Методология автоматизированного проектирования рабочего оборудования одноковшовых экскаваторов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.13.12, доктор технических наук Павлов, Владимир Павлович

• Павлов, Владимир Павлович
• доктор технических наук
• 2011

Оглавление диссертации доктор технических наук Павлов, Владимир Павлович

ВВЕДЕНИЕ.

1. ПРОБЛЕМА СИСТЕМНОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ ОДНОКОВШОВЫХ ЭКСКАВАТОРОВ

НА ОСНОВЕ КОМПЬЮТЕРНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ.

1.1. Системотехника производственно-технологических объектов при выполнении земляных работ.

1.2. Развитие конструкций и методов расчета параметров одноковшовых экскаваторов.

1.3. Задачи проектирования одноковшовых экскаваторов с позиций системотехники.

1.4. Состояние и возможности применения информационных технологий в обеспечении жизненного цикла одноковшовых экскаваторов

Выводы.

2. ИНФОРМАЦИОННО-ЛОГИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ПРОЦЕССА ПРОЕКТИРОВАНИЯ

ОДНОКОВШОВЫХ ЭКСКАВАТОРОВ.

2.1. Аспекты формализации процесса проектирования ЭО.

2.2. Схематизация информационно-логической модели процесса проектирования.

2.3. Формализованные процедуры синтеза технических решений. Формирование множества концепций.

2.3.1. Автоматизированный поиск новых технических решений на основе графов синтеза (И-ИЛИ дерева).

2.3.2. Выбор технических решений на основе нечеткого отношения предпочтения

2.4. Проектные операции, процедуры и модули в системном проектирова- 82 нии ЭО.

Выводы.

3. МОДЕЛИ И ПРОЕКТНЫЕ ПРОЦЕДУРЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ РАБОЧЕГО ОБОРУДОВАНИЯ И ПРИВОДНЫХ СИСТЕМ ОДНОКОВШОВОГО ЭКСКАВАТОРА

3.1. Математические модели структурно-компоновочного проектирования ЭО.

3.2. Математические модели оптимального структурно-параметрического синтеза рабочего оборудования экскаватора.

3.3. Математические модели и проектные модули автоматизированного анализа динамики приводных систем ЭО.

3.4. Модели эффективности процесса копания грунта по траектории большой кривизны.

Выводы.

4. КОНЦЕПЦИЯ КОМПЬЮТЕРНОЙ СРЕДЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ОДНОКОВШОВЫХ ЭКСКАВАТОРОВ

4.1. Электронный (виртуальный) макет ЭО.

4.2. Компьютерная среда проектирования и требования по ее реализации для задач проектирования ЭО.

4.3. Метод математического моделирования характеристик ЭО в компьютерной среде под управлением экспертной системы.

4.4. Представление знаний в задачах проектирования ЭО.

4.5. Структура методологии проектирования ЭО в ИПИ-среде.

Выводы.

5. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА КОПАНИЯ ГРУНТА

РАБОЧИМ ОБОРУДОВАНИЕМ ОБРАТНАЯ ЛОПАТА

5.1. Цель, задачи и основные методические особенности проведения экспериментальных исследований.

5.2. Экспериментальное оборудование для исследования процесса копания грунта.

5.3. Способы замеров исследуемых параметров и применяемая аппаратура.

5.4. Результаты экспериментальных исследований и их анализ.

5.5. Сопоставление расчетных зависимостей с результатами экспериментов.

5.6. Определение параметров экскаваторных ковшей на основе экспериментально-аналитических зависимостей.

Выводы.

6. РЕШЕНИЕ СИСТЕМНЫХ ЗАДАЧ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ОДКОВШОВЫХ ЭКСКАВАТОРОВ

В КОМПЬЮТЕРНОЙ СРЕДЕ.

6.1. Технологическая схема решения основной задачи проектирования ЭО в компьютерной среде.

6.2. Силовой потенциал гидравлического экскаватора и возможности его реализации в различных грунтовых условиях.

6.3. Определение производительности одноковшового экскаватора с учетом вероятностных факторов эксплуатации.

6.4. Сравнительный анализ параметров и эффективности ЭО в компьютерной среде.

6.5. Решение задач оптимального проектирования подсистем экскаватора.

6.5.1. Оптимизация стрелоподъемного гидромеханизма.

6.5.2. Оптимизация параметров гидромолота.

6.6. Оценка эффективности использования ЭО в структуре производственной организации.

Выводы.

7. ОРГАНИЗАЦИОННАЯ СТРУКТУРА, МЕТОДОБЕСПЕЧЕНИЕ СРЕДЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ЭО

И ПРАКТИКА ЕЕ ПРИМЕНЕНИЯ.

7.1. Организация информационных потоков и поддержка проектных задач в компьютерной среде проектирования ЭО.

7.2. Инженерное методическое обеспечение для проектирования ЭО

7.3. Управление конфигурацией ЭО в распределенной среде проектирования

7.4. Применение разработанных методов, программного обеспечения и методологии в практике проектирования.

7.5. Экономическая эффективность проектирования ЭО в интегрированной среде.

Выводы.

ВЫВОДЫ И ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Методология автоматизированного проектирования рабочего оборудования одноковшовых экскаваторов»

Конкурентоспособность создаваемой техники в определяющей степени зависит от оперативности и качества ее разработки. Особенно остро эти вопросы стоят при проектировании многоцелевых роботизированных одноковшовых экскаваторов (ЭО) с устройствами автоматики, имеющими сложные алгоритмы функционирования, обладающие повышенной надежностью, высокими удельными показателями и т. п. На многих отечественных предприятиях разработчики новых конструкций машин, систем привода и рабочих органов затрачивают на проектирование от 3 до 7 лет. При этом, несмотря на столь значительные сроки создания опытных образцов машин, освоение их серийного производства сопровождается многочисленными доработками, целью которых является устранение различного рода недостатков, дефектов и отказов, обусловленных комплексным воздействием дестабилизирующих факторов и ошибками проектирования. Объективные трудности в использовании моделирования состоят в том, что в настоящее время отсутствует как испытательное оборудование для отработки параметров машин при комплексном воздействии дестабилизирующих факторов, так и возможности математического моделирования физически неоднородных процессов в приводах, конструкциях и рабочих процессах землеройных машин.

Для создания ЭО с высокими показателями технического уровня необходима разработка научных основ комплексного математического моделирования разнородных физических процессов, протекающих в приводах и конструкциях машин как в математическом, так и в методологическом планах, а также их интеграция с ИПИ-технологиями (информационная поддержка изделий) в соответствии с СЛ/^-стандартами (Continuous Asquisition and Lifecycle Support - «непрерывность поставок продукции и поддержки ее жизненного цикла») [165]. Непрерывность поставок требует и подразумевает оптимизацию процессов непрерывного взаимодействия заказчика и поставщика в ходе разработки, проектирования и производства сложной продукции. Базирующиеся на стандартизованном едином электронном представлении данных и коллективном доступе к нему, эти технологии позволяют повысить производительность труда, согласно западному опыту, как минимум на 30 % [33].

Характерным свойством одноковшовых экскаваторов является многоцелевая ориентация, которая проявляется на всех уровнях ее иерархии - от деталей до дорожно-строительных комплексов. Она определяется многообразием выполняемых техникой задач, условий ее функционирования, наличием нескольких показателей эффективности. Это порождает ряд специфических черт многоцелевых систем: достаточно сложно определить, по каким правилам получить целостную оценку эффективности системы, выполняющей заданный диапазон задач; при нескольких показателях эффективности возникают несравнимые варианты в задачах выбора и др.

Многоцелевой подход, кроме повышения достоверности решения проектных задач, открывает и дополнительные возможности анализа применения землеройных машин. Он позволяет ввести в рассмотрение несколько типов рабочего оборудования, которые совместно обеспечивают выполнение заданного диапазона задач с высокой эффективностью, перераспределяя его между собой оптимальным образом.

Конкурентоспособность и качество вновь создаваемых одноковшовых экскаваторов во многом зависят от применения информационных технологий на всех этапах жизненного цикла машин. При этом главную роль играет этап проектирования, который не только отличается большой длительностью, но и связан с формированием основной части информации об изделии.

Актуальность проблемы моделирования производственных систем, включающих машины для земляных работ, определяется их особенностью, состоящей в том, что только с системных позиций можно разделить технические, технологические, трудовые, организационные и интеллектуальные процессы, постоянно взаимодействующие в производстве. Только расчетным модельным) путем можно предусмотреть изменение внешней среды, неопределенность влияния рынка, неоднозначность поведения и адаптацию человека при принятии проектных решений.

