Моделирование процесса принятия проектных решений в графических системах с использованием генетических алгоритмов
Диссертация
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались на VI Международной научной конференции «Современные проблемы автоматизации в непромышленной сфере и экономике» (Воронеж, 2001), III Международной научной конференции «Техника и технология пищевых производств» (Могилев, 2001), XL отчетной научной конференции ВГТА (Воронеж, 2002), региональной научно-технической конференции… Читать ещё >
Содержание
- 1. ПРОБЛЕМЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ И ПРОЕКТИРОВАНИЯ СЛОЖНЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СИСТЕМ
- 1. 1. Особенности задачи моделирования и проектирования технологических систем с вертикальной организацией технологических процессов
- 1. 2. Выбор методов и средств для моделирования и проектирования технологических систем
- 1. 3. Анализ возможности применения существующих графических систем для моделирования и проектирования вертикально организованных технологических систем
- 1. 3. 1. Графические системы Hi-End класса
- 1. 3. 2. Обзор графических систем Mid-Range и Low-End классов
- 1. 4. Обоснование необходимости разработки графической системы моделирования и проектирования технологических систем с вертикальной организацией ТП
- 1. 4. 1. Требования к организации системы моделирования и проектирования сложных технологических систем
- 1. 5. Задача поиска объемно-планировочных решений сложных технологических систем
- 1. 6. Обзор методов решения задачи размещения
- 1. 7. Основные понятия и особенности генетических алгоритмов
- Цель работы и задачи исследования
- 2. ФОРМИРОВАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ И МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ ЗАДАЧИ ПОИСКА ПЛАНИРОВОЧНЫХ РЕШЕНИЙ
- 2. 1. Определение этапов проектирования сложных технологических > систем и соответствующих наборов графических моделей
- 2. 2. Особенности задачи поиска объемно-планировочных решений сложных технологических систем
- 2. 3. Классификация требований, предъявляемых при поиске планировочных решений
- 2. 4. Декомпозиция процесса поиска объемно-планировочных решений
- 2. 5. Построение геометрических моделей элементов задачи размещения
- 2. 6. Оптимизационная модель задачи поиска объемно-планировочных
- 4. решений
- Выводы
- 3. МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ПОИСКА ОПТИМАЛЬНЫХ ОБЪЕМНО-ПЛАНИРОВОЧНЫХ РЕШЕНИЙ
- 3. 1. Адаптация генетического алгоритма для генерации наборов * допустимых решений
- 3. 1. 1. Выбор способа кодирования решений
- 3. 1. 2. Модифицированный способ формирования начальной популяции
- 3. 1. 3. Вид целевой функции для оценки найденных решений
- 3. 1. 4. Генетические операторы мутации, кроссинговера и отбора
- 3. 1. 4. 1. Модифицированный оператор мутации
- 3. 1. 4. 2. Адаптированный оператор кроссинговера
- 3. 1. 4. 3. Модифицированный оператор отбора. ^
- 3. 1. 5. Критерии останова работы ГА
- 3. 1. 6. Вычислительный эксперимент по определению оптимальных значений варьируемых параметров эволюции
- 3. 2. Алгоритмы улучшения первоначальных вариантов размещения
- 3. 2. 1. Модифицированный генетический алгоритм для построения рядов из однотипных элементов
- 3. 2. 2. Модифицированный алгоритм парных перестановок
- 3. 2. 3. Модифицированный алгоритм Хука-Дживса
- 3. 3. Алгоритм формирования продольных и поперечных поэтажных разрезов
- 3. 4. Оценка и выбор оптимальных проектных решений
- 3. 1. Адаптация генетического алгоритма для генерации наборов * допустимых решений
- Выводы
- 4. ГРАФИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ И ПРОЕКТИРОВАНИЯ
- 4. 1. Принципы разработки графической системы
- 4. 2. Состав графической системы технологического моделирования и проектирования
- 4. 2. 1. Базовое графическое ядро
- 4. 2. 2. Наборы графических баз данных
- 4. 2. 3. Справочно-информационная система
- 4. 2. 4. Модуль автоматизации расчетов
- 4. 3. Модули автоматизации этапов проектирования
- Выводы
- 5. ПРОГРАММНАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ МЕТОДОВ ПОИСКА ОБЪЕМНО-ПЛАНИРОВОЧНЫХ РЕШЕНИЙ
- 5. 1. Программный модуль «Автоматизированная система размещения разногабаритных компонентов на базе генетических алгоритмов»
- 5. 2. Модуль автоматизированного построения разрезов производственных помещений
- 5. 3. Рекомендации по использованию программных средств при проектировании перерабатывающих предприятий
- 5. 4. Пример решения задачи размещения технологического оборудования
- Выводы
Список литературы
- Абрайтис Л.Б. Автоматизация проектирования технологии цифровых интегральных микросхем. М.: Радио и связь, 1985. — 200 с.
