Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Анализ технологических процессов с позиции эффективного использования оснастки 10
1.1. Оперативное планирование производства 10
1.2. Особенности планирования и подготовки мелкосерийного производства 13
1.3. Затраты времени на выполнение операции в условиях мелкосерийного производства 15
1.4. Система SMED как инструмент анализа состояния технологической системы и сокращения общего времени переналадки 17
1.5. Использование оборудования с ЧПУ в условиях мелкосерийного производства 18
1.6. Состав АСУП и основные принципы их создания 19
1.7. Автоматизированные системы управления предприятиями 22
1.8. Описание процесса построения производственного расписания . 30
Глава 2. Разработка алгоритма оценки состояния технологической системы и управления процессом переналадки 34
2.1. Рациональное планирование переналадок в условиях мелкосерийного производства 34
2.2. Постановка задачи сокращения подготовительно-заключительного времени 39
2.3. Исходные данные алгоритма оценки состояния технологической системы и управления процессом переналадки 48
2.4. Предварительный расчет времени переналадки 49
2.5. Формирование задания на группы оборудования в заданном интервале 50
2.6. Построение расписания выполнения групп операций для каждой группы оборудования с учетом мощностей 51
2.7. Формирование расписания для каждой единицы оборудования данной группы 53
2.8. Расчет времени переналадки оборудования на ОАО «КЭМЗ»... 59
Глава 3. Разработка информационной модели анализа состояния технологической системы для управления последовательностью изготовления партий деталей с учетом переналадки оборудования . 63
3.1. Информационная модель блока «Ресурс» 64
3.2. Информационная модель блока «Задание» и блока «ТП» 67
3.3. Схема блока «Анализ задания» и блока «Анализ ресурсов» 69
3.4. Блок «Производственное расписание» и блок «ССЗ рабочему» . 73
Глава 4. Реализация алгоритма оценки состояния технологической системы и управление последовательностью изготовления 76
4.1. Система планирования и управления производством ОАО «КЭМЗ» . 77
4.2. Модуль «График запуска и сдачи» 78
4.3. Модуль «Технологическая база» 83
4.4. Модуль «Расчет узких мест» 86
4.5. Группирование оборудования и построение массива операций 93
4.6. Формирование расписания для каждого оборудования группы 97
4.7. Методика сокращения подготовительно-заключительного времени 101
Заключение 104
Список использованной литературы 106
Приложение 1
Приложение 2
- Особенности планирования и подготовки мелкосерийного производства
- Использование оборудования с ЧПУ в условиях мелкосерийного производства
- Постановка задачи сокращения подготовительно-заключительного времени
- Информационная модель блока «Задание» и блока «ТП»
Введение к работе
Актуальность работы. Современное производство в большинстве
случаев является многономенклатурным мелкосерийным, требующим в
заданные сроки с требуемым качеством выпускать несколько изделий
различного назначения. Данные производства организованы на таких
предприятиях, как ОАО «Завод им. В. А. Дегтярва», ОАО «Ковровский
электромеханический завод», ОАО «Ковровский механический завод» и ряде
других предприятий города и области. Повышение производительности
таких производств невозможно без предварительной подготовки
производства на основе анализа технологических процессов (ТП) изготавливаемой номенклатуры изделий, используемой оснастки и инструмента, а также оценки состояния технологической системы (ТС).
Кроме того, необходима автоматизация процессов подготовки и управления производством с выдачей рабочим конкретных сменных заданий.
Одним из перспективных путей снижения производственного цикла изготовления деталей в многономенклатурном производстве является сокращение организационных простоев оборудования путм сокращения подготовительно-заключительного времени в соответствии с текущим состоянием ТС.
Подготовительно-заключительное время (Тпз) – это время, которое
затрачивается на подготовку производственного задания и на действия,
связанные с его окончанием. Оно включает в себя время на получение
задания, технологической документации, оснастки, ознакомление с
технологической документацией, переналадку оборудования, сдачу готовой
продукции и технической документации. Переналадка оборудования
занимает большую часть подготовительно-заключительного времени.