Поддержание высокого уровня научно-технического прогресса требует приоритетного формирования научно-исследовательской и проектно-производственной базы, способной в сжатые сроки (не более одного года) создавать и успешно осваивать в любом регионе проектно-производственные системы (САИ/САМ/САЕ) различного технологического назначения. С помощью этой базы также постоянно перевооружаются уже существующие производственные системы. Системы нового типа, основой которых должны стать гибкая автоматизация, высокие технологии, компьютеризация и интеграция процессов проектирования, технологической подготовки, автоматизированного изготовления и контроля новых изделий, ориентированы на производство по возникающему спросу. Общеизвестен вывод западных аналитиков о том, что конкуренция постепенно перемещается из сферы борьбы за качество продукции в сферу повышения эффективности цепочек поставок. Качественную продукцию способны производить многие предприятия. Вопрос в том, чтобы разрабатывать ее и выпускать с максимальным соответствием с сегодняшними и завтрашними запросами потребителей, быстро выводить продукцию на рынок, обеспечивать стабильно высокое качество производства и технического обслуживания изделий.

Такие задачи трудно решить в рамках одного предприятия - требуется кооперация со смежниками и партнерами. Однако организация взаимодействия партнеров в новых условиях становится делом не менее сложным. Задача кооперации переходит на новый уровень: вчерашний производственный консорциум должен превратиться в виртуальное предприятие - крупную территориально распределенную структуру, состоящую из независимых (не входящих в единый холдинг и имеющих разных владельцев) компаний и организаций, которые вместе трудятся над разработкой и выпуском сложных изделий.

В рамках виртуального предприятия ИПИ/САЬЗ/РЬМ-системы пронизывают всю структуру. Внутри нее неизбежно происходит стандартизация и (возможно) унификация методик и технологий создания и производства изделий, управления проектами, качеством и пр. Внутри виртуального предприятия возникают отдельные группы специалистов, которые трудятся над реализацией общих для данной группы целей, задач, проектов, но при этом являются сотрудниками разных компаний. Формируется единое информационное пространство виртуального предприятия, в рамках которого в электронном виде циркулирует практически вся существенно значимая информация об изделии, а также об агрегатах и узлах, которые требуются для его выпуска и технического обслуживания: конструкторская, технологическая, производственная, контрактная, финансовая, маркетинговая и пр.

Идеи ИПИ/САЬБ/РЬМ сегодня наиболее востребованы предприятиями машиностроения и приборостроения, выпускающими сложную, дорогую технику. Но эти же самые идеи могли бы найти применение на небольших предприятиях, Разумеется, для этого нужны иные ИТ-средства, более дешевые (поскольку в этих нишах работает средний и малый бизнес). Неизменными остаются два других важных требования: максимальное соответствие отраслевой специфике предприятий и интегрируемость с широким спектром смежных ИТ-систем.

Информационные технологии вывели большинство областей науки на новый этап осмысления полученных результатов, приведения их в систему. Чаще всего понятие «система» используется на интуитивном уровне и служит обозначением таких общих понятий, как целое, составленное из частей; множество элементов, образующих некое единство; или даже порядок, объединяющий множество элементов.

Неполноту объективной информации можно компенсировать максимальным использованием творческих возможностей человека-проектировщика с учетом индивидуальных особенностей решения творческих задач системного проектирования. Поэтому решение проблем проектирования одноковшовых экскаваторов следует искать путем объединения логико-математических и эвристических методов.

Объектно-ориентированные подходы направлены главным образом на упорядочение коллективной деятельности программистов, участвующих в сложных проектах. Цель этих подходов — обеспечение совместимости и преемственности результатов разработок, сокращение (по возможности) дублирования получаемых и используемых компонентов.

Исследование процессов проектирования экскаваторов, разработки сложных проектов позволило обратить внимание на особую роль человека, являющегося носителем целостного восприятия, сохранения целостности при расчленении проблемы, системы ценностей и критериев принятия решений. Однако человек не всегда справлялся с этой ролью, поэтому для организации процесса проектирования начали создавать системы организации проектирования, системы управления разработками и т. п. Появились инструментальные средства для автоматизированного решения системных задач [33].

Актуальность проблемы. Конкурентоспособность вновь создаваемой техники в определяющей степени зависит от оперативности и качества ее разработки. Объективные трудности в использовании моделирования как основного инструментария для целенаправленного выборы и анализа проектных решений, оптимизации параметров проектируемых приводов и конструкций ЭО состоят в невозможности на сегодняшний день совместного математического моделирования физических процессов, протекающих в элементах ЭО, обусловленных как процессами функционирования ЭО и воздействием на них внешних факторов, так и процессами их износа и старения.

Отличные по своей природе физические процессы, протекающие в ЭО, описываются различными уравнениями математической физики, что осложняет проведение комплексных исследований физических процессов. Современные ЭО включают в себя большое количество комплектующих элементов, каждый из которых представляет сложный объект, характер протекания физических процессов в котором в значительной степени определяет функциональные и эксплуатационные свойства проектируемого образца ЭО.

Применяемые в настоящее время в процессе проектирования ЭО программные средства, такие как Autocad, Solid Works, Компас, Ansys, Nastran, Cosmos, MARS, ПРАНС и др., позволяют лишь в отдельных случаях частично учесть весь комплекс взаимосвязей, протекающих в ЭО электрических, тепловых, механических, гидравлических, деградационных и др. процессов. А именно они в значительной степени определяют показатели технического уровня (удельные массогабаритные характеристики, показатели надежности и энергоемкости и т. д.), влияющие на конкурентоспособность ЭО.

Фундаментальные вопросы применения информационных технологий и развития теории автоматизированного проектирования изложены в работах И.П. Норенкова, Н.Г. Малышева, В.П. Корячко, В.В. Павлова, O.JI. Смирнова,

A.И. Петренко, В.В. Чкалова и др. Проблемы моделирования и автоматизированного проектирования ЭО на основе исследования в них физических процессов рассматривались в работах В.И. Баловнева, Н.С. Галдина, Н.Г. Дом-бровского, A.M. Завьялова, А.Н. Зеленина, Ю.А. Ветрова, Д.П. Волкова, Е.Ю. Малиновского, Е.М. Кудрявцева, Э.Н. Кузина, Д.И. Федорова, JI.A. Хмары,

B.C. Щербакова и др. Указанными авторами внесен значительный вклад в теорию и практику физико-математического моделирования и автоматизированного проектирования ЭО. Однако при этом перечисленными авторами недостаточно внимания уделено проблеме системного проектирования ЭО на базе компьютерных технологий, моделирования разнородных физических процессов в приводах и конструкциях ЭО и учету их взаимовлияния.

Оптимизация технико-экономических параметров на ранних этапах разработки ЭО - самый эффективный инструмент обеспечения их конкурентоспособности. Для создания ЭО с высокими показателями технического уровня актуальной проблемой является разработка научных основ комплексного математического моделирования разнородных физических процессов, протекающих в приводах и конструкциях ЭО как в математическом, так и в методологическом планах, а также их интеграция с ИПИ-технологиями.

Существующие методологические подходы и программные средства проектирования ЭО дают лишь частичное решение проблемы целостности, не учитывают необходимость информационного обмена по этапам жизненного цикла машины, не обеспечивают процессов накопления информации, а деятельность разработчиков ЭО должна быть подкреплена значительными усилиями программистов.

Актуальность диссертационной работы состоит в научном обобщении и дальнейшем развитии методологии системного проектирования ЭО.

Научная проблема состоит в развитии методологии системного проектирования ЭО в компьютерной среде, обеспечивающей непрерывную информационную поддержку ЖЦ ЭО и объединяющей согласованные процедуры структурно-компоновочного проектирования машины, модели приводных систем и рабочих процессов.

Идея работы заключается в реализации подходов к проектированию приводов, конструкций и рабочих процессов ЭО на основе синтеза математических моделей физически неоднородных подсистем, структурно-компоновочных моделей машины и моделей эффективности в единой компьютерной среде.

Объект исследования - технология и модели проектирования рабочего оборудования одноковшовых экскаваторов как многоцелевых машин, взаимодействующих с рабочей средой.

Предмет исследования - структурно-компоновочные и конструкторские характеристики сменного рабочего оборудования ЭО и автоматизированные методы целенаправленного изменения указанных характеристик за счет технических решений, закладываемых в систему на начальных этапах ее проектирования.

Цель работы состоит в обобщении и развитии методологических и теоретических основ автоматизации проектирования сменного рабочего оборудования ЭО и создание на этой основе теоретического обеспечения, охватывающего все необходимые аспекты автоматизации и исследование принципов построения среды проектирования РО ЭО.

