Содержание к диссертации
Введение
1 Состояние вопроса и постановка задач исследования 10
1.1 Анализ организации технологического процесса в гибких швейных потоках различного типа
1.2 Анализ возможности применения современных информационных технологий при проектировании производственных процессов 22
1.3 Анализ систем автоматизации конструкторско-технологической подготовки производства 28
1.4 Анализ существующих способов распределения работы между исполнителями в швейных потоках 36
1.5 Постановка задач исследования 48
2 Разработка методики автоматизированного проектирования технологического процесса в гибком швейном производстве 50
2.1 Характеристика процесса проектирования гибких швейных потоков с позиции системного подхода 50
2.2 Автоматизация проектирования конструкторско-технологической документации гибкого швейного потока с использованием системы T-FLEX 56
2.3 Методика проектирования группового технологического процесса с использованием системы T-FbEX ТехноПро 78
2.4 Выводы 84
3 Разработка методики автоматизированного формирования типов модулей в гибком швейном потоке 86
3.1 Постановка задачи формирования оптимальных типов модулей в гибком швейном потоке и разработка математической модели 88
3.2 Формирование исходных данных для решения задачи формирования оптимальных типов модулей 101
3.3 Разработка алгоритма решения задачи формирования оптимальных типов модулей
3.4 Анализ результатов решения задачи формирования оптимальных типов модулей в гибком швейном потоке 111
3.5 Выводы 117
4 Разработка методики автоматизированной балансировки работ в гибком швейном потоке 119
4.1 Предварительный расчет параметров гибких швейных потоков и выбор формы организации производственного процесса 121
4.2 Выбор и расчет способа запуска моделей в гибкий швейный поток 131
4.2.1 Выбор и расчет способа запуска для многоассортиментного потока с выделением мини-потоков 131
4.2.2 Особенности выбора и расчета способа запуска для многоассортиментного потока без выделения мини-потоков 140
4.2.3 Особенности выбора и расчета способа запуска для многомодельного потока 143
4.3 Выбор метода формирования организационных операций для гибких швейных потоков
4.4 Разработка требований к формированию организационных операций для гибких швейных потоков 149
4.5 Постановка задачи балансировки работ в гибком модульном потоке и разработка математической модели 152
4.6 Формирование исходных данных для решения задачи балансировки работ в гибком швейном потоке 158
4.7 Разработка и реализация алгоритма решения задачи балансировки работ в гибком швейном потоке 161
4.8 Анализ результатов балансировки работ в гибком модульном потоке 169
4.9 Выводы 182
5 Функционально-стоимостной анализ процесса балансировки работ для гибкого швейного потока 184
Выводы и рекомендации 196
Список использованных источников 198
- Анализ возможности применения современных информационных технологий при проектировании производственных процессов
- Автоматизация проектирования конструкторско-технологической документации гибкого швейного потока с использованием системы T-FLEX
- Формирование исходных данных для решения задачи формирования оптимальных типов модулей
- Выбор и расчет способа запуска моделей в гибкий швейный поток
Введение к работе
Необходимость организации гибких производственных систем в современных условиях непрерывной изменчивости внешней среды не вызывает сомнений. Изготовление продукции в гибких производственных системах становится все более актуальной задачей для швейной промышленности России. Решение задачи производства швейных изделий разнообразного ассортимента малыми сериями обусловлено часто меняющимися тенденциями моды и запросами потребителей. В таких условиях особенно важна проработка вопросов проектирования гибких швейных потоков, при этом наибольшее внимание должно уделяться вопросам глобального сокращения затрат времени на подготовку производства швейных изделий в условиях гибкой производственной системы.
Актуальность темы. Сокращения временных и финансовых затрат можно достичь за счет изменения структуры и последовательности этапов подготовки производства, вызванных особенностями изготовления изделий малыми сериями. Методологические основы проектирования гибких швейных потоков изложены в работах Мокеевой Н. С. [1,2]. Значительный эффект может быть достигнут за счет сквозной автоматизации этих этапов. С позиции системного подхода необходимо комплексное решение задач, возникающих на данной стадии. В настоящее время в швейной промышленности широко используются различные САПР и АСТПП, позволяющие автоматизировать задачи, возникающие на стадии конструкторско-технологического проектирования объектов и процессов производства, однако до сих пор не решена задача единства формата исходных и выходных данных для различных стадий подготовки производства. Анализ состояния автоматизации швейного производства на сегодняшний день показывает наличие разрыва информационного потока при передаче данных из конструкторской в технологическую подсистему проектирования. Реализация концепции CALS-технологий, широко используемой в других отраслях промышленности, позволит обеспечить единство процессов подготовки производства за счет автоматической передачи данных между подсистемами. Уменьшение бумажного документооборота позволит ускорить все протекающие на предприятии процессы,
наиболее рациональным способом организовать работу персонала предприятия, повысить качество проектных решений.