- Автокад 13: Новые возможности. М.: Диалог — МИФИ, 1996. — 220 с.
- Автокад: справочник команд. Казань: Гармония и комьюникейшнз, 1994. -336 с.
- Артемьев В.И., Строганов В. Ю. Организация диалога в САПР: Практ. пособие. М.: Высш. шк., 1990. — 158 с.
- Афанасьев В.А. Системный анализ технологических процессов комбикормового производства. Воронеж: ВГУ, 1999. — 121 с.
- Бабич М.Б., Рыбак А. И., Каминская Э. В. Повышение использования природных ресурсов зерна и расширение ассортимента готовой продукции // Хранение и переработка зерна.-2000. № 9 .- С.37−39.
- Банди Б. Методы оптимизации. Вводный курс: Пер. с англ. М.: Радио и связь, 1988.-128 с.
- Байбара В.А. AutoCAD. Полезные рецепты. М.: Радио и связь, 1994. -208 с.
- Барабанов В.Ф. Графические базы данных для интерактивного проектирования технологических процессов // Вестник ВГТУ. Сер. «Вычислительные и информационно-телекоммуникационные системы». -2001.-Вып. 8.1.-С. 53−55.
- Барабанов В.Ф. Интерактивное моделирование и проектирование технологических процессов с использованием графических баз данных. -Воронеж: Изд-во ВГТУ, 2001. 182 с.
- Барабанов В.Ф., Гребенникова Н. И., Прокопенко А. Ф. Интерактивная подготовка графической информации технологических процессов: Учеб. пособие. Воронеж: ВГТА, 2001. — 114с.
- Барабанов В.Ф. Интерактивные средства моделирования динамических систем // Технология компьютерного обучения. Воронеж: ВГУ, 1988. -С. 123−127.
- Барабанов В.Ф., Вовк В. В., Нужный A.M. Программный модуль «Автоматизированная система размещения разногабаритных компонентов на базе генетических алгоритмов». ФАП ВНТИЦ № 50 200 300 598 от 14.07.2003.
- Барабанов В. Ф, Зяблова Т. В. Разработка проектов с использованием графических баз данных // Комбикорма. 2000. № 6. — С.17−18.
- Барабанов В.Ф., Лыткина Л. И. Интерактивная подготовка технологической документации при проектировании зерноперерабатывающих предприятий // Хранение и переработка сельхозсырья. 2001. № 1. — С. 48−50.
- Барабанов В.Ф., Нужный A.M. Маршрут интерактивного проектирования сложных технологических процессов // Современные проблемы автоматизации в непромышленной сфере и экономике: Сб.тр. VI Междунар. науч. конф. -Воронеж: ВЭПИ, 2001. С. 38.
- Барабанов В.Ф., Нужный A.M. Автоформализуемая система профессиональных знаний // Системы управления и информационные технологии: Межвуз. сб. науч.тр. Воронеж: ВГТУ, 2000. — С.63−68.
- Барабанов В.Ф., Нужный A.M. Графические представления при проектировании технологических процессов // Хлебопродукты. 2001. № 11.-С.20−22.