Задачи исследования:

1) разработать логическую модель процесса проектирования РО, ориентированную на автоматизацию основных проектных процедур в различной информационной обстановке и адекватной потребностям современного производства;

2) разработать математические модели поведения базовых элементов и агрегатов рабочего оборудования ЭО, удовлетворяющих требованиям процедур структурно-параметрического синтеза РО;

3) определить общую структуру и концепцию компьютерной среды проектирования РО, где выделены типы моделей на основе представлений о физически неоднородных системах и уровнях конструктивной иерархии ЭО, обоснована технология решения проектных задач с использованием баз данных и баз знаний;

4) разработать модели, оценки и алгоритмы расчета эффективности ЭО, включая разработку грунта поворотным движением ковша, с учетом взаимосвязей конструктивно-технологических и технико-эксплуатационных показателей ЭО и вероятностных факторов условий эксплуатации;

5) провести экспериментальную проверку методологии автоматизированного проектирования при анализе и параметрическом синтезе РО ЭО, оптимизации сменных рабочих органов и элементов привода серийно производимых промышленностью ЭО и введенных в эксплуатацию.

Методологической основой работы являются: системный подход; математическое моделирование; теория рабочих процессов землеройных машин; механика сплошной среды; методы принятия решений; теория графов; информационные технологии; теоретические положения систем автоматизированного проектирования.

Научная новизна диссертационной работы состоит в следующем:

1) Сформулированы принципы построения и разработана методология автоматизированного проектирования РО ЭО как объекта многоцелевого назначения, обеспечивающая воспроизведение на основе информационно-логической модели основных (релевантных) параметров ЭО при сочетании автоматизированных и неавтоматизированных процедур поискового проектирования.

2) Созданы математические модели и перестраиваемые алгоритмы расчета структурно-компоновочных решений и параметров эффективности ЭО, дающие возможность проводить исследования при высокой точности расчета характеристик ЭО с учетом взаимосвязи конструктивно-технологических характеристик РО и вероятностных условий эксплуатации машины, в отличие от существующих эвристических приближений.

3) Разработан метод и алгоритм генерации вариантов проектных решений при структурно-параметрическом синтезе РО ЭО с учетом требований, выраженных в критериальных функциях различного иерархического уровня; определен механизм генерации проектных альтернатив с использованием операторов селекции и мутации.

4) Созданы математические модели расчета характеристик рабочих процессов и параметров привода сменного РО ЭО, позволившие расширить класс исследуемых задач синтеза и анализа РО, на основе обобщенных подходов к базовым элементам физически неоднородных систем, многоаспектно-сти анализа и иерархичности используемых проектных процедур.

5) Разработаны математические модели и алгоритм расчета силовых и энергетических показателей процесса копания грунта по траектории большой кривизны, предусматривающие изменение кинематических параметров процесса и модификацию расчетной схемы взаимодействия рабочего органа с грунтом в зависимости от технологических характеристик процесса.

6) Обоснована концепция автоматизированной технологии и среды проектирования РО одноковшовых экскаваторов, включающей требования к комплексированию компонент, организационную структуру и методическое обеспечение и выполняющей полный цикл проектных исследований в соответствии с основными методологическими принципами ИПИ-технологии.

Автор защищает:

- методологические основы автоматизированного проектирования РО

ЭО;

- совокупность математических моделей, отражающих выявленные закономерности рабочих процессов сменного РО, связывающих целевые функции и основные факторы, определяющие эффективность ЭО и компьютерной среды проектирования РО ЭО;

- результаты теоретических и экспериментальных исследований конструкций и параметров рабочего оборудования ЭО.

Значение для теории имеют: численный метод расчета структурно-компоновочных характеристик ЭО, основанный на учете причинно-следственных связей и позволяющий получить на первых стадиях проектирования основные параметры машины; доказанная применимость информационно-логической модели проектирования ЭО на различных стадиях проектирования и уровнях конструктивной иерархии; метод комплексного моделирования характеристик ЭО в компьютерной среде; расчетная схема и методика расчета силовых и энергетических показателей процесса копания грунта по траектории большой кривизны, как основа формирования расчетных нагрузок главного вида рабочего оборудования - обратная лопата и технологических схем его применения.

Значение для практики состоит в том, что значительное ускорение процессов моделирования, расчета и всестороннего исследования ЭО, обеспечиваемое использованием разработанных и примененных методов и алгоритмов, автоматизированной технологией и компьютерной средой, позволяют существенно сократить сроки проведения проектно-конструкторских работ по созданию ЭО (и его конструктивных блоков), повысить качество выполнения и снизить трудоемкость проектных операций, получить более точные данные о развитии параметров и эффективности ЭО, изучать физически неоднородные подсистемы РО, исследование которых по традиционной технологии неэффективно или затруднительно. Разработанные эквивалентные схемы (схемы замещения) являются основой построения моделей и программ различной сложности. В моделях и программном обеспечении реализованы: наглядность представления объекта проектирования, изменение уровня детализации, иерархичность представления, гибкость модификации, соответствие действующим стандартам в области информационных технологий (СЛ/^-стандартам).

Личный вклад автора в решение проблемы заключается в создании: методологии проектирования РО, включающей в себя информационно-логическую модель процесса проектирования ЭО, методы комплексного исследования характеристик ЭО на базе электронного макета и экспертной системы с использованием базы знаний, концепцию автоматизированной технологии проектирования РО и компьютерную среду, функциональность которой согласована с ИПИ-технологией; расчетной схемы и методики определения силы и работы копания грунта поворотным движением ковша (по траектории большой кривизны), а также обоснования рациональных технологических схем разработки грунта оборудованием обратная лопата; алгоритмов, программного и методического обеспечения проектирования РО в компьютерной среде.

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается методологической базой исследования, основанной на фундаментальных теоретических положениях механики, с соблюдением основных принципов математического моделирования, проверкой адекватности построенных моделей, совпадением расчетных данных, полученных предложенными методами, с экспериментальными данными соискателя и других авторов, а также результатами практического использования предложенных в диссертации моделей, расчетных методов и алгоритмов, использованных в среде проектирования.

Реализация и внедрение результатов работы. Результаты исследований внедрены в: ООО ОМЗ - Горное оборудование и технологии (Группа «Уралмаш-Ижора»); ОАО «Тверской экскаватор»; ООО «ИЗ-КАРТЭКС»; ООО ПО «КрасТяжМаш», ООО «Сибироника» (г. Красноярск); учебном процессе ФГАОУ ВПО «Сибирский федеральный университет» при подготовке инженеров по специальностям «Подъёмно-транспортные, строительные, дорожные машины и оборудование», «Автомобиле- и тракторостроение», бакалавров и магистров по направлению «Наземные транспортные системы».

Апробация результатов работы. Основные результаты исследований, проведенных в рамках диссертационной работы, докладывались и обсуждались на: республ. НТК «Строительные и дорожные машины и их использование в современных условиях» (СПбГТУ, 1995 г.); МНТК «Высокие интеллектуальные технологии образования и науки» (СПбГТУ, 1996 г.); МНТК «Механизация и автоматизация строительства и открытых горных работ» (МГСУ, 1996 г.); всероссийской НТК «Компьютерные технологии в науке, проектировании и производстве: Экспертные системы и принятие решений» (г. Н. Новгород, НГТУ, 1999, 2000 гг.); МНТК «Проблемы адаптации техники к суровым условиям» (г. Тюмень, ТГНГУ, 1999 г.); VIII Всерос. семинаре «Моделирование неравновесных систем» (г. Красноярск, ИВМ СО РАН, 2005 г.); НТК «Современные технологии в машиностроении и автомобилестроении» (г. Ижевск, ИжГТУ, 2005 г.), международной НТК «ИНТЕРСТРОЙМЕХ» (г. Харьков, ХГАДТУ, 2000 г.; г. Воронеж, ВГАСУ, 2004 г.; г. Москва, МГСУ, 2006 г.; г. Самара, СГАСУ, 2007 г.; г. Владимир, ВГУ, 2008 г.; г. Бешкек, КГУАСТА, 2009 г.; г. Белгород, БГТУ, 2010 г.); научном семинаре кафедры «СиПТМ» МГСУ в 2008 г.; заседании кафедры «ДСМ» МАДИ(ГТУ) в 2008 г.; НТК ГОУ «СибАДИ» в 2010 г.; НТС МГТУ им. Н.Э.Баумана в 2011 г.

Заключение диссертации по теме «Системы автоматизации проектирования (по отраслям)», Павлов, Владимир Павлович

ВЫВОДЫ И ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ

В диссертационной работе теоретически обоснована и решена крупная научно-техническая проблема развития методологии и вошедших в нее моделей, методов, программных средств и методик для проектирования РО ЭО, базирующихся на основных принципах ИПИ-технологии и комплексном исследовании характеристик ЭО средствами математического моделирования. Основные научные и практические результаты, полученные в рамках указанной проблемы, состоят в следующем:

1. Рассмотрен и проанализирован системный подход к обоснованию требований к технологическим машинам многоцелевого назначения как объектам технического проектирования. Определены аспекты и этапы проектирования машины как сложной технической системы и требования к модели выбора наилучшей структуры и параметров. Показано, что структура и параметры машины определяются набором ее математических моделей.

