Содержание к диссертации
Введение
1 Анализ особенностей работы отечественных предприятий подводного кораблестроения в современных условиях 8
1.1. Оценка современного состояния отечественного судостроения и его положения на мировом рынке судов 9
1.2. Особенности подготовки, организации и планирования производства предприятий подводного кораблестроения в современных условиях 13
1.3. Мировой опыт совершенствования организации производств, имеющих в своем составе технологии двойного назначения 16
1.4. Роль сборочно-сварочного производства в общем производственном цикле на предприятиях отечественного подводного кораблестроения 20
1.5. Государственная концепция проведения конверсии оборонных предприятий 26
1.6. Выводы и определение направлений исследований 31
2 Исследование особенностей формирования затрат на продукцию в сборочно-сварочного производства 34
2.1. Возможные виды продукции сборочно-сварочного производства в условиях рыночных отношений 34
2.2. Структура себестоимости продукции цехового уровня 36
2.3. Особенности организации учета затрат в ССП 38
2.4. Затратный критерий оценки эффективности организационных решений в сборочно-сварочном производстве 40
2.5 Влияние наукоемкости производимой продукции на требования к формированию плановой загрузки ССП 41
2.6. Анализ возможных вариантов реструктуризации ССП 44
2.6.1. Методика агрегирования производственных расходов 44
2.6.2. Метод оценки структурных изменений в ССП с помощью критерия потенциала производственной системы 52
2.6.3. Возможные методы проведения структурной перестройки ССП 55
2.7. Выводы по результатам выполненных исследований 60
3 Разработка метода формирования оперативных организационно-структурных решений для сборочно сварочных производств подводного кораблестроения 61
3.1. Определение условий, необходимых для управления стоимостью продукции в ССП 61
3.2. Принципы управления эффективностью «портфеля заказов» СПП 69
3.3. Метод агрегирования средств производства СС 73
3.4. Алгоритм определения состава макроопераций для изготовления объектов ССП 78
3.5. Метод оценки эффективности работы ССП в условиях переменной нагрузки 80
4 Разработка методических основ автоматизированного проектирования совмещенных организационно-технологических графиков производства продукции ССП 79
4.1. Математическая модель формирования оперативных организационно-структурных решений для ССП
4.2. Алгоритм разработки совмещенного графика изготовления продукции в ССП 94
4.3. Требования к автоматизированному решению задачи формирования графиков 99
4.4. Определение состава необходимого информационного обеспечения для автоматизированного решения задачи разработки совмещенных графиков
5 Разработка средств автоматизации решения задач проектирования рациональной технологии и организации изготовления металллоконструкций в условиях переменнойзагрузки
5.1. Концепция создания АСТПП-АСУП сборочно-сварочного производства
5.2. Определение базового набора программного обеспечения для создания АСТПП-АСУП сборочно-сварочного производства.. 111
5.3. Разработка программного обеспечения для автоматизированного формирования графиков изготовления металлоконструкций в ССП 121
5.4. Разработка средств формирования базы данных 123
5.5. Оценка эффективности работы созданного программного обеспечения 127
Заключение 134
Список использованной литературы 135
- Особенности подготовки, организации и планирования производства предприятий подводного кораблестроения в современных условиях
- Структура себестоимости продукции цехового уровня
- Принципы управления эффективностью «портфеля заказов» СПП
- Алгоритм разработки совмещенного графика изготовления продукции в ССП
Введение к работе
Переход от централизованной экономики к рыночной внес серьезные изменения в деятельность предприятий. В первом случае целью являлось выполнение плана. Во втором стало получение прибыли. Другим не менее важным фактором, оказавшим существенное влияние на функционирование предприятий отрасли, стала конверсия, которая в разной степени затронула судостроительные предприятия [17]. Часть из них полностью перешла на выпуск гражданской продукции, другая сохраняет свои мощности в перспективе возобновления выпуска традиционной продукции. В наибольшей степени это касается предприятий подводного судостроения, где сегодня бездействуют дорогостоящее уникальное оборудование и оснастка. Резкое сокращение государственной программы строительства кораблей для ВМФ России породило недофинансирование производства в течение последних 15 лет и привело к существенному снижению загрузки уникальных производственных мощностей, резкому падению наукоемкости продукции и, как следствие, неуправляемому устранению из производственного процесса избыточного оборудования и ряда цеховых структур -автореструктуризации [70]. В настоящее время состояние основного оборудования стало таким, что если не перейти к управляемой реструктуризации производства и не загрузить его не лодочной продукцией (гражданскими судами и другими объектами судостроения), то Россия вообще рискует потерять данные производства оборонного значения.
