Моделирование и оптимизация материалов и технологических процессов в полиграфии (330,00 руб.)

Стр.1

Стр.2

Стр.3

Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Московский государственный университет печати имени Ивана Федорова Ï.Ô. Поташников, Â.È. Èñêàëèí, À.Ô. Бенда МОДЕЛИРОВАНИЕ И ОПТИМИЗАЦИЯ МАТЕРИАЛОВ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ В ПОЛИГРАФИИ Учебное пособие Допущено УМО по образованию в области полиграфии и книжного дела для студентов вузов, обучающихся по специальности 150601.65 — Материаловедение и технология новых ìàтåðèàëîâ; и направлению 150100 — Материаловедение и технология материалов Москва 2012

Стр.1

Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. УДК 001.891.57:519.863:655-03 ББК 30.3 П 64 Ре ц е н з е н тû: Å.Á. Áàáëþê, ä.т.í., с.í.с., заведующий кафедрой Инновационных технологий и управления МГУП имени Ивана Федорова; Â.ß. Îíоéêо, ä.т.í., с.í.с., äèðåêтîð научно-внедренческого öåíтðà ООО «Эпицентр-маркет» Поташников Ï.Ô., Искалин Â.È., Бенда À.Ô. П 64 Моделирование и оптимизация материалов и технологических ïðîöåссîâ в полиграфии : ó÷åá. ïîсîáèå / Ï.Ô. Ïîтàøíèêîâ, Â.È. Èсêàëèí, À.Ô. Áåíäà; Ìîсê. ãîс. óí-т ïå÷àтè имени Ивана Ôåäîðîâà. — Ì. : МГУП имени Ивана Ôåäîðîâà, 2012. — 162 с. ISBN 978-5-8122-1184-4 В учебном пособии изложены основные теоретические подходы моделирования материалов и технологических процессов в полиграфии. Выделены основные этапы получения и обработки экспериментальных данных для формализации математического описания свойств материалов и технологических процессов. Описаны основные методы обработки многомерных массивов информации. Рассмотрены основные приемы оптимизации режимов функционирования технологических процессов и методы прогнозирования ôèçèêî-õèìè÷åсêèõ сâîéстâ ÷èстûõ âåùåстâ и их сìåсåé. В учебном пособии приведены также описания лабораторных работ, позволяющие студентам на практике освоить теоретическую часть курса. Учебное пособие предназначено для обучения студентов по специальности 150601.65 — «Ìàтåðèàëîâåäåíèå и технология новых ìàтåðèàëîâ» и специализации «Полиграфические материалы», а также по направлению 150100 — «Материаловедение и технология материалов» подготовки бакалавров и ìàãèстðîâ. Печатается в авторской редакции. УДК 001.891.57:519.863:655-03 ББК 30.3 ISBN 978-5-8122-1184-4 © Поташников Ï.Ô., Èсêàëèí Â.È., Бенда À.Ô., 2012 © Московский государственный университет печати имени Ивана Ôåäîðîâà, 2012 Содержание Введение ...........................................................................................................5 ×àстü 1 1. Основы моделирования материалов и технологических ïðîöåссîâ в полиграфии .............................................................................7 1.1. Ìåтîäû ïîстðîåíèÿ эмпирических стàтèстè÷åсêèõ моделей и оценки их êà÷åстâà..............................................................9 1.2. Ìåтîäû планирования àêтèâíûõ ýêсïåðèìåíтîâ.................11 1.2.1. Îсíîâíûå ïîíÿтèÿ и îïðåäåëåíèÿ.....................................11 1.2.2. Ортогональное планирование ýêсïåðèìåíтà ...............13 1.2.3. Планы полного факторного ýêсïåðèìåíтà (ÏÔÝ) и их сокращенные âàðèàíтû — дробные реплики (ÄÔÝ) ...15 1.2.4. Композиционные планы âтîðîãî порядка ......................18 1.3. Постановка задач оптимизации и поиск оптимальных решений ......................................................................................................20 1.3.1. Êëàссè÷åсêèå ìåтîäû оптимизации ..................................20 1.3.2. Ìåтîäû ìàтåìàтè÷åсêîãî программирования ..............23 1.4. Ìåтîäû многомерной êëàссèôèêàöèè и тàêсîíîìèè ..........39 1.4.1. Методы дискриминации и преобразования признакового ïðîстðàíстâà...........................................................41 1.4.2. Задачи êëàстåðíîãî анализа или тàêсîíîìèè ..............46 1.4.3. Ìåтîäû многомерной êëàссèôèêàöèè.............................49 1.5. Основные подходы к моделированию сложных õèìèêî-тåõíîëîãè÷åсêèõ сèстåì ........................................................53 1.5.1. Êëàссèôèêàöèÿ ХТС по стðóêтóðå [7, 12] ......................54 1.5.2. Ïðåäстàâëåíèå стðóêтóðû ХТС в виде графа [12] .......56 1.5.3. Структурный анализ разомкнутой химикотехнологической сèстåìû ...............................................................58 1.5.4. Определение последовательности решения сèстåìû уравнений ìàтåìàтè÷åсêîãî îïèсàíèÿ РХТС ........61 1.5.5. Ñтðóêтóðíûé анализ çàìêíóтîé ХТС (ÇÕÒÑ) [12] ...63 3

