Ανάπτυξη υπολογιστικών εργαλείων για την βελτιστοποίηση των διαδικασιών στρωματικής κατασκευής

Abstract

Η αποδοτική εκμετάλλευση των τεχνολογιών ΣΚ απαιτεί αφενός μεν τη μελέτη θεμάτων προγραμματισμού της διαδικασίας παραγωγής και βελτιστοποίησης των σχετικών διαδικασιών αφετέρου δε την ανάπτυξη και βελτιστοποίηση των αντίστοιχων υπολογιστικών εργαλείων. Ο στόχος της παρούσας διατριβής είναι διττός ήτοι: α) Η μελέτη και διερεύνηση εναλλακτικών μεθόδων και τεχνικών βελτιστοποίησης για τον προγραμματισμό των διαδικασιών ΣΚ εστιασμένη στην τεχνική της Στερεολιθογραφίας, η οποία αποτελεί σήμερα μία από τις δημοφιλέστερες και πλέον διαδεδομένες τεχνολογίες ΣΚ. Η συστηματική μελέτη των προαναφερθέντων θεμάτων εκτιμάται ότι μπορεί να συμβάλλει στην βελτίωση της αποδοτικότητας των αντίστοιχων συστημάτων, αλλά και στην καλύτερη κατανόηση των προβλημάτων προγραμματισμού τεχνολογιών ΣΚ εν γένει, έτσι ώστε να καταστεί δυνατή η ευρεία εφαρμογή διαδικασιών ΤΠ στην βιομηχανική παραγωγή. β) Η ανάπτυξη υπολογιστικών εργαλείων για τη βελτιστοποίηση των αποφάσεων κατά την επιλογή προσανατολισμού και τον σχεδιασμό της παρτίδας παραγωγής. Στο πεδίο της επιλογής προσανατολισμού εξετάζονται υπολογιστικές μέθοδοι και τεχνικές και αναπτυχθήκαν εργαλεία που επιτρέπουν την αυτοματοποίηση της διαδικασίας λήψης αποφάσεων περί της βέλτιστης δυνατής επίτευξης πιθανώς αντικρουόμενων στόχων, όπως η ελαχιστοποίηση του κόστους κατασκευής, των μεταπαρασκευαστικών εργασιών και των κατασκευαστικών σφαλμάτων. Αντίστοιχα, στο πρόβλημα της βέλτιστης τοποθέτησης πλήθους αντικειμένων στον χώρο της μηχανής για τη δημιουργία μιας παρτίδας παραγωγής εξετάζονται, αξιολογούνται και αναπτύσσονται υπολογιστικές τεχνικές, με σκοπό την εξαγωγή μίας βέλτιστης λύσης ή σειράς καλών λύσεων σε εύλογο από πρακτικής άποψης χρόνο. Οι τεχνικές βελτιστοποίησης που χρησιμοποιηθήκαν, ανήκουν στην κατηγορία των μετα-ευρετικών (meta-heuristic) τεχνικών βελτιστοποίησης, έτσι όπως αυτές βρίσκουν εφαρμογή στο ευρύτερο γνωστικό πεδίο της επίλυσης προβλημάτων στοιβαγμού (packing problems), και είναι οι Γενετικοί Αλγόριθμοι (Genetic Algorithm) και η Προσομοιωμένη Ανόπτηση (Simulated Annealing).