<<
>>

Повышение эффективности.

Использование системы ОКП позволяет поднять эффективность использования фонда парка технологического оборудования от пяти до 30 процентов. За основу сравнения принимались как расписания, построенные для реальных производств, так и допустимые решения (которые чаще всего принимаются в реальных ситуациях) для моделируемых произ-водств.
Данное повышение эффективности выражалось в сокращении вре-

366 менных потерь в структуре технологического оборудования, сокращении

длительности циклов изготовления партий деталей, сокращении длительности и трудоемкости процессов переналадок оборудования при поступлении партий деталей на обработку.

Повышение эффективности во многом зависит от следующих существующих параметров партий деталей в запусках:

количество операций для ЕП;

длительность выполнения операций для партии ЕП;

равномерность ЕП по длительности выполнения партий ее операций;

коэффициента альтернативности номенклатуры к *, .

Длительность выполнения партии ЕП зависит как от длительности самой операции, так и от количества ЕП в партии.

С учетом этих особенностей партии запусков были классифицированы на следующие группы:

1) Партии запусков номенклатуры с небольшим количеством опера

ций (от двух до четырех) и равномерной малой длительностью выполнения

партий. Данный вариант, для дальнейшего представления результатов на

графиках, при большом значении коэффициента альтернативности но

менклатуры к*, обозначим через идентификатор П1, а для случая мало

го значения к *, - через VY1. Для остальных групп обозначения будут ана

логичными - первый индекс идентификатора группы (К) будет указывать

на номер группы, второй - на величину к„ («1» - для большого значения

в пределах 2.5-4.8 и и «2» - для небольшого значения в пределах 1.0 -1.2, промежуточные значения опускаем в силу интерполируемости результатов).

2) Партии запусков F21, V22 - с небольшим количеством операций

(от двух до четырех) и неравномерной длительностью выполнения партий.

367

3) Партии запусков F31, F32 - с небольшим количеством операций

(от двух до четырех) и большой длительностью выполнения партий.

Партии запусков F41, Г42 - с большим количеством операций (от трех до 25) и малой длительностью выполнения партий.

Партии запусков F51, F52 - с большим количеством операций (от трех до 25) и большой длительностью выполнения партий.

Партии запусков V6\, Vbl - с большим количеством операций (от трех до 25) и неравномерной длительностью выполнения партий.

При определении понятий «большие» и «малые» длительности вы-полнения партий ЕП, последние соразмерялись с длительностью горизонта планирования.

Влияние ряда критериев на эффективность использования технологического и вспомогательного оборудования производственных систем.

На рис.7.7 представлен график повышения эффективности и производительности работы оборудования в зависимости от применяемых в модели критериев.

Наиболее эффективным критерием построения расписания является интегральный критерий минимума всех непроизводительных времен F, ~.

Его применение обеспечивает существенное снижение непроизводитель-ных потерь времени для всей производственной системы и повышение эф-фективности ее работы и загрузки до 30%.

Близким по эффективности к критерию F.<- являются критерии F**

ЙЛЛ - максимум коэффициента загрузки оборудования и минимум календарной длительности выполнения расписания соответственно.

368

F

R

R

R

15

20

19

F„

Обозначения:

F,

R

12 48

Критерии

¦ОКИ ¦оП2

"• V2\ • К22

-¦ К51

чз V3\

-О V32

-О К41

-¦ К61 -¦ К62

О--- О VA2 ¦" ¦ К52 ¦ — ¦

Рис.7.7.

Влияние особенностей партий запусков и используемых

критериев модели планирования на эффективность работы оборудования

Критерий минимума времени простоев ГПМ по причине ожидания партий ЕП, обрабатываемых на предыдущих операциях - F* дает уже су-щественно меньший прирост производительности общей системы, поскольку кроме данных потерь времени существуют и другие временные потери, которые данный критерий не учитывает. Часто используемый кри-терий минимума времен переналадок F, позволяет снизить длительность

переналадок в некоторых случаях до 40%, о чем пойдет речь ниже, но как системный показатель он значительно проигрывает перечисленным выше критериям.