На основе изложенного выше сформулирована цель диссертационной работы как разработка системы сквозного автоматизированного проектирования технологического процесса изготовления моделей швейных изделий на основе данных с чертежа конструкции и проектирования производственного процесса изготовления швейных изделий в мелкосерийных гибких швейных потоках на основе технологических процессов.
Для достижения поставленной цели определены следующие задачи:
проведение анализа существующих способов автоматизации технологического проектирования потоков и особенностей функционирования САПР и АС 11111 в швейной промышленности и других отраслях;
разработка методики применения интегрированной САПР для решения задач сквозного проектирования технологической документации на основе чертежа конструкции с использованием единого формата исходных и выходных данных;
разработка методики автоматизированного формирования технологической последовательности на основе данных, полученных с чертежа конструкции для типовой и групповой формы организации производства;
разработка методики определения структуры рабочих мест (типов модулей) для гибкого швейного потока;
разработка методики автоматизированного распределения работ между исполнителями гибкого швейного потока на основе данных о технологическом процессе изготовления изделия и индивидуальной производительности труда исполнителей - балансировки работ;
оценка экономической эффективности процесса балансировки работ в гибком швейном потоке с использованием методики функционально-стоимостного анализа.
В качестве объектов исследования выбраны: швейные изделия (чертежи конструкции и технологические последовательности их изготовления) и процессы конструкторско-технологической подготовки производства; мелкосерийные
гибкие швейные потоки и процессы распределения работ между исполнителями в них.
Теоретической и методологической основой исследования служат:
- методология системного проектирования гибких швейных потоков,
предложенная в работах Мокеевой Н. С. [1,2];
- для детальной проработки сформулированных в диссертационной рабо
те задач использованы: системный подход к проектированию технологического
процесса и распределению работ между исполнителями; методология функцио
нального моделирования процессов IDEF0; методология информационного мо
делирования объектов с использованием языка EXPRESS; методы математиче
ского моделирования и программирования; методы систематизации, классифи
кации и унификации объектов производства; эвристические методы составления
разделения труда между исполнителями операций, теории алгоритмизации и
программирования, теория графов.
Научная новизна состоит в разработке принципа сквозного проектирования технологических процессов на основе данных с чертежа деталей конструкции и дальнейшего проектирования производственного процесса на основе технологического процесса с учетом индивидуальной производительности исполнителей в условиях мелкосерийного гибкого швейного потока. Впервые получены следующие результаты:
разработана информационная модель объекта «образец швейного изделия», позволяющая применить единый формат представления данных для передачи информации о деталях и срезах конструкции швейного изделия в подсистему проектирования технологического процесса;
разработана и реализована методика сквозного проектирования типовых и групповых технологических процессов на основе данных с чертежей деталей конструкции с использованием системы T-FLEX;
разработана методика автоматизированного определения оптимальной структуры рабочих мест (типов модулей);
разработана информационная модель объекта «гибкий швейный поток», позволяющая осуществлять передачу данных об элементах технологиче-
ского процесса в подсистему проектирования производственного процесса в условиях мелкосерийного гибкого швейного потока;
предложена методика автоматизированного распределения работ между исполнителями с учетом их индивидуальной производительности труда -балансировки работ - в мелкосерийном гибком швейном потоке;
выполнен функционально-стоимостной анализ процесса автоматизированной балансировки работ для гибкого швейного потока на основе функциональных IDEFO-моделей «КАК ЕСТЬ» и «КАК ДОЛЖНО БЫТЬ».