В настоящее время решение задачи распределения доступных производственных ресурсов между «конкурирующими» операциями ТП, а также выбор конкретного оборудования из установленного перечня альтернативных в соответствии с заданными критериями для изготовления конкретной детали осуществляется на основе использования систем оперативного управления производством. Основные разновидности этих систем – это системы классов ERP, APS, MES и др. Недостатком этих систем является то, что не производится оценка состояния ТС, а именно: время переналадки оборудования рассматривается как постоянная величина, не зависящая от текущего состояния ТС.
В реальных условиях производства в связи со сложностью переналадки оборудования могут возникать ситуации, когда величина подготовительно-заключительного времени операции может превышать время ее выполнения.
Задача планирования выполнения технологических операций с учетом используемого оборудования исследовалась С. М. Джонсоном. Результаты исследования показали, что управление последовательностью выполнения
операций нескольких партий деталей для трех станков относится к классу трудноразрешимых задач. Сложность заключается в том, что алгоритмы для точного решения не найдены, но существуют алгоритмы, которые позволяют найти допустимое решение. Решению путем перебора всех вариантов эта задача не поддается, так как их количество увеличивается многократно с увеличением числа операций и единиц оборудования.
Таким образом, существует актуальная научно-техническая задача сокращения цикла изготовления партий деталей многономенклатурного мелкосерийного производства на основе управления процессом эффективного использования технологической оснастки с учетом оценки состояния комплектации оборудования требуемой оснасткой от предыдущей партии деталей.
Цель работы - сокращение цикла изготовления партий деталей в многономенклатурном мелкосерийном производстве на основе управления процессом эффективного использования технологической оснастки с учетом анализа состояния технологической системы.
Для достижения поставленной цели в работе решались следующие задачи.
-
Анализ известных систем оперативно-производственного планирования производства с учетом эффективности их применения в многономенклатурном производстве и анализа состояния ТС.
-
Математическое обоснование и разработка алгоритма сокращения подготовительно-заключительного времени с учетом оценки состояния ТС комплектации технологической оснасткой.
-
Обоснование информационной модели выпуска продукции с учетом оценки состояния ТС комплектации технологической оснасткой.
-
Реализация алгоритма управления процессом выполнения операций различных партий деталей.
Научная новизна диссертационной работы.
Разработан алгоритм сокращения цикла многономенклатурного производства на основе оценки состояния комплектации технологической системы оснасткой и ее эффективного использования при изготовлении партий деталей с сокращением подготовительно-заключительного времени путем учета использования необходимой оснастки от предыдущих партий деталей для выполнения последующих операций на базе нескольких единиц оборудования, что позволило увеличить объем выпуска продукции, включающий:
информационную модель планирования управлением ТП изготовления партий деталей;
программную реализацию управления последовательностью изготовления партий деталей для сокращения времени на переналадку в приложение Microsoft Office Excel.
Практическая значимость.
-
Разработана методика управления ТП изготовления партий деталей в многономенклатурном мелкосерийном производстве на основе нескольких единиц оборудования, что позволило повысить производительность, увеличить объем выпуска продукции за счет сокращения подготовительно-заключительного времени.
-
В условиях реального производства на основе управления ТП изготовления партий деталей на базе нескольких единиц оборудования с учетом использования оснастки от предыдущих операций для выполнения последующих произведено сокращение времени переналадки оборудования в среднем на 23,44%, что подтверждается актом внедрения на ОАО «КЭМЗ», г. Ковров.
-
Результаты диссертационной работы внедряются в производство и внедрены в учебный процесс по дисциплине «Технология машиностроения», что подтверждается актом внедрения.
Основные положения, выносимые на защиту.
Обоснование математического описания процесса управления ТП изготовления партий деталей для сокращения подготовительно-заключительного времени с учетом оценки состояния комплектации оборудования технологической оснасткой, включающее:
информационную модель описания управления процессом изготовления партий деталей с учетом переналадок;
алгоритм управления процессом изготовления партий деталей с учетом переналадок оборудования;
программную реализацию алгоритма управления ТП изготовления партий деталей с учетом переналадки в приложение Microsoft Office Excel.
