<<
>>

5.4. Особенности алгоритма формирования работ в ГПС с учетом дифференциации операций

Математическая модель и алгоритм формирования расписаний ГПС в системе ОКП во многом похожи на те, которые были представлены в четвертой главе работы применительно к ЕП, представленные операциями.
Задача также относится к классу потоковых задач и основное отличие состоит в том, что каждая деталь на графе поиска (рис.5.19) будет представлена столь-

ко раз, сколько альтернативных ТП она будет иметь в множестве L. . При

этом в обозначении каждой ЕП появляется новый, верхний индекс - е..,,

где / - номер альтернативного ТП для /-й детали. Внесение данного индекса необходимо из условия неповторения ЕП в пути на графе поиска, т.е. в любое назначение должны быть включены только ЕП какого-либо одного варианта. В соответствии с этим любая частная или комплексная математическая

308

модель (п.п.4.2) в блоке II ограничений модели должна содержать следующее условие

pi _

j=\k=\ Ук l

Vе 3(^пе^=0, l,geLf), (5.14)

где выражение (5.13) обеспечивает включение в расписание всех операций /-го варианта ТП /-й ЕП, а выражение (5.14) обеспечивает непересечение в расписании операций из различных альтернативных ТП одной и той же ЕП.

Рис.5.19. Граф поиска для случая дифференцированных ТП

При формировании расписания вначале создаются множества альтер-нативных ТП для каждой детали, затем производится корректировка множе-ства номенклатуры за счет появления дублеров ЕП по количеству альтерна-тивных технологических процессов по каждой ЕП. Далее, согласно методике синтеза модели, изложенной в четвертой главе, строится частная модель и осуществляется формирование план-графика на текущий период.

1) 309

При определении возможности назначения какой-либо ЕП е.. на к-й

У

ГПМ определяется возможность выполнения данной ЕП с точки зрения выполнимости следующего ряда условий:

соответствие точности оборудования заданной точности на множестве всех переходов в операции;

соответствие множества методов обработки технологического оборудования и аналогичного множества для рассматриваемой операции;

соответствие по требуемому количеству видов инструмента для вы-полнения ЕП на ГПМ;

соответствие по наличию требуемой оснастки в ГПМ для выполнения ЕП.

Если все приведенные выше технологические условия выполняются, то данная ЕП может быть включена в текущий путь на графе поиска оптимального решения при выполнении ряда ограничений, предусмотренных частной моделью планирования.

По окончанию формирования расписания для каждой детали становится известным тот вариант ТП, который определился как оптимальный именно для конкретного расписания.

Расширенное, относительно базового, множества альтернативных ТП, полученных методом дифференциации и последующего синтеза операций, по аналогии с задачей плотной упаковки, позволяет более плотно загрузить оборудование и сократить непроизводительные потери времени.

Использование метода дифференциации и синтеза технологических операций в процессе ОКП, по сути, предполагает два варианта формирования множества альтернативных ТП:

Множество альтернативных ТП создается в процессе проектирования ТП. При этом создается база данных альтернативных ТП.

Множество альтернативных ТП создается в процессе планирования.

310

Второй вариант значительно увеличивает время счета - время составления расписания и может быть применим только в случае динамического изменения состава оборудования во времени, например, при решении задач планирования для виртуальных производственных систем путем перебора различных производственных мощностей различных предприятий. В этом случае мы не можем заранее создать БД альтернативных ТП, поскольку неизвестен состав оборудования.

В ряде случаев использование предлагаемого метода приводит к появлению новых дополнительных операций переналадок, что увеличивает общую сумму непроизводительных времен в ГПС, но если такой вариант удов-летворяет выбранному функционалу задачи, например, если необходимо бо-лее плотно загрузить парк ГПМ или сократить те или иные простои оборудования, а иногда даже уменьшить общую стоимость выполнения всего расписания, то такой вариант может быть оправдан. В практике ОКП часто встречается аналогичные случаи, когда, на первый взгляд, неоправданное увеличение времен переналадок в итоге приводит к улучшению общего функционала системы. Для примера можно привести практику дробления большой партии запуска на несколько партий меньшего объема (РТСофт, Москва, использовалась MES-система ФОБОС), при этом увеличивались ко-личество и время операций переналадок, но удавалось сократить календарную длительность выполнения расписания за счет увеличения коэффициента загрузки оборудования.

К отличительным особенностям формирования расписаний для случая с дифференциацией операций относится использование критериев стоимостного характера в моделях планирования.

Как известно, при проектировании технологического процесса, в данном случае, эталонного, окончательный вариант ТП определяется исходя из минимизации себестоимости изготовления при наличии ограничений технологического характера.

Такой подход традиционно характерен для проектирования ТП без учета его дифференциации, наличия множества альтерна-

- 311

тивных ТП и выбора наиболее оптимального из них в процессе планирования. При этом, после составления расписания и его выполнения, расчетная себестоимость изготовления какой-либо /-й ЕП - Ср может отличаться от

фактической себестоимости - Сф (рис.5.20.а) в силу ряда непредусмотренных причин организационного характера, являющихся следствием особенностей расписания как комбинаторной задачи, которыми могут быть:

изменение относительно принятой усредненной (увеличение или уменьшение) доли времени, приходящейся на операции переналадки оборудования, что может повлечь за собой увеличение себестоимости изготовления множества деталей;

увеличение цикла изготовления деталей за счет их пролеживания вследствие отсутствия их оптимального назначения;

изменение доли времени, приходящей на простои оборудования (ГПМ, ТС, СС), что также отражается на себестоимости.