Главная особенность сложившегося в настоящее время положения на предприятиях подводного кораблестроения состоит в том, что они вынуждены работать фактически в условиях не стабильной загрузки. Ситуация кардинально не изменится сразу и в случае реализации разработанной государственной политики в области конверсии, так как влияние уже произошедших изменений на рынке судов будет сказываться еще ближайшее десятилетие. В этих условиях на лодочных заводах возникает необходимость разработки методических основ организации производства продукции смешанного назначения на имеющихся мощностях, но с минимальными затратами [21].
В первую очередь данную задачу целесообразно решить для сборочно-сварочного производства, как в следствие значительного объема его работ в общей трудоемкости постройки судов и наличия в его составе уникального оборудования, так и в следствие того, что производимая им продукция (металлоконструкции) наиболее просто может быть оценена в денежном измерении, что абсолютно необходимо для реализации рыночных принципов при решении задачи совершенствования организации производства. Выбор методических подходов к ее решению возможен только на основе учета объективных процессов, связанных с реструктуризацией производственных мощностей лодочных заводов, и должен базироваться на использовании современных информационных технологий для многофакторного моделирования вариантов организации работ.
В сложившихся условиях задача определения эффективной загрузки оборудования и проектирования технологии и организации сборки металлоконструкций в ССП с минимальными затратами, вышла на уровень наиболее актуальных.
Понятно, что ее решение может быть максимально эффективным, если методологические принципы будут базироваться на научно-обоснованном подходе. В этом случае полученные научные положения могут с определенной долей адаптации использоваться на любом предприятии, имеющем необходимость повышения эффективности работы ССП. Однако такой подход обусловливает необходимость комплексного исследования всех факторов, влияющих на возможные варианты решения данных задач.
Современная отечественная наука технологии и организации судостроительного производства имеет научно-обоснованные методы управления реструктуризацией и повышения эффективности судостроительных производств. В последние годы среди публикаций в научных изданиях данные вопросы напрямую практически не рассматривались. Определенный интерес представляли некоторые смежные работы. Так в докторской диссертации Алехина М. Ю. [9] разработан вариант увеличения пропускной способности судостроительного производства методом интенсификации работ на «узких» рабочих местах. Применительно к задаче совершенствования организации производства в сборочно-сварочных цехах лодочных предприятий данный подход не позволяет решить все сформировавшиеся на сегодня проблемы. Дело в том, что технологический процесс производства секций прочного корпуса атомных подводных лодок (АЛЛ) организован на основе использования поточных линий, поэтому значительный интерес представляет задача эффективного распределения части работ по другим рабочим местам или более полного использования специализированных рабочих мест, на которых и так уже используется максимальная сменность работ. Увеличение числа работающих в этом случае практически ничего не дает.
В докторской работе Александрова А. А. [2] при исследовании проблемы повышения эффективности использования производственных площадей сборочно-сварочного цеха упор также делается на повышение производительности сборочно-сварочного производства методом максимальной загрузки производственных площадей. Фактически выбран алгоритм «загрузки ранца» без особого учета сроковой дисциплины. Кроме того, использование данного алгоритма для ССП подводного кораблестроения не эффективно, т.к. здесь оборудовано большое количество специализированных рабочих мест, не позволяющих так вольно обращаться с занимаемыми площадями.
