Концепция оптимальной калибровки сортопрокатных валков. Сообщение 4. Оптимизация схемы калибровки

В рамках разрабатываемой на кафедре обработки металлов давлением Уральского федерального университета (УрФУ) «Концепции оптимальной калибровки УрФУ», калибровка сортопрокатных валков рассматривается с позиций системного анализа. Калибровка, как технологическая система, может быть изменена двумя путями: изменяя структуру системы, что соответствует изменению формы калибров, и изменяя управление системой, что соответствует изменению обжатий по проходам в одних и тех же калибрах, т. е. изменяя режим обжатий. Оптимальной можно признать калибровку, содержащую такие калибры и реализующую такой режим обжатий, которые обеспечивали бы экстремальные свойства у заданных целевых функций, зависящих от указанных параметров. В предыдущих сообщениях этой серии рассмотрена общая концепция двухэтапной оптимизации калибровки, предусматривающая последовательное проведение оптимизации схемы калибровки (первый этап оптимизации) и применяемого режима обжатий (второй этап). Также рассмотрены процедуры построения оптимизационного пространства для первого этапа – пространства виртуальных схем калибровок, формируемого при помощи специального генератора таких схем и перечня всех видов и типов калибров, возможных для использования на данной конкретной стадии прокатки – пространства калибров. Для расчета целевой функции критерия оптимальности схемы калибровки вводится понятие «пространство эффективности калибров». Формирование этого пространства производится с использованием формализованной процедуры экспертного оценивания степени влияния различных допустимых форм калибров, применяемых в калибровке на разноплановые технологические, экономические и других характеристики конкретного сортопрокатного стана. Целевая функция рассчитывается как дисперсия интегральных показателей эффективности калибров, входящих в калибровку относительно гипотетического «идеального» калибра, обладающего наилучшими значениями выбранных показателей эффективности. Оптимальной признается схема калибровки, соответствующая минимальному значению целевой функции.

1. Михайленко А.М., Шварц Д.Л. Концепция оптимальной калиб­ровки сортопрокатных валков. Сообщение 1. Общие положения // Известия вузов. Черная металлургия, 2018. Т. 61. № 1. С. 21–27. https://doi.org/10.17073/0368-0797-2018-1-21-27

2. Месарович М., Такахара Я. Общая теория систем: математи­ческие основы / Под ред. В. С. Емельянова; пер. с англ. Москва: Мир, 1978. 311 с.

3. Мороз А.И. Курс теории систем: Учебное пособие для вузов. Москва: Высшая школа, 1987. 304 с.

4. Skyttner L. General Systems Theory: An Introduction. Macmillan Press, 1996. 290 p.

5. Hester P.T., Adams K. MacG. Systemic Decision Making: Fundamentals for Addressing Problems and Messes. Springer, 2017. 414 p.

6. Huang B., Xing K., Spuzic S., Abhary K. Development of parame­terized roll pass design based on a hybrid model // ICMET 2010 – Int. Conf. on Mechanical and Electrical Technology, Proceedings. 2010. P. 91–93. https://doi.org/10.1109/ICMET.2010.5598326

7. Lambiase F., Langella A. Automated procedure for roll pass design // Journal of Materials Engineering and Performance. 2009. No. 18. P. 263–272. https://doi.org/10.1007/s11665-008-9289-2

8. Abhary K. Kovacic Z., Lundberg S.-E., Narayanan R., Spuzic S. The application of a hybrid algorithm to roll pass design // International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2015. Vol. 79. No. 5–6. P. 1063–1070. https://doi.org/10.1007/s00170-015-6865-0

9. Wang Q., Huang P., Yin Y. Design and optimization of rolling mills pass based on parameterization and orthogonal test // The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2021. Vol. 112. No. 3–4. P. 803–818. https://doi.org/10.1007/s00170-020-06353-z

10. Lapovok R.Ye., Thomson P.F. The mathematical basis of optimal roll pass design // V-st Biennial Engineering Mathematics Conf. Melbourne, 1994. P. 1–9.