Практическая значимость работы. Основным результатом работы является методика автоматизированного проектирования технологического и производственного процессов на основе данных с чертежа конструкции и комплексной автоматизированной подготовки производства швейных изделий в условиях мелкосерийного гибкого швейного потока. Практическая значимость работы определяется возможностью использования предложенных методик для организации эффективной подготовки производства при проектировании гибких швейных потоков и при их функционировании. При небольших затратах на комплексную автоматизацию конструкторско-технологической подготовки производства возможно достичь значительного сокращения длительности производственного цикла, ускорить сроки подготовки. Практическая значимость работы подтверждена результатами ее производственной апробации в условиях ОАО «Северянка», г. Новосибирск.
Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались, обсуждались и получили положительную оценку на Новосибирской межвузовской научной студенческой конференции «Интеллектуальный потенциал Сибири» (г. Новосибирск, 2001-2002 г), на третьем Московском Международном Молодежном Форуме «Образование Занятость Карьера» (г. Москва, 2002 г), на региональной научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Наука. Техника. Инновации» (г. Новосибирск, 2002 г), на Всероссийской научно-практической конференции «Достижения науки и практики в деятельности образовательных учреждений» (г. Юрга Кемеровской области,
2003 г), заседаниях кафедры «Технологии и дизайна швейных изделий» Новосибирского технологического института МГУДТ (2001-2004 г).
Публикации. Основные положения проведенных исследований опубликованы в трех статьях (журналы «Швейная промышленность», «Известия вузов. Технология текстильной промышленности») и пяти тезисах докладов. Производственная апробация результатов работы проводится в условиях ОАО «Северянка» (г. Новосибирск),
Структура и объем диссертации. Работа состоит из введения, пяти глав, выводов и рекомендаций, списка используемых источников, включающего 122 наименования, и приложений. Работа изложена на 209 страницах машинописно- . го текста, содержит 19 таблиц, 80 рисунков. Приложения, включающие исходные данные и результаты проведенных исследований, тексты компьютерных программ представлены на 93 страницах.
"і
1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ
Анализ возможности применения современных информационных технологий при проектировании производственных процессов
Использование информационных технологий (ИТ) в процессах проектирования и производства изделий получили широкое распространение в середине XX века. Компьютеризация процессов в промышленности позволила решать задачи при большем количестве варьируемых факторов, получать оптимальные решения в условиях неопределенности и изменчивости внешней среды для сложных систем [44-45]. Современные информационные технологии являются сегодня основным инструментальным средством, используемым при проектировании и в процессе функционирования производственных систем. Автоматизация решения локальных задач, возникающих в ходе проектирования и функционирования сложных систем, в настоящее время теряет свою актуальность - будущее за интегрированными системами, позволяющими осуществлять непрерывную информационную поддержку объекта на всех стадиях его жизненного цикла.
Опыт, накопленный в процессе внедрения автономных информационных систем, позволяет осознать необходимость интеграции различных ИТ в единый комплекс, базирующийся на создании интегрированной информационной среды (ИИС). ИИС поддерживает все этапы жизненного цикла (ЖЦ) изделия [46].
Идея создания ИИС для информационной интеграции этапов ЖЦ стала базовой в концепции CALS (Computer-Aided Acquisition and Lifecycle Support -непрерывная поддержка жизненного цикла продукции), которая рассматривается как стратегия систематического повышения эффективности, производительности и рентабельности процессов хозяйственной деятельности предприятий за счет внедрения современных методов информационного взаимодействия участников жизненного цикла продукта [46-48].
В настоящее время CALS — это глобальная стратегия повышения эффективности бизнес-процессов, выполняемых в ходе ЖЦ продукта за счет информационной интеграции и преемственности информации, порождаемой на всех этапах ЖЦ. Возможность совместного использования информации обеспечивается применением компьютерных сетей и стандартизацией форматов данных, обеспечивающих их конкретную интерпретацию [49]
В ИИС действует единая система правил представления, хранения и обмена информацией. Реализуется главный принцип CALS - информация, однажды возникшая на каком-либо этапе ЖЦ, сохраняется в ИИС и остается доступной всем участникам ЖЦ (в соответствии с имеющимися у них правами пользования этой информацией). Это позволяет избежать дублирования, перекодирования и несанкционированных изменений данных, а также ошибок, связанных с этими процедурами, а также сократить затраты труда, времени и финансовых ресурсов [49,50].