В обеих работах не учитывается большой период инерции судостроительного производства, вызванный длительностью сроков поставки листов металла специальных марок (например, для прочного корпуса АЛЛ), что приводит к выводу о необходимости расчета графиков изготовления конструкций на значительно более длительные сроки, чем месяц (от года до трех). То есть при правильном планировании ритмичность загрузки оборудования будет фактически задаваться ритмичностью поставки материалов. При таких объемах расчетов оба алгоритма могут оказаться очень «медлительными».
Особо следует отметить, что в условиях недозагрузки производства на первый план выходит не столько задача интенсификации производства, чему посвящены обе работы, сколько задача организации работ с минимальными издержками. Однако отсутствие продуманного механизма учета затрат в условиях переменной загрузки затрудняет решение указанной выше проблемы. Несмотря на необходимость реструктуризации учета затрат, единых рекомендаций по решению в этом плане нет.
Разработанный в рамках теории стратегического управления в диссертационной работе Новикова А. В. [70] механизм агрегирования ресурсов позволяет рассматривать данный аспект с общих позиций в разрезе видов продукции и производств, но без дополнительных исследований в этой области на уровне оперативных структур применить данную методику для разработки рациональных организационно-технологических схем сборки конструкций не представляется возможным.
Таким образом, комплексных исследований, посвященных вопросам разработки методов повышения эффективности работы сборочно-сварочных производств судостроительных предприятий, имеющих двойные технологии, в условиях нестабильной загрузки за последние десять лет не выполнялось.
В данной работе впервые сделана попытка разработать научно-обоснованные методы повышения эффективности загрузки и проектирования рациональной технологии и организации изготовления металлоконструкций в условиях ССП, имеющих двойные технологии. Методы разрабатывались с учетом особенностей проводимой сегодня в отечественном судостроении конверсии, но при этом вопросы практической реализации реструктуризации производства не рассматривались, поскольку их решение лежит за пределами одного вида производства.
Определение основных направлений исследований и основных требований к решению поставленных в работе задач выполнено на основании анализа современного состояния проблемы организации работ сборочно-сварочного производства с учетом изменений, произошедших во внешней среде функционирования предприятий в рамках проводимой конверсии.
В качестве базы для выполнения всех основных исследований и проверки достоверности полученных решений в работе использовалось сборочно-сварочное производство ФГУП «ПО «Севмаш».
Особенности подготовки, организации и планирования производства предприятий подводного кораблестроения в современных условиях
Промышленное предприятие играет особую роль в жизни современного общества; служит основным структурообразующим элементом экономики; в нем соединяются для производства продукции трудовые, материальные и финансовые ресурсы. Оно является источником удовлетворения потребностей общества в товарах и услугах, а также местом приложения сил большинства трудоспособного населения страны. [71]. Особенно это касается тех случаев, когда предприятия несут градообразующих характер как, например, СМП.
Трудности испытывают и такие гиганты военной индустрии как ГУЛ «Адмиралтейские верфи», завод имени Ленинского комсомола, ПО «Красное Сормово», ОАО «Балтийский завод» и др., аккумулировавшие в себе огромный научно-технический потенциал, который оказался сегодня невостребованным государством [71]. В этих условиях получает развитие переход на выпуск продукции с пониженной наукоемкостью (буксиры, пантоны, «коробки» - корпуса судов без насыщения и пр.) а, следовательно, с более низкой коммерческой ценой единицы ее объема. Причиной стало не только утрата преемственности технологий, но и ухудшением общего финансового состояния предприятий [71].
Все больше проявляет свою несостоятельность традиционная схема планирования работ по постройке судов основным цехам завода на основе заданной трудоемкости. В работе [75] анализируется существующая схема планирования работ основным цехам судостроительных предприятий (рис.1.2.). В соответствии с ней заводу планируется трудоемкость, определяемая изначально в функции от построечной цены. Но выполнение трудоемкости по факту отработанного времени, означает выполнение плана работ, но не изготовление части судна. В результате, если стоимость постройки перевести в трудоемкость, то ее выполнение не гарантирует получение в конечном итоге готового судна. Кроме того, получение плана в виде перечня техкомплектов с заданной трудоемкостью, не создает у работников цехового уровня заинтересованности в производстве продукции с минимальными издержками, сроками или в повышении ее качества, поскольку их заработная плата не зависит от этих факторов, а определяется по сути количеством отработанных часов. При существующей системе начисления накладных расходов трудно даже определить, какая именно продукция - оборонная или конверсионная является убыточной для цеха, а какая выгодной. В любом случае средняя заработная плата рабочего в долларовом эквиваленте составляет не более 100 $ в то время как на польских верфях - 800 $ в Германии - 2000 $ [91]. Во многом это объясняется тем, что цех не может получать прибыль в результате выполнения плана и распоряжаться ею.