- Барабанов В.Ф., Нужный A.M. Графическое проектирование сложных технологических процессов // Материалы XL отчетной науч. конф. за 2001 год: В 3 ч. Воронеж: ВГТА, 2002. 4.1. С. 102.
- Барабанов В.Ф., Нужный A.M. Объемно-планировочное проектирование перерабатывающих предприятий с использованием графических представлений //Системы управления и информационные технологии: журнал.- 2003. № 1−2.- С.58−62.
- Барабанов В.Ф., Нужный A.M. Программный комплекс «Интерактивная графическая система проектирования». ФАП ВНТИЦ № 50 200 100 320 от 23.08.2001.
- Барабанов В.Ф., Нужный A.M. Формализация технологических процессов с использованием компьютерной графики // Системы управления и информационные технологии: Межвуз. сб. науч.тр. Воронеж: Центрально-Черноземное книжное изд-во, 2001. — С.63−68.
- Барабанов В.Ф., Нужный A.M., Елецких С. В. Этапы интерактивного проектирования технологических процессов // Вестник ВГТУ. Сер. «Вычислительные и информационно-телекоммуникационные системы».-2001.- Вып. 8.1.-С. 56−58.
- Барабанов В. Ф, Нужный A.M., Подвальный С. Л. Декомпозиция задачи объемно-планировочного проектирования перерабатывающих предприятий // Вестник ВГТУ. Сер. «Вычислительные и информационно-телекоммуникационные системы».- 2004.- Вып. 8.3. С. 43−47.
- Барабанов В.Ф., Нужный A.M., Подвальный C.JI. Интерактивные средства моделирования сложных технологических процессов // Системы управления и информационные технологии: Межвуз. сб. науч.тр. Воронеж: ВГТУ, 2000. — С.4−9.
- Барабанов В.Ф., Нужный A.M., Труфанов А. В. Программная система «Информационная многоуровневая справочная система для работы с графической информацией». ФАП ВНТИЦ № 50 200 300 749 от 14.08.2003.
- Барабанов В.Ф., Странадко Г. Г., Нужный A.M. Формирование графических представлений технологических процессов зерноперерабатывающих предприятий // Вестник Российской академии сельскохозяйственных наук- 2002.- № 5.- С.79−82.
- Батищев Д.И. Методы оптимального проектирования :Учеб. пособие для вузов. М.: Радио и связь, 1984. — 248 с.
- Батищев Д.И., Львович Я. Е., Фролов В. Н. Оптимизация в САПР: Учебник Воронеж: ВГТУ, 1997.-416с.
- Батищев Д.И. Генетические алгоритмы решения экстремальных задач: Учеб. пособие /Под ред. академика АЕН Я. Е. Львовича. Воронеж, гос. техн. ун-т- Нижегородский гос. ун-т, 1995. 69с.
- Борисов А.И., Алексеев А. В., Меркулова Т. В. Обработка нечеткой информации в системах принятия решений. М.: Радио и связь, 1989. — 304 с.
- Букас В.И., Лапидус М. Х. Финансирование технического перевооружения и реконструкции предприятий. -М.: Финансы и статистика, 1989.-202с.
- Булавкин С. PRO/Engineer, CATIA и Unigraphics. Сравнительный анализ минимальных конфигураций систем // CAD/CAM/CAE Observer.-2001. № 4. -С. 20−27.
- Бутковский А.Г., Мерко А. И., Мельников Е. М. Технология зерноперерабатывающих производств. М.: Интеграфсервис, 1999. — 472 с.
- Ванг Г., Декстер Т., Панч В. Двухуровневый генетический алгоритм для задачи об оптимальном размещении / Обозрение прикладной и промышленной математики. Том 3. Вып. 5., 1996, — С. 610−625.
- Василенков А., Бикулов С. T-FLEX CAD 7.0: новый уровень моделирования// САПР и графика.- 2000.-№ 8. С.37−41.