Стр.2

Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. ×àстü 2 2. Îïèсàíèÿ лабораторных ðàáîт ...........................................................74 Лабораторная ðàáîтà ¹ 1 Линейная алгебра и ðåãðåссèîííûé анализ ..................................74 Лабораторная ðàáîтà ¹ 2 Ïîстðîåíèå и анализ ПФЭ 2n ............................................................78 Лабораторная ðàáîтà ¹ 3 Ïîстðîåíèå и анализ планов âтîðîãî порядка ..............................82 Лабораторная ðàáîтà ¹ 4 Методы линейного программирования. Òðàíсïîðтíàÿ задача .............................................................................86 Лабораторная ðàáîтà ¹ 5 Методы прямой оптимизации: метод Ãàóссà-Çàéäåëÿ, сèìïëåêс-ìåтîä и ìåтîä Áîêсà-Óèëсîíà .........90 Лабораторная ðàáîтà ¹ 6 Классификация объектов в многомерном признаковом пространстве с использованием линейного решающего правила ...............................................................................96 Лабораторная ðàáîтà ¹ 7 Структурный анализ разомкнутых химико-технологических сèстåì (ÐÕÒÑ) ....................................................................................... 100 Лабораторная ðàáîтà ¹ 8 Структурный анализ замкнутых химико-технологических сèстåì (ÇÕÒÑ) ....................................................................................... 103 Лабораторная ðàáîтà ¹ 9 Ðàс÷åт ôèçèêî-õèìè÷åсêèõ сâîéстâ æèäêîстåé и газов ............ 106 Библиографический сïèсîê............................................................... 117 Приложения ............................................................................................ 119 Приложение А ........................................................................................ 119 Приложение В ........................................................................................ 152 Приложение С ........................................................................................ 159 4 Введение Современный уровень развития промышленного производства, в том числе разнообразных полиграфических производств основан на самых современных достижениях науки. Для них характерны невероятная сëîæíîстü сèстåì и тåõíîëîãè÷åсêèõ ïðîöåссîâ, íàïðèìåð, таких как нанотехнологии, многомерность в описании природы явлений и процессов, сложность используемого математического аппарата. В этой связи чрезвычайно актуальным становится приобретение студентами знаний по современным методам обработки многомерной информации о веществах, технологических процессах, умение получать и использовать эту информацию. Управление сложными технологическими процессами, в том числе на полиграфических производствах, в современных условиях немыслимы без умения строить сложные математические модели процессов и реализовывать их на производстве, находить оптимальные условия их функционирования. Настоящее учебное пособие направлено на формирование у студентов прочных представлений о современных методах математического моделирования, получения и обработки информации, нахождения оптимальных условий функционирования математических моделей сложных технологических процессов, методах организации научных исследований, методах планирования активных экспериментов. Большое внимание уделяется разнообразным приемам нахождения оптимальных режимов функционирования технологических процессов. Рассмотрены наиболее часто используемые методы нахождения экстремума сëîæíûõ ìàтåìàтè÷åсêèõ çàâèсèìîстåé, используемых в êà÷åстâå стàтèстè÷åсêèõ и детерминистических моделей процессов и явлений. Существенное внимание уделено современным подходам и методам априорного расчета основных физико-химических параметров индивидуальных химических соединений и их смесей. Учебное пособие содержит две части. Первая из них посвящена изучению основных теоретических подходов математического моде5

Стр.3