Оптимизация - это процедура достижения максимальных или минимальных значений определенных параметров, которые в наибольшей степени удовлетворяют запросы заинтересованных лиц.
Теория оптимизации производства высококачественной продукции
В основе всей производственной деятельности предприятий, выпускающих продукцию, лежит процесс оптимизации. Она представляет собой процесс нахождения и идентификации наилучших вариантов из множества альтернатив. В отношении промышленных предприятий оптимизация заключается, прежде всего, в достижении продукции, которую они выпускают, наивысшего качества.
Рациональная оптимизация проводится на теоретической основе, которая состоит из совокупности фундаментальных математических результатов и численных методов. Теория оптимизации позволяет предприятиям избежать полного перебора и оценивания возможных вариантов итоговой конфигурации продукции.
Статья: Применение методов математического моделирования и оптимизации для производства продукции высокого качества
Теория оптимизации предоставляет методы и инструменты для решения задач во многих сферах - в исследовании операций, в автоматике, в математической экономике, в численном анализе, в теплофизических исследованиях и др. Что касается управления качеством, то теория оптимизации позволяет предприятиям определить оптимальные режимные и конструкционные параметры технологических процессов и аппаратов с целью производства продукции наилучшего качества.
Задачами оптимизационного характера, которые возникают в производственной деятельности предприятий, считаются:
- задачи определения наиболее эффективного режима работы различных технических систем;
- задачи организации производства, которое максимизирует прибыль предприятия при заданных ограниченных ресурсах;
- транспортные задачи;
- задачи повышения качества процессов производства и их результатов (т. е. продукции) и др.
Постановка каждой задачи оптимизации состоит из двух объектов. Речь идет про множество допустимых решений и целевую функцию (функционал), которую следует минимизировать или максимизировать на указанном множестве.
Практика оптимизации производства высококачественной продукции
Применение математических результатов и численных методов теории оптимизации для решения конкретных задач производства требует последовательного выполнения следующих действий:
- Установление границ производственной (технологической, инженерной, организационной) системы или объекта, которая должна быть оптимизирована.
- Построение математической модели оптимизируемой системы, которая, как правило, представляет собой ограничения, наложенные на управление системой.
- Составление целевой функции.
- Определение критерия оптимальности, который зачастую предстает в виде требования экстремума целевой функции по управляющим воздействиям при наличии ограничений.
- Выбор или построение оптимизационного алгоритма и решение экстремальной (оптимизационной) задачи.
Оптимизационное исследование будет успешным только в случае корректной постановки задачи. Основанием для нее является четкое представление преимуществ, недостатков и специфических особенностей различных методов оптимизации, которое можно получить после изучения примеров алгоритмов, успешно реализованных в практической деятельности.
В роли целевой функции могут выступать себестоимость продукции, время производства продукции, трудозатраты на производство продукции и т.д. Однако зачастую менеджеры предприятий стремятся найти экстремум некоторого обобщенного показателя (например, эффективности или результативности производства продукции), который бы учитывал все выше перечисленные параметры.
Математическое моделирование производства высококачественной продукции
Чаще всего суть процесса оптимизации сводится к математическому моделированию. Данный вид деятельности начинается с формализации изучаемого процесса (в нашем случае - производственного процесса). Для этого составляют математическое описание процесса, т.е. выстраивают математическую модель, что требует не только знания математики, но и глубокого понимания сущности описываемых явлений.
Нужно иметь в виду, что математической моделью называют совокупность математических уравнений, которые отражают зависимость выходных величин от входных, дополненную ограничениями, накладываемыми на эти величины:
- условиями физической осуществимости;
- требованиями безопасности функционирования;
- уравнениями связи с другими объектами.
Структуру модели составляет математическое описание, которое представляет в виде системы алгебраических и дифференциальных уравнений, отражающих взаимное влияние различных параметров.
На следующей стадии занимаются алгоритмизацией, т.е. для нахождения численных значений определяемых параметров программируют решение задачи. Далее устанавливают соответствие построенной математической модели изучаемому процессу, т.е. проверяют ее адекватность.
Математическое моделирование должно приводить к объективному предсказанию (получению достоверного прогноза) результатов осуществления производственного процесса. На этой основе впоследствии необходимо разработать рекомендации по возможному оказанию различных управляющих воздействиям на его ход, которые в конечном итоге должны привести к повышению изначального уровня качества.
Таким образом, для того чтобы организовать производства продукции более высокого качества, чем происходит на данный момент, руководители производственных предприятий принимают решение об использовании методов математического моделирования и оптимизации. Они в численной форме дают представление об идеальных пропорциях и параметрах производства, которые затем воспроизводят в реальных условиях.