- Ватанабэ М., Асасда К., Кани К. Проектирование СБИС. М.: Мир, 1988. — 304 с.
- Ведерникова О. Г. Разработка и исследование комбинированного алгоритма генетического поиска и имитации отжига для задачи размещения элементов СБИС: Дис. канд. техн. наук. / РГА сельхозмаш. Ростов н/Д, 1999.- 152 с.
- Воеводин А.Ф., Шугрин С. М. Численные методы расчета одномерных систем. Новосибирск: Наука, 1981. — 205 с.
- Гилл Ф., Мюррей У., Райт М. Практическая оптимизация. М.: Мир, 1985. -206 с.
- Гилой В. Интерактивная машинная графика: Структура данных, алгоритмы, языки. М.: Мир, 1981. — 384 с.
- Горелик А.Г. Автоматизация инженерно-графических работ с помощью ЭВМ. Минск: Вышэйш. шк., 1980. — 206 с.
- Глебов JI.A., Касьянов Б. В. Проектирование комбикормовых заводов с основами САПР. -М.: Агропромиздат, 1988. 303 с. 45 .Глинских А. Мировой рынок CAD/CAM/CAE-систем // Компьютер-информ. -2002. № 1.- С34−37.
- Демский А.Б. Оборудование для производства муки и крупы. Справочник. М.: Агропромиздат, 1990. — 234 с.
- Дубов Ю.А., Травкин С. И., Якимец В. Н. Многокритериальные модели формирования и выбора вариантов систем. М.: Наука, 1986. — 296 с.
- Дудаев В. Формирование образа комбината хлебопродуктов XXI века // Хлебопродукты. 1998. № 9. — С. 16−19.
- Егоров Г. А. Технология муки, крупы и комбикормов. М.: Колос, 1984. — 367 с.
- Егоров Г. А. Управление технологическими свойствами зерна. Воронеж: ВГУ, 2000. — 348 с.
- Ильин В.И., Фролкин В. Т., Пустынский И. П. Автоматизация схемотехнического проектирования. М.: Радио и связь, 1987. — 368 с.
- Казенов Г. Г, Марченко A.M. Абстрактный эволюционный алгоритм синтеза СБИС. Таганрог: Известия ТРТУ. 1996. № 3. — С 112.
- Кисляков А.В. Генетические алгоритмы: операторы скрещивания и мутации //Информационные технологии. 2001. № 1.- С. 29−34.
- Ковалев А.В., Коноплев Б. Г. Генетический алгоритм размещения разногабаритных блоков СБИС / Перспективные информационные технологии и интеллектуальные системы. 2001. № 1.- С. 71 — 87.
- Красильникова Г., Самсонов В., Тарелкин С. Автоматизация инженерно-графических работ. СПб.: «Питер», 2000. — 256 с.
- Кудрявцев Е.М. AutoLISP. Основы программирования в AutoCAD 2000.-М.:ДМК Пресс, 2000.-416с.
- Курейчик В. М. Генетические алгоритмы. Обзор и состояние // Новости искусственного интеллекта. 1998. № 3. — С. 14−63.
- Курейчик В.М. Генетические алгоритмы и их применение в САПР// Интеллектуальные САПР: Межведомственный тематический науч. сб., Таганрог, 1995.- С.7−11.
- Курейчик В. В. Перспективные архитектуры генетического поиска/ Программные продукты и системы. 1998. № 3. — С. 47−48
- Малыгин Е.Н., Мокрозуб В. Г., Егоров С. Я. Графическая система компоновки технологического оборудования // Химическая промышленность. 1994. № 4.- С. 97−98.
- Мартыненко Я.Ф., Чеботарев О. Н. Проектирование мукомольных и крупяных заводов с основами САПР. М.: Агропромиздат, 1992. — 240 с.
- Мерко И. Т. Проектирование зерноперерабатывающих предприятий с основами САПР. М.: Агропромиздат, 1989. — 367 с.
