Научная электронная библиотека
Монографии, изданные в издательстве Российской Академии Естествознания

5.3. Алгоритм структурной оптимизации производственных процессов и его реализация в условиях растениеводства

Цель эксперимента - найти лучшую модель, которую можно было бы реализовать практически.

В существенно сложных задачах, подобных рассматриваемой, для определения паретовского множества во всем исследуемом пространстве необходимо проведение очень большого числа экспериментов на компьютере. Поиск оптимального решения целесообразно вести в два этапа: глобальный (грубый) обзор пространства параметров и локальное исследование окрестностей параметров моделей, попавших в таблицу испытаний. В подобных ситуациях определение начальных (улучшаемых) моделей составляет важнейшую задачу. В этой связи, а также в условиях отсутствия информации о связности допустимого множества решений, что характерно для задач оптимального проектирования, принципиальным фактором является равномерный тщательный обзор пространства параметров и построение таблицы испытаний. Все без исключения модели в таблице испытаний могут быть использованы в качестве начальных (улучшаемых) для локального исследования.

В области изменения заданных параметров (5.3) при определенных функциональных ограничениях (5.4) - (5.7) было поведено 1500 испытаний по отбору моделей. В таблицу испытаний (табл. 5.1) попало 113 моделей; функциональный коэффициент эффективности отбора f.

