<<
>>

4.2. Комплексная модель ОКП для ГПК механической обработки

Рассмотрим подробно комплексную модель ОКП для ГПК как локальную модель планирования для случая пооперационного представления ТП с нефиксированными маршрутами, с неоднородным составом оборудования и недетерминированными значениями состава и времени операций

переналадок - Q.., и *ттире [87, 100].

Данная модель в дальней-

U ijk

шем будет служить базовой при формировании моделей планирования для

межцеховых автоматизированных систем.

Представим исходную постановку задачи планирования.

На множестве номенклатуры деталей, представленном множеством ЕП,

которыми являются партияоперации M{e,.,i = \,m;j = l,p.} при условиях

U i

(2.46-2.47), оговаривающих учет деталей и сборочных узлов, и множеством ОУ, представленных множеством ГПМ, ТС и складской системы -N{nir} U R{fj} U S{n } необходимо составить оптимальное расписание.

181

Все виды моделей расписаний в ОКП

f

1

С одним обслуживающим устройством (п=1)

С несколькими обслуживающими устройствами (п>1)

I

Системы для единичного производства

I

Системы для мелкосерийного производства

I

Системы с одним классом ОУ (ГПМ)

I

Системы с фиксированными маршрутами ТП

I

Системы с несколькими классами ОУ (ГПМ, СС, ТС)

I

Системы с нефиксирован-ными маршрутами ТП

I

Системы с детерминированными значениями величин

ijk

% И^

I

Системы с недетерминированными значениями величин

-ijk

I

Системы без учета

компоновочно-технических

особенностей элементов ГПК и

адекватной структуры

обслуживания

I

Системы с учетом компоновочно-технических особенностей элементов ГПК и адекватной структуры обслуживания

I

Системы с жесткой формой

представления единиц планирования пооперационная технология)

Системы с гибкой формой представления единиц планирования (вариант с диф-ференциацией операций)

I

Модели расписаний для локальных ОУ и их групп (ГПК)

I

Однородные модели планирования

I

Модели с регулярными партиями запуска

I

Модели для межцеховых и связанных вариантов исполь-зования отдельных ОУ и ГПК

Неоднородные модели планирования

I

Модели с нерегулярными партиями запуска

I

Выбранный вариант расписания

Рис.4.1.

Классификация моделей расписаний

182

Графическая интерпретация произвольной модели расписания для случая Л/{ЗхЗ}, N{3}, R{2} и5{1} представлена на рисунке 4.2 диаграммой Гантта. Как видно из диаграммы, основными потерями времени для

каждого ГПМ в расписании ГПК 0 являются: ^гткре ~ потери времени,

ijk

связанные с наличием операций переналадок в ГПМ при поступлении но-вых партияопераций деталей; t^ - потери времени, связанные с ожи-

eijk

данием партий деталей, находящихся в требуемый момент на обработке на

предыдущей операции; /^~ - потери времени, связанные с ожидани-

eijk

ем партий деталей, находящихся в процессе транспортирования; t^^ -

ijk

потери времени, связанные с занятостью транспортных средств; ^^.р

ijk

- потери времени, связанные с занятостью склада; t^-. - общее неиспользованное время оборудования на данном горизонте планирова-

V

ния; t - суммарное время простоя к-то ГПМ при обработке ЕП е..,

ijk

без учета величины tr,^ , которая определится как сумма неиспользован-

к

ных времен в начале и в конце отрезка планирования:

W =W + W ' (4Л)

* к к

На рис.4.2 т\, и № - моменты начала и окончания работы к-го ГПМ на

H KH H КН Н

интервале планирования; т^ и rQe , тш?е и тш?е г

ijk ijk ijk ijk ijk

и fjp - моменты начала и окончания соответственно обработки ЕП ijk

183

ft

ci

Ф

ci

Nt

ш*»ш *» ft

'211

222

111

„KH

'ПЕРе,

_KH

133

rTPe

'ОСЗе

111

222

Ч1ЕР&

133

*ТРл

'OCTe,

N.

rH KH

4l2. °?312

131Ш

r02

"322

^222

Hi H

222

4)Cfc

*222 Ше232

.f,

312

"333

N^

H0„

•*¦ 'ПЕРв

t

ТУ

Г"~*

133

_KH

ноз

Ф

TI:

a

222

133"

Tl

TPte

•4 >

'TPlft

Я

312

222

R,

OCCe,

P TC

333-

*TP2e,

333"

*TP2e

7

333

lT2ft

-KH

333

rT2e,

'ТП1е,

'THli

ft

Рис.4.2 Диаграмма расписания

184

„кн

.

