Содержание к диссертации
ВВЕДЕНИЕ 5
1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА 10
-
Основные задачи оперативного управления производством и их место в системе управления мебельным предприятием 10
-
Анализ современного состояния системы оперативного управления производством кухонной мебели 15
-
Методы решения задач оперативно-календарного планирования и оперативно-диспетчерского управления производством 19
-
Пути повышения эффективности оперативного управления производством деталей кухонной мебели 27
1.5. Цель и задачи исследования 32
Выводы по первой главе 33
2. МЕТОДИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ОПТИМАЛЬНОГО ОПЕРАТИВНОГО
УІІРАВЛЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВОМ ДЕТАЛЕЙ КУХОННОЙ МЕБЕЛИ ....34
-
Особенности технологического процесса производства щитовых деталей кухонной мебели 34
-
Технологический процесс производства деталей кухонной мебели как управляемая система 40
-
Обоснование и выбор критериев оптимизации 46
-
Формализованное представление оптимизационных математических моделей оперативного управления производством деталей кухонной мебели 53
-
Структура оптимизационных математических моделей 53
-
Формализованное представление обобщенной модели оперативного управления производством деталей кухонной мебели 55
-
Формализованное представление модели оперативного управления процессом раскроя плитных материалов на заготовки кухонной мебели 58
2.4.4. Формализованное представление моделей оперативного управления
производством деталей кухонной мебели на стадиях повторной ме
ханической обработки заготовок 60
Выводы по второй главе 63
3. ПОСТРОЕНИЕ ОПТИМИЗАЦИОННЫХ МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ
ОПЕРАТИВНОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВОМ ДЕТАЛЕЙ
КУХОННОЙ МЕБЕЛИ В ЯВНОМ ВИДЕ 64
3.1. Определение параметров, переменных и границ размерностей математи
ческих моделей 64
-
Параметры оперативного плана производства 65
-
Организационно-технологические параметры 66
-
Конструктивные параметры 70
-
Технико-экономические параметры 71
-
Переменные математических моделей 73
-
Оптимизационная математическая модель задачи оперативного управления раскроем листовых древесных материалов (ЛДМ) на заготовки кухонной мебели 74
-
Оптимизационная математическая модель задачи оперативного управления производством деталей кухонной мебели на стадиях повторной механической обработки щитовых заготовок 76
-
Обобщенная оптимизационная математическая модель задачи оператив-
ного управления производством деталей кухонной мебели 78
3.5. Выводы по третьей главе 80
4. УСТАНОВЛЕНИЕ ВЛИЯНИЯ ОСНОВНЫХ ОРГАНИЗАЦИОННО-
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ РАСКРОЯ ПЛИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ
НА ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ ВЫРАБОТКИ ЗАГОТОВОК КУХОННОЙ
МЕБЕЛИ 81
-
Основные характеристики эффективности раскроя плитных материалов 81
-
Определение производительности для различных групп раскройного оборудования 84
-
Определение времени цикла раскроя для однопильных форматно-обрезных станков 85
-
Определение времени цикла раскроя для станков с несколькими суппортами продольного пиления и одним суппортом поперечного 88
-
Определение времени цикла раскроя для станков с одним суппортом продольного пиления и несколькими суппортами поперечного 93
-
Определение времени цикла раскроя для угловых делительных установок 96
-
Обоснование и выбор исследуемых факторов 97
-
Выбор математической модели и плана эксперимента 104
-
Порядок проведения эксперимента 108
-
Математическая обработка результатов эксперимента и анализ полученных результатов 109
4.7. Выводы по четвертой главе 121
5. РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ ПОДДЕРЖКИ ПРОЦЕССА
ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЙ ПО ОПТИМАЛЬНОМУ ОПЕРАТИВНОМУ УПРАВЛЕНИЮ ПРОИЗВОДСТВОМ ДЕТАЛЕЙ КУХОННОЙ МЕБЕЛИ.... 122
-
Технология оптимального оперативного управления производством деталей кухонной мебели с использованием средств интеллектуальной поддержки процесса принятия решений 122
-
Экспертная система принятия решений по оперативному управлению производством деталей кухонной мебели 133
-
Программное обеспечение оптимального оперативного управления производством деталей кухонной мебели 148
5.4. Выводы по пятой главе 160
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ 161
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 163
ПРИЛОЖЕНИЯ 173
Введение к работе
В последние годы отечественным предприятиям, выпускающим кухонную мебель, приходится работать в условиях жесткой конкуренции, в особенности со стороны импортных производителей кухонной мебели. Относительно невысокая стоимость при отличных эстетических, экологических и эксплуатационных качествах делает импортную мебель более предпочтительной для отечественного потребителя. Проблема конкуренции сегодня наиболее остро стоит для тех производителей, которые изготавливают кухонную мебель из щитовых деталей, поскольку именно древесностружечные плиты являются основным материалом для серийного производства.