В целом, сегодня для предприятий - «должников» отечественного судостроения характерна следующая ситуация [87]:наблюдается постепенная утрата активной части основных фондов; физический износ оборудования лежит в среднем в пределах 50-60%, а для некоторых предприятий составляет 70% и даже 80%;загрузка производственных мощностей находится на уровне 25-45%, в том числе по профильной продукции 15-20%;собственные и приравненные к ним средства составляют всего около 40% всех оборотных средств;происходит абсолютное падение объемов заказов на государственные оборонные нужды;неплатежеспособность предприятий, выпускающих продукцию для обеспечения оборонного заказа, связана в основном с задолженностью государства перед ним.
Из практики капиталистических стран известно, что финансовая несостоятельность предприятий является результатом одновременного негативного действия внешних и внутренних факторов, «доля» влияния которых может быть различной (рис.1.3.). Тем не менее, даже в странах с устойчивой политической и экономической системой к банкротству фирм на 1/3 причастны внешние факторы, а на 2/3 - внутренние [37]. Поэтому, несмотря на то, что для российских предприятий внешние факторы имеют гораздо большее значение, банкротство предприятий нельзя относить только на этот счет.1.3. Мировой опыт совершенствования организации производств, имеющих в своем составе технологии двойного назначения
Анализ материалов публикаций [41], посвященных вопросам повышения эффективности деятельности промышленных предприятий, показывает, что в современных условиях все большее значение придается совершенствованию организации труда, а уровень достигнутого успеха в этом направлении измеряется прибылью от продажи конкурентной продукции.
Крупнейший западный теоретик в области конкуренции М. Портер выделял следующие способы конкурентной борьбы.
Первый способ - более низкие издержки. Второй - дифференциация товаров.
Низкие издержки определяют способность фирмы разрабатывать, выпускать и продавать товар рыночного уровня качества с меньшими затратами, чем конкуренты (фирма в этом случае получает большую прибыль).
Дифференциация - это способность обеспечить покупателя товарами нового качества и назначения, включая создание системы послепродажного обслуживания. Дифференциация позволяет предприятию диктовать высокие цены на новую продукцию за счет наличия периода дефицита, что при равных с конкурентами издержках опять таки дает фирме прибыль вследствие раннего вхождения на рынок.
Применительно к судостроению показателен опыт Японии, которая в 80-х годах опередила по показателям экономического роста США и страны Западной Европы и вошла в мировые лидеры по производству судов. Основу успеха развития японского судостроения составили новая система
Структура себестоимости продукции цехового уровня
Промышленное предприятие играет особую роль в жизни современного общества; служит основным структурообразующим элементом экономики; в нем соединяются для производства продукции трудовые, материальные и финансовые ресурсы. Оно является источником удовлетворения потребностей общества в товарах и услугах, а также местом приложения сил большинства трудоспособного населения страны. [71]. Особенно это касается тех случаев, когда предприятия несут градообразующих характер как, например, СМП.
Трудности испытывают и такие гиганты военной индустрии как ГУЛ «Адмиралтейские верфи», завод имени Ленинского комсомола, ПО «Красное Сормово», ОАО «Балтийский завод» и др., аккумулировавшие в себе огромный научно-технический потенциал, который оказался сегодня невостребованным государством [71]. В этих условиях получает развитие переход на выпуск продукции с пониженной наукоемкостью (буксиры, пантоны, «коробки» - корпуса судов без насыщения и пр.) а, следовательно, с более низкой коммерческой ценой единицы ее объема. Причиной стало не только утрата преемственности технологий, но и ухудшением общего финансового состояния предприятий [71].
