. Áåíäà
ÈÐÎÂÀНÅМÄË È ÎПÒÈМЗÀÖß
МÀ
ÒÅÐÈÀËÎÂ È ÃÈ×ÅСÊÕÎÒНË
ПÐÎÖÅСÂ Â ПÎËÈÃÐ
À ФÈ
Ó÷åáíî ïîсáèå
Äопуùен ÓМО по образвниþ в облаñòи
ляд ñòуденов вузо, чаþùихñяобу по альноñòипец
150601.65 — Маòериловдн и òехнолгия новûх маòериалов;
150100 — Маòериловдн и òехнолгия маòериалов
полиграф и книæог дела
и þнлеравп
кваМоñ
2012
ÊÄÓ 001.891.57:519.863:655-03
ÁÊ 30.3
П 64
Рецензенò
Å.Á. Áàáëþê,
òехнолгий и управления МÃÓП имени Èван Федорва;
Â.ß. êî,Îíé
Потаøникâ П. <...> Моделирван и опòимизация маòериалов и òехнолгичвохñи ефкцаврогпи:ло .беч у е ибоñ /п . <...> а.в род Фе —
П 64
:û
д.ò.н., .нñ .ñ., заведуþùий кафедрой ационûхÈв
д.ò.н., ñ.н.ñ., дирекòо научо-ведрñкг ценòра
О «Эпиценòр-маркеò»
; .коñМ .ñог ò-ун òипеча имени
.М : МÃÓП имени аÈвн ва,роФед 2012. <...> — 162 ñ.
анÈв
ISBN 978-5-8122-1184-4
В мбноуче бипоñ енûизлоæ нûеоñв ñкиечрòо ûхдпо мои-елд
рования маòериалов и òехнолгичñк процеñв в полиграф. <...> -Вûдел
нû оñнвûе ýòапû получения и обраòки ýкñперименòальûх данûх
для формализац маòемаòичеñког опиñаня ñвойò маòериалов и òехнолгичеñкх процеñв. <...> Опиñанû оñнвûе меûòод оòкибра многме-р
нûх маñиво информаци. <...> Раñмоòренû оñнвûе приемû опòимизаци
реæимов функциорвая òехнолгичñк процеñв и меòодû прогнзированя физко-хмичеñких ñвойò чиñòûх еñòвù и их ñмеñей. <...> В учебном поñби приведнû òакæе опиñаня лаборòнûх рабоò,
позвляþùие ñòуденам на пракòие оñвиòь ñкуþòеорич чаñòь курñа.
ноечб Ó поñбие аченодзпр для енияобуч ñòуденов по ьно-ñпециал
ñòи 150601.65 — «Маòериловдн и òехнолгия новûх маòериалов» и
ñпециалз «Полиграфчеñк маòериалû», а òакæе по напрвлеиþ
150100 — «Мденираловò и òехнолгия маòериалов» подгòвки баклавро и магиñòров. <...> План <...>
Моделирование_и_оптимизация_материалов_и_технологических_процессов_в_полиграфии.pdf
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
Московский государственный университет печати имени Ивана Федорова
Ï.Ô. Поташников, Â.È. Èñêàëèí, À.Ô. Бенда
МОДЕЛИРОВАНИЕ И ОПТИМИЗАЦИЯ
МАТЕРИАЛОВ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ
ПРОЦЕССОВ В ПОЛИГРАФИИ
Учебное пособие
Допущено УМО по образованию в области
полиграфии и книжного дела
для студентов вузов, обучающихся по специальности
150601.65 — Материаловедение и технология новых ìàтåðèàëîâ;
и направлению
150100 — Материаловедение и технология материалов
Москва
2012
Стр.1
УДК 001.891.57:519.863:655-03
ББК 30.3
П 64
Ре ц е н з е н тû:
Å.Á. Áàáëþê, ä.т.í., с.í.с., заведующий кафедрой Инновационных
технологий и управления МГУП имени Ивана Федорова;
Â.ß. Îíоéêо, ä.т.í., с.í.с., äèðåêтîð научно-внедренческого öåíтðà
ООО «Эпицентр-маркет»
Поташников Ï.Ô., Искалин Â.È., Бенда À.Ô.
П 64
Моделирование и оптимизация материалов и технологических
ïðîöåссîâ в полиграфии : ó÷åá. ïîсîáèå / Ï.Ô. Ïîтàøíèêîâ,
Â.È. Èсêàëèí, À.Ô. Áåíäà; Ìîсê. ãîс. óí-т ïå÷àтè имени Ивана
Ôåäîðîâà. — Ì. : МГУП имени Ивана Ôåäîðîâà, 2012. — 162 с.
ISBN 978-5-8122-1184-4
В учебном пособии изложены основные теоретические подходы моделирования
материалов и технологических процессов в полиграфии. Выделены
основные этапы получения и обработки экспериментальных данных
для формализации математического описания свойств материалов и технологических
процессов. Описаны основные методы обработки многомерных
массивов информации. Рассмотрены основные приемы оптимизации
режимов функционирования технологических процессов и методы прогнозирования
ôèçèêî-õèìè÷åсêèõ сâîéстâ ÷èстûõ âåùåстâ и их сìåсåé.