В современных условиях для отечественных предприятий, выпускающих кухонную мебель, важнейшим является вопрос снижения себестоимости выпускаемой продукции. Это объясняется тем, что только за счет снижения себестоимости без ущерба качеству можно сохранить конкурентоспособность в рыночных условиях.
Снижение себестоимости должно основываться на сокращении сроков исполнения производственных заказов за счет ускорения оборачиваемости оборотных средств, сокращения сроков технологической подготовки производства, оптимальной загрузки оборудования при рациональном использовании участвующих в производстве ресурсов. Только при этих условиях появляется возможность получения максимальной прибыли и, как следствие, достижения высокой эффективности всей деятельности предприятия.
Величина сроков оборачиваемости оборотных средств является наиболее важной характеристикой эффективности деятельности предприятия. Экономия, которую можно получить при ускорении оборачиваемости оборотных средств, намного превосходит ту, которую можно достигнуть за счет интенсификации использования основных производственных фондов.
Одной из главных причин увеличения длительности производственного цикла является отсутствие систем управления производством, рассчитан- ных на выполнение конкретного производственного заказа. Заказы вынуждены ожидать в очереди, пока не освободится оборудование. Отсутствие индивидуального управления процессом прохождения заказов объясняется низким уровнем организации управления производством, а также отсутствием программно-аппаратных средств поддержки информационного обеспечения производства. Другой важной причиной увеличения продолжительности производственного цикла можно считать то, что лишь около 5% всего цикла затрачивается на основные технологические операции, тогда как до 95% расходуется на вспомогательные операции и на пролеживание заготовок в межоперационных запасах, а также простои и перерывы в работе [5]. Примечательно то, что из этих 95% время, затрачиваемое на вспомогательные технологические (подготовительные, транспортно-накопительные и перемести-тельные) операции занимает лишь незначительную часть, а основная часть времени уходит на процессы, связанные с информационными потоками. Это связано с тем, что в настоящее время на мебельных предприятиях отсутствует четко отлаженная система управления производством. Сбор, регистрация, передача и обработка информации о состоянии производственного процесса осуществляются вручную. В таких условиях потоки сырья, материалов, комплектующих, энергии и т. д. сопровождаются огромной массой бумажных документов, которые в большинстве своем лишь фиксируют их состояние. Решения при этом принимаются при ограниченном объеме информации (для анализа используется не более чем 15% общей совокупности этих документов) на основе интуиции и опыта цехового управленческого персонала и директивных указаний аппарата вышестоящего уровня управления. Поэтому они не всегда являются рациональными. И даже, из-за возможных отклонений фактического хода производства от заданного, могут оказаться неточными или вообще неприемлемыми для управления. Поэтому нет смысла говорить об эффективном, а тем более об оптимальном, оперативном управлении мебельным производством в таких условиях.
Эффективное управление производством возможно только за счет разработки и применения интегрированных автоматизированных систем управ- ления производством (ИАСУП) с использованием локальных сетей персональных ЭВМ (ПЭВМ) и современного мощного программного обеспечения на основе применения методов математического моделирования и оптимизации.