Все больше проявляет свою несостоятельность традиционная схема планирования работ по постройке судов основным цехам завода на основе заданной трудоемкости. В работе [75] анализируется существующая схема планирования работ основным цехам судостроительных предприятий (рис.1.2.). В соответствии с ней заводу планируется трудоемкость, определяемая изначально в функции от построечной цены. Но выполнение трудоемкости по факту отработанного времени, означает выполнение плана работ, но не изготовление части судна. В результате, если стоимость постройки перевести в трудоемкость, то ее выполнение не гарантирует получение в конечном итоге готового судна. Кроме того, получение плана в виде перечня техкомплектов с заданной трудоемкостью, не создает у работников цехового уровня заинтересованности в производстве продукции с минимальными издержками, сроками или в повышении ее качества, поскольку их заработная плата не зависит от этих факторов, а определяется по сути количеством отработанных часов. При существующей системе начисления накладных расходов трудно даже определить, какая именно продукция - оборонная или конверсионная является убыточной для цеха, а какая выгодной. В любом случае средняя заработная плата рабочего в долларовом эквиваленте составляет не более 100 $ в то время как на польских верфях - 800 $ в Германии - 2000 $ [91]. Во многом это объясняется тем, что цех не может получать прибыль в результате выполнения плана и распоряжаться ею.
В целом, сегодня для предприятий - «должников» отечественного судостроения характерна следующая ситуация [87]:наблюдается постепенная утрата активной части основных фондов; физический износ оборудования лежит в среднем в пределах 50-60%, а для некоторых предприятий составляет 70% и даже 80%;загрузка производственных мощностей находится на уровне 25-45%, в том числе по профильной продукции 15-20%;собственные и приравненные к ним средства составляют всего около 40% всех оборотных средств;происходит абсолютное падение объемов заказов на государственные оборонные нужды;неплатежеспособность предприятий, выпускающих продукцию для обеспечения оборонного заказа, связана в основном с задолженностью государства перед ним.
Из практики капиталистических стран известно, что финансовая несостоятельность предприятий является результатом одновременного негативного действия внешних и внутренних факторов, «доля» влияния которых может быть различной (рис.1.3.). Тем не менее, даже в странах с устойчивой политической и экономической системой к банкротству фирм на 1/3 причастны внешние факторы, а на 2/3 - внутренние [37]. Поэтому, несмотря на то, что для российских предприятий внешние факторы имеют гораздо большее значение, банкротство предприятий нельзя относить только на этот счет.1.3. Мировой опыт совершенствования организации производств, имеющих в своем составе технологии двойного назначения
Анализ материалов публикаций [41], посвященных вопросам повышения эффективности деятельности промышленных предприятий, показывает, что в современных условиях все большее значение придается совершенствованию организации труда, а уровень достигнутого успеха в этом направлении измеряется прибылью от продажи конкурентной продукции.
Крупнейший западный теоретик в области конкуренции М. Портер выделял следующие способы конкурентной борьбы.
Первый способ - более низкие издержки. Второй - дифференциация товаров.
Низкие издержки определяют способность фирмы разрабатывать, выпускать и продавать товар рыночного уровня качества с меньшими затратами, чем конкуренты (фирма в этом случае получает большую прибыль).
Дифференциация - это способность обеспечить покупателя товарами нового качества и назначения, включая создание системы послепродажного обслуживания. Дифференциация позволяет предприятию диктовать высокие цены на новую продукцию за счет наличия периода дефицита, что при равных с конкурентами издержках опять таки дает фирме прибыль вследствие раннего вхождения на рынок.
Применительно к судостроению показателен опыт Японии, которая в 80-х годах опередила по показателям экономического роста США и страны Западной Европы и вошла в мировые лидеры по производству судов. Основу успеха развития японского судостроения составили новая система
Принципы управления эффективностью «портфеля заказов» СПП
Если принять, что содержание оборонных мощностей конверсионного производства должно, в основном, обеспечиваться государством, а конверсионное направление рассматривать как дополнительный источник финансирования для поддержания потенциала военного производства, то такой подход предполагает строгий учет затрат по каждому направлению.