Апробация работы
Результаты работы доложены на научно-технических конференциях: III конференция аспирантов и молодых ученых. - Ковров, 2008; V научно-техническая конференция аспирантов и молодых ученых. - Ковров, 2010; VI юбилейная Всероссийская конференция аспирантов и молодых ученых. -Ковров: - КГТА, 2012.
Публикации
По теме диссертации опубликованы 6 работ, среди них 2 в журналах, рекомендованных в ВАК, 4 - в различных сборниках научных трудов.
Структура и объем диссертации
Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы из 96 наименований и 2 приложений. Она изложена на 116 страницах машинописного текста, включает 39 рисунков 1 таблицу.
Особенности планирования и подготовки мелкосерийного производства
Для мелкосерийного производства характерно применение двух сис тем оперативно-производственного планирования — позаказной и ком плектно-узловой [44]. Планирование производства унифицированных и нормализованных деталей осуществляется по так называемой системе планирования «на склад». Целесообразность применения той или иной системы планирования (позаказной и комплектно-узловой) определяется длительностью производственного цикла сборки изделия или заказа. При сравнительно непродолжительном цикле сборки, не превышающем один месяц, применяется позаказная система планирования, сущность которой заключается в том, что все необходимые детали для узловой и монтажной сборки изделия подаются заблаговременно и комплектуются перед началом сборочных работ. Согласование отдельных звеньев производственного процесса изготовления деталей при данной системе планирования осуществляется путем организации своевременной подготовки и запуска изделий в обработку на основе графика выполнения заказа применительно к заданному сроку выпуска. Планово-учетной единицей работы сборочных цехов является заказ на изготовление одного или нескольких изделий для обрабатывающих и заготовительных цехов — комплект деталей или заготовок на заказ. Оперативные производственные задания цехам устанавливаются на основе сводного объемно-календарного годового графика и годовой программы выпуска изделий, распределенной по плановым периодам. Основным периодом, на который разрабатывается задание, является двухмесячный период. Это способствует непрерывности производственного планирования. Номенклатура заказов и объем работы по второму месяцу подвергаются необходимым уточнениям перед его началом и в таком виде входят в состав очередного двухмесячного задания. Оперативно-календарное планирование и управление выпуском продукции в мелкосерийном производстве обусловлено: определением необходимых для своевременной технологической подготовки производства сроков запуска деталей в производство; проверкой обеспеченности цеха заготовками и полуфабрикатами и соответствующая корректировка сроков подачи заготовок, полуфабрикатов по планам выпуска цехов-поставщиков; проверкой правильности выданных цеху лимитов на материалы и своевременной доставки материалов в цех.
Исходными данными для определения запуска служат заданные сроки сдачи комплектов деталей на заказ или узел, предусмотренный цеховым заданием, а также нормативные данные о длительности производственного цикла соответствующих деталей [44,70,29]. В мелкосерийном и единичном производстве большое значение имеет сменно-суточное планирование. Сменно-суточные задания разрабатываются как для участков или смен в целом, так и для отдельных рабочих мест. В них уточняются задания на данную смену или сутки по номенклатуре, количеству, срокам, рабочим местам. Основная задача разработки сменно-суточных планов на производственных участках состоит в том, чтобы обеспечить своевременный запуск в обработку и продвижение деталей по рабочим местам в течение предстоящих суток в соответствии с производственным заданием на месяц [57,61,66]. При составлении сменных заданий на очередные сутки прежде всего проверяется выполнение плана за предыдущие сутки (смену) и фактическое состояние работ по сравнению с предусмотренным графиком. При этом учитываются такие обстоятельства, как вывод того или иного станка в ремонт, отсутствие того или иного рабочего по болезни или вследствие отпуска и т. п. Действенность сменно-суточных планов должна быть обеспечена полной и своевременной оперативной подготовкой производства. В сменно 15 суточное задание включаются только те работы, которые полностью подготовлены к их выполнению в течение предстоящего дня (смены). Проверка подготовленности работ имеет особое значение при планировании запуска деталей в производство. В работе по оперативной подготовке производства принимают участие все вспомогательные цеха, материальные и инструментальные кладовые, транспортные и ремонтные бригады и др. Одним из главных показателей мелкосерийного производства является его гибкость. Гибкость - мобильный переход на выпуск иной или новой продукции при освоении производства. Она обеспечивает сокращение времени и затрат на переналадку оборудования при выпуске деталей и изделий широкой номенклатуры. Основной показатель — степень гибкости — определяется количеством затрачиваемого времени и необходимых дополнительных расходов при переходе на выпуск новой продукции [44].