Средствами реализации стратегии CALS являются CALS-технологии [50]. CALS-технологии смещают акцент с решения локальных задач в традиционном понимании на процесс проектирования, изучения, анализа организационной деятельности в рамках ЖЦ конкретного продукта. При этом процесс проектирования предполагает определение элементов ЖЦ продукта, рассматриваемого в качестве системы, и определение связей между элементами ЖЦ этого продукта.
В настоящее время в мире и в РФ существует нормативная база, регламентирующая использование принципов CALS-технологий. По области применения все нормативные документы делятся на пять больших групп, особый интерес для швейной отрасли представляют первые три — рисунок 1.6.
Для моделирования гибких швейных потоков и процесса их проектирования необходимо в первую очередь использовать стандарты информационного моделирования объектов и функционального моделирования процессов.
Стандарты серии STEP (ГОСТ Р ИСО 10303) [51-53] регламентируют форму единого машинно-ориентированного представления информации об изделии и обмена этими данными для решения различных задач в течение ЖЦ изделия независимо от конкретной системы [51].
В стандарте ГОСТ Р ИСО 10303-1-99 [51] приведены основные определения, касающиеся представления данных об изделии и обмене этими данными. В частности, определена информационная модель (ИМ) изделия - формальная модель, которая содержит абстрактное описание фактов, понятий и инструкций об изделии, предназначенная для удовлетворения конкретным требованиям. Швейная промышленность
В стандарте ГОСТ Р ИСО 10303-41-99 [53] изложены основные принципы построения моделей изделия, определяющие всю идеологию STEP. Каждое изделие может иметь несколько моделей - описаний, относящихся к разным этапам ЖЦ. Каждая разновидность описания может иметь несколько представлений для передачи характеристик одного и того же свойства изделия в различных условиях [48, 53]. Стандарты серии IDEF устанавливают правила формализованного описания процессов с нужной степенью детализации. На рисунке 1.7 представлена структура методологии моделирования процессов IDEF, а также их взаимосвязь с методологией информационного моделирования объектов (стандарты STEP) [54-57]. Первым и наиболее значимым этапом моделирования процессов является функциональное моделирование (ФМ). Под ФМ понимается моделирование функций объекта путем создания описательной графической модели, представляющей собой структурированное изображение функций производственной системы или т среды, информации и объектов, связывающих эти функции [54,55]. ФМ описывает приложение в терминах процессов, формирующих или использующих данные. Под приложением понимается группа, состоящая из одного или нескольких процессов, а под данными - информация в формальном виде, пригодном для передачи, интерпретации или обработки людьми или компьютерами [51]. Методология IDEFO служит графическим представлением (нотацией) ФМ. Данная методология располагает определенным набором функций для описания процессов, обеспечивает реализацию процессного подхода, позволяет иденти фицировать этапы моделируемого процесса с заданной степенью детализации и установить существующие информационные потоки необходимых данных. В настоящее время в швейной промышленности существуют предпосылки использования принципов CALS, поскольку многие процессы на различных стадиях ЖЦ автоматизированы, существуют определенные наборы данных для принятия проектных и управленческих решений даже на слабо формализован-ных этапах протекающих процессов, уровень подготовки инженеров предприятий не ниже уровня подготовки инженеров в других отраслях [58].
Автоматизация проектирования конструкторско-технологической документации гибкого швейного потока с использованием системы T-FLEX
Проектирование технологического процесса (ТП) изготовления швейного изделия осуществляется на основе сведений о его конструкции, принятых методах обработки и свойствах материалов, парке оборудования потока.
Решение задачи проектирования ТП с позиций CALS-технологий не может рассматриваться в отрыве от процесса построения конструкции деталей изделия. Конструкция швейного изделия и индивидуальный технологический процесс (ИТП) его изготовления являются разными формами представления информации об изделии на определенных стадиях его жизненного цикла. Это дает возможность создания ИИС для автоматизированного проектирования объектов и процессов швейного производства, т.е. преобразования информации об объекте на одной стадии в информацию о том же объекте на другой стадии [58, 68].