2. Обоснована информационно-логическая модель проектирования одноковшового экскаватора как машины многоцелевого назначения, рассматривающая процесс проектирования как элемент жизненного цикла машины, ориентированная на деятельность разработчиков в интегрированной информационной среде и реализующая принципы работы с виртуальной моделью машины, поддерживающая коллективную разработку на основе сетевых технологий и действующих стандартов в области информационных технологий.

3. Композицией нелинейных алгебраических уравнений представлена модель структурно-компоновочного проектирования одноковшового экскаватора, как представителя класса технологических машин многоцелевого назначения. В качестве основных факторов модели выделены устойчивость машины, внешнее силовое воздействие, технологические параметры, мощность энергоустановки.

Разработанная модель позволяет: построить модульную структуру модели развесовки экскаватора; варьировать размерность задач на основе процедур агрегирования и разукрупнения; проводить согласование и взаимную интерпретацию результатов, полученных на различных моделях; осознанно находить компромиссные решения при распределении ресурсов, выделяемых на управление структурной динамикой машины; осуществлять одновременно синтез функциональной и конструктивной структуры экскаватора в рамках одного формального описания; обеспечить соответствие декларативной формы математической модели принципам представления знаний в системах проектирования.

Для сложившегося типоразмерного ряда отечественных экскаваторов ошибка определения массы машин 3-5 групп составляет до 3 % и для экскаватора 6-й размерной группы - 9 %.

4. На основе совокупности основополагающих принципов композиционного проектирования сложных технических систем разработан метод структурно-параметрического синтеза РО ЭО, определен механизм генерации проектных альтернатив с использованием операторов селекции и мутации.

5. Разработан и исследован набор математических (схемных) моделей приводных систем и конструкций сменного рабочего оборудования экскаваторов (обратная лопата, бурильное оборудование, гидропневматический молот), а также моделей рабочих сред, ориентированных на автоматизацию проектных процедур. Показана возможность использования моделей в составе задач оптимального проектирования. Модели обеспечивают: наглядность и иерархичность представления, изменение уровня детализации, гибкость модификации.

6. Разработаны расчетная схема и аналитическая модель для определения силы и энергоемкости процесса копания грунта по траектории большой кривизны (процесса, характерного для копания грунта поворотным движением ковша экскаватора). Расчетная схема специфична по следующим признакам: глубина и угол резания зависят от положения ковша; пространственность картины разрушения грунта изменяется в связи с изменением соотношения глубины и ширины резания; расчетная схема резания грунта трансформируется на этапе выглубления режущей кромки ковша. Математическая модель представлена в матричной форме, наиболее приспособленной для реализации вычислительных алгоритмов. Оценка ошибки составляет: 14 % - по силе резания для наибольшей глубины копания; 16 % - усредненная по всей траектории; 23 % -максимальная по всем участкам траектории.

7. Выявлены закономерности изменения силовых и энергетических показателей процесса копания грунта при различных траекторных перемещениях рабочего органа, соотношения нормальной и касательной к траектории сил копания, представленные соответствующими уравнениями регрессии, а также наиболее эффективная технологическая схема разработки грунта, обеспечивающая повышение производительности ЭО за счет уменьшения энергоемкости копания и улучшения наполнения ковша.

8. Разработан метод оценки эффективности ЭО с учетом вероятностных факторов эксплуатации (распределения объемов работ по глубине выемки и вероятности появления в условиях эксплуатации грунта с заданной трудностью разработки), включающий оценку реальной копающей способности экскаватора (силового потенциала). С учетом изменения энергозатрат по элементам цикла и взаимосвязи параметров РО для грунтового фона по данным Зеле-нина-Недорезова показаны варианты выбора рационального комплекта сменных ковшей.

9. Сформирована и решена задача поиска расчетных положений элементов рабочего оборудования экскаватора, включающая процедуры кинематического и силового анализа конструкции, в виде сочетания упрощенных методов расчета прочности и поверочного расчетов на основе использования виртуальных моделей и применения метода конечных элементов.

10. Предложена концепция среды проектирования РО ЭО, которая обеспечивает технологию проектирования ЭО путем решения частных задач проектирования различного иерархического уровня в зависимости от комплекса воздействий на ЭО, его типоразмера и уровня разукрупнения, изменяя количество подмоделей и/или связей между подмоделями и, таким образом, исследовать наиболее существенные эффекты, проявляющиеся при совместном протекании физических процессов в ЭО.

11. Обоснован состав компонентов, обеспечивающих формирование электронного макета ЭО для выполнения полного цикла проектных исследований на базе среды проектирования в соответствии с основными методологическими принципами ИПИ-идеологии.

12. Разработан метод математического моделирования физических процессов и технических решений РО ЭО, позволяющий на основе специальных схем синтеза и экспертной системы формировать модели или комплексы моделей сложно формализуемых конструкций ЭО для множества проектных задач, возникающих на различных стадиях разработки ЭО. Метод обеспечивает накопление, анализ и выбор проектных решений на основе согласованности математических, алгоритмических, методических и информационных обеспечений.

13. Разработанные математические модели, программное и методическое обеспечение использованы в практике проектирования ряда предприятий, а также внедрены в учебный процесс вузов. Использование разработанной методологии обеспечивает сокращение времени проектирования рабочего оборудования до 70 %, времени на разработку технологии до 40 %, стоимости проектирования на 50-70 %.

Список литературы диссертационного исследования доктор технических наук Павлов, Владимир Павлович, 2011 год

1. Алямовский, A. A. Solid Works: Компьютерное моделирование в инженерной практике / А. А. Алямовский и др. СПб.: БХВ, 2006. - 480 с.

2. Ананин, В. Г. Моделирование рабочего оборудования карьерного экскаватора с механическим приводом и анализ его напряжённого состояния в среде АРМ WinMachine // САПР и графика. № 4. - 2004. - С. 22-26.

3. Андрейчиков, А. В. Компьютерная поддержка изобретательства (методы, системы, примеры применения) / А. В. Андрейчиков, О. Н. Андрейчи-кова. М.: Машиностроение, 1986. - 256 с.

4. Гидропневматические системы исполнительных органов горных и строительно-дорожных машин / A.C. Сагинов и др. М.: Машиностроение, 1979.-200 с.

5. Баловнев, В. И. Моделирование процессов взаимодействия со средой рабочих органов дорожно-строительных машин: учеб. пособие / В. И. Баловнев. 2-е изд. М.: Машиностроение, 1994. - 432 с.

6. Баловнев, В. И. Интенсификация земляных работ в дорожном строительстве / В. И. Баловнев, Л. А. Хмара. -М.: Транспорт, 1983. 183 с.

7. Басов, К. А. ANS YS в примерах и задачах / Под общ. ред. Д. Г. Крас-ковского. КомпьютерПресс, 2002. - 224 с.

8. Баловнев, В. И. Многоцелевые дорожно-строительные и технологические машины / В. И. Баловнев. Омск - Москва: ОАО «Омский дом печати», 2006.-320 с.

9. Волобоев, В.Г. Математическое описание структуры взаимосвязей систем твердых тел на примере экскаватора /В.Г. Волобоев, П.В. Коротких // Машины и процессы в строительстве: Сб. научн. тр. Омск: Изд-во СибАДИ, 2000.-С. 75-81.

10. Волков, Д. П. Надежность строительных машин и оборудования / Д. П. Волков, С. Н. Николаев. М.: Высш. шк., 1979. - 400 с.

11. Ветров, Ю. А. Резание грунтов землеройными машинами / Ю. А. Ветров.-М.: Машиностроение, 1971.-357 с.

12. Вилкас, Э. И. Решение: теория, информация, моделирование / Э. И. Вилкас, Е. 3. Майминас. -М.: Радио и связь, 1981. 328 с.

13. Галдин, Н.С. Автоматизированный подход к проектированию рыхлителя активного действия / Галдин Н.С., И.А. Семенова // Вестник СибАДИ, вып. 4. Омск: КАН, 2006. - С. 61-65.

14. Волкова, В. Н. Основы теории систем и системного анализа / В. Н. Волкова, А. А. Денисов. СПб.: Изд-во СПбГТУ, 1999. - 512 с.

15. Гаскаров, Д. В. Интеллектуальные информационные системы/ Д.В. Гаскаров. -М.: Высш. шк., 2003. -431 с.

16. Грифф, М. И. Качество, эффективность и основы сертификации машин и услуг / М. И. Грифф. М.: Издательство АСВ, 2004. - 448 с.

17. Дворянкин, А. М. Методы синтеза технических решений / А. М. Дворянкин, А. И. Половинкин, А. Н. Соболев. М.: Наука, 1977. - 104 с.