В результате процесс подготовки мелкосерийного многономенклатурного производства усложняется из-за многообразия различных технологических процессов изготовления, сжатых сроков изготовления и задания последовательности выполнения отдельных партий. Следовательно, без оперативно-производственного планирования и управления выпуском продукции невозможно эффективно распределять доступные ресурсы между конкурирующими операциями различных партий деталей. Затраты времени на выполнение операции в условиях мелкосерийного производства В затраты времени на выполнение производственного задания входит подготовительно-заключительное время, оперативное время и время обслуживания рабочего места [95,96,69]. Состав нормы времени описывается следующим выражением: Нвр = Тпз + То + Тв + Тобс + Тотд + Ттех, (1.1) где Тпз – время на подготовительно-заключительную работу; То – основное время; Тв – вспомогательное время; Тобс – время обслуживания рабочего места; Тотд – время перерывов на отдых и личные надобности; Ттех – время перерывов, установленных технологией и организацией производственного процесса. Подготовительно-заключительное время (Тпз) – это время, которое затрачивается на подготовку и на действия, связанные с окончанием производственного задания. К нему относится время на получение задания, инструмента, приспособлений и технологической документации, ознакомление с технологической документацией, чертежами, инструктажем о порядке выполнения работы, время на установку приспособлений, наладка оборудования на соответствующий режим, настройка инструмента на требуемый размер, а также снятие и сдача приспособлений, инструмента, технической документации, готовой продукции.
Особенностью подготовительно-заключительного времени является то, что оно затрачивается один раз на партию и не зависит от ее размера. В крупносерийном и массовом производстве величина подготовительно-заключительной работы, приходящаяся на одну деталь, незначительна и при установлении норм времени не учитывается [95,96].
Использование оборудования с ЧПУ в условиях мелкосерийного производства
Рациональная организация работы механообрабатывающего участка в условиях мелкосерийного производства, состоящего из нескольких станков с ЧПУ, позволит повысить эффективности его работы [20,21]. Под эффективностью будем понимать такой режим работы, при котором простои оборудования минимальны. Так, основной причиной внутрисменного простоя оборудования является несовершенство оперативно-производственного планирования и отсутствие управления последовательностью выпуска продукции. На ряде производств оперативное планирование осуществляется без должного обоснования расчетов оптимальных объемов производства, партий деталей, складских запасов сырья и материалов, незавершенного производства, запасов готовой продукции. В результате анализа длительности производственного цикла можно выявить такие пути его сокращения, как уменьшение партии деталей, определение последовательности их запуска в обработку, расширение сменности работы оборудования, оптимизация производственного цикла при обработке деталей нескольких наименований на основе обоснования очередности их запуска. Последние две задачи могут решаться методами линейного и динамического программирования, последовательного конструирования с помощью ветвей и графов в виде дерева, матричными методами моделирования производственного процесса [1].
Таким образом, предпосылками создания систем АСУП послужило повышение эффективности работы предприятия, связанное с увеличением обрабатываемой информации и скорости принятия решения по управлению процессом изготовления продукции [37]. Автоматизированная система управления предприятием (АСУП) — комплекс программных, технических, информационных, логистических, организационно-технологических средств и действий квалифицированного персонала, предназначенный для решения задач планирования и управления различными видами деятельности предприятия [37,58,92].