Если рассматривать швейное изделие в динамике - на стадии подготовки производства - можно выявить следующие формы его существования: эскиз -модельная конструкция - лекала - индивидуальная технологическая последовательность (рисунок 2.1). Как известно, в действующих САПР осуществлены прямые связи «эскиз - конструкция деталей» и «конструкция деталей — лекала», однако нет связей «конструкция деталей — технологическая последовательность» и «технологическая последовательность - лекала». Отсутствие этих связей приводит к усложнению процесса создания технологической последовательности. В условиях комплексной автоматизации проектирования необходимо устранение существующего разрыва потоков конструкторской и технологической информации. Осуществить взаимосвязь конструкторско-технологической информации до настоящего момента не удавалось по причине различных форматов данных описания конструкторских и технологических сведений. Для обеспечения единства формата данных необходима разработка системы кодирования информации для автоматической передачи информации между подсистемами. Информационные модели объекта «ШИ» позволят идентифицировать основные информационные объекты, необходимые для реализации всех процессов проектирования. Взаимодействие информационных моделей всех идентифицированных объектов может быть проанализировано по EXPRESS-G диаграмме уровня схемы (рисунок 2.2). Для осуществления возможности интеграции систем, проектирующих конструкторскую и технологическую документацию, предусмотрена дополнительная схема, обеспечивающая взаимно однозначное соответствие конструкторских и технологических сведений о ШИ на разных стадиях его существования. Условно эта схема названа «ТЕХНОКАД». Для разработки методики передачи данных в едином формате между конструкторской и технологической системой необходимо построить EXPRESS-G диаграмму уровня объекта для схемы «ТЕХНОКАД». Работы по интеграции конструкторской и технологической систем ведутся на кафедре ТДТТІИ Проскурдиной Т. А. и Уряд-никовой И. В. под руководством профессора Мокеевой Н. С. [58,68, 70, 71, 73].
Процессы проектирования конструкторской и технологической документации могут быть представлены как дочерние диаграммы IDEFO-модели (рисунок 2.3), показывающие декомпозицию соответствующих блоков. Декомпозиция блока А1 «Формирование ассортимента гибкого потока» представлена на рисунке 2.4.
При проектировании потока первым этапом процесса «Формирования ассортимента» является подбор изделий определенных ассортиментных групп, планируемых к изготовлению в проектируемом потоке - ФБ А11 (рисунок 2.4). Далее осуществляется разработка эскизной коллекции конкретных моделей изделий, изготавливаемых в потоке - ФБ А12. Обязательным этапом является формирование производственной программы - ФБ А13. Далее осуществляется построение чертежей модельной конструкции - ФБ А14. На основе эскиза модели осуществляется конструктивное моделирование на базовой основе предварительно построенной или выбранной из существующего банка данных [73]. Чертежи конструкции деталей изделия в ряде современных САПР выполняются параметрическими, с целью исключения градации лекал. Получение конструкции на заданный размеро-рост осуществляется путем обращения к базе исходных данных соответствующего размеро-роста. Далее разрабатываются все детали швейного изделия - ФБ А15, результатом которого является спецификация деталей кроя. Построение лекал возможно лишь после выбора методов обработки, поэтому функциональному блоку А17 «Формирование лекал» предшествует вся технологическая подготовка производства (ФБ A3).
Проектирование технологического процесса в автоматизированном режиме возможно различными способами: - проектирование индивидуальных 771, при котором технолог осуществляет разработку ТП по исходным данным о ШИ на основе собственного опыта [75, 99,106,107]; - использование готовых ТП путем заимствования, когда схема проектирования имеет вид: модель - модель-аналог - технологический процесс изготовления модели-аналога - технологический процесс изготовления модели, и технолог имеет возможность обращаться к имеющемуся процесзу-аралогу, внося в него изменения, дополнения, уточнения в соответствии с модельными особенностями проектируемого изделия [75,99, 106,107]; - использование типовых и групповых 777, когда схема проектирования имеет вид: изделие - унифицированный технологический процесс - индивидуальный технологический процесс, и работа технолога заключается в выборе из существующего унифицированного технологического процесса (УТЛ) операций, необходимых для изготовления проектируемого изделия [75, 99, 106, 107]. Данный метод является наиболее эффективным и единственно рекомендованным для проектирования ИТП в условиях гибкого швейного производства [1,2]. Однако и он имеет ряд недостатков, поскольку качество проектируемого ИТП зависит от квалификации технолога, от опыта и знаний в области технологических решений, которыми он владеет. Информация об особенностях конструкции технологом учитывается поверхностно, т.к. чертеж конструкции не используется технологом напрямую для проектирования ИТП. Для получения объективного ИТП, учитывающего все особенности конструктивного решения ШИ, необходимо использовать сведения о конструктивных решениях отдельных элементов с целью проектирования или выбора их технологических решений. На рисунке 2.5 представлена функциональная диаграмма, показывающая декомпозицию ФБ A3 «Разработка технологического процесса», при этом по 61 следовательность этапов отражает последний из рассмотренных способов проектирования ИГЛ в автоматизированном режиме (с использованием У111). Этап A3 осуществляется после построения модельной конструкции швейного изделия ФБ А15 и может следовать за этапом группирования изделий - ФБ А2. Подробно о необходимости применения и сущности групповой организации производства изложено в подразделе 2.3 данной работы.
