Optymalizacja operacji wytwórczych

• Druk: 2021
• Autor: Jacek Postrożny, Ludwik Ogiński, Stanisław Płonka
• Wydawca: Wydawnictwo Naukowe PWN

Niniejsza książka jest praktycznym poradnikiem dotyczącym wybranych metod optymalizacji procesów i operacji wytwarzania.

W podręczniku wyodrębniono cztery grupy zagadnień:
• wyznaczanie optymalizowanych czynników operacji wytwórczych za pomocą analizy wariancyjnej (planu statycznego randomizowanego kompletnie, planu statycznego randomizowanego kwadrat łaciński i kwadrat grecko-łaciński ),
• dobór optymalnych parametrów operacji ze względu na jedną funkcję celu (jedno kryterium optymalizacji) bez wyznaczania funkcji obiektu badań,
• dobór optymalnych parametrów operacji ze względu na jedną funkcję celu z wyznaczaniem funkcji obiektu badań,
• dobór optymalnych parametrów operacji ze względu na dwie i trzy funkcje celu.

W podręczniku skoncentrowano się na doborze optymalnych parametrów wybranych sposobów nagniatania ze względu na jedną funkcję celu (jedno kryterium), jak również, w ograniczonym stopniu, na doborze wybranych parametrów operacji nagniatania oraz toczenia wykończeniowego ze względu na dwie i trzy funkcje celu. Przedstawiono przykłady wyznaczania optymalizowanych czynników badanych operacji za pomocą analizy wariancyjnej oraz doboru optymalnych parametrów ze względu na jedną funkcję celu, wybranych sposobów obróbki wykończeniowej przez nagniatanie za pomocą krążka, rolek oraz specjalnych nagniataków w postaci kół zębatych, części wykonanych ze stopu aluminium, stali i żeliwa szarego. Następnie zamieszczono przykład dwuetapowej optymalizacji kulkowania oscylacyjnego ze względu na stopień pokrycia mikrorowkami i czas nagniatania. Ponadto przykład - doboru optymalnych parametrów toczenia wykończeniowego komutatorów elektronarzędzi wykonanych z miedzi ze względu na chropowatość powierzchni.

W końcowej części książki zamieszczono przykłady dotyczące optymalizacji wielokryterialnej – przykłady: doboru optymalnych parametrów operacji nagniatania stopu AlCu4Mg1, operacji nagniatania przez rolkowanie piasty koła pasowego silnika wysokoprężnego ze stali C45 w stanie ulepszonym ze względu na dwie i trzy funkcje celu oraz toczenia wykończeniowego stali 20CrMnTi, w stanie zahartowanym, narzędziami z polikrystalicznego azotku boru CBN100 ze względu na dwie i trzy funkcje celu. Optymalizację ostatniego przykładu przeprowadzono dwiema metodami: unormowaną metodą wag i metodą MDM opartą na elementarnym algorytmie genetycznym.

Co istotne dla wartości aplikacyjnej tej publikacji, prawie wszystkie przykłady zostały wykonane w ramach współpracy i na zlecenie przedsiębiorstw przemysłowych.

Podręcznik jest dedykowany przede wszystkim praktykom, czyli:
- pracownikom działów badań i rozwoju przedsiębiorstw przemysłowych.
- pracownikom działów Głównego Technologa.
- studentom studiów magisterskich następujących kierunków: mechaniki, budowy i eksploatacji, inżynierii produkcji, automatyki i robotyki (realizujący prace dyplomowe badawcze).
- uczestnikom studiów doktoranckich na kierunkach: mechanika, budowa i eksploatacja oraz inżynieria produkcji.
Przyda się również studentom innych kierunków technicznych.