18. Величенко, В.В. Матрично-геометрические методы в механике с приложением к задачам робототехники / В.В. Величенко. М.: Наука, 1988. -280 с.

19. Домбровский, Н.Г. Строительные машины / Н.Г. Домбровский, Ю.Л. Картвелишвили, М.И. Гальперин. Ч. I. М.: Машиностроение, 1976. - 391 с.

20. Донской, В. М. Механизация земляных работ малых объемов / В. М. Донской. Л.: Стройиздат, 1976. - 159 с.

21. Домбровский, Н.Г. Экскаваторы / Н.Г. Домбровский. М.: ОНТИ НКТП СССР, 1936.-342 с.

22. Долговечность и устойчивость сварных конструкций строительных и дорожных машин / В. А. Ряхин, Г. Н. Мошкарев. М.: Машиностроение, 1984. -232 с.

23. Заднепровский, Р. П. О природе и оценке адгезионного взаимодействия грунтов с рабочими поверхностями землеройных машин / Р. П. Заднепровский // Известия вузов. Строительство и архитектура. 1974. - № 11. - С. 152-157.

24. Завьялов, A.M. Основы теории взаимодействия рабочих органов дорожно-строительных машин с грунтом / А. М. Завьялов // Монография. Деп. В объединении МАШМИР 22.02.92, № 6 -сд92. 87 с.

25. Зеленин, А. Н. Исследование резания грунта ковшом обратной лопаты гидравлического экскаватора / А. Н. Зеленин и др. // Строительные и дорожные машины. 1973. - № 2. - С. 6-9.

26. Зеленин, А. Н. Основы разрушения грунтов механическими способами / А. Н. Зеленин. М.: Машиностроение, 1969. - 376 с.

27. Зеленин, А.Н. Исследование разработки грунта гидравлическими экскаваторами / А. Н. Зеленин, В. П. Павлов, М. Я. Агароник, А. В. Королев, А. С. Перлов // Строительные и дорожные машины. 1976. - № 10. - С. 9-11.

28. Зеленин, А. Н. Машины для земляных работ / А. Н. Зеленин, В. И. Баловнев, И. П. Керов. М.: Машиностроение, 1975. - 424 с.

29. Зорин, В. А. Надежность машин: Учебник для вузов / В. А. Зорин, В. С. Бочаров. Орел: ОрелГТУ, 2003. - 549 с.

30. Информационная поддержка жизненного цикла электронных средств / В. В. Гольдин, В.Г. Журавский, A.B. Сарафанов и др. М.: Радио и связь, 2002. - 379 с.

31. Клир, Дж. Системология. Автоматизация решения системных задач. Дж. Клир; пер. с англ. М.: Радио и связь. 1990. - 544 с.

32. Карасев, Г. Н. Критерии оптимизации параметров экскаватора / Г. Н. Карасев // Строительные и дорожные машины. 1992. - № 6. - С. 5-6.

33. Карасев, Г. Н. Математическая модель определения массы экскаватора с гидроприводом / Г. Н. Карасев, В. П. Павлов, А. Н. Абрамов. Дорожные машины, межвуз. сб. научных трудов. МАДИ. - 1977. Вып. 137. - С. 35-37.

34. Карасев, Г. Н. Определение массы экскаваторов по статистическим данным / Г. Н. Карасев // Строительные и дорожные машины. 2003. - № 2. -С. 34-35.

35. Карасев, Г. Н. Технико-экономические модели оптимизации параметров и оценки конкурентоспособности экскаваторов / Г. Н. Карасев, К. П. Мандровский // Строительные и дорожные машины. 2007. - № 7. - С. 16-18.

36. Ким Б.Г. К разработке системы прогнозируемого ремонтно-профилактического обслуживания строительных машин // Материалы между-нар. науч. тех. конф. ИНТЕРСТРОЙМЕХ-2008. Владимир: ВлГУ, 2008. -с. 343-349 с.

37. Кичигин, А. Ф. Режимы работы автоколебательных гидроударных устройств / А. Ф. Кичигин и др. // Вестник КПИ. Вып. 7. Сер. Горная электромеханика и автоматика. 1976. - С. 92-95.

38. Крикун, В.Я. Расчет основных параметров экскаваторов с рабочим оборудованием обратная лопата / В. Я. Крикун, В. Г. Манасян. М.: АСВ, 2001,- 104 с.

39. Кудрявцев, Е. М. CALS-технологии в исполнении компании АСКОН

40. Е. М. Кудрявцев // Механизация строительства. 2004. - № 2. - С. 2-5.

41. Кудрявцев, Е. М. Определение производительности одноковшового экскаватора с оборудованием обратная лопата / Е. М. Кудрявцев // Исследование строительных машин: сб. научн. тр. М.: МИСИ, 1993. - С. 29-36.

42. Кудрявцев, Е. М. Комплексная механизация строительства,- М.: Издательство Ассоциации строительных вузов, 2005. 424 с.

43. Ли К. Основы САПР (СAD/CАМ/САЕ).- СПб.: Питер, 2004. 560 с.

44. Митрев, Р.П. Компьютерный кинематический анализ шестизвенного механизма для привода рабочих органов строительных и дорожных машин / Р.П. Митрев // Теория машин и механизмов. 2008. № 1. Том 6. - С. 81-88.

45. Луцкий, С. Я. Корпоративное управление техническим перевооружением фирм / С. Я. Луцкий, А. Я. Ландсман. М.: Высш. шк., 2003. - 319 с.

46. Малиновский, Е. Ю. Расчет и проектирование строительных и дорожных машин на ЭВМ / Е. Ю. Малиновский и др. М.: Машиностроение, 1980. - 216 с.

47. Малышев, Н.Г. Нечеткие модели для экспертных систем в САПР / Н.Г. Малышев, Л.С. Берштейн, A.B. Боженюк. М.: Энергоатомиздат, 1991. -136 с.

48. Машины для земляных работ; под общей редакцией Ю. А. Ветрова. -Киев: Вища школа, 1976. 368 с.

49. Машины для земляных работ: учебник для вузов / Д. П. Волков и др. М.: Машиностроение, 1992. - 448 с.

50. Месарович, М. Теория иерархических многоуровневых систем / М. Месарович, Д. Мако, И. Такахара. М.: Мир, 1973. - 339 с.

51. Методические рекомендации по оценке эффективности инвестиционных проектов / В. В. Коссов, В. Н. Лившиц, А. Г. Шахназаров. М.: Экономика, 2000,-421 с.

52. Минин, В. В. Оптимизация параметров привода малогабаритных погрузчиков / В. В. Минин, Г. С. Мирзоян. Красноярск: Изд-во Краснояр. унта, 1987.- 160 с.

53. Моисеев, Н. И. Математические задачи системного анализа / Н. И. Моисеев.-М.: Наука, 1981.-488 с.

54. Недорезов, И.А. Прогнозирование трудности разработки грунтов землеройными машинами / И.А. Недорезов // Строительные и дорожные машины. 2008. № 4. С. 43-44.

55. Недорезов, И. А. Производственный потенциал землеройных машин и пути его повышения / И. А. Недорезов. Машины для земляных работ. Труды ЦНИИСа. Вып. 79. - М.: Транспорт, 1973. - С. 7-13.

56. Норенков, И. П. Основы автоматизированного проектирования: учеб. для вузов / И. П. Норенков. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э.Баумана, 2000. - 360 с.

57. Норенков, И. П. Информационная поддержка наукоемких изделий. САЬ8-технологии / И. П. Норенков, П. К. Кузьмин. М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2002. - 320 с.

58. Нейлор, К. Как построить свою экспертную систему. М.: Энерго-атомиздат, 1991. - 286 с.

59. Павлов, В. В. Структурное моделирование в С/И^-технологиях / В. В. Павлов; Ин-т конструкторско-технологической информатики РАН. М.: Наука, 2006. - 307 с.

60. Павлов, В. П. Основы системотехники многоцелевых землеройных машин: монография / В. П. Павлов. Новосибирск: Изд-во СО РАН; Красноярск: ИПЦ КГТУ, 2006.-332 с.

61. Павлов, В. П. Моделирование конструкций, приводов и рабочих процессов землеройных машин / В. П. Павлов. Красноярск: ИПЦ КГТУ, 2006. -212 с.

62. Павлов, В.П. Алгоритм расчета силы и энергоемкости резания грунта по траектории большой кривизны / В.П.Павлов. Вестник ВГТУ. -Воронеж: ВГТУ. № 1, 2011. С. 71-76.

63. Живейнов, Н. Н. Определение расчетных положений рабочего оборудования экскаваторов с гидравлическим приводом / Н. Н. Живейнов, Г. Н. Карасев, В. П. Павлов // Строительные машины: межвуз. сб. научных трудов. Вып. 2. Красноярск, КрПИ, 1975. - С. 106-111.