11. Михайленко А.М., Шварц Д.Л. Концепция оптимальной калиб­ровки сортопрокатных валков. Сообщение 2. Пространство калибров. // Известия вузов. Черная металлургия, 2018. Т. 61. № 5. С. 364–371. https://doi.org/10.17073/0368-0797-2018-5-364-371

12. Прокатка и калибровка. Т. V, VI / Б.М. Илюкович, Н.Е. Нехаев, С.Е. Меркурьев и др. Днепропетровск: Днепро-Вал, 2004.

13. Смирнов В.К., Шилов В.А., Инатович Ю.В. Калибровка прокатных валков: Учебное пособие для вузов. Издание 2-е, переработанное и дополненное. Москва: Теплотехника, 2010. 490 с.

14. Gupta N.K. Steel Rolling. Principle, Process & Application. London, 2021. 526 р.

15. Михайленко А.М., Шварц Д.Л. Концепция оптимальной калиб­ровки сортопрокатных валков. Сообщение 3. Пространство схем калибровок // Известия вузов. Черная металлургия, 2019. Т. 62. № 1. С. 15–24. https://doi.org/10.17073/0368-0797-2019-1-15-24

16. Schwartz D.L., Mikhailenko A.M., Ustinova E.I. Method of optimization of roll calibration for channels. Groove space // Journal of Chemical Technology and Metallurgy. 2020. Vol. 55. No. 3. P. 657–665.

17. Kirk D.E. Optimal Control Theory: An Introduction (Dover Books on Electrical Engineering). Dover Publications, 2004. 480 p.

18. Ackoff R.L., Sasieni M.W. Fundamentals of Operations Research. N.Y.: Wiley, 1968. 455 р.

19. ISO 3534-1:2006. Statistics – Vocabulary and symbols – Part 1: General statistical terms and terms used in probability.

20. Vasant P., Weber G.-W., Dieu V.N. Handbook of Research on Mo­dern Optimization Algorithms and Applications in Engineering and Economics. IGI Global, 2016. 960 p.

21. Лотов А.В., Поспелова И.И. Многокритериальные задачи принятия решений: Учебное пособие. Москва: МАКС Пресс, 2008. 197 с.

22. Munier A., Hontoria E., Jimenez-Saez F. Strategic Approach in Multi-Criteria Decision Making: A Practical Guide for Complex Scenarios. Springer, 2019. 288 p.

23. Triantaphyllou E. Multi-Criteria Decision Making Methods: A Comparative Study. Springer, 2000. 320 p.

24. Тулупов С.А. Матричный способ представления процесса формоизменения при прокатке в калибрах простой формы. Сообщение 1 // Известия вузов. Черная металлургия. 1989. T. 32. № 12. С. 63–65

25. Тулупов С.А. Матричный способ представления процесса формоизменения при прокатке в калибрах простой формы. Сообщение 2 // Известия вузов. Черная металлургия. 1990. T. 33. № 2. С. 48–50.

26. Медведев В.С., Шлимовичус В.Я., Любимый К.В. Аналитичес­кое описание контуров калибров произвольной формы // Совершенствование технологии производства сортового проката и гнутых профилей. Харьков, 1989. С. 13–18.

27. Михайленко А.М., Смирнов В.К., Устинова Е.И. Обобщенная модель сортовой двухвалковой прокатки. Аналитическое описание калибра и заготовки // Труды XI Конгресса прокатчиков. Т. I. 2017. С. 313–322.

28. Левандовский С.А., Синицкий О.В., Ручинская Н.А. Опыт оптимизации формы калибров по критерию неравномерности деформации // Калибровочное бюро: Электронный научный журнал. 2014. Вып. 3. C. 52–80.

29. Ayyub B.M. Elicitation of Expert Opinions for Uncertainty and Risks. CRC Press, 2001. 328 p.

30. Орлов А.И. Теория принятия решений: Учебное пособие. Моск­ва: Издательство «Март», 2004. 656 с.