Автоматизированные системы управления предприятием необходимы для оптимизации и повышения эффективности работы управленцев и некоторых других кадровых служб предприятия. В зависимости от функционального оснащения выделяют следующие автоматизированные системы управления предприятием: 1. Многофункциональные системы, которые позволяют выполнять весь спектр задач, связанных с управлением подразделениями от участков до предприятия. 2. Системы экспертного анализа, которые направлены на обнаружение основных тенденций и направлений развития предприятия. 3. Системы расчета заработной платы. 4. Комплексные программы управления персоналом, позволяющие решать огромный список задач в области управления персоналом: контактная информация сотрудников, графики работы, зачисления и увольнения, зарплата и многое другое. Автоматизированные системы управления предприятиями (АСУП) обычно представляют собой интегрированные системы. АСУП по характеру производства делят на следующие типы: непрерывного, дискретного (единичное, мелкосерийное, среднесерийное производство) и непрерывно-дискретного типа (поточно-массовое и крупносерийное производство). АСУП производственного предприятия, как правило, включает в себя следующие подсистемы управления: склады; поставки; персонал; финансы; конструкторская и технологическай подготовка производства; номенклатура производства; оборудование; оперативное планирование потребностей производства. При решении задач планирования и управления процессом изготовления партий деталей не учитываются действительные затраты подготовительно-заключительного времени.
Практика создания АСУП различного класса и назначения подтвердила эффективность использования ряда методологических принципов создания АСУП, сформулированных академиком В. М. Глушковым еще в 70-х годах, к основным из них относятся следующие [84]: 1) принцип новых задач, но – это задачи оптимального управления выпуска продукции, которые можно решать, используя возможности вычислительной техники; 2) принцип комплексного, или системного подхода при разработке АСУП, в соответствии с которым необходимо комплексно решать вопросы технического, экономического и организационного характера; 3) принцип первого руководителя предполагает, что разработка АСУП должна проводиться при участии и под руководством директора предприятия (для всей АСУП) или руководителей функциональных служб (для подсистем АСУП); 4) принцип непрерывного развития системы, в соответствии с которым количество решаемых задач непрерывно увеличивается, причем новые задачи не заменяют уже внедренные; 5) принцип модульности и типизации, заключающийся в выделении и разработке независимых частей системы и использовании их в различных подсистемах; 6) принцип согласованности пропускных способностей отдельных частей системы, для обеспечения максимальной производительности системы в целом; 7) принцип автоматизации документооборота и единой информационной базы. В этом перчечне отсутствует принцип анализа состояния технологической системы, тем самым снижая эффективность решения задачи распределения доступных производственных ресурсов мужду «конкурирующими» операциями партий деталей.
Появление в начале 80 годов персональных компьютеров позволило автоматизировать ведение учета и обработку данных даже самым маленьким компаниям. Из-за небольшого размера у таких компаний отсутствовал достаточно квалифицированный административный, бухгалтерский и технический персонал, который использовался более крупными фирмами для выполнения задач по обработке информации. Это привело к появлению нового типа коммерческих приложений, интегрирующих несколько функций так, чтобы сделать возможным однократный ввод информации, которая затем автоматически использовалась бы другими частями приложения [85].
К концу 80-х годов идея создания единой модели данных в рамках организации стала привлекать внимание международных промышленных компаний, которые искали способ упростить управление производственными процессами. Первым шагом в данном направлении стало MRP, планирование материальных ресурсов (Materials Resource Planning), включавшее только планирование материалов для производства. Основная концепция MRP состоти в том, чтобы минимизировать издержки, связанные со складскими запасами (в том числе и на различных участках в производстве). В основе этой концепции лежит следующее понятие - Bill Of Material (BOM - спецификация изделия) показывающий зависимость спроса на сырье, полуфабрикаты и прочее в зависимости от плана выпуска (бюджета реализации) готовой продукции [86]. При этом очень важную роль играет время. Для того, чтобы учитывать время, системе необходимо знать технологию выпуска продукции (или технологическую цепочку, т.е. последовательность операций и их продолжительность).