64. Павлов, В.П. Согласование структуры многоцелевых землеройных машин в интегрированной информационной среде / В.П.Павлов. Вестник БГТУ им. Шухова. Белгород: БГТУ. № 4, 2010. - С. 22-24.

65. Павлов, В. П. Технологическая схема проектирования экскаваторов в САПР / В. П. Павлов // Интерстроймех-2008: материалы МНТК. Владимир: В л ГУ. 2008. С. 184-188.

66. Исследование режимов работы гидропривода экскаватора ЭО-3322Б с гидромолотом. Отчет о НИР. № госрегистрации 8006992. Рук. С. В. Кавер-зин. Отв. исп. В. П. Павлов. КрПИ, Красноярск, 1981.- 163 с.

67. Исследование и совершенствование параметров одноковшовых экскаваторов в условиях Сибири. Отчет о НИР. № госрегистрации 8006992. Рук. В. П. Павлов. КрПИ, Красноярск. 1984. 130 с.

68. Павлов, В.П. Автоматизация моделирования приводов и рабочих процессов машин для земляных работ / В.П.Павлов. Вестник БГТУ им. Шухова. Белгород: БГТУ. № 4, 2010. - С. 22-24.

69. Павлов, В. П. Рекомендации по выбору параметров экскаваторных ковшей / В. П. Павлов, А. Н. Абрамов // Транспортное строительство, 1984, № 7, С. 35-36.

70. Павлов, В. П. Автоматизированное проектирование. Создание трехмерных моделей металлоконструкций строительных и дорожных машин / В.П. Павлов, A.B. Кукарцев // Методические указания. Красноярск: КГТУ. 2003. - 20 с.

71. Павлов, В. П. Проектирование одноковшовых экскаваторов с применением ЭВМ и САПР / В. П. Павлов, Н. Н. Живейнов, Г. Н. Карасев // под ред. В. П. Павлова. Красноярск, КГУ, 1988. - 184 с.

72. Минин, В.В. Оптимизация параметров гидропривода малогабаритных погрузчиков / В.В. Минин, В.П. Павлов / В.П.Павлов. Строительные и дорожные машины, 2010, № 7. С. 22-24.

73. Павлов, В.П. Информационные технологии как инструмент взаимодействия разработчиков и потребителей техники / В.П.Павлов. Вестник ВГТУ. Воронеж: ВГТУ. № 1, 2011. - С. 71-76.

74. Повышение технического уровня строительных машин. Отчет о НИР. № госрегистрации 01860013217. Рук. В. П. Павлов. КрПИ, Красноярск, 1989.

75. Разработка методики автоматизированного проектирования строительных и дорожных машин. Отчет о НИР. № госрегистрации 01860013217. Рук. В. П. Павлов. КрПИ, Красноярск, 1991. 65 с.

76. Павлов, В. П. Автоматизированное проектирование. Создание расчетной конечно-элементной модели металлоконструкции строительных и дорожных машин / В.П. Павлов, A.B. Кукарцев // Методические указания. -Красноярск: КГТУ. 2003. 15 с.

77. Павлов, В. П. Автоматизированное проектирование. Схемотехнический анализ приводов и конструкций строительных и дорожных машин./ В. П. Павлов. Красноярск: КГТУ. 1993. - 66 с.

78. Павлов, В. П. Программа анализа экспертных оценок при многокритермальном выборе технических решений Текст. -8с./ Объединенный фонд электронных ресурсов «Наука и образование» // Свидетельство о регистрации № 14199 от 02.11.2009 г.

79. Павлов, В. П. Программа расчета динамических режимов рабочего оборудования экскаватора Текст. -7с./ Объединенный фонд электронных ресурсов «Наука и образование» // Свидетельство о регистрации № 14198 от 02.11.2009 г.

80. Павлов, В. П. Системотехнические аспекты развития и макромоделирование многоцелевых землеройных машин / В. П. Павлов // Вестник КГТУ, вып. 1.-Красноярск: 1996. С. 115-121.

81. Павлов, В. П. Информационно-логическая модель проектирования одноковшового экскаватора / Политранспортные системы: материалы V Всерос. науч.-техн. конф., Красноярск: Сиб. федер. ун-т; Политехи, ин-т, 2007, с. 236-243.

82. Павлов, В. П. Моделирование параметров и режимов работы привода буровой машины / В. П. Павлов, И. В, Миронова, В. Ф. Черныш // Совершенствование строительных и горных машин для Севера: межвузовский сб. -Красноярск: КрПИ. 1996. С. 96-101.

83. Павлов, В. П. Методология формирования адаптируемой землеройной машины в системном проектировании / В. П. Павлов // Проблемы адаптации техники к суровым условиям: труды международной, научно-практ. конф. -Тюмень: ТГНГУ, 1999. С. 174-178.

84. Павлов, В. П. Автоматизация проектирования стрелоподъемного гидромеханизма / В. П. Павлов // Подъемно-транспортное дело. 2008. № 3. С. 2-4.

85. Павлов, В. П. Определение параметров и режимов работы гидромолотов в задачах автоматизированного проектирования / В. П. Павлов // Транспортные средства Сибири: сб. научн. Трудов. Красноярск: КГТУ, 2001. С. 426-434.

86. Павлов, В. П. Агрегатно-модульная тактика построения сложных моделей в задачах автоматизированного проектирования / В. П. Павлов // Вестник КГТУ. Вып. 30. Транспорт. Красноярск, 2002. С. 44-49.

87. Павлов, В. П. Силовой потенциал гидравлического экскаватора и оценка возможностей его реализации / В. П. Павлов // Вестник КГТУ. Транспорт. Красноярск: 2002. С. 49-54.

88. Павлов, В. П. Расчет производительности одноковшового экскаватора с учетом энергоемкости цикловых операций Текст. -5с./ Роспатент // Свидетельство о регистрации программы для ЭВМ № 2009616037 от 30.10.2009 г.

89. Павлов, В. П. Исследование динамики привода бурильной машины в САПР / В. П. Павлов // Транспортные системы Сибири: материалы Всероссийской науч. техн. конф. с международным участием. Красноярск: ИПЦ КГТУ, 2003, С. 108-109.

90. Павлов, В. П. Электронный макет землеройной машины / В. П. Павлов // Интерстроймех-2004: материалы МНТК. Воронеж: ВГАСУ. 2004.

91. Павлов, В. П. Многоцелевые землеройные машины как предмет системотехники / В. П. Павлов // Вестник КГТУ. Транспорт. Красноярск: ИПЦ КГТУ 2005.

92. Павлов, В. П. Землеройные машины как предмет системотехники / В. П. Павлов // Интерстроймех-2006: материалы МНТК. М.: МГСУ. 2006.

93. Павлов, В. П. Анализ расчетных положений рабочего оборудования экскаватора в среде SOLID WORKS-visualNASTRAN / В. П. Павлов // САПР и графика. 2007, № 2, С. 38-41.

94. Павлов, В.П. Оценка поведения фирм на примере производства земляных работ / В. П. Павлов // Механизация строительства. 2007. № 6. С. 2-5.

95. Павлов, В. П. Информационные технологии в определении массы одноковшовых экскаваторов / В. П. Павлов // Строительные и дорожные машины. 2007. №7. С. 21-24.

96. Павлов, В. П. Проблемы формализации процедур системного проектирования экскаваторов / В. П. Павлов // Строительные и дорожные машины. 2008. № 4. С. 45-48.

97. Павлов, В. П. Об управлении структурой многоцелевых землеройных машин в интегрированной информационной среде / В. П. Павлов // Известия ВУЗов. Машиностроение. 2007. № 9. С. 11-14.

98. Павлов, В. П. Взаимодействие разработчиков и потребителей строительных машин в интересах повышения их конкурентоспособности / В. П. Павлов // Транспортное строительство. 2007. № 9. С. 14-16.

99. Павлов, В. П. Определение производительности одноковшовых экскаваторов с учетом вероятностных факторов эксплуатации / В. П. Павлов // Строительные и дорожные машины. 2007. № 9. С. 11-13.

100. Павлов, В. П. Автоматизация моделирования приводов и рабочих процессов машин для земляных работ / В. П. Павлов // Интерстроймех-2007: материалы МНТК. Самара: СГАСУ. 2007. С. 56-58.

101. Павлов, В. П. Задачи комплексного исследования характеристик и проектирование машин на базе С415-технологии / В. П. Павлов // Интерстроймех-2007: материалы МНТК. Самара: СГАСУ. 2007. С. 26-28.

102. Павлов, В. П. Программа расчета нагрузок в гидромеханизмах произвольной структуры / Свидетельство о регистрации ГОСФАП. 2007. 37 с.

103. Павлов, В. П. Определение массы одноковшового экскаватора / Отраслевой фонд алгоритмов и программ / Свидетельство о регистрации разработки № 8931 от 20.08.2007 г.

