Введение к работе
Акт^альность_исследования. Рентабельность эксплуатации гибких производственных систем (ГПС) достигается за счет эффективного ис-юльзования оборудования, сокращения объема незавершенного производ-5тва и повышения устойчивости производственного процесса.
Интегральные производственные показатели
Товышение эффективности использования оборудования
сокращение
трудоемкости
переналадок
минимизация простоев обору до в ания
Сокращение
объема
незавершенного
производства
уменьшение длительности производственного цикла
сокращение межоперационных заделов
Повышение устойчивости
производственного
процесса
- поддержание стабильных производственных характеристик (объем и ритм выпуска, качество, стоимость продукции, соблюдение сроков поставки) при внешних и внутренних возмущениях
Рис. I. Факторы, обеспечивающие рентабельность ГПС
Устойчивость производственного процесса по некоторым параметрам (например, среднему коэффициенту использования оборудования, средней продолжительности производственного цикла заказа) в течение интервала времени означает сохранение значений параметра в заданных пределах при отклонениях от планового хода производства.
Оптимизировать перечисленные на рис. I показатели одновременно не удается в силу их противоречивости. Разрешение этих противоречий -функция системы управления (СУ) ГПС, и прежде всего, ее подсистемы организационно-технологического управления, к задачам этой подсистемы
относят учет хода производства, координацию обеспечиващих служб подсистем СУ", оперативное производственное планирование, взаимодейс вие персонала и объекта управления со смежными по вертикали и гор зонтали системами.
Оперативные планы загрузки оборудования в. условиях, серийно: производства формируются на одну или несколько смен и используются качестве модели хода производства. Показатели, обеспечивающие рент бельность ГПС (рис I), рассматриваются в качестве критериев планир вания.
Основная цель оперативного планирования ГПС состоит в разрешен конфликта мевду внешними требованиями, связанными с выполнением про зводственной программы, и ограниченностью имеющихся для этого ресу сов: производственных мощностей, материалов, оснастки, инструмент комплектующих изделий.
Задачи оперативного планирования требуют принятия адекватных р шений при большом объеме используемой информации за ограниченное щ мя. Они являются самыми трудоемкими задачами управления автоматизир ванным серийным многономенклатурным производством.
Рассматриваемые в диссертации проблемы возникли при разработке эксплуатации систем оперативного планирования для предметно-замкнут механосборочных ГПС (ПЗ ГПС), в которые дополнительно встраиваются сравнению с ГПС механообработки сборочные стенда, оборудование терь обработки, окраски, сушей, универсальные станки с ручным управлені для доделочных работ и др.
Организационно-технологический анализ ПЗ ГПС позволяет вияві следующие особенности задач оперативного планирования для систем эг го класса:
При планировании в ПЗ ГПС задачи упорядочения работ и обесдачеі ресурсами неразделимы и должны решаться одновременно. Традиционно механообработке наличие ресурсов рассматривается только как уело] допустимости подготовленного расписания. Номенклатура учитывав! ресурсов в ПЗ ГПС существенно больше.
Сосредоточение в рамках одного цеха (участка) большого числа еда оборудования, выполняющих ряд операций технологического маршру приводит к росту размерности задач планирования.
В течение смены для партии деталей может выполняться несколько т нологических операций, и партия обрабатывается последовательно нескольких станках. Поэтому отклонения от планового хода произв
ства оказывают влияние на расписания загрузки нескольких или всех единиц оборудования. Показатели качества расписания ухудшаются, а в некоторых случаях план утрачивает адекватность отражения производственной ситуации. Желательно определить уровень возмущений, при котором требуется перепланирование еще до завершения смены. С другой стороны, желательно строить устойчивые расписания, которые нечувствительны к определенному уровню возмущений.
Ц95Ь_Я?55ЕЇШ9!Ш9*_Ї52 ~ совершенствование методов отравного производственного планирования для предметно-замкнутых меха-зборочных ГПС.
В диссертации исследованы и решены следующие задачи:
1. Унификация методов формирования расписаний IB ГПС для различ-
к. технологических переделов (механообработки, сборки, контроля и
.) в рамках единой системы планирования.
-
Повышение устойчивости хода производственного процесса в ав-яатизированном производстве на основе организационно-твхнологичес-* декомпозиции задачи планирования и учета влияния декомпозиции на гегральные производственные показатели.
-
Количественная оценка устойчивости расписаний функционирова-Ч ПЗ ГПС.
-
Разработка методики проектирования и внедрения системы опера-зного производственного планирования для ПЗ ГПС.
Мвтодн_исслеаования^ В работе используются методы организацион--технологического анализа автоматизированных производственных сис-а, инструментарий имитационного и статистического моделирования, гады дискретной оптимизации, массового обслуживания и теории распиши. В рамках проведенных исследований нашли применение современные зультаты, полученные в области управления автоматизированным произ-кїтвом и в информатике.
Нау_чная_новизна^ Разработана унифицированная методика планирова-i загрузки оборудования ПЗ ГПС для различных технологических пере-тов - механообработки, сборки и др. - с использованием обобщенных югомерных) диаграмм Гантта. Разработан неитерационный метод деком-шции задач оперативного планирования, позволяющий повысить устой-гость производственного процесса в ГПС. Предложены количественные годы оценки устойчивости расписаний загрузки оборудования ГПС.
Предложено типовое описание ГПО как объекта планирования, обеспечивающее адаптацию системы планирования к составу оборудования, организации производства и технологической специфике производственного объекта. На основе разработанной технологии планирования ПЗ ГПО создань алгоритмы и программное обеспечение для ЭВМ типа IBM PC AT и CM-I420.
Практическая_ц9нность_рботыЛ_Реализация_р_езз?льтатов^ Результать диссертационной работы использованы при проектировании и внедрвнш системы оперативного планирования для предметно-замкнутой механосборочной ГПС полного изготовления якорей электродвигателей постоянногс тока в составе компьютеризированного интегрированного производства в ГО "ШКОВЭЛЕКТРОМАШ" (Псков).
Ряд положений использовался при создании комплекса систем управления цехом механообработки и ГАУ (гибким автоматизированным участком) обработки тел вращения .на заводе "Изумруд",, при разработке системы организационно-технологического управления "0FT-I" для ГПС тип АСВ-26 на заводе "ШГВДРОМАШ" (Бердянск) и ГПС ACB-20I (Москва, заво, "Станкоконструкция"), при разработке систем организационно-технологи ческого управления и дисштчирования для участков автоматизированного завода "Красный пролетарий".
Публдаации.. Основные положения работы и предложенные методы ис следования изложены в семи публикациях автора.
4SPo^S22_B52i Результаты диссертационной работы докладава лись и обсуждались на научно-техническом симпозиуме "Проблемные во просы автоматизации производства" (Воронеж, 1987), Всесоюзной научно технической конференции "Проблемы комплексной автоматизации произвол стеэ в машиностроении" (Ереван, 1988), научно-технической конференції молодых ученых ЭНИМС (Москва, 1990), заседаниях экспертных совете отделов 20, 57 и отделения станочных систем ЭНММС в 1987-1992 гг.