Постановка задачи сокращения подготовительно-заключительного времени
Как уже отмечалось в главе 1, затраты подготовительно-заключительного времени в условиях многономенклатурного мелкосерийного производства увеличиваются с ростом числа партий различных деталей, требующих увеличения количества переналадок оборудования. Переналадка оборудования заключается в установке и настройке оснастки. Для выполнения требуемой операции необходимо иметь оборудование, инструмент, заготовку, управляющую программу (УП). До начала переналадки необходимо обеспечить подготовку технологической оснастки согласно технологическому процессу (инструмент, приспособление), организовать транспортировку заготовок в удобное место для работы и т.д. Переналадка оборудования в основном состоят из четырех этапов [68]: 1. Подготовка оборудования, инструментов, приспособлений и т.д. 2. Снятие и установка оснастки. 3. Настройка инструмента, приспособлений, оборудования. 4. Пробная обработка и корректировка размеров. На первом этапе производится проверка готовности оборудования. Подготавливается необходимый инструмент, приспособление, загружается управляющая программа и т.д.
На втором этапе с оборудования снимается инструмент и приспособления с предыдущей операции, которые не понадобятся для обработки следующей партии деталей, производится их очистка, а также производиться установка дополнительной требуемой оснастки. Третий этап работы включает в себя по настройку инструмента, выверку положения приспособления (детали), привязку программного нуля к заготовке и т.п. В большинстве случаев для проведения таких работ требуется остановка оборудования. Четвертый этап подразумевает выполнение пробной обработки детали с контролем правильности установки и настройки инструмента и приспособлений. Эта работа производится на минимальной скорости холостого перемещения инструмента с целью исключения поломки оборудования и оснастки из-за вероятных ошибок при выполнении предыдущих этапов работы, а также производится корректировка получаемых размеров детали. Чем точнее была произведена выверка и настройка на предыдущем этапе, тем менее продолжителен этот этап. В настоящее время, не прибегая к разработке специального инструмента, а используя стандартный, оборудование с ЧПУ позволяет производить обработку различных деталей. А с учетом того, что современное оборудование с ЧПУ имеет значительный объем инструментального магазина, это позволяет устанавливать инструмент на несколько различных операций. Таким образом, чем меньше элементов оснастки было подвергнуто демонтажу, тем меньше было затрат на выверку, корректировку, настройку, и следовательно, меньше затрат на переналадку. В связи с вышеизложенным, сокращение затрат на переналадку оборудования обеспечивается анализом состояния технологической системы в части комплектации оборудования.
Поставленная в работе задача сокращения подготовительно заключительного времени на основе управления последовательностью изготовления партий деталей, согласно системе SMED, относится как к внешней, так и внутренней переналадке. Сформулируем ее следующим образом: из множества конкурирующих операций при наличии ресурсов в заданном временном интервале найти сочетание последовательностей обработки партий деталей на группе оборудования с минимальными затратами времени на переналадку. Задача построения расписания (планирования) обработки n деталей на m станках, известная как задача Джонсона, по имени автора, предложившего простой алгоритм поиска оптимальной последовательности запуска деталей в обработку для двух и, в частном случае, трех станков, относится к классу экстремально - комбинаторных задач и является одной из сложнейших оптимизационных задач. Сложность задачи заключается в том, что для ее точного решения алгоритмов не найдено, но существуют алгоритмы, которые позволяют найти допустимое решение. Решению путем перебора всех вариантов эта задача не поддается, так как количество вариантов увеличивается многократно с увеличением числа операций и единиц оборудования. С учетом характеристик современного многономенклатурного мелкосерийного производства при наличии большого количества групп оборудовании и операций, а также с учетом анализа технологической системы в части комплектации оборудования оснасткой задача построения производственного расписания усложняется. При этом представляется возможным сократить затраты подготовительно-заключительного времени на переналадку оборудования, а также снизить уровень брака при пробной обработке ввиду сокращения демонтажа элементов оснастки, оставшейся от предыдущей операции, тем самым повышая качество продукции. В работе рассматривается задача сокращения подготовительно заключительного времени в условиях многономенклатурного мелкосерийного производства на основе управления ТП изготовления партий деталей в заданные сроки с учетом оценки состояния комплектации оборудования требуемой технологической оснасткой от предыдущей партии деталей.