Технологическая подготовка производства начинается с разработки УТЛ. Сначала формируется структура Уill - ФБ А31, под которой понимается представление совокупности т.н.о. в виде блоков и этапов технологического процесса. Блок характеризует поузловую обработку частей изделия - СЕ (обработка переда, спинки, рукава и т.д.), этап — сборку этих частей с образованием готового изделия (соединение плечевых срезов, боковых срезов, втачивание воротника и т.д.). Характеристика описанных элементов впервые предложена для структурирования ТП в МГУДТ [30, 31, 75], особую актуальность данные понятия приобретают при организации гибкого производства [1,2, 21, 108]. В работе Мокее-вой Н. С. [2] обоснована возможность разделения ТП изготовления любых моделей швейных изделий одной ассортиментной группы (и даже различных ассортиментных групп) на одни и те же блоки и этапы. Блоки могут выполняться параллельно, а этапы всегда последовательно, это очень важно при распределении работ между исполнителями в гибком швейном потоке. Поэтому структурирование ТП на блоки и этапы обязательно должно выполняться при проектировании гибких швейных потоков, причем на стадии формирования УТЛ. Укрупненная структура ТП изготовления женской поясной и плечевой верхней одежды представлена в таблице 2.1 [2].
Формирование исходных данных для решения задачи формирования оптимальных типов модулей
Исходные данные для решения задачи формирования оптимальных типов модулей в гибком швейном потоке определяются совокупностью ИТП изготовления швейных изделий. Особенностью ИТП для гибких потоков является тот факт, что все операции в нем структурированы по блокам и этапам. При этом блоки выделены для заготовительных операций, а этапы — для монтажных и отделочных (таблица 2,1). Формирование типов модулей необходимо осуществлять отдельно по заготовительным, монтажным и отделочным операциям. В некоторых случаях, когда количество исполнителей в потоке очень мало (5-7 человек), и выделение отдельных участков в потоке невозможно или нецелесообразно, допускается формирование типов модулей без учета структуры ТП.
В условиях проектирования мелкосерийного гибкого потока можно сделать допущение, что ИТП содержит всю необходимую информацию для решения поставленной задачи - сведения о вершинах (Un, Хп) и дугах (vy) графа связей. При выделении типов модулей в монтажном и отделочном участке связи между операциями определяются по ИТП, поскольку операции всегда выполняются последовательно. В заготовительном участке т.н.о могут выполняться параллельно, при этом точные сведения о параллельности выполнения т.н. о. дает не ИТП в табличной форме, а граф ТП. Однако применительно к мелкосерийному гибкому швейному потоку можно считать, что параллельно обрабатываются только СЕ (выполняются блоки операций), т.е. возможности параллельной обработки внутри СЕ не учитываются. Это объясняется тем, что при выполнении балансировки работ в гибком потоке время выполнения каждой о. о. относительно велико [1, 2], а высокий уровень квалификации исполнителей позволяет выполнять разнообразные операции, не нарушая принципа предметной специализации на рабочем месте. Таким образом, при распределении работ между исполнителями предпочтительней одному исполнителю поручать операции по обработке (сборке) конкретных СЕ, т.е отдельные блоки и этапы прбцесса. Принимая такое допущение, можно считать, что ИТП обработки моделей в табличной форме является необходимым и достаточным источником исходных данных. Для решения задачи в автоматизированном режиме можно использовать готовые ИТП, полученные в системе T-FLEX.
Необходимость использования большого количества ИТП для получения достоверных результатов обусловливает необходимость обеспечения значительного объема вводимой информации, т.е. для выделения типов модулей должен использоваться совмещенный граф связей для большого количества моделей швейных изделий, изготавливаемых в потоке.
