Множество Y по существу определяет параметрическую модель продукции, отражающую условия ее физической реализуемости.

В связи с динамическим характером обращения продукции на рынке, моделирование операции решения поставленной задачи удовлетворения рыночного спроса отражает условия проверки требований ТЗ в различных внешних (рыночных) ситуациях, конкретизирующих целевое назначение продукции.

Непустые множества U(y, t) и Yv(y) для каждой конкретной модели продукции y Є Y в пространстве параметров заданий выделяют допустимую область их изменения. Она по сути отражает многообразие возможностей целевого применения продукции. Эта область, называемая областью достижимых заданий d(y), описывается в пространстве параметров заданий границей Г(d(у)).

Рис. 11.13. Структура фуллеренов:

a) C60 б) С70

На практике точно определить границу Г(d(y)) достаточно сложно. Поэтому на практике, при формировании ТЗ на разработку, возможности продукции в пространстве параметров представляются по результатам расчетов в виде сочетания нескольких предельных характеристик.

На основе введенного понятия области d(y), требование выполнения задания v продукцией, соответствующей требованиям ТЗ (у Є Y), будем интерпретировать условием:

v Є d (y). (1.3)

Условие (1.3) позволяет выделить на множестве Y для каждого фиксированного задания v искомое допустимое множество параметров d(y), включающее лишь реализуемые варианты продукции, способные выполнить задание v.

Сформулируем задачу создания оптимального (рационального) варианта продукции, предназначенной для выполнения одного задания. В этой задаче, согласно (1), требуется найти вариант продукции y, реализующий задание v наилучшим образом с точки зрения критерия (1.2).

Эффективность выполнения единичного задания v охарактеризуем функционалом от векторов управления u(t), параметров настройки yv, а также параметров задания v и продукции у:

f(v, y, yv, u(t)). (1.4)

Тогда задача создания оптимального (рационального) варианта продукции формулируется следующим образом:

f*(v, y, yv, u(t)) = extr f(v, y, yv, u(t)). (1.5)

y Є Y

yv Є Yv(y)

u (t) Є U(y, t)

Задача (1.5) соответствует подходу к созданию продукции, при котором ТЗ на ее разработку содержит требования лишь к одному заданию v и является задачей одноцелевой оптимизации.

В реальной же ситуации условия решения задачи меняются в очень широких пределах. Это приводит к неоптимальности решения задачи (1.5) применительно ко всей области пространства параметров заданий продукции У. Причем это пространство представляет собой не только совокупность характеристик ТЗ, но и всю область реальных значений многомерного пространства параметров, описывающих решаемые задачи по обслуживанию требований рынка.

Даже несмотря на указанные выше ограничения, практическое решение одноцелевой задачи (1.5) имеет существенные сложности.

Они заключаются в том, что для определения оптимальных параметров продукции у Є Y необходимо определить рациональные способы решения задачи {yv, u(t)} из допустимых множеств Yv (y) и U(y, t), зависящих от параметров у. Поэтому на практике исходную задачу (1.5) при создании продукции упрощают, выделяя параметрическую и динамическую составляющие.

В параметрической задаче для фиксированного задания v и известных параметров настройки и управления {yv, u (t)} определяются оптимальные параметры продукции у:

f*(v, y, yv, u(t)) = extr f(v, y, yv, u(t)). (1.6)

y Є Y

yv = сonst u (t) = fix

В этой задаче функционал в силу условий уv = const и u(t) = fix представляет собой функцию многих переменных, а исходная задача (1.5) трансформируется в задачу нелинейного программирования.

В динамической задаче для задания v и известного параметрического решения y Є Y (известной конструкции продукции) выбирается оптимальный способ (алгоритм) выполнения задания по удовлетворению рыночного спроса:

f*(v, y, yv, u(t)) = extr f(v, y, yv, u(t)). (1.7)

y = сonst

yv Є Yv(y)

u (t) Є U(y, t)

В существующей практике создания продукции задачи (1.6) и (1.7) в большинстве случаев решаются раздельно. В общем же случае при создании рационального варианта продукции задачи (1.6) и (1.7) должны решаться совместно, чтобы найти разумный компромисс по критерию «эффективность-стоимость», совмещая возможности производителей и желания (запросы) потребителей. При этом необходимо произвести многократное совместное решение задач (1.6) и (1.7) в рамках итерационных процедур. В условиях ограничения минимальных размеров элементов создаваемой продукции как системы и комбинаторного характера решения задач, процессы производства, очевидно в перспективе, будут все больше приближаться к уровню квантового копирования элементов системы и последующего конструирования самих систем (продукции) на комбинаторных принципах. В качестве примера можно привести структуры фуллеренов С60 и С70, характеризующиеся высокой симметрией и, как следствие, высокой стабильностью свойств.

Так, например, в молекуле фуллерена С60, напоминающей покрышку футбольного мяча и имеющей структуру правильного усеченного икосаэдра, атомы углерода располагаются на сферической поверхности в вершинах 20 правильных шестиугольников и 12 правильных пятиугольников, так что каждый шестиугольник граничит с тремя шестиугольниками и тремя пятиугольниками, а каждый пятиугольник граничит только с шестиугольниками. Таким образом, каждый атом углерода в молекуле С60 находится в вершинах двух шестиугольников и одного пятиугольника, т. е. принципиально не отличим от других атомов углерода.

Исследования технических характеристик фуллереносодержащих материалов показали их очень высокие показатели среди традиционных свойств материалов и создаваемых на их основе изделий:

• механическая прочность к однократным и многократным ударам, линейным ускорениям, синусоидальным и широкополосным случайным вибрациям;

• стойкость к климатическим воздействиям (повышенные и пониженные влажность, давление, температура, баро- и термоудары);

• электрофизические;

• кристаллографические;

• геометрические (качество обработки поверхности);

• термостабильность;

• надежность (включая безотказность, долговечность, ремонто-пригодность, восстанавливаемость и сохраняемость).

Рис. 11.14. Структура фуллеренов:

а) С60; 6) С70

Фактически приведенный пример это прообраз производственной технологии будущего – технологии квантового копирования.

11.5.2. Пути совершенствования модели создания конечной продукции

Модель создания оптимальной конечной продукции в одноцелевой постановке, рассмотренная выше, является важным этапом развития теории создания продукции. На основе такой модели было решено множество задач создания конечной продукции различных типов и классов. Эта модель предопределила схему взаимодействия заказчика и разработчика продукции, структуру информации технического задания (ТЗ) на новую продукцию и способы оценки ее эффективности. Однако существующие модели продукции, рассматриваемой в качестве системы, адекватно описывают эти системы лишь для условий выполнения одного расчетного задания, характеризующего конкретное состояние условий применения. Следовательно, они моделируют системы, оптимальные лишь в узком диапазоне возможных условий (состояний среды применения и вариантов тактических задач). Использование таких моделей при создании продукции и, в особенности, при использовании автоматизированных систем проектирования способствует специализации продукции и напротив не снимает всех проблем унификации продукции, поскольку эти модели связаны с формализацией заданий на создание продукции и определяют исполнение этих заданий