Таблица 5.1 - Результаты испытаний 1

f

f

f

f

f

f

f

f

1

2

3

4

5

6

7

8

042

0,125

002

9,71

002

0,77

083

376

043

0,125

045

9,71

004

0,77

084

386

044

0,125

071

9,71

045

0,77

110

386

048

0,125

097

9,71

048

0,77

086

404

049

0,125

006

10,32

071

0,77

112

404

050

0,125

046

10,32

074

0,77

087

415

054

0,125

072

10,32

097

0,77

113

415

055

0,125

098

10,32

100

0,77

077

468

056

0,125

004

11,01

006

0,79

103

468

060

0,125

048

11,01

008

0,79

078

479

061

0,125

074

11,01

046

0,79

104

479

062

0,125

100

11,01

049

0,79

037

498

064

0,125

010

11,17

072

0,79

080

498

039

0,131

014

11,17

075

0,79

089

498

040

0,131

018

11,17

098

0,79

097

498

041

0,131

047

11,17

101

0,79

106

498

045

0,131

073

11,17

057

0,83

002

506

046

0,131

099

11,17

060

0,83

081

507

047

0,131

008

11,62

083

0,83

107

507

051

0,131

049

11,62

086

0,83

006

516

052

0,131

075

11,62

112

0,83

038

526

053

0,131

101

11,62

058

0,85

090

526

057

0,131

001

11,71

061

0,85

098

526

058

0,131

039

11,71

084

0,85

100

532

059

0,131

065

11,71

087

0,85

091

544

063

0,131

091

11,71

110

0,85

079

551

031

0,139

005

12,32

113

0,85

101

551

032

0,139

040

12,32

001

0,86

105

551

065

0,143

066

12,32

003

0,86

004

562

066

0,143

092

12,32

039

0,86

008

565

067

0,143

021

12,41

042

0,86

092

565

068

0,143

051

12,41

065

0,86

094

572

069

0,143

077

12,41

068

0,86

082

579

070

0,143

103

12,41

091

0,86

108

579

071

0,143

012

12,47

094

0,86

001

586

072

0,143

016

12,47

005

0,88

018

589

073

0,143

020

12,47

007

0,88

095

594

074

0,143

050

12,47

040

0,88

005

597

075

0,143

076

12,47

043

0,88

003

643

076

0,143

102

12,47

066

0,88

007

651

Продолжение таблицы 5.1

1

2

3

4

5

6

7

8

097

0,154

057

12,94

069

0,88

020

651

098

0,154

083

12,94

092

0,88

071

651

099

0,154

003

13,01

095

0,88

017

669

100

0,154

023

13,01

021

1,03

072

673

101

0,154

042

13,01

022

1,03

085

687

102

0,154

052

13,01

051

1,03

111

687

009

0,159

068

13,01

054

1,03

074

708

010

0,159

078

13,01

077

1,03

088

716

011

0,159

094

13,01

080

1,03

114

716

012

0,159

104

13,01

103

1,03

019

726

029

0,159

009

13,17

106

1,03

065

732

030

0,159

013

13,17

024

1,04

075

732

001

0,172

017

13,17

055

1,04

066

753

002

0,172

041

13,17

081

1,04

068

788

003

0,172

067

13,17

107

1,04

045

815

004

0,172

093

13,17

023

1,05

069

815

021

0,172

031

13,51

052

1,05

014

817

022

0,172

033

13,51

078

1,05

025

826

005

0,182

035

13,51

104

1,05

048

843

006

0,182

037

13,51

031

1,24

026

847

007

0,182

063

13,51

032

1,24

046

847

008

0,182

089

13,51

033

1,24

016

874

023

0,182

007

13,62

034

1,24

049

875

024

0,182

043

13,62

035

1,24

057

888

033

0,185

058

13,62

036

1,24

013

898

034

0,185

069

13,62

037

1,24

039

898

013

0,238

084

13,62

038

1,24

058

909

014

0,238

095

13,62

063

1,24

042

924

015

0,238

110

13,62

064

1,24

060

924

016

0,238

022

13,71

089

1,24

040

927

027

0,238

054

13,71

090

1,24

061

937

028

0,238

080

13,71

012

1,37

015

954

091

0,244

106

13,71

016

1,37

035

954

092

0,244

025

13,87

020

1,37

043

956

093

0,244

027

13,87

050

1,37

036

977

094

0,244

029

13,87

076

1,37

010

1046

095

0,244

053

13,87

102

1,37

012

1102

096

0,244

079

13,87

010

1,38

009

1126

035

0,278

105

13,87

014

1,38

099

1127

036

0,278

060

14,24

018

1,38

102

1155

083

0,357

086

14,24

047

1,38

093

1167

084

0,357

112

14,24

073

1,38

011

1183

085

0,357

024

14,32

099

1,38

096

1195

086

0,357

055

14,32

062

1,43

073

1274

087

0,357

081

14,32

088

1,43

021

1294

088

0,357

107

14,32

114

1,43

023

1304

Продолжение таблицы 5.1

1

2

3

4

5

6

7

8

110

0,357

059

14,32

059

1,44

022

1322

111

0,357

085

14,32

085

1,44

024

1333

112

0,357

111

14,32

111

1,44

027

1333

113