Информация о технологических процессах обработки каждой партии деталей поступает из единой ERP-системы управления предприятием. Для распределения технологических маршрутов во времени используется моделирование процесса загрузки всех рабочих центров с учетом переналадки. В данной работе предлагается решать эту задачу с помощью сетей Петри, которые дают представление о причинно-следственных связях. В настоящее время разработанные на основе применения сетей Петри методики формирования имитационной модели и ее динамического исполнения [52] позволяют упростить анализ и обработку информации вследствие представления производственного процесса в виде самообучающейся системы. Модель производственных систем, обеспечивающие моделирование процесса обработки партий деталей на группах оборудования, представленная на рис.2.3, в общем случае позволяют спрогнозировать загрузку каждого оборудования в любой момент времени на основании информации о технологическом процессе.
Информационная модель блока «Задание» и блока «ТП»
Блоки «Анализ задания» и «Анализ ресурсов» непосредственно связаны между собой, т.к. при построении расписания может возникнуть дефицит ресурса для выполнения поставленных задач. В блоке «Анализ ресурсов» производится расчет загрузки каждой группы оборудования, при этом по данным ТП, имеется возможность перераспределения мощности на другие менее загруженные группы оборудования. В случае, если с учетом мероприятий по балансировке мощностей возможность реализации задания в заданные сроки отсутствует, то корректируются сроки задания путем переноса на поздний период.
Согласно исходному заданию, исходя из назначения приоритетов определяется очередность обработки партий. Результатом является массив ранжированных партий. Следующий этап - формирование групп оборудования. Путем расчета трудоемкости выполнения операций на группе оборудования определяется требуемая мощность, которая сравнивается с доступной мощностью. При недостаточной мощности производится ее балансировка путем назначения для выполнения операций альтернативного оборудования тех групп, на которых есть возможность выполнения.
Результатом работы блоков «Анализ задания» и «Анализ ресурсов» является предварительное построение расписания для каждой группы оборудования. На рис. 3.5 представлена схема блоков «Анализ задания» и «Анализ ресурсов». Блок «Анализ задания» аккумулирует в себе следующие блоки: «Массив операций», «Необходимое оборудование», «Группа оборудования». Блок «Массив операций» представляет собой массив операций технологического процесса маршрутных листов, представленных в задании. В нем содержатся данные о номере маршрутного листа, номере операции и модели оборудования, необходимого для выполнения каждой операции. В блоке назначается приоритет обработки каждой партии деталей. Рис 3.5. Схема блоков «Анализ задания» и «Анализ ресурсов» Блок «Необходимое оборудование» представляет собой массив, включающий в себя данные о модели и номере оборудования, необходимого для выполнения задания. Процесс формирования массива происходит на базе задания, необходимого для выполнения и заданного срока для выполнения в технологическом процессе модели оборудования. Блок «Группа оборудования» также представляет собой массив, который формируется путем объединения оборудования одинаковой модели, в котором содержатся данные о модели и номере оборудования.