В этом случае для агрегирования ресурсов, их оценки и выработки решений на стратегическом уровне управления удобно пользоваться механизмом ресурсного формирования затрат, предложенного в работе [70] (рис.3.6.). При этом почти все необходимые данные можно непосредственно получить на основе существующих документов (рис. 3.7.).
Все расходы представляется целесообразным поделить на два направления:Годовая капитальная составляющая А по направлениям будет полностью зависеть от оборудования и производственных площадей, включенных в состав резервного (оборонного) фнда.Годовая величина структурной составляющей К, связанная, прежде всего, с подготовкой производства, и, следовательно, наукоемкостью продукции, должна быть разделена между направлениями с учетом этого аспекта.
Технологическая составляющая П, иначе прямые затраты, определяются достаточно просто. Однако к ним следует добавить еще затраты из РСЭО, связанные с технологическими издержками оборудования, что технически вполне осуществимо.Предполагается, что при полной загрузке оборонных мощностей постоянные издержки по 1-му направлению должны оплачиваться Министерством оборонной промышленности. Тогда на второе направление приходятся постоянные издержки
Если госзаказ отсутствует, то Министерством оборонной промышленности оплачиваются затраты на содержание оборудования и не оплачивается отопление, освещение производственных площадей, подготовка производства. Следовательно, автоматически увеличиваются постоянные расходы 11-го направления. В этом случае, чтобы достичь точки безубыточности (см. рис.3.5.) требуется либо увеличение программы конверсионной продукции, либо поиск более дорогой продукции, что должно решаться в зависимости от реальных обстоятельств.
Самым выгодным в этом случае видом продукции становятся плав-буровые установки, поскольку особенности их конструктивного устройства позволяют загружать, частично, специализированное оборудование лодочного производства. К таким конструкциям, в частности относятся трубчатые элементы "ног" и распорных балок. Кроме того, в составе ПБУ основные конструктивные составляющие палубных сооружений представляют собой плоские перекрытия с набором, для изготовления которых не требуется специализированных сборочных постелей, как, например, для буксиров. При этом применяемые толщины и марки материалов позволяют эффективно использовать имеющиеся мощности сварочного оборудования и специализированных стендов. В качестве положительного момента следует отметить и требования к контролю качества, реализацию которых так же можно осуществлять на основе комплексного использования лодочного оборудования. Но главным все же является тот факт, что насыщенность ПБУ специализированным оборудованием делает весьма актуальной проблему формирования для нее полной электронной модели в соответствии с CALS стандартами. В варианте ее разработки и с учетом наличия в портфеле заказов надводных кораблей появляется экономически обоснованная возможность горизонтального структурного выделения в рамках службы подготовки производства соответствующей составляющей, для которой будет не только обеспечена постоянная загрузка, но и будут созданы условия для фактического экономического выделения
Организация учета издержек на уровне оперативного управления также требует отказа от принципа неделимости производственных
Проведение процедуры реструктуризации учета затрат наиболее удобно реализовать на основе разделения производственных мощностей на относительно обособленные технико-экономические модули (ТЭМ), которые могли бы выступать в качестве самостоятельных экономических единиц, формирующих технологическую базу производственного процесса, строящегося по принципу объемов производства [72]. В отличие от производственных участков и рабочих мест ТЭМ в данном случае рассматриваются как места возникновения затрат, как условно-переменных, так и условно-постоянных. Такой подход обеспечивает возможность детального анализа и разработку мероприятий по повышению эффективности каждого участника производственного процесса в отдельности.
В зависимости от вида продукции в качестве ТЭМ может выступать как одно рабочее место, так и несколько, причем, относящихся к различным производственным участкам. Поэтому при агрегировании средств производства в ТЭМ отправной точкой в работе стал анализ предметов труда, т. к. конструкция определяет технологию и, следовательно, состав средств производства, включаемый в ТЭМ.