0,357

011

14,47

011

1,46

076

1333

114

0,357

015

14,47

015

1,46

067

1355

017

0,476

019

14,47

019

1,46

028

1358

018

0,476

044

14,47

044

1,46

033

1400

019

0,476

070

14,47

070

1,46

070

1411

020

0,476

096

14,47

096

1,46

034

1428

025

0,476

032

14,81

009

1,47

059

1511

026

0,476

034

14,81

013

1,47

062

1539

037

0,556

036

14,81

017

1,47

051

1715

038

0,556

038

14,81

041

1,47

052

1736

077

0,556

061

14,81

067

1,47

054

1743

078

0,556

064

14,81

093

1,47

055

1764

079

0,556

087

14,81

026

1,63

031

1851

080

0,556

090

14,81

028

1,63

030

1862

081

0,556

113

14,81

030

1,63

032

1880

082

0,556

026

15,17

056

1,63

047

1978

089

0,556

028

15,17

082

1,63

050

2006

090

0,556

030

15,17

108

1,63

041

2058

103

0,556

056

15,17

025

1,64

044

2087

104

0,556

082

15,17

027

1,64

063

2302

105

0,556

108

15,17

029

1,64

064

2331

106

0,556

062

15,70

053

1,64

053

2566

107

0,556

088

15,70

079

1,64

056

2595

108

0,556

114

15,70

105

1,64

029

2830

Среди отобранных 113 моделей наиболее производительной оказалась модель а: Т-150К + МВУ-8 → 2(Т-150 + СП-11 + 2КПС-4 + 8БЗСС-1,0) → 2(МТЗ-82 + СП-11 + 2ВИП-5,6 + 2∙3ККШ-6) → 3(Т-150 + СП-11 + 3СЗА-3,6), работающая по схеме б (рисунок 5.4). Наиболее экономична по трудовым затратам и расходу топлива модель а: 2(МТЗ-82 + МВУ-5) → 2(Т-150 + КШУ-12) → МТЗ-82 + СП-11 + 2ВИП-5,6 + 2∙3ККШ-6 → Т-150 + СП-11 + 3СЗА-3,6, работающая по схеме а (рисунок 5.4). Самая дешевая по критерию а модель а: МТЗ-82 + МВУ-5 → Т-150 + РВК-5,4 → Т-150 + СП-11 + 3СЗА-3,6, соответствующая схеме в (рисунок 5.4).

Из таблицы испытаний 1 видно, что улучшить модели а, а,  по всем локальным критериям нельзя, что является следствием достаточно высокого качества исследуемых машин.

Принимая в качестве начальной модель, параметры которой соответствуют центру многогранника допустимого множества решений, можно сделать следующий вывод. Улучшить ее одновременно по всем локальным критериям не представляется возможным, т.к. критериальные ограничения этой модели соответствуют пустому допустимому множеству решений.

Поэтому ослабим критериальное ограничение по а до 0,15 (новая постановка задачи). После отбора данных в таблицу испытаний (таблица 5.2) попало 13 моделей; а (ранее был 0,08). При этом а; а; а; а.

Таблица 5.2 - Результаты испытаний 2

а

а

а

а

а

а

а

а

097

0,154

002

9,71

002

0,77

083

376

098

0,154

097

9,71

004

0,77

097

498

100

0,154

006

10,32

097

0,77

002

506

101

0,154

098

10,32

100

0,77

006

516

001

0,172

004

11,01

006

0,79

098

526

002

0,172

100

11,01

008

0,79

100

532

004

0,172

008

11,62

098

0,79

091

544

005

0,182

101

11,62

101

0,79

101

551

006

0,182

001

11,71

083

0,83

004

562

008

0,182

091

11,71

001

0,86

008

565

091

0,244

005

12,32

091

0,86

094

572

094

0,244

083

12,94

094

0,86

001

586

083

0,357

094

13,01

005

0,88

005

597

В таблицу испытаний 2 не вошли модели, работающие о схеме б (рисунок 5.4), т.е. схема построения технологического процесса по условию а не эффективна.

В таблице испытаний 3 (таблица 5.3) приведены паретовские модели, определенные с учетом следующих критериальных ограничений: а; а; а и а.

Таблица 5.3 - Результаты испытаний 3

а

а

а

а

а

f

а

f

097

0,154

002

9,71

002

0,77

083

375

002

0,172

097

9,71

097

0,77

097

498

083

0,357

083

12,94

083

0,83

002

506

Заслуживает внимания модель f: МТЗ-82 + МВУ-5 → Т-150 + КШУ-12 → МТЗ-82 + СП-11 + 2ВИП-5,6 + 2∙3ККШ-6 → 2(Т-150 + СП-11 + 3СЗА-3,6), соответствующая схеме г (рисунок 5.4). Из паретовских модель f равноценна модели f по f и f, но уступает ей по f и f. Поэтому модель f следует отнести к бесперспективным.

Не эффективной оказалась и работа по схеме а (рисунок 5.4). Из множества моделей, работающих по этой схеме, в паретовское вошла только бесперспективная модель f.

Модель f превосходит модель f по f, f и f, но уступает ей по . Поэтому на данном этапе (стадии эскизного проектирования) модели f и f можно признать равноценными.


Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074