Построение совмещенного графа в автоматизированном режиме является достаточно трудоемкой задачей, требующей интерактивного участия проектировщика. Чтобы упростить процедуру ввода исходных данных, предлагается условно заменить один совмещенный граф множеством отдельных ветвей графа, имеющих формальные входы и выходы - цепочек операций (рисунок 3. 8 а), б). Учитывая, что вершины «вход» и «выход» имеют одинаковую сущность, их можно условно заменить одной вершиной для объединения единичных графов в совмещенный граф (рисунок 3.8 в). Порядковый номер вершин un устанавливается по совмещенному графу, характеристики видов оборудования хп определяются по ИТП с учетом принятой системы кодирования (таблица 3.1), наличие связей определяется по факту непосредственного следования вершин.
В блоке 1 осуществляется ввод исходных данных. Исходные данные -ИТП моделей швейных изделий в виде файлов документов Microsoft Word, полученных в системе T-FLEX ТехноПро хранятся в отдельной папке, место которой определено пользователем. Информация, необходимая для построения графов связей, из них экспортируется в файлы текстовых документов, непосредственно из которых осуществляется передача информации в программу формирования оптимальных типов модулей в виде единичных графов связей. Далее осуществляется их преобразование в совмещенный граф, по которому автоматически определяются основные параметры для решения задачи: количество вершин NT.HO, количество различных видов оборудования N, а также характеристики вершин и дуг графа и = {ип}, х = {х„}, vy.
В блоке 2 осуществляется построение исходной матрицы связей A = [ayJ по графу связей. По матрице А осуществляется расчет суммы связей S по формуле (3.5). На этом шаге осуществляется проверка соответствия друг другу графа связей и матрицы связей, а также запоминается исходное значение суммы связей SHCX при первой итерации.
В блоке 5 осуществляется присвоение нулевых значений элементам матрицы аи и вій - формула (3.25) с целью исключения их из возможных вариантов оптимального на данной итерации типа модуля. Далее осуществляется переход на блок 3.
Блок 6 предполагает запоминание сформированного при данной итерации типа модуля с присвоенным ему кодом, а также состава данного типа модуля (входящих в него видов оборудования).
В блоке 7 осуществляется пересчет всех характеристик вершин и дуг графа связей и основных параметров задачи по формулам (3.12) - (3.21) и формирование результирующего графа связей.
В блоке 8 по результирующему графу формируется результирующая матрица-формулы (3.7)-(3.9), (3.22).
Блок 9 реализует проверку условия окончания работы программы. Если не все модули сформированы, то осуществляется переход на блок 2 (осуществляется следующая итерация), иначе осуществляется переход на блок 10.
В блоке 10 осуществляется вывод результатов на экран и/или на печать. Результаты представляются в табличной форме, кроме того, рассчитывается окончательное значение критерия оптимизации - сокращение связей для анализа эффективности полученных результатов. На этом работа программы заканчивается.
Алгоритм решения задачи формирования оптимальных типов модулей, разработанный на основе предложенной математической модели, реализован в виде компьютерной программы в программной среде Microsoft Windows 2000/ХР на языке программирования Visual Basic 6.0. Минимальные системные требования для функционирования компьютерной программы, а также ее состав и текст представлены в ПРИЛОЖЕНРШ Г.
Выбор и расчет способа запуска моделей в гибкий швейный поток
Для гибкого швейного потока при типовом технологическом процессе характерны те же способы запуска моделей в поток, что и для традиционных потоков: циклический (ЦЗ), последовательно-ассортиментный (ПАЗ) и комбинированный. При групповом технологическом процессе запуск изделий в поток осуществляется группами, состав которых определяется по оригинальной методике [1,2]. При групповом запуске может обрабатываться группа моделей изделий (аналогично ЦЗ), а могут быть выделены группы по обработке сборочных единиц одной модели изделия (по аналогии с ПАЗ). Способ запуска зависит от множества факторов, однако особенности его выбора и расчета в первую очередь зависят от формы организации производственного процесса (рисунок 4.5). На рисунке 4.6 представлена схема выбора способа запуска для ГШП.
