Оптимизации необходимо

Нормативный подход к обеспечению надежности исключает произвольные решения из практики проектирования и эксплуатации ЭЭС и дает возможность расчленять задачу оптимизации надежности на отдельные функциональные уровни.

В разд. 5 рассматриваются различные модели, предназначенные для оптимизации надежности СЭ за счет использования путей и средств, описанных в третьем разделе. Здесь приводятся модели, обеспечивающие возможность оптимального использования основного средства повышения надежности СЭ - резервирования: структурного и временного резервирования и оптимизации запасных элементов в простых и сложных системах (§ 5.2-5.4). Кроме того, рассматриваются некоторые типовые модели, используемые при оптимизации технического обслуживания и ремонтов оборудования в СЭ (§ 5.5, 5.6).

Модели, описываемые в четвертом и. пятом разделах, названы "типовыми", поскольку многие из них принципиально применимы для исследования и оптимизации надежности различных СЭ. Для решения конкретных задач применительно к конкретным системам эти модели, как правило, должны быть доопределены и дополнены элементами, отражающими специфические особенности развития и функционирования рассматриваемых систем. Возможности использования предлагаемых моделей для исследования и обеспечения надежности различных СЭ рассматриваются в т. 2- 4.

Выбор показателей надежности (разд. 2), разработка и использование моделей для их расчета (разд. 4) и для оптимизации надежности (разд. 5) облегчаются при разделении рассматриваемых объектов энергетики на простые и сложные, невосстанавливаемые и восстанавливаемые, кратковременного и длительного действия. Иногда выделяются также объекты дискретного и непрерывного действия. К объектам дискретного действия относятся объекты релейного типа - с двумя режимами работы: "включен", "отключен" (например, включатели, устройства релейной защиты и автоматики). Объекты дискретного действия могут являться объектами и кратковременного, и длительного действия в зависимости от продолжительности включенного режима работы. Объекты непрерывного действия предназначены для непрерывной работы.

При оценке и оптимизации надежности таких систем также весьма продуктивно может быть использовано понятие оперативной эффективности. Следует лишь более четко определить для различных частичных отказов значение выходного эффекта системы. Подобный подход позволяет оценивать степень соответствия создаваемых или уже функционирующих систем общим требованиям по качеству функционирования, а также сравнивать между собой варианты реализации технических систем, для которых показатели безотказности, например, не удается сформулировать из-за отсутствия строго определенного критерия отказа.

РАЗДЕЛ ПЯТЫЙ ТИПОВЫЕ МОДЕЛИ ОПТИМИЗАЦИИ НАДЕЖНОСТИ

Для решения задач первых двух групп могут использоваться некоторые типовые модели оптимизации надежности, рассматриваемые в настоящей главе. Решение задач третьей группы обычно опирается на многократное использование процедуры анализа надежности путем сопоставления полученных значений показателей (выбираемых в качестве критериев надежности) с требуемыми и воздействия на основании эвристических соображений на те или иные пути и средства изменения надежности с целью выбора оптимальных (в задан-

Типовые модели оптимизации надежности, которые могут быть использованы для решения задач первой группы, рассматриваются в§ 5.2-5.4. Здесь представлены модели решения задач оптимального структурного и временного резервирования, а также оптимизации состава запасных элементов. Появление этих задач обусловливается тем, что не смотря на предпринимаемые меры по повышению надежности отдельных элементов систем (подсистем, составных частей, оборудования и т.п.) остается необходимость повышать надежность систем структурными методами. Для решения этих задач используется, как правило, аппарат математического программирования.

Типовые модели оптимизации надежности, которые могут быть использованы для решения задач второй группы, рассматриваются в § 5.5 и 5.6. Здесь представлены модели решения задач технической диагностики и задач оптимальных периодических проверок и технических замен.