- Проектирование и технология производства РЭС". Воронеж, Изд-во ВГТУ, 1999. 79 с.
- Наградова М.Н. AutoCAD. Справочник конструктора. М.: Прометей, 1991.-284 с.
- Николаева И. КОМПАС-ГРАФИК 5: что нового? // САПР и графика.2000.№ 8.- С.24−26.
- Ногин В.Д., Протодьяконов И. О., Евлампиев И. И. Основы теории оптимизации: Учеб. пособие для студентов втузов / Под ред. И. О. Протодьяконова. М.: Высш. шк. 1986. — 384 с.
- Норенков И.П. САПР на выставке Softool'2000 // Информационные технологии. 2001. № 1. — С. 49−52.
- Норенков И.П. САПР. Принципы построения и структура. М.: Высш. шк., 1986. — 126 с.
- Нужный A.M. Кодирование хромосом генетических алгоритмов при решении задачи размещения. //Современные проблемы информатизации в технике и технологиях: Межвуз. сб. тр. Вып. 8. Воронеж: ЦентральноЧерноземное книжное изд-во, 2003. — С.53−54.
- Нужный A.M., Барабанов В. Ф. Интерактивное проектирование технологических процессов с использованием графических моделей //Техника и технология пищевых производств: Тез. докл. III Междунар. науч. конф. студентов и аспирантов. Могилев, 2001. — С. 122.
- Ногин В.Д. Определение и общие свойства относительной важности критериев//Процессы управления и устойчивость: Тр. XXIX науч. конф. ПМ-ПУ. СПб.: СПбГУ, 1998. С. 373−381.
- Орловский С.А. Проблемы принятия решений при нечеткой исходной информации. М.: Наука, 1981.- 208 с.
- Панкратов Т.Н. Расчет материальных потоков в мукомольном производстве: Учеб. пособие. -М.: МГУ1111, 1999. 52 с.
- Панфилов В.А. Технологические системы пищевых производств. М.: Пищепродукт, 1998. — 126 с.
- Петзолд Ч. Программирование для Windows 95. СПб.: BHV — Санкт-Петербург, 1997. -1096 с.
- Петров А.В., Черненький В. М. Проблемы и принципы создания САПР: Практ. пособие. М.: Высш. шк., 1990. — 143 с.
- Полещук Н.Н. Visual Lisp и секреты адаптации AutoCAD.- СПб.: БХВ-Петербург, 2001.-576 с.
- Полещук Н.Н. Самоучитель AutoCAD 2000. СПб.: БХВ — Петербург, 2000. — 560 с.
- Полещук Н.Н. AutoCAD 2002. СПб.: БХВ — Петербург, 2003. — 1200 с.
- Правила организации и ведения технологического процесса на комбикормовых заводах. М.: ВНПО Зернопродукт, 1991. — 346 с.
- Правила организации и ведения технологического процесса на крупяных заводах. М.: ВНПО Зернопродукт, 1991. — 142 с.
- Правила организации и ведения технологического процесса на мукомольных заводах. М.: ВНПО Зернопродукт, 1991. — 146 с.
- Проектирование зерноперерабатывающих предприятий с основами САПР / Под ред. И. Т. Мерко. М.: Агропромиздат, 1989. — 208 с.
- Пунков Г. С., Ким JI.B., Фейденгольд В. Б. Проектирование элеваторов и хлебоприемных предприятий с основами САПР. Воронеж: ВГУ, 1996. -284 с.
- Разработка САПР: В 10 кн. Проектирование программного обеспечения САПР: Практ. пособие. Кн.З. / Под ред. А. В. Петрова. -М.: Высш. шк., 1990.-159с.
- Романовский М. Встречая 2000: опыт внедрения и перспективы CADdy в России // САПР и графика. -2000.-№ 1.- С.68−71.
- Романычева Э.Т. AutoCad 2000. М.: ДМК, 1999. — 320 с.
- Романычева Э.Т., Сидорова Т. М., Сидоров С.Ю. AutoCad 14. М.: ДМК, 1999.-480 с.