е..,, переналадки ГПМ и операции транспортирования; гт и г~,

ijk ijk

моменты начала и окончания обслуживания r-и ТС очередной заявки;

f - подготовительное время для r-го ТС; tr^..- время перемеще

ijk

ту

ния /-го ТС на исходную или промежуточную у'-ю позицию; t?u - об-

ijk

1 2

щее время обслуживания заявки е.., r-и ТС; t и t - неиспользо-

IJK "О, ^ и

ванное время работы к-vo ГПМ в начале и в конце смены соответственно.

Тогда обобщенная математическая модель задачи ОКП для локального ГПК имеет следующий вид.

п п п

? 'iIEPe.., ' ? 'оСе..7 ' ? 'оСТе... '

к = \ ук к = \ ук к = \ Ук

п п п

F = f 2 *ОСЗе' ? 'ОСО? , ' ^ W '

к = \ Ук к = х ук к = х к

П У П У

, ^ '0ТУе.., ' S 'оГСе..,

mm

(4.2)

П

eyk^yVvy^

>н •>. ^кн

*/? ij-ls

ТОел, Ое,

ilk ap,s

k,seN{l,n};

\е. еМ"0 ve, ее.;

} i a i

k,seN{l,n};

(4.3) (4.4)

(4.5)

185

(4.6)

p-

Л ^fiJk^ij^Oe.., +'ПЕРе.., +'0G?..7 +'OCT>..; +/OC3e..7 +

1=1 j = 1 ул У А: у Л i/A: z/A:

)<Ф,

(4.7)

? I

+'0CCe..7 + ГОТУе..7 +/0TO... 'J~C*'

i/A: ijk ijk

III

{1.лд}; {rfy(=),^yH,r«c(=),r^cH};

N\

Ь{1.лб};

(/тс,гТу)П^ПЕр=0;

ТС ТУ ПЕР ^ М{{1};{1..«р};{«р}};

(4.8)

IV

-H

V

г н гн кн1/=1

гт/е LVre J»'-v, zi

А^ТР, е.., +'ТТУ, е..7 +/ТТС7 е... +'тСУ, е.., +

m=l /w уА: lm ijk lm ijk lm ijk

+'тсс, .., >**Т;'/б*&г>:

T| -TxHe ' l?R;i,msM;k,qeN{l,n}; I ijk I mhq

тскЮ€^в,г0Н]'/ = 1,5';

?<'cy, +'cc7 )^фск/' 'e*<4,>:

/w=l lm lm

-KH

Гр >г?и , leS;i,meM;k,qeN{l,n}; / i/A: / m«#

'{1.ля};Ь{1.лб} М{{1};{1..лр}};

(4.9)

(4.10) (4.11) (4.12)

(4.13) (4.14)

(4.15)

Vl{B{Bv};

(4.16)

186

где т > 1; п >\;г > 1; а..

> О; а.. = const - величина партии запуска ЕП;

У У

*п > 0 - время, отводимое на выполнение ЕП е.. на к-ом ГПМ; р.> 1-

ijk у

количество операций на i-й детали; Ф~, - фонд времени работы к-го ГПМ на горизонте планирования; Фт#- фонд времени работы /-го ТС на горизонте планирования; Ф~ ,- фонд времени работы 1-го ОУ склада; Z. - количество заявок для / -го ТС на горизонте планирования, Zs - количество

заявок для .у-го ОУ склада; гй и Г^н - моменты начала и окончания

I ijk I ijk

работы /-го ОУ склада над какой-либо заявкой. В качестве горизонта пла-нирования может выступать восьмичасовая смена.

Модель для обобщенной задачи ОКП в ГПК предлагается в виде вид блочной структуры (блоки I - VI).

Первый блок отражает область критериев задачи. Выражение (4.2) представляет собой функционал задачи временного характера в обобщенном виде, отражающим основные потери времени. Некоторые потери времени, связанные с обслуживанием ГПМ при установке и удалении ресур-

сов - J] Yyrv ' ^ ЧУГС определены как optional (по условию), по-

к=\ ijk k=\ ijk

скольку их присутствие в общей структуре потерь времен зависит от структурных и технологических особенностей обслуживания (возможность совмещения процесса переналадки ГПМ с процессами удаления и установки ресурсов (см. гл.З).

Второй блок включает условие задания ЕП - либо в виде операций, либо в виде переходов - (4.3), условие предшествования по выполнению ЕП (4.4), а также условие (4.5) предшествования для ЕП, представляющих собой сборочные узлы (см.п.п.2.6).

Третий блок отражает требования к функционированию ГПМ. Выражение (4.7) - это ограничение по фонду времени работы каждого ГПМ в

187

ГПК. Выражение (4.8) представляет собой описание структурных особенностей ГПМ и технологических характеристик обслуживания. При этом указывается количество ПЗР для каждого ГПМ - {1.лд}, количество мест в

ПЗР ГПМ - b{\ .лЛ , характер установки и удаления ресурсов по моментам начала- {т5у(=),г5у(~),гйр(=),Гпп^(~)}, возможность совмещения операций переналадок в ГПМ с операциями установки и съема ресурсов -WjC, tZy) П fттср = 0; (tjr, *нгу) П *ттср * &}» а также количественный параметр обслуживаемых заявок - М{{1};{\.л^};{««}}.