Деталь

minC

Ф

Деталь

Деталь

Деталь,.

Деталь^

Деталь

т

Деталь.

minC

т'

Подсистема ОКП

Ф

т

Деталь

Деталь,,

т

С */(minC ,..,minC ); С ФС

1 гас Р Р Ф Р

i 1 « / j

ТТТГ TI

Подсистема ОКИ J.-U 4.^ J. J- гас = /(min С ,. Р 1 ,min С ) Р т ^> 4J- -и~ съ = S гас / = 1 аС ; С i Ф Ф = С ±Ас Ф Ф

i i \ а б

Рис.5.20. Особенности определения себестоимости изготовления деталей

В результате мы имеем практически неучтенное расхождение между расчетными и фактическими значениями себестоимости изготовления. В то же время, определимыми по конечным затратам на сформированном и вы-

312

полненном расписании являются все расходы, связанные с производством для планируемой производственной единицы - ГПК, ГАУ, ГПС. Дальнейшая корректировка себестоимости отдельных изделий, которая в большинстве случаев носит субъективный характер в виде распределения общих расходов на все количество изделий, произведенных за планируемый период, в итоге может сильно отличаться от прогнозируемых экономических параметров деталей, которые были определены еще на стадии проектирования ТП. А это означает, что изначальный ТП не является оптимальным по критерию минимума себестоимости изготовления.

В случае использования метода дифференциации ТП (рис.5.20.б) необходимо для каждого альтернативного ТП каждой детали оценивать свой вариант себестоимости. Подобная оценка себестоимости становится возможной в процессе поиска оптимального решения при определении количества операций в зависимости от выбранного варианта альтернативного ТП, затрат на переналадку, известных потерях времен и т.д. При этом в силу наличия альтернативных вариантов ТП, область допустимых решений в плане экономических и временных критериев становится больше, что позволяет более корректно использовать сами эти критерии.

Наиболее приемлемым в данном случае является интегральный критерий минимума всех расходов, связанных с изготовлением всей номенклатуры изделий на горизонте планирования

F=crnc=/(Co 'СФ '"'СФ )^min' (5Л5)

1 2 т

при известных значениях себестоимости изготовления каждой детали -

Сф . При повторении партий одних и тех же деталей на различных планах, i

значения Сф для каждого плана могут быть различными, как и выбранные ТП из альтернативного множества, т.е. возможно отклонение ± сф относи-тельно известной средней величины. Таким образом, себестоимость изготов-

313

ления, как и выбранный ТП, зависят от конкретных параметров модели и ее

расписания. Поскольку нам необходимо иметь величину Сф в качестве по-

i

стоянной и близкой к Ср , определенной исходя из рыночных ценовых ус-

ловий последующей реализации или заказа, то возможно перераспределение себестоимости изготовления за счет использования коэффициентов нормирования

v т

СГПС=1й7СФ' <5Л6)

/ = 1 /

а?ф <Ср , (5.17)

где выражение (5.16) показывает принцип изменения фактической себестоимости исходя из неравномерного распределения всех затрат, а выражение (5.17) ограничивает изменение по отношению к расчетной или заданной ве-личине себестоимости.

Кроме условий (5.16 - 5.17), в любой частной модели планирования может использоваться критерий минимума себестоимости какого-либо /-го изделия

Р = Сф ->min, (5.18)

т т

I Сф < S Ср . (5.19)

7 = 1 7* 7 = 1 7

Функционал (5.18), отвечающий за это, необходимо дополнять ограничением (5.19), которое призвано контролировать общие затраты в ГПС при доминировании какого-либо изделия.

Данные выводы справедливы также для случаев использования временных критериев при наличии ограничений стоимостного характера.

Таким образом, за счет возможного увеличения вариантов назначений в расписаниях, что дает метод дифференциации и последующего синтеза

1. 314

альтернативных ТП деталей, область решения задач планирования с точки зрения экономики производства становится значительно шире как в плане выбора решений, так и ценового регулирования.

При формировании множеств АТП по предложенной методике использовалась система «ГАСПОТ-ЭКСПРЕСС» [238] и автоматизированная система расчета размерных цепей «САРОР» [239].

<< | >>
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 5.4. Особенности алгоритма формирования работ в ГПС с учетом дифференциации операций:

  1. 2. ОСОБЕННОСТИ ПОДГОТОВКИ КУРСОВОЙ РАБОТЫ
  2. 2.2. Особенности оформления курсов работы
  3. Структура работы.
  4. 1.3. Анализ схем обслуживания заявок в расписаниях ГПС
  5. 1.7. Обзор существующих моделей и состояния работ в области оперативно-календарного планирования
  6. 2.3. Алгоритм формирования множества номенклатуры деталей, подлежащих планированию
  7. 4.2.Э. Алгоритм формирования расписания работ в ГПК
  8. 4.2.Э.1. Процедура прямого хода в алгоритме формирования оптимального расписания
  9. 4.5.3.2.1. Особенности алгоритма построения оптимального расписания для многокритериальной задачиОптимизация с помощью оптимума Парето
  10. 4.6. Автоматизация формирования математических моделей ОКП
  11. 4.7. Выводы