В настоящее время на СМП на одних и тех же производственных площадях сборочно-сварочного производства изготавливаются конструкции трех направлений (надводное судостроение, подводное кораблестроение и средства освоения прибрежного шельфа). Объемные блок-секции трех типов заказов имеют в своем составе секции, подсекции, узлы и детали. Начиная процесс декомпозиции от блок-секций к узлам, становится очевидным сведение обширной номенклатуры изделий к ограниченному количеству типовых групп конструкций.
В диссертации для каждой такой группы был определен перечень работ, необходимых для ее изготовления. В данном случае оказалось удобным описывать технологию в терминах макроопераций.
Под термином «макрооперация» при этом в работе понимается совокупность операций, выполняемых над конструкцией на единице оборудования или на специализированном рабочем месте.
Например, макрооперация «сварка стыков блок-секций» включает в себя следующие операции:1. Кантовка и установка блок-секции на кантователь;2. Установка прутков;3. Зачистка стыковых кромок;
На основе анализа ОСТ5.9912-80 и изучения конструктивных особенностей строящейся номенклатуры подводных лодок автором за 1997 год был определен полный состав макроопераций, выполняемых в ССП (см. приложение 2). В результате стало возможным определить технологический маршрут сборки любой конструкции, включая промежуточные операции механической обработки, гамма-контроля и т. д. Для этого каждой макрооперации в соответствие была поставлена позиция, т.е. совокупность оборудования (рабочих мест), на которых данная макрооперация может быть реализована. Следует сказать, что из-за различия в параметрах конструкций на каждой позиции может использоваться оборудование (рабочие места) с различными характеристиками и возможностями.
Например, для карусельных станков таковыми являются:- диапазоны между минимальными и максимальными диаметрами обрабатываемых конструкций;- диапазон между минимальной и максимальной длинами конструкций;- ограничение по максимальной массе конструкции;- возможность нанесения контрольных и теоретических линий и вскрытия отверстий.
Совокупность конкретных единиц оборудования (рабочих мест), находящихся на одной позиции и имеющих совпадающие параметры в работе определена как «группа однородного оборудования». Можно считать, что каждая единица оборудования (рабочее место) из любой группы однородного оборудования представляет собой единичный или базовый технико-экономический модуль, реализующий конкретную макрооперацию технологического процесса. Такой модуль назван функционально-экономическим модулем (ФЭМ).В результате проведенной работы были выявлены все типы ФЭМ, присутствующие на данном производстве. Примеры показаны в таблице.3.1.
Алгоритм разработки совмещенного графика изготовления продукции в ССП
Характерным для данного класса алгоритмов является то, чтопоследовательно назначаемые моменты начала макроопераций для каждойединицы оборудования, образуют строго возрастающуюпоследовательность. То есть решения о включении отдельных макроопераций в расписание принимаются в той же последовательности, в которой будут выполняться. Диспетчеризация выполняется в моменты изменения системы, обозначим их ts, где s - порядковый номер.
В данной задаче ts - окончание выполнения отдельных макроопераций на конкретных единицах оборудования.
В общем случае к моменту ts состояние системы таково: часть единиц оборудования занята выполнением макроопераций, причем на некоторых единицах оборудования (хотя бы на одной из них) завершается выполнение; часть единиц оборудования свободна, поскольку в момент ts-i ввиду ограничений не оказалось макроопераций, которые можно было бы начать выполнять на данных единицах оборудования; часть макроопераций выполняется, причем некоторые из них (хотя бы одна) завершаются; часть макроопераций уже выполнена, для них определены моменты начала и единицы оборудования, на которых они будут выполняться; выполнение части макроопераций еще не начато ввиду ограничений; часть секций и узлов уже сделана, т.е. выполнены все их макрооперации; часть узлов и секций находится в изготовлении, т.е. находятся в выполнении их макрооперации; часть узлов и секций еще не запущена в производство и ожидает освобождения необходимой единицы оборудования. в момент времени ts происходит освобождение единицы оборудования и могут возникнуть следующие ситуации: на данную единицу оборудования претендует секция (или узел секции), ожидавшая своей очереди выполнения на ней очередной макрооперации; секция (или узел), освободившая данную единицу оборудования, имеет в качестве последующей макрооперации ту, которая может быть выполнена на одной из свободных на момент ts единиц оборудования; ни первая, ни вторая ситуация не произошла, в этом случае не будут производиться фиксации начал макроопераций, шаг S пропускается и алгоритм автоматически выводится на S+1 шаг.