104. Петере, Е.Р. Основы теории одноковшовых экскаваторов. М.: Машгиз, 1956.-258 с.

105. Петренко, А. И. Автоматизация схемотехнического проектирования в машиностроении: учеб. пособие / А. И. Петренко, В. В. Ладогубец, В. В. Чкалов. Киев: УМК ВО, 1988. - 180 с.

106. Перельмутер, А. В. Расчетные модели сооружений и возможности их анализа / А. В. Перельмутер, В. И. Сливкер. М.: ДМК Пресс, 2007. -600 с.

107. Раннев, А. В. Международные стандарты для одноковшовых экскаваторов / А. В. Раннев // Строительные и дорожные машины. 1996. - № 12.

108. Раннев, А. В. Особенности конструкции универсальных одноковшовых экскаваторов средней мощности / А. В. Раннев // Строительные и дорожные машины. 1996. - № 1.

109. Раннев, А. В. Тенденции развития конструкции гидравлических экскаваторов малой мощности / А. В. Раннев // Строительные и дорожные машины. -1997,- №4.

110. Растегаев, И. К. Разработка мерзлых грунтов в северном строительстве / И. К. Растегаев. Новосибирск: Наука, 1992. - 351 с.

111. Рейш, А. К. Повышение производительности одноковшовых экскаваторов / А. К. Рейш. М.: Стройиздат, 1983. - 167 с.

112. Разработка САПР. В 10 кн. Кн. 2. Системотехнические задачи создания САПР. Практ. пособие. Под ред. А. В. Петрова. М.: Высш. шк., 1990. -144 с.

113. Рутковский, В. О. Динамика развития прикладных протоколов стандарта ISO 10303 STEP / В. О. Рутковский, А. В. Сарафанов, Е. Г. Махова // Бюллетень CAD/CAM/CAE/CALS. Красноярск, КГТУ. 2004. - № 1.

114. Саати,Т. Аналитическое планирование. Организация систем: Пер. с англ. М.: Радио и связь. 1991. - 224 с.

115. Самойлович, В. Г. Экономическая оценка вариантов технических решений/В. Г. Самойлович. -М.: МАДИ(ТУ), 1993. 155 с.

116. Сарафанов, А. В. Организация виртуального предприятия на базе структурных подразделений технического вуза / А. В. Сарафанов, В.О. Рутковский // Информационные технологии. 2004. № 5. С. 2-6.

117. Самарский, А. А. Математическое моделирование: Идеи. Методы. Примеры / А. А. Самарский и др. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2002. - 320 с.

118. Ситников, Ю. Н. Исследование процесса частоударного разрушения мерзлого грунта / Ю. Н. Ситников и др. // Совершенствование строительных игорных машин для Севера: межвузовский сб.; отв. ред. В. П. Павлов; КрПИ. -Красноярск, 1992. С. 112-118.

119. Ситников, Ю. Н. Типоразмерный ряд навесных гидромолотов / Ю. Н. Ситников и др. // Строительные и дорожные машины. 1990. - № 8.

120. Сио, К. К. Управленческая экономика / К. К. Сио; пер. с англ. М.: ИНФРА-М. 2000.-671 с.

121. Смирнов, О. Л. САПР: формирование и функционирование проектных модулей / О. Л. Смирнов, С. Н. Падалко С. А. Пиявский. М.: Машиностроение, 1987. - 272 с.

122. Смоляницкий, Э. А. Гидравлические экскаваторы. Определение параметров / Э. А. Смоляницкий, Н. В. Мокин. Новосибирск: НИИЖТ, 1976. -80 с.

123. Смоляницкий, Э. А. Гидравлические экскаваторы. Расчет и конструирование механизмов / Э. А. Смоляницкий, Н. В. Мокин. Новосибирск: НИИЖТ, 1977.-70 с.

124. Ситуационное управление: теория и практика / Д. А. Поспелов. -М.: Наука, 1986.-288 с.

125. Системы автоматизированного проектирования: математические модели технических объектов в 9-ти кн. Кн. 4. / под ред. И. П. Норенкова. -М.: Высш. шк, 1986.- 160 с.

126. Судов, Е. В. Интегрированная информационная поддержка жизненного цикла машиностроительной продукции. Принципы. Технологии. Методы. Модели / Е. В. Судов. М.: ООО Издательский дом «МВМ», 2003. - 264 с.

127. Соболь, И.М. Выбор оптимальных параметров в задачах со многими критериями / И.М. Соболь, Р.Б. Статников. М.: Наука. 1981. - 110 с.

128. Каверзин, С. В. Обеспечение работоспособности гидравлического привода при низких температурах / С. В. Каверзин, В. П. Лебедев, Е. А. Сорокин. Красноярск: 1998. - 240 с.

129. Федоров, Д. И. Рабочие органы землеройных машин / Д. И. Федоров. М.: Машиностроение, 1977. - 288 с.

130. Щербаков, B.C. Снижение динамических воздействий на одноковшовый экскаватор: монография / B.C. Щербаков, П.А. Корчагин. Омск: Изд-во СибАДИ, 2000.-147 с.

131. Формирование технических объектов на основе системного анализа / В. Е. Руднев, В. В. Володин, К. М. Лучанский и др. М.: Машиностроение, 1991.-320 с.

132. Хазов, Б. Ф. Справочник по расчету надежности машин на стадии проектирования / Б. Ф. Хазов, Б. А. Дидусев. М.: Машиностроение. 1986. -224 с.

133. Хилл, П. Наука и искусство проектирования / П. Хилл. М.: Мир, 1973.-263 с.

134. Хмара, Л. А. К вопросу повышения эффективности гидравлических экскаваторов с оборудованием обратная лопата / Л. А. Хмара, В. П. Павлов // Деп. в ЦНИИТЭстроймаш. Реф. опубл. в указателе ВИНИТИ Деп. рукописи, 1980, №5, С. 66.

135. Хмара, Л. А. Модернизация и повышение производительности строительных машин / Л. А. Хмара, Н. П. Колесник, В. П. Станевский. Киев: Будивельник, 1992. - 152 с.

136. Хог, Э. Прикладное оптимальное проектирование: механические системы и конструкции: пер. с англ. М.: Мир, 1983. - 478 с.

137. Христов, Д. Д. Возможности улучшения силового потенциала универсальных одноковшовых экскаваторов / Д. Д. Христов // Сб. научн. тр. ин-та проектирования и эксплуатации машин. София, 1979. - № 39. - С. 159-164.

138. Христов, Д. Д. Критерий за оценка режищата способност на багери-те / Д. Д. Христов // Известия на ВМЕИ «Ленин». Т. ХХХ1У. Кн. 5. 1975. - С. 11-116.

139. Комиссаров, А.П. Особенности анализа и синтеза механизма рабочего оборудования гидравлических экскаваторов // Изв. ВУЗов. Горный журнал. -1989. № 3. С. 86-90.

140. Шимкович, Д. Г. Расчет конструкций в MSC/NASTRAN for Windows. M.: ДМК Пресс, 2003. - 448 с.

141. Шелофаст В. В. Основы проектирования машин. -М.: Изд-во АПМ, 2005.-472 с.

142. Штейнметцир, Р. Оценка эффективности многоцелевой машины по обобщенному показателю технической эффективности / Р. Штейнметцир // Исследование дорожно-строительных машин. М.: МАДИ, 1980. - С. 9-11.

143. Энкарначчо, Ж. Автоматизированное проектирование: основные понятия и архитектура систем / Ж. Энкарначчо, Э. Шлехтендаль. М.: Радио и связь, 1986.-221 с.

144. CALS. Поддержка жизненного цикла продукции: Руководство по применению / А. Н. Давыдов и др. М.: ГУП ВИМИ. 1999. - 44 с.

145. Использование проблем Штейнера и её обобщений для постановки и решения некоторых задач пространственной экономики. М.: ЦЭМИ, 1968.

146. Исследование операций. Модели и применения. Том 2. / Под ред. Дж. Моудера и С. Элмаграби. М.: Мир. 1981. - 677 с.

147. Бахтин, А.Е. Дискретные задачи производственно-транспортного типа. / А.Е. Бахтин, A.A. Колоколов, З.В. Коробкова. Новосибирск: Наука. 1978.- 167 с.

148. Колоколов, A.A. Алгоритмы и композиции перебора L-классов для решения некоторых задач размещения / A.A. Колоколов, Т.В. Леванова // Вестник ОмГУ. Омск: 1996. С.21-23.

149. Р50.1.031-2001. Информационные технологии поддержки жизненного цикла продукции. Методология функционального моделирования. Госстандарт РФ. 2001.

150. Р50.1.028-2001. Информационные технологии поддержки жизненного цикла продукции. Терминологический словарь. Часть 1. Стадии жизненного цикла продукции. Госстандарт РФ. 2001.