• Kategorie:
  1. Ebooki i Audiobooki »
  2. Ebooki »
  3. Ebooki popularnonaukowe i specjalistyczne »
  4. Technika
• Język wydania: polski
• ISBN: 978-83-01-22066-2
• ISBN druku: 978-83-01-21954-3
• Liczba stron: 300

Przedmowa IX
Wykaz ważniejszych oznaczeń  XIII
Wprowadzenie 1
1. Metody optymalizacji parametrycznej operacji wytwórczych 3
2. Model matematyczny obiektu badań 13
3. Plan doświadczenia  17
	3.1. Struktura planu doświadczenia  19
	3.2. Kryteria wyboru planu doświadczenia  20
	3.3. Sposoby realizacji powtórzeń  22
4. Analiza wyników pomiarów  23
	4.1. Miara położenia i rozproszenia  23
	4.2. Eliminacja błędów grubych 26
		4.2.1. Test Grubbsa  26
		4.2.2. Test Dixona  29
		4.2.3. Test 3s  31
5. Optymalizacja parametryczna operacji wytwórczych 32
	5.1. Warunki i parametry obróbki  32
	5.2. Kryteria optymalizacji  35
	5.3. Ograniczenia obszaru rozwiązań 41
6. Wyznaczenie optymalizowanych czynników operacji wytwórczych 44
	6.1. Plan statyczny randomizowany kompletnie PS/RK 45
	6.2. Plan statyczny randomizowany kwadrat łaciński PS/RQ-L 49
	6.3. Plan statyczny randomizowany kwadrat grecko-łaciński PS/RQ-GL  54
7. Optymalizacja parametryczna bez wyznaczania funkcji obiektu badań 59
	7.1. Plan dynamiczny optymalizacji sekwencyjnej pojedynczy PD/OSp  59
	7.2. Plan dynamiczny optymalizacyjny gradientowy PD/OG 62
8. Optymalizacja parametryczna z wyznaczaniem funkcji obiektu badań  66
9. Statystyczna weryfikacja funkcji obiektu badań  69
	9.1. Weryfikacja istotności całego równania regresji – test F Snedecora  69
	9.2. Weryfikacja adekwatności funkcji obiektu badań 71
		9.2.1. Błędy aproksymacji  71
		9.2.2. Statystyczna weryfikacja adekwatności funkcji – test F Snedecora 73
	9.3. Weryfikacja istotności współczynników funkcji obiektu badań – test t-Studenta 76
10. Wyznaczenie ekstremum funkcji obiektu badań 78
11. Optymalizacja wielokryterialna 81
	11.1. Tradycyjne metody optymalizacji wielokryterialnej 83
	11.2. Metody optymalizacji wielokryterialnej oparte na obliczeniach ewolucyjnych 85
	11.3. Wyznaczanie zbioru rozwiązań w sensie Pareto 94
	11.4. Wybór rozwiązania najlepszego ze zbioru rozwiązań optymalnych w sensie Pareto  97
12. Charakterystyka programów komputerowych 99
13. Przykłady weryfikacji istotności wpływu wielkości wejściowych na wielkość wyjściową 104
	13.1. Ocena istotności wpływu cieczy chłodząco-smarującej na chropowatość powierzchni z zastosowniem planu statycznego randomizowanego kompletnie PS/RK  104
	13.2. Ocena istotności wpływu 3 czynników na chropowatość powierzchni z zastosowaniem kwadratu łacińskiego PS/RQ-L: 3 × 3 109
	13.3. Ocena istotności wpływu 4 czynników na mezotwardość w warstwie wierzchniej z zastosowaniem kwadratu grecko-łacińskiego PS/RQ-GL: 4 × 4  116
	13.4. Ocena istotności wpływu 4 czynników na chropowatość powierzchni z zastosowaniem kwadratu grecko-łacińskiego PS/RQ-GL: 5 × 5 123
14. Przykłady optymalizacji parametrycznej bez wyznaczania funkcji obiektu badań 129
	14.1. Dobór optymalnych parametrów nagniatania okładziny wrzeciona ze stopu AlCu4Mg1 z zastosowaniem planu dynamicznego optymalizacyjnego sekwencyjnego pojedynczego PD/OSp  129
