10.14489/vkit.2023.12.рр.019-028

DOI: 10.14489/vkit.2023.12.рр.019-028

Зуга И. М., Хомченко В. Г.
МЕТОДОЛОГИЯ УЧЕТА ЗАПРЕЩЕННЫХ ПОЛИГОНОВ КАК ДОПОЛНИТЕЛЬНЫХ УСЛОВИЙ ОПТИМИЗАЦИОННОГО СИНТЕЗА СХЕМ ГЕНЕРАЛЬНЫХ ПЛАНОВ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ
(с. 19-28)

Аннотация. Предложена методология учета запрещенных полигонов в процессе автоматизированного проектирования оптимальных схем расположения производственных и других объектов на отведенной для промышленного предприятия территории. Применена линейная кусочно-непрерывная аппроксимация произвольного контура запрещенных полигонов. С использованием математического аппарата R-функций выявлено 16 типовых взаимных расположений контуров оснований объектов и аппроксимирующих контуры полигонов отрезков при нахождении объектов как внутри замкнутого полигона, так и вне его. Получены логические функции для идентификации установленных типовых взаимных расположений объектов и запрещенных полигонов, а также аналитические выражения для расчета парциальных и результирующей функций штрафа, отражающих степень нарушения объектами границ запрещенных полигонов. Выполненный с использованием градиентного алгоритма численный эксперимент показал адекватность предложенного подхода и устойчивое возвращение объектов в допустимую область, что подтвердило возможность применения разработанной методологии в системе автоматизированного проектирования.

Ключевые слова: схемы генеральных планов предприятий; оптимизационное проектирование; запрещенные полигоны; R-функции; функции штрафа.

Zuga I. M., Khomchenko V. G.
METHODOLOGY OF ACCOUNTING FOR ILLEGAL POLYGONS AS ADDITIONAL CONDITIONS FOR OPTIMIZATION SYNTHESIS OF SCHEMES OF INDUSTRIAL ENTERPRISES’ MASTER PLOT PLANS
(рр. 19-28)

Abstract. The paper proposes a methodology of accounting for illegal polygons in the process of computer-aided design of optimal layouts of production and other facilities on the territory designated for an industrial enterprise. A linear piecewise continuous approximation of an arbitrary contour of illegal polygons is used. The location of the contour of the base of objects in an illegal polygon is established based on the analysis of predicates of four types, three of which demonstrate the location of the vertices of objects relative to straight lines containing approximating segments, and one – the location of the object relative to the unacceptable area of the illegal polygon. The last of the mentioned predicates is implemented by the "ray" method. Using the mathematical apparatus of R-functions, 16 typical mutual positions of the contours of facilities foundations and approximating segments of polygons were discovered including facilities both inside and outside the closed polygon. Logical functions to identify the established typical mutual positions of facilities and illegal polygons are obtained, as well as analytical expressions for calculating partial and resultant penalty functions reflecting the degree of violation by facilities of the boundaries of illegal polygons. To correctly select the analytical expression of the penalty function from the proposed set, parameters are introduced that characterize the location of the approximating segments relative to the invalid area of the illegal polygon, relative to objects and coordinate axes. The numerical experiment performed using the gradient algorithm showed the adequacy of the proposed approach and the steady return of the facilities to the permissible area, which confirmed the possibility of applying the developed methodology in the computer-aided design.

Keywords: Master plot plans; Optimization design; Illegal polygons; R-functions; Penalty functions.

+ - Информация об авторах (About the Authors) Click to collapse

Рус

И. М. Зуга (Публичное акционерное общество «ОНХП», Омск, Россия)
В. Г. Хомченко (Омский государственный технический университет, Омск, Россия) E-mail: Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript

Eng

I. M. Zuga (Public Joint Stock Company ONHP, Omsk, Russia)
V. G. Khomchenko (Omsk State Technical University, Omsk, Russia) E-mail: Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript

+ - Библиографический список (References) Click to collapse

Рус

1. Кафаров В. В., Ветохин В. Н. Основы автоматизированного проектирования химических производств. М.: Наука, 1987. 623 с.
2. Зуга И. М., Хомченко В. Г. Многокритериальная оптимизация схем расположения объектов производственных комплексов // Вестник Воронежского государственного технического университета. 2015. Т. 11, № 4. С. 30–35.
3. Зуга И. М., Хомченко В. Г. Формирование функции штрафа при автоматизированном проектировании схем расположения объектов производственных комплексов // Омский научный вестник. 2013. № 1(117). С. 114–118.
4. Егоров С. Я. Аналитические и процедурные модели компоновки оборудования промышленных производств. М.: Машиностроение-1, 2007. 104 c.
5. Курейчик В. В., Курейчик В. М., Родзин С. И. Теория эволюционных вычислений. М.:  ФИЗМАТЛИТ,  2012. 260 с.
6. Базара М., Шетти К. Нелинейное программирование: теория и алгоритмы. М.: Мир, 1982. 583 с.
7. Зуга И. М., Хомченко В. Г. Модифицированный метод дифференциальной эволюции в задаче оптимизации схем расположения объектов на генеральных планах нефтегазоперерабатывающих и химических предприятий // Вестник компьютерных и информационных технологий. Т. 20, № 1. 2023. С. 27–34.
8. Рвачев В. Л. Теория R-функций и некоторые ее приложения. Киев: Наук. думка, 1982. 552 с.
9. Препарата Ф., Шеймос М. Вычислительная геометрия: Введение. М.: Мир, 1989. 480 с.

Eng

1. Kafarov V. V., Vetohin V. N. (1987). Fundamentals of computer-aided design of chemical production. Moscow: Nauka. [in Russian language]
2. Zuga I. M., Homchenko V. G. (2015). Multicriteria optimization of layout diagrams for industrial complexes. Vestnik Voronezhskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta, 11(4), 30 – 35. [in Russian language]
3. Zuga I. M., Homchenko V. G. (2013). Formation of a penalty function in the automated design of layout diagrams of industrial complexes. Omskiy nauchniy vestnik, 117(1), 114 – 118. [in Russian language]
4. Egorov S. Ya. (2007). Analytical and procedural models of industrial equipment layout: monograph. Moscow: Mashinostroenie-1. [in Russian language]
5. Kureychik V. V., Kureychik V. M., Rodzin S. I. (2012). Theory of evolutionary computation. Moscow:  FIZMATLIT. [in Russian language]
6. Bazara M., Shetti K. (1982). Nonlinear programming: theory and algorithms. Moscow: Mir. [in Russian language]
7. Zuga I. M., Homchenko V. G. (2023). Modified method of differential evolution to optimize facilities layouts on master plot plans of oil and gas processing and chemical enterprises. Vestnik komp'yuternyh i informatsionnyh tekhnologiy, 20(1), 27 – 34. [in Russian language]. DOI: 10.14489/vkit.2023.01.pp.027-034
8. Rvachev V. L. (1982). The theory of R-functions and some of its applications. Kiev: Naukova dumka. [in Russian language]
9. Preparata F., Sheymos M. (1989). Computational geometry: Introduction. Moscow: Mir. [in Russian language]

+ - Заказать электронную версию статьи (Purchase digital version of a single article) Click to collapse

Рус

Статью можно приобрести в электронном виде (PDF формат).

Стоимость статьи 500 руб. (в том числе НДС 20%). После оформления заказа, в течение нескольких дней, на указанный вами e-mail придут счет и квитанция для оплаты в банке.

После поступления денег на счет издательства, вам будет выслан электронный вариант статьи.

Для заказа скопируйте doi статьи:

10.14489/vkit.2023.12.рр.019-028

и заполните форму

Отправляя форму вы даете согласие на обработку персональных данных.

Eng

This article is available in electronic format (PDF).

The cost of a single article is 500 rubles. (including VAT 20%). After you place an order within a few days, you will receive following documents to your specified e-mail: account on payment and receipt to pay in the bank.

After depositing your payment on our bank account we send you file of the article by e-mail.

To order articles please copy the article doi:

10.14489/vkit.2023.12.рр.019-028

and fill out the form