Дробноесоотношениеассортиментныхчисел Простоесоотношениеассортиментныхчисел Простоесоотношениеассортиментныхчисел Рисунок 4.6 - Схема выбора способа запуска моделей в ГШП
Исходными данными для выбора способа запуска являются основные параметры потока, форма его организации и производственная программа. Многоассортиментный поток с выделением мини-потоков проектируется только при типовом технологическом процессе - реализация групповой технологии в таких условиях невозможна или нецелесообразна. В первую очередь для многоассортиментного потока решается вопрос о количестве и составе отдельных мини-потоков по данным производственной программы. Так в проектируемом потоке должно быть выделено три мини-потока по изготовлению: женских жакетов, юбок и брюк для периода, заданного производственной программой.
Далее осуществляется формирование сочетаний моделей для запуска в гибкий поток - составление графика запуска моделей. Сочетания моделей изделий одной ассортиментной группы формируются в отдельности для каждого мини-потока. Основным условием запуска моделей в один поток при типовом технологическом процессе является строгое соблюдение сроков выполнения заказов. Если заказ несрочный и возможны варианты сочетаний моделей, то необходимо оценивать технологическую однородность моделей путем расчета коэффициентов технологической однородности традиционными способами [22,41].
Если указанные действия не могут быть выполнены, необходимо проверить возможность перераспределения сочетаний моделей изделий для запуска в поток, сформировать новые сочетания таким образом, чтобы выполнения задания за плановый срок было возможным. Если переформировать сочетания невозможно, необходимо отдать часть заказа для выполнения в другом потоке на проектируемом предприятии. Для проектируемого потока при изготовлении первого сочетания моделей общее время выполнения заказа Re = Re 10 = 2,08 смен, что больше планового времени выполнения заказа Re = 2,0 смен, поэтому требуется выполнить перераспределение работ в потоке.
В мини-потоках по изготовлению жакетов и брюк расчетное время выполнения заказа меньше планового. Для определения возможности перераспределения исполнителей в мини-потоках необходимо определить требуемое количество исполнителей, обеспечивающих выполнение заказа в срок (формула 4Л0) и сравнить его с фактическим в потоке (формула 4.11). Суммарное требуемое количество число исполнителей меньше фактического в потоке: 16,89 20 чел. Это означает, что для выполнения заказа за запланированное время, можно увеличить количество исполнителей в мини-потоке по изготовлению юбок за счет других мини-потоков. Для рассматриваемого примера целесообразно выполнить перераспределение исполнителей между мини-потоками по изготовлению женских жакетов и женских юбок. Результаты такого перераспределения представлены в таблице 4.4. (графы 11-13). Таким образом, при полученном уточненном количестве исполнителей в мини-потоках своевременное выполнение заказа возможно (итоговые графы 11-12).
Все вышеизложенные этапы расчета способа запуска для многоассортиментного ГМП с выделением мини-потоков могут быть отображены в виде функциональной диаграммы (рисунок 4.8).
Многоассортиментный ГМП без выделения мини-потоков предполагает одновременное изготовление в потоке изделий различных ассортиментных групп. Такая организация производственного процесса позволяет реализовать групповой и циклический запуск моделей в поток, когда в процессе изготовления находится сразу несколько изделий различных ассортиментных групп. Последовательно-ассортиментный запуск может быть рекомендован при очень малом количестве исполнителей в потоке (5-7 человек) и при относительно больших величинах заказов (в пределах рекомендуемых интервалов для мелкосерийного производства). В противном случае может наблюдаться значительное количество переналадок потока на выпуск новых моделей, что усложняет работу исполнителей, и в конечном итоге снижает гибкость потока Оценить целесообразность ПАЗ можно, рассчитав время выполнения заказа. Если это время меньше половины смены, ПАЗ не рекомендован (по данным зарубежных источников переналадка потока на выпуск новой модели чаще двух раз в смену не производится [1,2,6-11,15-17]).
При осуществлении групповой технологии состав моделей, запускаемых. в поток, определяется составом группы моделей, определенным на стадии группирования моделей изделий (ФБ А2 - рисунок 2.2). Для проектируемого ГМП групповой ТП разработан на группу, состоящую из модели 005 женского жакета, модели 004 женской юбки и модели 004 женских брюк.
Похожие диссертации на Разработка методики балансировки работ в гибком швейном модульном потоке с использованием информационных технологий