Целью настоящей работы является разработка методики оптимального оперативного управления производством деталей кухонной мебели на основе применения методов математического моделирования и оптимизации, а также современных средств интеллектуальной поддержки процесса принятия решений.
В соответствии с целью, определенной в настоящей работе поставлены следующие задачи исследований:
Провести анализ современного состояния системы оперативного управления производством кухонной мебели, методов решения задач оперативного управления и путей повышения эффективности оперативного управления производством деталей кухонной мебели.
Исследовать особенности технологического процесса изготовления деталей кухонной мебели как объекта оперативного управления.
Выбрать и обосновать критерии оптимальности оперативного управления производством деталей кухонной мебели.
Построить оптимизационные математические модели для решения задач оперативного управления производством деталей кухонной мебели на каждой стадии технологического процесса.
5. Исследовать влияние основных организационно-технологических факторов на эффективность процесса раскроя листовых древесных материа лов на заготовки для кухонной мебели.
Разработать систему интеллектуальной поддержки процесса принятия решений по оптимальному оперативному управлению производством деталей кухонной мебели.
Разработать элементы программного обеспечения для решения на ПЭВМ оптимизационных задач оперативного управления производством деталей кухонной мебели.
Научная новизна. Разработана методика оптимального оперативного управления производством деталей кухонной мебели на основе применения методов математического моделирования, оптимизации и экспертной системы. Построен комплекс динамических оптимизационных математических моделей оперативного управления производством деталей кухонной мебели, адекватно описывающих производственный процесс. Установлено влияние основных организационно-технологических факторов раскроя на производительность цикла раскроя при выработке заготовок кухонной мебели. Предложена структура и организация взаимодействия элементов экспертной системы принятия решений по оперативному управлению производством деталей кухонной мебели. Разработан программный комплекс, реализующий математические модели оперативного управления производством деталей кухонной мебели по всем стадиям технологического процесса.
Основные научные положения, выносимые на защиту. Методика оптимального оперативного управления производством деталей кухонной мебели. Оптимизационные математические модели задач оперативного управления выработкой деталей кухонной мебели от стадии раскроя листовых древесных материалов до комплектования готовых изделий, учитывающие условия протекания производственного процесса. Результаты исследования влияния основных организационно-технологических факторов раскроя на производительность раскройного оборудования при выработке заготовок кухонной мебели. Методика оперативного управления производством деталей кухонной мебели с применением средств интеллектуальной поддержки процесса принятия решений. Программное обеспечение для решения задач оптимального оперативного управления производством деталей кухонной мебели.
Практическая ценность. Разработанная методика оптимального оперативного управления производством деталей кухонной мебели позволяет осуществлять расчет оптимальных оперативных планов выработки деталей по стадиям технологического процесса и промежуткам планируемого периода.
Предложенные критерии оптимизации минимизируют всю совокупность затрат, связанных с выработкой деталей кухонной мебели и хранением межоперационных запасов заготовок по всем стадиям обработки.
Использование предложенных оптимизационных математических моделей оперативного управления в рамках экспертной системы наряду с эвристическими методами позволяет принимать оптимальные управленческие решения по оперативной ситуации, складывающейся на производстве, в режиме реального времени.
Результаты имитационного эксперимента позволили выявить влияние основных организационно-технологических факторов раскроя на производительность цикла раскроя при выработке заготовок кухонной мебели.
Реализация результатов исследования. Разработанная методика и комплекс программ используется для расчета оптимальных оперативных планов изготовления деталей кухонной мебели.
Апробация результатов работы. Основные положения диссертации доложены, обсуждены и одобрены на ежегодных научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава и аспирантов МГУЛ в 1999-2001 гг., а также на второй международной научно-технической конференции «Композиционные материалы на основе древесины» в 2000 г.
Публикации. По материалам диссертации опубликовано семь статей.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 5 глав, списка использованной литературы и приложений. Общий объем диссертации 162 страницы машинописного текста, включает 22 рисунка, 4 таблицы, 118 наименований литературных источников и приложения на 20 страницах.