В общем случае приходится на основе моделей оценки и оптимизации ПН энергоснабжения потребителей и модели оптимизации надежности [оптимального резервирования, технического обслуживания и ремонтов и др. (см., в частности, разд. 5)] выполнять экспериментальные исследовательские расчеты для различных (предполагаемых) типичных условий работы системы и на этой основе вырабатывать соответствующие нормативы. В ряде случаев при этом осуществляется корректировка моделей с учетом их целевой ориентации - использования для формирования нормативов надежности [62, 63,121].

8.4.2. Модель оптимизации надежности системы топливоснабжения. На 8.4 приведена структура матрицы ограничений модели, разработанной в СЭИ СО РАН для оптимизации надежности топливоснабжения. Математически ограничения модели можно описать укрупненно в виде системы линейных уравнений и неравенств

изойти. На каждом шаге оптимизации необходимо сохранять ин-

В связи с этим при технологической оптимизации необходимо 'Определение начального математического ожидания, дисперсии показателя качества и периодичности промежуточных корректировок ТП (параметров кривой распределения показателя качества) по критерию минимальной технологической себестоимости годного изделия.

Для решения конкретных проектных задач с использованием теории оптимизации необходимо установить границы подлежащей оптимизации проектной системы, выявить критерии или несколько критериев оптимальности, на основе которых производится сравнение вариантов, выбрать внутренние переменные параметры, построить математическую модель, отражающую связь между переменными параметрами, выбрать метод оптимизации и решить поставленную задачу.

Важно отметить, что при выбранных параметрах оптимизации необходимо корректно определить константы, при которых осуществляется непосредственный поиск оптимального вари-

Важнейшим звеном в общем процессе проектирования полупроводниковой ИМС на биполярных транзисторах является разработка ее топологии (топологического чертежа), т. е. картины размещения и формы элементов и соединений. При разработке топологической модели и ее оптимизации необходимо учитывать следующие основные факторы:

Анализ показывает, что изменения некоторых параметров теплообменных аппаратов влияют также и на характеристики другого оборудования, а также на эксплуатационные показатели АЭС. Так, например, изменение минимального температурного напора в регенераторе при одной и той же тепловой мощности реактора приводит к изменению электрической мощности станции. Такой параметр, как кратность охлаждения в конденсаторе, сильно влияет на стоимость системы водоснабжения АЭС и т. д. Следовательно, если технико-экономической оптимизации подвергаются параметры теплообменных аппаратов, влияющие на характеристики другого оборудования АЭС, то в качестве критериев оптимизации необходимо выбирать комплексные критерии качества. Особенно это относится к конденсатору, на охлаждение которого требуется свыше 90% всего расхода охлаждающей воды в системе водоснабжения АЭС [5.3].

Прежде чем приступить к дальнейшей оптимизации, необходимо вновь привести систему ограничивающих уравнений и целевой функции к каноническому виду. Для этого следует исключить новую базисную переменную xs из всех уравнений (2-4), кроме уравнения строчки г. В последнем уравнении коэффициент при xs должен быть равен единице. Это преобразование выполняется так:

Для решения сформулированных задач оптимизации необходимо иметь математические модели дробильных агрегатов, отражающие физические и энергетические составляющие процесса дробления вещества.

Для решения конкретных задач с использованием теории оптимизации необходимо установить границы подлежащей оптимизации системы, выбрать критерии (или несколько критериев) оптимальности, установить управляемые параметры и допустимые границы их существования, построить математическую модель, отражающую связи между параметрами, выбрать метод оптимизации, подобрать или создать необходимые программные средства и решить поставленную задачу.

Анализ разработанных моделей показывает, что многие входящие в них зависимости являются нелинейными, а следовательно, при оптимизации необходимо использовать метод нелинейного программирования. В данном случае для поиска экстремума целевой функции выбран широко используемый метод деформированного многогранника (метод Нелдера и Мида) [57]. Учет ограничений по параметрам Р(/ЭУ ^>^ЭУ). Jх-, Jy осуществляется на основе метода штрафных функций.