМ для розв’язання задач розпізнавання і класифікації та дозволило автоматизувати структурний синтез ТП обробки ОП.

7. Розроблено ієрархічну НМ на базі вперше запропонованих одномодульних дискретних мереж АРТ-1, які дозволяють одержати одне або множину можливих рішень у задачах розпізнавання та класифікації даних, що дало можливість моделювати послідовність міркувань експертів і розробити на її основі базу знань обладнання виробничого процесу.

8. Поставлена і вирішена задача оптимального керування операціями лезової обробки, у якій на відміну від відомих ураховуються експлуатаційні вимоги до якості оптичних полімерних виробів та поточний знос інструменту, а цільовий функціонал і обмеження задані в неявному вигляді, що разом забезпечило зниження сумарної операційної собівартості виробу “Tile” на 40–45 %.

9. Створено програмне забезпечення, що реалізує СППР для синтезу структури ГВМ і оптимальних ТП виготовлення виробів полімерної оптики. Здійснено розв’язання практичних завдань з визначення оптимальних маршрутних технологій і структур ГВМ, а також режимів керування операціями ТП виготовлення виробів “Dedal” і “Tile”, що використовуються у детекторах випромінювань. Створена СППР використана на ДП ХМЗ “ФЕД” при розробці ТП виготовлення високоточних оптичних виробів та на ДП “ІОМЗ ХОЛДІНГ” для вибору структур та режимів оптимальних керувань технологічними операціями виготовлення виробів з ОП. Матеріали роботи використовуються в навчальному процесі кафедри обчислювальної техніки та програмування НТУ “ХПІ”.

Публікації автора:

1. Хавина И.П. Применение методов искусственного интеллекта для выбора структуры технологического процесса лезвийной обработки / И.П. Хавина, А.А. Чернышов., Н.В. Верезуб // Вісник Національного технічного університету “Харківський політехнічний інститут”. – 2005. – № 24. – С. 219 –226.

Здобувачем застосовано метод міркувань на основі досвіду для вибору структури процесу лезової обробки оптичних полімерів.

2. Хавина И.П. Применение методов искусственного интеллекта для создания базы данных ТП обработки оптических полимерных изделий / И.П. Хавина, А.А. Чернышов // Резание и инструмент в технологических системах. – 2005. – Вып. 69. – С. 353–364.

Здобувачем запропоновано та реалізовано нейронну мережу як базу знань про режими обробки ОП.

3. Хавина И.П. Применение методов искусственного интеллекта для расчета оптимальных процессов лезвийной обработки оптических полимерных изделий / И.П. Хавина // Вісник Національного технічного університету “Харківський політехнічний інститут”.– 2005. – № 46. – С. 176 – 185.

4. Нейросетевые методы решения задачи рационального выбора заготовки изделий полимерной оптики / Н.В. Верезуб, В.Д. Дмитриенко, И.П. Хавина, Ю.С. Клемешова, К.В. Семененко, В.В.Ивкин // Високі технології в машинобудуванні. – 2006. – Вип. 1 (12). – С. 85 – 92 .

Розроблено систему класифікації та кодування інформації про ОП вироби.

5. Дмитриенко В.Д. Алгоритмы обучения дискретных сетей АРТ без адаптации весов связей распределенных распознающих нейронов / В.Д. Дмитриенко, В.И. Носков, И.П. Хавина // Вісник Національного технічного університету “Харківський політехнічний інститут”. – 2006. – № 23. – C. 35 – 48.

Здобувачем проведено тестування нових алгоритмів навчання мереж АРТ.

6. Верезуб Н.В. Особенности представления аналитико-экспериментальных данных для моделирования технологических процессов / Н.В. Верезуб, А.А. Чернышов, И.П. Хавина // Високі технології в машинобудуванні. – 2007. – Вип. 1(14). – С. 132 – 141.

Здобувачем для опису технологічних процесів запропоновано підхід, заснований на нейронних мережах.

7. Дмитриенко В.Д. Постановка задачи оптимального управления операцией лезвийной обработки оптических полимеров / В.Д. Дмитриенко, И.П. Хавина // Системи обробки інформації. – 2007. – Вип. 2 (60). – С. 20 – 22.

Здобувачем сформульовано задачу оптимального керування операціями лезової обробки ОП.

8. Дмитриенко В.Д. Вычислительная сеть для решения задач распознавания с несколькими решениями / В.Д. Дмитриенко, И.П. Хавина // Вісник Національного технічного університету “Харківський політехнічний інститут”. – 2007. – № 19. – С. 58 – 63.

Здобувачем розроблено архітектуру НМ АРТ для розв’язання завдань розпізнавання образів з декількома можливими рішеннями.

9. Хавина И.П. Оптимизация технологических операций лезвийной обработки оптических полимеров / И.П. Хавина // Системи обробки інформації. – 2007. – Вип. 8 (66). – С. 100 – 104.

10. Дмитриенко В.Д. Специализированное вычислительное устройство для распознавания изображений / В.Д. Дмитриенко, И.П. Хавина // Вісник Національного технічного університету “Харківський політехнічний інститут” – 2007. – № 39. – С. 63 – 70.

Здобувачем розроблено дискретну НМ АРТ для визначення подібності чорно-білих зображень за всіма їхніми елементах.

11. Дмитриенко В.Д. Применение иерархических ассоциативных нейронных сетей при лезвийной обработке оптических полимерных материалов / В.Д. Дмитриенко, Н.В. Верезуб, И.П. Хавина // Проблемы информатики и моделирования: 5-я междунар. науч.-техн. конф., 24-26 ноября 2005 г. : тезисы докл. – Х., 2005. – С. 25.

Здобувачем запропоновано ієрархічну нейронну мережу на базі АРТ модулів для моделювання послідовності рішень з вибору обладнання.

12. Дмитриенко В.Д. Новые алгоритмы обучения дискретных нейронных сетей адаптивной резонансной теории / В.Д. Дмитриенко, В.И. Носков, И.П. Хавина // Проблемы информатики и моделирования: 6-я междунар. науч.-техн. конф., 23-25 ноября 2006 г. : тезисы докл. – Х., 2006. – С. 3.

Здобувачем запропоновано алгоритми навчання нейронної мережі АРТ.

13. Хавина И.П. Определение оптимальных операционных параметров технологического процесса лезвийной обработки оптических полимеров / И.П. Хавина // Радиоэлектроника и молодежь в XXI веке: – 11-й междунар. Молодежн. форум, 10-12 апреля 2007 г. : тезисы докл. – Х., 2007. – Ч. 2. – С. 92.

14. Дмитриенко В.Д. Постановка задачи оптимального управления операциями лезвийной обработки оптических полимеров / В.Д. Дмитриенко, И.П. Хавина // 3-я наукова конференція Харківського університету Повітряних Сил ім. І.Кожедуба: 28-29 березня 2007 р. : тези доп. – Х., 2007. – С. 99

Здобувачем сформульовано технологічні та експлуатаційні обмеження та кусково-стала апроксимація керувань.

15. Дмитриенко В.Д. Система поддержки принятия решений на основе иерархической нейронной сети / В.Д. Дмитриенко, И.П. Хавина // Проблемы информатики и моделирования: 7-я междунар. науч.-техн. конф., 29 ноября – 1 декабря 2007 г. : тези. доп. – Х., 2007. – С. 18.

Здобувачем реалізовано СППР для автоматизованого керування процесами виготовлення оптичних полімерних виробів.