	14.2. Dobór optymalnych parametrów nagniatania otworu w stali S235JR z zastosowaniem dynamicznego planu gradientowego PD/OG (metodą największego spadku)  136
15. Przykłady optymalizacji parametrycznej z wyznaczaniem funkcji obiektu badań  143
	15.1. Wpływ metody regresji na postać modelu matematycznego operacji elektromechanicznego nagniatania tocznego 143
	15.2. Optymalizacja operacji nagniatania otworu w korpusach cylindrów hamulcowych samochodu 155
		15.2.1. Dobór optymalnych parametrów nagniatania otworu w żeliwnych korpusach ze względu na chropowatość powierzchni określoną średnią arytmetyczną rzędnych profilu Ra 157
		15.2.2. Dobór optymalnych parametrów nagniatania ze względu na zmianę (zwiększenie) średnicy ΔD otworu w żeliwnych korpusach cylindrów hamulcowych  169
	15.3. Optymalizacja operacji nagniatania piasty koła pasowego napędu alternatora silnika samochodu 172
		15.3.1. Dobór optymalnych parametrów nagniatania średnicy zewnętrznej piasty koła pasowego z żeliwa ze względu na chropowatość powierzchni określoną średnią arytmetyczną rzędnych profilu Ra 174
		15.3.2. Dobór optymalnych parametrów nagniatania średnicy zewnętrznej piasty koła pasowego z żeliwa ze względu na chropowatość powierzchni określoną głębokością najniższego wgłębienia profilu Rv 179
		15.3.3. Dobór optymalnych parametrów nagniatania średnicy zewnętrznej piasty koła pasowego z żeliwa ze względu na chropowatość powierzchni określoną średnim odstępem miejscowych wzniesień profilu RS oraz średnim kwadratowym wzniosem profilu R ∆q 182
	15.4. Optymalizacja operacji nagniatania kół zębatych walcowych ze względu na chropowatość powierzchni i dokładność uzębienia 184
		15.4.1. Dobór optymalnych parametrów nagniatania uzębienia kół zębatych walcowych o zębach śrubowych ze względu na chropowatość powierzchni określoną średnią arytmetyczną rzędnych profilu Ra 187
		15.4.2. Dobór optymalnych parametrów nagniatania uzębienia kół zębatych walcowych o zębach śrubowych ze względu na całkowitą odchyłkę zarysu zęba Fα 191
		15.4.3. Dobór optymalnych parametrów nagniatania uzębienia kół zębatych walcowych o zębach śrubowych ze względu na całkowitą odchyłkę linii zęba Fβ  195
	15.5. Dwuetapowa optymalizacja operacji kulkowania oscylacyjnego ze względu na stopień pokrycia mikrorowkami i czas nagniatania  197
		15.5.1. Optymalizacja parametrów nagniatania oscylacyjnego ze względu na powierzchnię pokrycia mikrorowkami Sr 198
		15.5.2. Dobór parametrów nagniatania oscylacyjnego dla Sr opt ze względu na czas wygniatania mikrorowków twm 204
	15.6. Optymalizacja operacji toczenia wykończeniowego miedzi na chropowatość powierzchni określoną parametrami Ra i RzISO 208
16. Przykłady wielokryterialnej optymalizacji parametrycznej 218
	16.1. Optymalizacja operacji nagniatania stopu AlCu4Mg1 ze względu na 2 funkcje celu 218
	16.2. Optymalizacja parametrów nagniatania średnicy zewnętrznej piasty koła pasowego silnika ze względu na 2 i 3 funkcje celu 228
	16.3. Optymalizacja parametrów toczenia wykończeniowego stali 20CrMnTi w stanie zahartowanym ze względu na 2 i 3 funkcje celu 244
Podsumowanie 257
Literatura 259
Skorowidz 275