Последовательность действий алгоритма предусматривает сначала фиксацию состояния после освобождения единиц оборудования и затем уже переход к новому состоянию и его фиксацию.. Подобным образом организованный алгоритм является асинхронным. Объем вычислений в асинхронном варианте алгоритма пропорционален размерности решаемой задачи, которая, прежде всего, определяется суммарным количеством макроопераций [20]. Алгоритм заканчивает работу после того, как освобождаются все единицы оборудования (все макрооперации выполнены).
Все расписания, которые можно получить, используя алгоритм диспетчеризации, являются допустимыми. Однако получение конкретного варианта расписания зависит от процедур «разрешения конфликтных ситуаций».
Под конфликтной понимается ситуация в момент ts, когда на определенную единицу оборудования одновременно претендует несколько макроопераций различных секций (узлов). То есть формируется система приоритетов, которая регламентирует все возможные последующие варианты развития процесса в любой момент времени ts. В теории расписаний, в различных задачах часто используются следующие правила [86]: упорядочение по длительности операций (большим приоритетом пользуется наиболее короткая макрооперация); упорядочение в соответствие с директивными сроками окончания работ над отдельными секциями (большим приоритетом пользуется макрооперация над секцией (узлом), имеющей наиболее раннюю дату поставки); упорядочение в порядке не убывания резерва времени (большим приоритетом пользуется макрооперация над секцией (узлом), имеющей минимальный резерв времени); случайное упорядочение; упорядочение с учетом весов и т. д.
В отдельных частных случаях (например, система с одним прибором) [27], удается добиться того, что минимизируется максимум запаздывания отдельных работ.
Однако для более сложных систем данные методы упорядочения точных результатов не дают.
Поэтому выбор претендентов на каждом шаге построения расписания с учетом выводов параграфа 4.1. предлагается осуществлять на основе расчета экономического приоритета (4.1.).dm - директивный срок изготовления заказа;um - весовой множитель, определяющий величину условного штрафа за приближение срока окончания всех работ над заказом Т к директивному сроку dm;єт - допустимая степень приближения ТІШ к dm, сут.Tjm - критический путь заказа для і-ой конструкции;
Примечание: расчет критического пути Т ведется в предположении о выполнении оставшихся по данному заказу работ без задержек.
Предлагаемый экономический критерий, включающий штрафную функцию в таком виде, дает возможность добиваться разной степени «чувствительности» модели к выполнению директивных сроков, а также искусственно устанавливать приоритеты по заказам (рис.4.4.)
Механизм срабатывания алгоритма достаточно прост (рис.4.5.):1. С начала і-й претендент ставится на рабочее место и для него производится расчет затрат на выполнение и «условных» штрафов.2. Затем выполняются расчеты затрат и оценки штрафов для каждого из оставшихся претендентов, подразумевая их выполнение на данном рабочем месте сразу после обработки і-го претендента. Полученные значения по всем п-1 претендентам суммируются.3. Определяется Собщік.4. После чего повторяются предыдущие три пункта для всех п-1 претендентов.
Окончательно выбирается претендент, обеспечивающий вариант размещения с минимальными затратами. При одинаковых значениях Собщ для расстановки их приоритетов применяется случайная выборка
Процесс составления расписания изготовления металлоконструкций с помощью предложенного критерия позволяет получить рациональное с точки зрения затрат расписание.
Предлагаемое решение задачи без использования точных методов целочисленного программирования сокращает время расчетов, но нелинейный вид функции экономического показателя требует обязательного применения вычислительной техники для нахождения оптимального решения.