151. Р 50-601-35-1993. Проектирование и разработка продукции с учетом требований стандартов ИСО серии 9000. Рекомендации. М.: ВНИИС, 1995.

152. ГОСТ Р ИСО 10303-1-1999. Системы автоматизации производства и их интеграция. Представление данных об изделии и обмен этими данными. Ч. 1. Общие представления и основополагающие принципы.

153. А. с. № 949091 РФ. Гидравлический привод рабочего оборудования одноковшового экскаватора / В. П. Павлов, С. В. Каверзин, В. В. Минин, С. В. Васильев. БИ. - 1982. - № 29.

154. А. с. № 941477 РФ. Рабочее оборудование одноковшового экскаватора / В. П. Павлов, А. Н. Абрамов, А. М. Завьялов, В. Г. Попов. БИ. - 1982. -№25.

155. А. с. № 1105561 РФ. Ковш экскаватора / В. П. Павлов, А. Н. Абрамов, В. В. Минин. БИ. - 1984. - № 28.

156. А. с. № 1021722 РФ. Устройство для крепления съемного ковша гидравлического экскаватора / В. П. Павлов, А. Н. Абрамов, В. В. Минин. -БИ, 1983.-№21.

157. А. с № 825781 РФ. Рабочее оборудование экскаватора / А. Н. Абрамов, В. П. Павлов.-БИ, 1981.-№ 16. (А. с № 825781 РФ. Рабочее оборудование экскаватора / А. Н. Абрамов, А.Б. Ермилов, А.Н. Абрамов, В. П. Павлов. -БИ, 1981.-№ 16.)

158. А. с. № 751912 РФ. Рабочее оборудование экскаватора обратная лопата / Л. А. Хмара, В. П. Павлов. БИ. - 1980. - № 28.

159. A.c. № 909373 РФ. Система регулирования температуры рабочейжидкости гидропривода / В. В Минин, С.В. Каверзин, В. П. Павлов, В. А. Мальцев. БИ, 1983, - № 8.

160. А.с. № 1146484 РФ. Гидравлический компенсатор / А. Н. Абрамов, В. П. Павлов, В. В.Минин. БИ, 1985. -№ 11.

161. А.с. № 1313957 РФ. Рабочее оборудование одноковшового экскаватора / В. П. Павлов, Г.Г. Назаров, В. В. Минин. БИ, 1987. - № 20.

162. А.с. № 1313959 РФ. Узел очистки ковша экскаватора. В. П. Павлов, В. В. Минин, Г. Г. Назаров. БИ, 1987. - № 20.

163. А.с. № 1313979 РФ. Гидравлический привод рабочего оборудования одноковшового экскаватора / В. П. Павлов, В. В. Минин, С. П. Ереско, Г. Г. Назаров. БИ, 1987. - № 20.

164. А.с. № 1413303 РФ. Гидробак / В. В. Минин, В. П. Павлов, Г. Г. Назаров, В. А. Байкалов. БИ, 1988. - № 28.

165. А.с. № 1472587 РФ. Рабочее оборудование экскаватора / В. В. Минин, В. П. Павлов, Г. Г. Назаров, В. А. Байкалов. БИ, 1989. - № 14.

166. А.с. № 1488395 РФ. Рабочее оборудование фронтального погрузчика / В. В. Минин, В. П. Павлов, В. А. Байкалов, Г. Г. Назаров. БИ, 1989. - № 14.

167. А.с. № 1530829 РФ. Гидросистема / В. В. Минин, В. П. Павлов, Г. Г. Назаров, И. В. Минина. БИ, 1989. - № 17.

168. А.с. № 1671788 РФ. Землеройная машина с короткобазовым шасси / В. В. Минин, Г. С. Мирзоян, В. П. Павлов, В. А. Байкалов. БИ, 1991. — № 31.182. http://allted.kpi.ua/macromodellingt.php183. www.nocikt.krgtu.ru

169. Geu Flores, F. Workspace Analysis and Maximal Force Calculation of a Face-Shovel Excavator using Kinematical Transformers. 12th IFToMM World Congress, Besancon, June 18-21, 2007. 6 p.

170. Frimpong, S. Dynamic Modeling of Hydraulic Shovel Excavators for Geomaterials. Int. journal of geomechanics © asce / january/february 2008. pp. 20-29.

171. Qing-hua, H. Modeling and parameter estimation for hydraulic system of excavator's arm. J. Cent. South Univ. Technol. (2008) 15. pp. 382-386.

172. JANOSEVIC, D. Synthesis of slewing platforms drives of hydraulic excavators. Machine design. May 18th, 2008,48th Anniversary of the faculty. Pp. 173-176.

173. Singh, S., Cannon, H. Modeling and Identification of Soil-tool Interaction in Automated Excavation. In Proceedings. IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robotic Systems, October 13-17, 1998. Victoria, B.C., Canada. 7 p.

174. Krishna, M. Hydraulic System Modeling through Memory-based Learning. IEEE Intelligent Robot Systems Conference (IROS), Victoria, B.C., Canada, October 1998. 6 p.

175. Araya, H. Semi-automatic control system for hydraulic shovel. Automation in Construction 10, 2001. pp. 477-486.

176. Can, C. Shape optimization of an excavator boom by using genetic algorithm. Middle east technical university, the degree of master of science in mechanical engineering. June 2008. 109 p.

177. Zweiri, Y. Identification Schemes for Unmanned Excavator Arm Parameters. Int. Journal of Automation and Computing. 05(2), April 2008, p. 185-192.

178. Lim, T. Development of simulator for hydraulic excavator. Proceedings of the JFPS International Symposium on Fluid Power, TSUKUBA 2005, Nov. 7-10, 2005. pp.110-114.

179. Muramoto, H. Compliance Analysis of Construction Machinery Front by Direct Stiffness Method. Journal of Robotics and Mechatronics. Vol.20. No.3, 2008. pp. 481^89.

180. Zhu, J. Reducing-resistance mechanism of vibratory excavation of hydraulic excavator. J. Cent. South Univ. Technol. (2008) 15: pp. 535-539.

181. Towarek, Z. Dynamics of a single-bucket excavator on a deformable soil foundation during the digging of ground. International Journal of Mechanical Sciences 45 (2003). Pp. 1053-1076.

182. Koivo, A. Modeling and Control of Excavator Dynamics during Digging

183. Operation. Journal of Aerospace Engineering. January. 1996. pp. 10-18.

184. Frimpong, S. Performance Simulation of Shovel Excavators for Earthmov-ing Operations. Summer Comp. Simulation Conf. (SCSC-03), 2003. CA. pp. 133-138.

185. Leea, H. A study of the design, manufacture and remote control of a pneumatic excavator. Int. Journal of Mechanical Engineering Education 32/4. pp. 345-361.

186. Malaguti, F. Force sensor by driving hydraulic cylinders: identification of inertial parameters and tests. Proceedings of 17th ISARC, Taipei, Taiwan, 18-20. September, 2000. 6 p.

187. Michalewicz, Z. Genetic algorithms + data structures = evolution programs. AI Series. Springer, New York, 1994. 240 p.

188. Klein, A. Hydraulikkreislauf, Elektromagnet und 3D-Mechanik in einem Modell. Olhydraulik und Pneumatik. 47. 2003. 3. pp. 148-152.

189. Getto, J. Controller for Excavator During Digging Operation. Int. Conf. in Robotics and Manufacturing. Cancun, Mexico, June 1995. 4 p.

190. Panov, V., Mitrev, R. Theoretic-experimental approach to computation of digging force. RECENT, Vol. 9, nr. 2(23), Julie, 2008. pp. 59-66.

191. Kwon, S. A hydraulic simulator for an excavator. Proceedings of the 7th JFPS. Int. Symp. on Fluid Power, TOYAMA. 2008. Sept.15-18, 2008. p. 611- 616.

192. Kowaguchi, N. Study on Active Vibration Control of Arm for Consruction Machinery. The Japan Sosiety of Mech. Eng. Ser. C, Vol. 37, 4, 1994. pp. 678-684.

193. Park, J. Matching of Flexible Multibody Dynamic Simulation and Experiment of a Hydraulic Excavator. Proceedings of ACMD. 2004. pp. 459-463.

194. Chang, P. A straight-line motion tracking control of hydraulic excavator system. Mechatronics. 12-2002. pp. 119-138.

195. Lee, S. Control of a heavy-duty robotic excavator using time delay control with integral sliding surface. Control Engineering Practice 10 (2002). Pp. 697-711.

196. Vahed, S. Soil Estimation Based on Dissipation Energy during Autonomous Excavation. Proceedings of the 17th World Congress The Int. Federation of Automatic Control Seoul, Korea, July 6-11, 2008. pp. 821-826.