В учебном пособии приведены также описания лабораторных работ,
позволяющие студентам на практике освоить теоретическую часть курса.
Учебное пособие предназначено для обучения студентов по специальности
150601.65 — «Ìàтåðèàëîâåäåíèå и технология новых ìàтåðèàëîâ» и
специализации «Полиграфические материалы», а также по направлению
150100 — «Материаловедение и технология материалов» подготовки бакалавров
и ìàãèстðîâ.
Печатается в авторской редакции.
УДК 001.891.57:519.863:655-03
ББК 30.3
ISBN 978-5-8122-1184-4 © Поташников Ï.Ô., Èсêàëèí Â.È.,
Бенда À.Ô., 2012
© Московский государственный
университет печати
имени Ивана Ôåäîðîâà, 2012
Стр.2
Содержание
Введение ...........................................................................................................5
×àстü 1
1. Основы моделирования материалов и технологических
ïðîöåссîâ в полиграфии .............................................................................7
1.1. Ìåтîäû ïîстðîåíèÿ эмпирических стàтèстè÷åсêèõ
моделей и оценки их êà÷åстâà ..............................................................9
1.2. Ìåтîäû планирования àêтèâíûõ ýêсïåðèìåíтîâ.................11
1.2.1. Îсíîâíûå ïîíÿтèÿ и îïðåäåëåíèÿ.....................................11
1.2.2. Ортогональное планирование ýêсïåðèìåíтà ...............13
1.2.3. Планы полного факторного ýêсïåðèìåíтà (ÏÔÝ)
и их сокращенные âàðèàíтû — дробные реплики (ÄÔÝ)...15
1.2.4. Композиционные планы âтîðîãî ïîðÿäêà......................18
1.3. Постановка задач оптимизации и поиск оптимальных
решений ......................................................................................................20
1.3.1. Êëàссè÷åсêèå ìåтîäû îïтèìèçàöèè..................................20
1.3.2. Ìåтîäû ìàтåìàтè÷åсêîãî программирования ..............23
1.4. Ìåтîäû многомерной êëàссèôèêàöèè и тàêсîíîìèè ..........39
1.4.1. Методы дискриминации и преобразования
признакового ïðîстðàíстâà...........................................................41
1.4.2. Задачи êëàстåðíîãî анализа или тàêсîíîìèè ..............46
1.4.3. Ìåтîäû многомерной êëàссèôèêàöèè.............................49
1.5. Основные подходы к моделированию сложных
õèìèêî-тåõíîëîãè÷åсêèõ сèстåì ........................................................53
1.5.1. Êëàссèôèêàöèÿ ХТС по стðóêтóðå [7, 12] ......................54
1.5.2. Ïðåäстàâëåíèå стðóêтóðû ХТС в виде графа [12] .......56
1.5.3. Структурный анализ разомкнутой химикотехнологической
сèстåìû ...............................................................58
1.5.4. Определение последовательности решения
сèстåìû уравнений ìàтåìàтè÷åсêîãî îïèсàíèÿ РХТС ........61
1.5.5. Ñтðóêтóðíûé анализ çàìêíóтîé ХТС (ÇÕÒÑ) [12] ...63
3
Стр.3
×àстü 2
2. Îïèсàíèÿ лабораторных ðàáîт ...........................................................74
Лабораторная ðàáîтà ¹ 1
Линейная алгебра и ðåãðåссèîííûé анализ ..................................74
Лабораторная ðàáîтà ¹ 2
Ïîстðîåíèå и анализ ПФЭ 2n ............................................................78
Лабораторная ðàáîтà ¹ 3
Ïîстðîåíèå и анализ планов âтîðîãî порядка ..............................82
Лабораторная ðàáîтà ¹ 4
Методы линейного программирования.
Òðàíсïîðтíàÿ задача .............................................................................86
Лабораторная ðàáîтà ¹ 5
Методы прямой оптимизации: метод
Ãàóссà-Çàéäåëÿ, сèìïëåêс-ìåтîä и ìåтîä Áîêсà-Óèëсîíà .........90
Лабораторная ðàáîтà ¹ 6
Классификация объектов в многомерном
признаковом пространстве с использованием линейного
решающего правила ...............................................................................96
Лабораторная ðàáîтà ¹ 7
Структурный анализ разомкнутых химико-технологических
сèстåì (ÐÕÒÑ) ....................................................................................... 100
Лабораторная ðàáîтà ¹ 8
Структурный анализ замкнутых химико-технологических
сèстåì (ÇÕÒÑ)....................................................................................... 103
Лабораторная ðàáîтà ¹ 9
Ðàс÷åт ôèçèêî-õèìè÷åсêèõ сâîéстâ æèäêîстåé и газов ............ 106
Библиографический сïèсîê............................................................... 117
Приложения ............................................................................................ 119
Приложение А ........................................................................................ 119
Приложение В ........................................................................................ 152
Приложение С ........................................................................................ 159
4
Стр.4