Методы оптимизации, основанные на удовлетворении необходимых условий оптимальности. Предмет: Строительная механика

Оптимизация характеристик проектируемого судна основана на сопоставлении разных вариантов одного проекта по какому-либо критерию эффективности, например, по приведенным затратам. Наиболее характерен метод вариаций, при котором в рамках одного задания на проектирование рассчитывают сопоставляемые характеристики для судов с систематически изменяемыми главными соотношениями и коэффициент формы корпуса. Из сказанного ранее ясно, что метод последовательных приближений является более простым в использовании, а метод вариаций позволяет выбрать наилучший проект. В процессе проектирования судна чаще всего на ранних этапах пользуются методом последовательных приближений, с помощью которого устанавливаются элементы так называемого базового варианта, удовлетворяющего требованиям технического задания.Чаще всего на начальном этапе предполагают, что водоизмещение всех вариантов остается неизменным и, исходя из принятых соотношений главных измерений, устанавливаются основные элементы вариантов. Такой прием, в определенной степени, гарантирует выполнение всех требований, предъявляемых к проекту. С другой стороны, наличие базового проекта позволяет сократить число варьируемых величин и значений каждой величины.В процессе расчета устанавливается влияние элементов судна на его нагрузку, остойчивость, ходкость, вместимость, непотопляемость и т.д. В результате этого водоизмещение каждого варианта (кроме базового) будет отличаться от принятого. Может потребоваться изменить для какого-то варианта архитектурно-конструктивный тип. В любом случае в результате расчетов будет получен ряд вариантов с различными основными элементами отличающихся друг от друга теми или иными характеристиками. Задача проектанта выбрать из этой совокупности вариант с наилучшими показателями.Метод оптимизации при помощи имитационного моделированияДля мировой практики в настоящее время характерно применение методов имитационного моделирования в судостроении на этапах разработки технологических проектов реконструкции судостроительных предприятий, функционирующих в условиях жесткой конкуренции, с целью оптимизации существующих схем материальных потоков, состава и характеристик технологического оборудования, а также выполнимости перспективных производственных программ. Эти методы позволяют на самых ранних стадиях разработки проекта модернизации оценить состояние производственной системы, обосновать необходимость проведения модернизации мощностей предприятия и достигаемый при этом эффект, а использование при проведении исследований современных инструментальных пакетов имитационного моделирования позволяет совмещать различные подходы для повышения адекватности создаваемых моделей реальным производственным системам.В отечественной практике решение задач оптимизации производства на судостроении особенно актуально для современных динамически развивающихся предприятий отрасли, занятых производством морской техники гражданского и военного назначения и внедряющих современные технологии и методы постройки судов и кораблей.Проведение экспериментов на моделях делает возможным выполнить «автоматизацию определения» тех параметров производства, которые при традиционных подходах определялись (и определяются до сих пор) методами прямого расчета, с использованием значений, входящих в них параметров (взятых, как правило, из нормативной и проектной документации). Тесная интеграция с информационной системой предприятия позволяет значительно повысить адекватность создаваемых имитационных моделей и, как следствие, получить более качественные результаты экспериментов. Разработка пользовательских интерфейсов, ориентированных на специалистов инженерного центра предприятия, которые в процессе выполнения экспериментов имеют возможность оперативно вносить изменения (например, при распределении поступающих СМЕ по участкам), позволяет максимально использовать их инженерный опыт.ЗаключениеПроектирование судна проходит ряд последовательных этапов (причем в зависимости от сложности проекта отдельные этапы могут исключаться или добавляться) и начинается с разработки технического задания (ТЗ). Задание разрабатывается с учетом потребности в судах соответствующего назначения. Оно включает тип судна по назначению, линию или район плавания, дальность плавания, грузоподъемность (для транспортного судна), скорость хода, тип главного двигателя и некоторые другие характеристики, позволяющие определить основные элементы будущего судна. Эти характеристики получаются путем предварительного технико-экономического анализа (количество и партионность грузов, стоимость топлива, судостроительных материалов, оплата труда экипажа и др.) и, по сути дела, представляют собой пожелания заказчика, не всегда полностью выполнимые.На базе ТЗ проектант разрабатывает эскизный проект (в некоторых случаях ему предшествует предэскизный проект). В нем проверяется совместимость требований ТЗ, рассчитываются главные измерения и основные характеристики судна, нередко для нескольких вариантов с целью поиска оптимального. При проектировании учитываются требования многочисленных нормативных документов, опыт эксплуатации уже построенных судов подобного типа, наличие необходимого оборудования или его разработку и др. Естественно, стремятся к тому, чтобы проектируемое судно находилось на уровне лучших мировых образцов с учетом производственных возможностей страны. Часть оборудования может заказываться и в других странах, особенно если суда предназначены на экспорт, что часто бывает. Требованиям задания могут удовлетворять различные варианты судна, отличающиеся по своим характеристикам, поэтому в ходе проектирования выполняется экономический анализ и используются методы оптимизации.Список литературыstroitmeh.ru/lect1.htm docplayer.rukorabel.ru/dictionary/detail/882pandia.ru/281046flotprom.rukhramushin.narod.ru/Paper/DVO-03-01.html