Формирование и контроль ограничений при автоматизированном решении задач компоновки промышленного оборудования

Этап компоновки оборудования в общей задаче проектирования технологических процессов является одним из наиболее трудоемких. Принятый проектировщиком вариант компоновочных решений существенно влияет на капитальные затраты при строительстве производств и эксплуатационные затраты в процессе функционирования оборудования. При проектировании технологической части проекта производств необходимо учитывать комплекс факторов, которые в итоге формируют окончательный вариант компоновки оборудования и объемно-планировочных решений.[1]

К таким факторам в первую очередь относятся условия функционирования схемы, которые используются при решении задачи в качестве ограничений.

При разработке систем, позволяющих решать широкий круг задач связанных с размещением неких объектов в пространстве оптимальным образом, предусмотрение всех ограничений становится достаточно сложным. Поэтому, перед разработчиком систем компоновки промышленных объектов ставятся 2 задачи:

1.    Разработка библиотеки ограничений и методов работы с ней.
2.    Разработка интерфейса пользователя, позволяющего без навыков программирования использовать в своем проекте необходимые ограничения.

Данные задачи требуют разработки отдельной подсистемы формирования и контроля ограничений.

Для удобства организации системы формирования и контроля ограничений все ограничения, используемые при решении задач компоновки, можно разделить на несколько групп.
Исходя из физического смысла задачи (более одного объекта не могут занять одно и то же положение в пространстве), условия непересечения объектов целесообразно проверять автоматически.

Для остальных групп ограничений создается база данных ограничений, в которую пользователь вносит условия, используемые при решении конкретной задачи. Для задания ограничений необходимо заполнить поля таблицы базы данных. Для ограничений каждого типа используются различные таблицы.

Для проверки ограничений их необходимо перевести в математическое выражение, записанное на определенном языке программирования. Программа-диспетчер формирует параметры, необходимые для проверки ограничения, выбирает необходимую функцию ограничения из библиотеки и выполняет выбранную функцию с полученными параметрами, осуществляя проверку ограничений в процессе нахождения оптимального решения. Таким образом, производится получение значения выражения, являющегося ограничением.

Предложенная система организации библиотеки ограничений позволяет учитывать все необходимые для решения задачи правила. При данном подходе упрощается ввод ограничений и их использование, что делает систему компоновки более гибкой.

Литература:

1. Егоров С.Я. Аналитические и процедурные модели компоновки оборудования промышленных производств. Монография. Москва. Издательство "Машиностроение", 2007.