CC BY
7
УДК 658.512.012.011.56:665.6.
И.М. Зуга, I.M. Suga, e-mail: [email protected]
Б.Г. Хомченко, V.G. Khomchenko, e-mail: [email protected] Законодательное собрание РФ, г. Москва, Россия Legislative Assembly of the Russian Federation.. Moscow, Russia Омский государственный технический университет, г. Омск. Россия Omsk State Technical University, Omsk, Russia
АЛГОРИТМ ФОРМИРОВАНИЯ ФУНКЦИИ ШТРАФА ПРИ АВТОМАТИЗИРОВАННОМ ПРОЕКТИРОВАНИИ СХЕМ
РАСПОЛОЖЕНИЯ ОБЪЕКТОВ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ КОМПЛЕКСОВ
FORMATION OF PENALTY FUNCTION .ALGORITHM DURING AUTOMATED DESIGN OF INDUSTRIAL COMPLEXES FACILITIES LAYOUTS
Предложен алгоритм формирования функции штрафов по регламентируемым минимгшьно допустимым расстояниям между о&ьекгамн на просвет. Объекты в плане представляются в виде прямоугольников или окружностей.
Algorithm of penalty function formation on regulated minimum permissible distances between facilities at sight check is proposed. The facilities are demonstrated as rectangles or circles.
Ключевые слов: алгоритмы, функции штрафа, объекты, минимально допустимое расстояние.
Keywords: algorithms, penalty fitnction, facilities, minimum permissible distance
При оптимизационном проектировании технических систем практически всегда должна присутствовать процедура, учета дополнительных требований, ограничивающих возможность варьирования значений свободных параметров синтеза в определенном диапазоне. Задача учета дополнительных условий синтеза при автоматизированном проектирова-шш схем расположения объектов производственных комплексов [1] усложняется ещё и тем, что гранипы многомерных областей допустимых значений свободных параметров не являются постоянными и могут изменяться в ходе итерационного процесса.
В работе [2] была сформирована функпия штрафа, обеспечивающая выполнение ограничений по минимально допустимому расстоянию на просвет между объектами производственного комплекса при представлензш геометрических образов этих объектов е виде окружностей и прямоугольников. Расчет 'этой штрафной функции связан с достаточно сложными логическими переходами.
Данная работа посвящена построению вычислительного алгоритма, учитывающего сочетание геометрических образов объектов в каждой из возможных пар этих объектов и взаиморасположение одного объекта относительно другого на координатной плоскости.
Следует заметить, что предлагаемый в данной статье алгоритм является частью общего алгоритма системы автоматизированного оптимизационного проектирования схем распо-
176
ложения объектов [1] на выделенной территории по соответствующим критериям и к нему должно быть организовано обращение на каждом шаге итерационного процесса из этого общего алгоритма.
В свою очередь предлагаемый алгоритм расчета штрафной функции является достаточно развитым и состоит из основной (головной) части и ряда дополнительных, в соответствии с которыми и должны быть разработаны необходимые вычислительные подпрограммы.
На рисунке представлена блок-схема головного модуля алгоритма расчета штрафной функции, состоящего их четырех частей. Первая часть (на рисунке объединена квадратной скобкой 1) обеспечивает организацию начальной фазы вычислительного процесса, а именно: обнуление общей функции штрафа и присвоение начальных значений индексам 1-го и ¡го объектов
В работе [2] отмечалось, что при автоматизированном синтезе схем расположения объектов производственных комплексов можно с достаточной для инженерных расчетов точностью представлять объекты в виде геометрических образов - окружностей или прямоугольников. охватывающих в плане контуры этих объектов.
Начало
Да
П
Х-Х;
И
;1а
[ [ *
Нет
х
Г1_13
©
5 = О
I
<-
1
Нет
./ г-
Д Нет
>
У
А
X X
н—
Ы
, Ь 1
Рнс. Бвк-схеш алгоритма формирования функции штрафа (начало)
Так как каждый объект рассматриваемой пары может быть представлен либо окружностью, либо прямоугольником, то возможно четыре сочетания видов геометрических образов [2]
Назначение второй части головного модуля алгоритма (на рисунке 1 выделена квадратной скобкой 2) заключается в распознавание сочетаний геометрических образов 1-го и _]-го объектов, образующих очередную пару объектов, и обращение к соответствующей дополнительной подпрограмме расчета фактических расстояний между объектами на просвет, а именно, к подпрограммам Ы, Ь2, ЕЗ или (в данной работе алгоритмы этих подпрограмм не приводятся). В качестве признака геометрического образа объектов используется параметр
; , если объект представляется в виде прямоугольника:
В0 =
(|, если объект представляется в виде окружности.
Нет /
ча 1
/ \ >0
Ж
5„=С
5 + 5„
Л+1
Нет
1 д 1
I
Да
Е н:
(7)
V У Л
1 > п-1
Нет
(^конец ^
Рис. Блок-схема алгоритма формирования функции шпрафа (окончание)
Для работы подпрограмм Ь2 - 1А необходимы значения координат вершин четырёхугольников, представляющих геометрические образы объектов. Поэтому во второй части головного модуля алгоритма предусматривается обращение к подпрограмме X, обеспечивающей расчет вектора координат х и у вершин прямоугольников, относящихся к 1-му или к ^-му объектам. Следует заметить, что координаты петров геометрических образов объектов рассчитываются в общей программе оптимизационного синтеза схем расположения объектов [1].
Третья часть алгоритма (на рисунке 1 выделена квадратной скобкой 3) обеспечивает расчет общей функции штрафа Б как суммы частных штрафных функций 5 у,равных модулю отрицательного значения разницы ^ фактического расстояния между объектами на просвет и регламентированного минимально допустимого <1у (1=1,..., п-1^=1+13..., п; здесь п - число объектов).
Четвертая часть головного алгоритма (на рисунке 1 выделена квадратной скобкой 4) завершает цикл расчета функции штрафа в очередной итерации и обеспечивает выход в общую программу синтеза схем расположения объектов.
Подпрограммы Ы -1А структурно во многом однотипны - их назначение сводиться к выделению на логическом уровне областей расположения ^го объекта относительно ¿-го (1=1,...,и-1; и к расчету по формулам, соответствующим эгнм областям, рас-
стояшш 1ц .
Полученный в данной работе алгоритм позволяет создать подпрограммы расчета частных и общей функций штрафа для оптимизационного синтеза схем расположения объектов производственных комплексов в автоматизированном режиме.
173
Библиографический список
1- Зуга, И. М. Разработка системы автоматизированного проектирования схем расположения объектов промышленных предприятий И М Зуга, В. Г. Хоыченко; ОмГТУ. -Омск, 2011.- 17с,-Деп. в ВИНИТИ 06.03.2011 №110-В2011.
2_ Зуга, И. М. Формирование функции штрафа при автоматизированном проектировании схем расположения объектов производственных комплексов / И. М_ Зуга.. В. Г. Хом ченко !! Омский научный вестник. - Сер. Приборы, машины и технологии. - 2013. -№ 1(117) -С. 114-118
179
