Введение к работе
Актуальность темы В связи с широким использованием информационных технологий в структуре диспетчерского управления многостадийного производства возникает необходимость в совершенствовании аппарата, предназначенного для моделирования и анализа его функционирования
Одной из важных задач является планирование загрузки многостадийного производства, на вход которого поступает неоднородный поток заявок с фиксированными маршрутами их обслуживания различными компонентами системы
Построение адекватной математической модели такой системы позволит выбрать ее структуру, оптимизирующую загрузку отдельных компонентов с использованием различных критериев, таких, например, как критерий равномерной загрузки системы, критерий ее максимальной загрузки и ряд других
В настоящее время из-за недостатков существующих систем управления в вагоноремонтных заводах возникает необходимость разработки автоматизированных рабочих мест (АРМ), позволяющих не только хранить все сведения о вагоноремонтном предприятии, но и оптимизировать его работу с учетом особенностей производства К ним можно отнести следующие
большое количество работ (в некоторых цехах больше 60), выполняемых в разных цехах,
взаимная зависимость работ (не позволяющая сдвигать выполнение «последующих» работ на более ранние периоды «предыдущих» работ),
- наличие разных типов вагонов и разных видов ремонта
Оперативное управление в масштабе завода осуществляется диспет
черской службой, специализированной по цеховому технологическому прин
ципу управления Из-за большого количества работ в цехах диспетчер не в
состоянии оперативно принять оптимальное решение Следует также учиты
вать возможность внепланового поступления вагонов некоторых типов
Одной из функциональных задач диспетчера должно являться создание такого графика ремонта вагонов, который, уложившись во временной план, позволил бы создать максимальный резерв производительности завода в целом на случай внепланового поступления вагонов
Таким образом, актуальность темы диссертационного исследования обусловлена необходимостью решить проблему повышения эффективности функционирования контура диспетчерского управления многостадийных производственных систем на примере вагоноремонтного завода
Диссертационная работа выполнена в соответствии с одним из научных направлений Воронежского государственного технического университета - «Проблемно-ориентированные системы управления»
Целью работы является разработка эффективных моделей, алгоритмов и программных средств автоматизации диспетчерского управления ремонтом разнотипных потоков вагонов, поступающих на вагоноремонтное предприятие на основе систем массового обслуживания и специального программного обеспечения
Исходя из данной цели, в работе определены следующие задачи
анализ состояния и проблем развития систем управления многостадийными производственными предприятиями,
постановка и численное решение задачи оптимального выбора состава системы многостадийной производственной системы с точки зрения ее равномерной загрузки,
алгоритмизация рационального управления потоками заявок на ремонт в многостадийном вагоноремонтном предприятии,
разработка специального программного обеспечения автоматизированного рабочего места диспетчера предприятия, осуществляющего выбор рационального графика запуска поступающего потока заявок в ремонт
Методы исследования основаны на теории систем массового обслуживания, теории вероятностей, численных методах, методах оптимизации, объектно-ориентированного программирования
Научная новизна В диссертации получены следующие результаты, характеризующиеся научной новизной
математическая модель многостадийной производственной системы, отличающаяся наличием нескольких центров обработки заявок, учитывающая необходимость обработки множественного потока с фиксированными маршрутами обработки,
оптимизационная модель выбора состава многостадийной производственной системы и численный метод решения, отличающийся возможностью обеспечения равномерной загрузки производственной системы за счет учета монотонности вероятности полной загрузки каждого центра обслуживания,
эвристические алгоритмы рационального управления потоками заявок на ремонт в многостадийном вагоноремонтном предприятии, учитывающие ограничения на последовательность и время выполнения отдельных операций и гарантирующие современное взаимодействие со смежными цехами,
алгоритмы функционирования специального программного обеспечения автоматизированного рабочего места диспетчера вагоноремонтного предприятия, обеспечивающего равномерную загрузку подразделений и отдельных рабочих мест за счет рационального выбора параметров функционирования цехов в зависимости от входящего потока заявок на ремонт
Практическая значимость работы Предложенный подход к созданию математической модели многостадийной производственной системы может быть применен при построении моделей других многофазных систем обработки заявок, движущихся по различным маршрутам, в частности, конвейерных систем перестраиваемых многономенклатурных производств, транспортных потоков, распределенных информационно-вычислительных систем
Разработанное автоматизированное рабочее место диспетчера вагоноремонтного завода может быть применено при анализе и синтезе аналогичных систем, особенностями которых является наличие различных фиксированных маршрутов и множество центров обслуживания заявок
Реализация и внедрение результатов работы Результаты исследования по моделированию и оптимизации диспетчерского управления многостадийными производственными системами с множественными входящими потоками заявок используются на Воронежском вагоноремонтном заводе в составе автоматизированного рабочего места диспетчера предприятия и в учебном процессе Воронежского государственного технического университета при обучении студентов специальности 220201 «Управление и информатика в технических системах»
Апробация работы Основные положения работы докладывались и обсуждались на Всероссийской конференции «Новые технологии в научных исследованиях, проектировании, управлении, производстве» (Воронеж, 2005), Всероссийских конференциях «Интеллектуализация управления в социальных и экономических системах» (Воронеж, 2005, 2006), Всероссийских конференциях «Интеллектуальные информационные системы» (Воронеж, 2005, 2005), XI Международной открытой научной конференции «Современные проблемы информатизации в информационных системах и телекоммуникациях» (Воронеж, 2006), а также на научных семинарах ВГТУ
Публикации По материалам диссертации опубликовано 14 научных работ, в том числе 1 — в издании, рекомендованном ВАК РФ В работах, опубликованных в соавторстве, лично соискателем предложены в [1] - математическая модель многостадийной производственной системы, отличающаяся наличием нескольких центров обработки заявок, в [4] - оптимизационная модель выбора состава многостадийной производственной системы, в [2,8,10,13] - эвристические алгоритмы рационального управления в подсистеме принятия решений системы управления многостадийным вагоноремонтным предприятием; в [3,9,11,12] - структура и алгоритмы функционирования специального программного обеспечения автоматизированного места диспетчера вагоноремонтного предприятия, в [5,6,7,14] - особенности построения информационной системы вагоноремонтного завода
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы из 129 наименований, 3 приложений Основная часть работы изложена на 145 страницах, содержит 71 рисунок и 2 таблицы