Таким образом, в

блоке отражается весь состав ограничений и требований технического и технологического характера, относящийся к ГПМ.

Четвертый блок в данной модели отражает требования к транспортным устройствам. Выражение (4.10) отражает ограничение по фонду времени ТС. Выражение (4.11) отражает условие предшествования для ТС (ТС в том случае может обслужить заявку, если она на временной оси данного ТС не пересекается с любой другой заявкой, обслуживаемой данным ТС).

Пятый блок отражает требования к складской системе ГПС. Выражение (4.13) отражает ограничение по фонду времени каждого склада или ОУ склада. Выражение (4.14) отражает условие предшествования для ОУ складской системы (ОУ в том случае может обслужить заявку, если она на временной оси данного ОУ не пересекается с любой другой заявкой, обслуживаемой данным ОУ). Выражение (4.15) представляет собой описание структурных особенностей складской системы и технологических характеристик обслуживания. При этом указывается количество ОУ для каждого склада (роботов-штабелеров) - {1..%}, количество мест в ПЗР - Ъ{\..лЛ и

множественный характер обслуживания заявок - М{{1};1..«р}.

Последний, шестой блок в модели, представленный выражением (4.16) представляет собой обобщенный состав дополнительных ограниче-

188

ний (ограничения по директивным срокам выпуска деталей и т.п.), что характеризует открытость математической модели.

Выражения 4.6,4.9 и 4.12 являются опциональными, они аналогичны по смыслу и отражают множество возможных моментов начала работы ГПМ, ТС и СС соответственно на текущем горизонте планирования.

Таким образом, блочное представление модели ОКП характеризуется тем, что при появлении в структуре ГПК каждого нового ОУ появляется блок, в котором присутствуют ограничения по фонду времени данного ОУ, условие предшествования при обслуживании заявок и требования структурного и технологического характера. Подобное развитие моделей ОКП можно наблюдать по работам [258, 63, 65, 77], где автором представлены различные модели ОКП с ОУ от ГПМ до ТС.

Подобное блочное представление моделей в ОКП автоматизированных станочных систем позволяет автоматизировать процесс формирования моделей и создать предпосылки для объектного принципа формирования программного обеспечения по построению оперативных планов.

При решении подобных задач, как показали исследования [62, 258, 63, 64, 65], возможно использование различных алгоритмов. В данной модели возможно определение расписаний для трех классов ОУ - для ГПМ, ТС и СС. Комплексный характер модели позволяет получать частные модели различной степени детализации, о чем будет сказано ниже.

<< | >>
Источник: Загидуллин Равиль Рустэм-бекович. Система оперативно-календарного планирования автоматизированного механообрабатывающего мелкосерийного производства на основе комплексных моделей [Электронный ресурс] : диссертация... д-ра техн. наук : 05.13.06. - Москва: РГБ,2007. - (Из фондов Российской Государственной Библиотеки).. 2007

Еще по теме 4.2. Комплексная модель ОКП для ГПК механической обработки:

  1. Загидуллин Равиль Рустэм-бекович. Система оперативно-календарного планирования автоматизированного механообрабатывающего мелкосерийного производства на основе комплексных моделей [Электронный ресурс] : диссертация... д-ра техн. наук : 05.13.06. - Москва: РГБ,2007. - (Из фондов Российской Государственной Библиотеки)., 2007
  2. Структура работы.
  3. Научная новизна.
  4. 1.5. Задачи, решаемые в системах оперативно-календарного планирования современного производства
  5. 1.7. Обзор существующих моделей и состояния работ в области оперативно-календарного планирования
  6. 1.8. Выводы. Цели и постановка задачи исследования
  7. СИНТЕЗ СТРУКТУРЫ СИСТЕМ ОПЕРАТИВНО-КАЛЕНДАРНОГО ПЛАНИРОВАНИЯ
  8. 4.2. Комплексная модель ОКП для ГПК механической обработки
  9. 4.2.1. Обоснование горизонта планирования в задачах ОКП
  10. 4.4. Математическая модель ОКП для единичного производства
  11. 4.5. Межцеховые модели ОКП в ТИС
  12. 4.6. Автоматизация формирования математических моделей ОКП
  13. ГЛАВА 5. ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ И УПРАВЛЕНИЯТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ ПРОЦЕССАМИ ВСИСТЕМЕ ОКП ДЛЯ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ
  14. 381 ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
  15. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
  16. ЖЕЛЕЗНЫЙ ПОРОШОК ИЗ ОТХОДОВ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ
  17. Выбросы в атмосферу загрязняющих веществ (ЗВ) при механической обработке древесины
  18. Глава 5 Оборудование для механической обработки заготовок