Виды критериев оптимальности

Обоснование и выбор критериев оптимальности

При разработке оптимального технологического процесса наиболее важным является обоснование цели и оценка эффективности технологических операций или ее отдельных элементов, например режимов резания.

Под основной целью технологического процесса или опе­рации в машиностроении обычно понимается обеспечение заданных характеристик качества изделия наиболее производительным путем при минимальных затратах. В этом случае оптимальность операции можно определить как меру ее соответствия постав­ленной цели. Чем эффективнее операция, тем выше ее производитель­ность и экономичность. То же можно сказать и о технологическом процессе в целом.

В задачах, которые встречаются в условиях оптимизации ТП, критерии оптимальности могут быть различными, однако все они должны удовлетворять определенным требованиям:

· обладить достаточной полнотой описания объекта;

· иметь определенный физический смысл;

· быть количественными и выражаться однозначно некоторым числом;

· иметь простой математический вид;

· определяться с допустимой точностью.

В зависимости от вида и уровня задач оптимизации (расчет режимов резания, проектирование операции и технологического процесса или оценка работы предприятия в целом) основные исполь­зуемые критерии оптимальности можно подразделить на следующие виды:

1) экономические: минимальная себестоимость; наименьшие на­роднохозяйственные приведенные затраты; наименьшие приведенные хозрасчетные затраты; наибольшая прибыль; рентабельность; минимальный уровень затрат на производство (минимальные затра­ты на электрическую и другие виды энергии, на основные и вспомо­гательные материалы, на фонд заработной платы и др.);

2) технико-экономические: максимальная производительность; наименьшее штучное время; основное и вспомогательное время; коэффициент полезного действия оборудования; надежность работы системы оборудования или отдельных ее элементов; станкоемкость изделия; стабильность технологического процесса обработки;

3) технологические: точность изготовления изделия, показатели качества поверхности изделия (шероховатость, волнистость, микро­твердость, остаточные напряжения и др.); физико-химические свой­ства изделий; стойкость инструмента;

4) эксплуатационные: износостойкость; усталостная прочность; контактная жесткость и другие показатели долговечности изделий;

4) прочие: психологические; эстетические; эргономические.

Наибольшее распространение при решении задач оптимизации технологического проектирования получили экономические и техни­ко-экономические критерии оптимальности. Это связано с тем, что в основе разработки любого ТП или решения более частной задачи, например расчета режимов резания, лежат два принципа: техни­ческий и экономический. В соответствии с первым принципом технологический процесс должен гарантировать выполнение всех требований на изготовление изделия. Второй принцип определяет условия, обеспечивающие минимальные затраты труда и наимень­шие издержки производства. Первый принцип наиболее полно отражается минимальной себестоимостью из группы экономических критериев, а второй – максимальной производительностью из груп­пы технико-экономических критериев.

Технологические и эксплуатационные критерии оптимальности используются при обеспечении требуемого качества наиболее ответ­ственных изделий (точности, качества поверхности, физико-хими­ческих свойств и др.), а также эксплуатационных свойств отдельных деталей, определяющих надежность и долговечность машин.