- Рыбаков А.В. Особенности выбора графической среды для промышленного проектирования// Информационные технологии. 2002. № 5.-С. 13−20.
- Сафронов В.В., Ведерников Ю. В., Шахова О. А. Векторная оптимизация сложных технологических систем при неопределенности исходных данных // Информационные технологии. 2001. № 2. — С. 27−33.
- Сафронов В.В., Ведерников Ю. В. Оптимизация сложной технологической системы по совокупности критериев, заданных интервалами значений // Информационные технологии. -2000. № 8. -С. 16−22.
- Селютин В.А. Автоматизация проектирования топологии БИС. М.: Радио и связь, 1983. — 112 с.
- Скурихин А. Генетические алгоритмы // Новости искусственного интеллекта. 1995. № 4.- с. 6−17.
- Стоян Ю.Г., Гиль А. В. Методы и алгоритмы размещения плоских геометрических объектов. Киев: Наукова думка, 1976. — 248 с.
- Трахтенгерц Э.А. Компьютерная поддержка принятия решений в САПР // Автоматизация проектирования. 1997. № 5. — С. 12−24.
- Трахтенгерц Э.А. Особенности построения системного программного обеспечения в распределенных системах автоматизации проектирования сложных технических объектов // АиТ. 1994. № 11. — С. 158−175.
- Трахтенгерц Э.А. Повышение надежности последовательно -параллельного проектирования сложных технических объектов // АиТ. 1994. № 5.-С. 128−157.
- Фейнберг В.З. Геометрические задачи машинной графики БИС. М.: Радио и связь, 1987. — 176 с.
- Davis L (Ed). Handbook of Genetic Algorithms. Van Nostrand Reinhoed, New Jork, USA, 1991. p.69−72.
- De Jong K.A. An analysis of the behavior of a class of genetic adaptive systems. Doctoral thesis. Dept Computer and Communication Sciences? University of Michigan. Ann Arbor, 1975. p.96−98.
- Wong D.F., Lin C.I. A new algoritm for floorplan design, Proc. 23 rd ACM/IEEE Design Automation Conf. Las Vegas, NV, 1986. p. 101−107.
- Gahoon J.P., Paris.W.D. Genetic placement, IEEE Trans. Comput.-Aided Des. //Integrated Circuits & Syst. Vol.6 .1987. № 6. p. 956−964.
- Goodman E., Tetelbaum A., Kureichik V. A Genetic Algorithm Approach to Compaction, Bin Packing, and Nesting Problems, Case Center Technical Report № 940 702, Michigan State University. 1994. p.154−160.
- Goldberg D.E. Genetic Algorithms in Search, Optimization, and Machine Learning. MA: Addison-Wesley, 1989. p.246−248.
- Grefenstette J. J. Optimization of control parameters for genetic algorithms. IEEE Transactions on systems, man and cybernetics SMC-I6(1). 1986. p. 122−128.
- Holland J.H. Adaptation in Natural and Artificial Systems. Ann Arbor: The University of Michigan Press, 1975. p.232−241.
- Cohoon J.P., Hegde S.U., Martin W.N. Distributed genetic algorithms for the floorplan design problem //Transactions on Computer Aided Design. 1991. Vol. l0.№ 4. p. 483−492.
- Louis S.J. Genetic Algorithms As A Computational Tool for Design (Master Thesis). 1997. p.184−197.
- Murata H., Fujiyoshi K., Nakatake S. Rectangular-Packing-Based Module Placement, ICCAD. 1995. p. 472−479.
- Onodera H., Taniguchi Y., Tamaru K. Branch-and-Bound Placement for Building Block Layout. DAC, 1991, p. 433−439.
- Schaffer J.D., Caruana R.A., Eschclman L.J. A study of control parameters affecting online performance of genetic algorithm for function optimisation.
- Proceedings of the Third International Conference on Genetic Algorithms and their applications. San Mateo, CA. 1989., pages 51−60.