Блок «Анализ ресурсов» объединяет в себе блоки «Возможное выполнение», «Операции на группе» и «Ранжированные операции на группе». В блоке «Возможное выполнение» производится выбор альтернативного оборудования, на котором возможно выполнить операцию с обеспечением требований технологического процесса. Подбор оборудования производится из альтернативного оборудования, указанного в технологическом процессе, а также из оборудования, включенного в группы для выполнения операции. В блоке «Операции на группе» формируется перечень операций, подлежащих выполнению на сформированной группе оборудования согласно формулам (2.16 - 2.20), а также рассчитывается их фактическая загрузка. Блок «Возможное выполнение» производит балансировку мощности групп оборудования и предупреждение превышения требуемой мощности. При невозможности произвести балансировку мощностей предлагается изменить срок обработки партии деталей. В блоке «Ранжированные операции на группе», с учетом сформированных групп и назначенного приоритета обработки партии, назначается приоритет операции. Приоритет партии равен приоритету операции. Тем самым формируется виртуальная очередь на группе оборудования, а также происходит предупреждение образования локальных «узких мест», т.е. предупреждение возможного срыва выполнения операции на группе оборудования. В случае если локальное «узкое место» образовалось, то, во-первых, происходит подбор альтернативного оборудования для выполнения операции и ликвидации «узкого места», во-вторых, предлагается увеличить мощность оборудования в требуемый момент за счет организации «аврального» режима работы, т.е. исключение перерывов в работе оборудования. 3.4. Блок «Производственное расписание» и блок «ССЗ рабочему» Рис. 3.6. Схема блоков «Производственное расписание» и «ССЗ рабочему» Блок «Производственное расписание» представляет собой (рис. 3.6) совокупность блоков «Начало операции», «Перечень элементов наладки», «Установленная оснастка» и «Расписание». Алгоритм в блоке «Производственное расписание» реализован согласно формулам (2.21 – 2.27).
В блоке «Начало операции» рассчитывается момент начала операций на каждой единице оборудования с учетом окончания предыдущей операции партии деталей. Условием выбора оборудования является обязательное выполнение операции не позднее предельного срока. В этом блоке может быть выбрано несколько единиц оборудования, удовлетворяющих данному условию. Переналадка каждого оборудования рассчитывается исходя из условия наличия оснастки от предыдущей операции для выполнения следующей. Тем самым производится расчет времени окончания переналадки и времени окончания обработки партии. Блок «Установленная оснастка» представляет собой массив, который содержит данные об установленной оснастке на каждой единице оборудования. Данные об установленной оснастке, при переналадке оборудования, меняются т.к. происходит е демонтаж. Блок «Перечень элементов наладки» также представляет собой массив, в котором отражены данные о необходимой оснастке для выполнения запланированной операции на данном оборудовании. Все действия по установке, снятию, выверке, настройке и т.д. сопровождаются элементарными действиями рабочего. Трудоемкость этих действий также представлена в этом массиве. В блоке «Расписание» построение последовательности выполнения операций партий деталей для каждой единицы оборудования происходит путем его выбора, во-первых, исходя из условия выполнения операции не позднее предельного срока, во-вторых, имеющим минимальное время переналадки. Также в блоке рассчитывается время начала/окончания операции с учетом перерывов в работе и необходимых замеров детали после выполнения наладки. Сформированные данные о режимах работы оборудования представляют собой данные для формирования сменно-суточного задания рабочему, которое формируется в блоке «ССЗ рабочему». В блоке «ССЗ рабочему» аккумулируются данные о расписании работы оборудования и его наладки. В блоке формируются задания наладчику и оператору. Задание наладчика включает в себя время начала переналадки, номер переналаживаемого оборудования, гравировку детали, номер операции, перечень необходимой оснастки. Задание оператора включает в себя номер оборудования, время начала/окончания работы, гравировку партии детали, номер операции и необходимое изготовленное количество. Вывод: Разработана информационная модель управления последовательностью изготовления партий деталей с учетом анализа состояния технологической системы в части использования оснастки от предыдущих операций для выполнения последующих, включающая следующие блоки: Блок «Ресурс», представляющий совокупность блоков «Оборудование», «Рабочие», «Учет рабочего времени» и аккумулирующий исходные и текущие данные планируемых работ;. Блок «Задание», несущий в себе информацию о запланированных работах и сроках их выполнения. Блок «ТП», представляющий информационную базу данных о технологических процессах изготовления и технологических нормах, позволяющий рассчитывать требуемую мощность подразделения. Блок «Производственное расписание», позволяющий разрабатывать расписание для каждого оборудования с учетом анализа производственного задания и доступной мощности, определенной в блоках «Анализ задания» и «Анализ ресурса». Блок «Сменно-суточные задания», позволяющий формировать сменно-суточные задания для рабочих.