369 И в качестве дополнения на графике показано влияние критериев

минимума количества транспортных операций и равномерной загрузки

оборудования - F, * и F. g соответственно. Их влияние на общую загрузку

ГПС и ее эффективность зачастую не превышает 8-10%, а в ряде случаев достигает лишь 5%, но и этот показатель получается лишь благодаря тому, что система ОКП строит далеко не самые худшие варианты по сравнению с теми, что составляет опытный диспетчер. Причина столь невысокого влияния данных критериев заключается в их локальном характере.

Из результатов мы видим также, что эффективность использования даже универсальных критериев системного характера, таких как F*,, F2ft

и F,Q во многом зависит от особенностей номенклатуры запуска. Наибольший эффект повышения загрузки системы наблюдается при использовании групп VU, V21, V41 и V31. Эти группы в совокупности с критериями К ,, F~{. и F, Q образуют определенную зону «А» повышенной эффективности использования систем ОКП. Указанные группы определенной равномерностью партий по длительности их выполнения и сочетанию (малые и большие длительности), а также высоким коэффициентом альтернативности назначения kj, .

Таким образом, можно сделать определенный вывод о том, что если возможно формирование указанных групп запусков номенклатуры, то при использовании указанных критериев функционирования эффект повышения загрузки всей производственной системы и снижение в структуре ее расписаний непроизводительных затрат будет максимальным.

Использование интегральных критериев на базе их существующего множества (см.п.п.4.2.2) дает повышение эффективности несколько ниже, чем для случая однокритериальных моделей примерно на 5-10%.

Этот факт обусловлен определенной противоречивостью интегральных крите-

370 риев. Причем, чем больше частных критериев учтено в интефальном, тем

ниже эффективность использования оборудования в ГПС.

На рис.7.8 показаны максимальные оценки влияния некоторых критериев как на систему в целом, так и на частные показатели при больших значения коэффициента альтернативности номенклатуры км для запусков, образованных, преимущественно из фупп VI1, V21, VA\ и V31.

Повышение эффективности, %

45 40 35 30 25 20 15 10 5

Ш:Ш'й ШШ

г

щ

I

F\ F2 F3 F4 F6 F\0 F\2 F15 F18 F19 F20

Обозначения: " "

| | - повышение эффективности системы;

I | - повышение эффективности частного показателя Рис.7.8. Влияние отдельных критериев на эффективность системы

Как видно из данных результатов, лишь немногие критерии попадают в зону эффективности «А» (варианты с повышением эффективности решений более чем на 15%). Большинство критериев, несмотря на то, что

371 улучшают частные значения до 40%, оказывают весьма малое влияние на

повышение эффективности всей производственной системы.

При этом надо помнить, что данные показатели были получены при большом значении коэффициента альтернативности номенклатуры к*, .

При его снижении до нижней границы к*, =\.Q, что часто встречается на

производстве при использовании практики «жестких» маршрутных технологий изготовления продукции, приведенные значения повышения загрузки оборудования и эффективности производства могут быть меньше почти в два раза. Из этого можно сделать следующий вывод.

Несмотря на то, что использование методов оперативно-календарного планирования само по себе дает определенное повышение эффективности производства в виде повышения коэффициента загрузки оборудования, снижения НЗП и сокращения сроков изготовления продукции, необходимо использовать возможность назначения партияопераций на альтернативные группы оборудования и чем больше при этом коэффициент альтернативности номенклатуры запусков, тем выше эффективность использования парка технологического оборудования.

Выбор того или иного критерия функционирования должен быть осознанным и обусловливаться его необходимостью. Наиболее универсальными для системы в целом являются критерии системного характера (см.п.п.4.2.2). В то же время, как показали результаты, использование данных критериев не позволяет управлять отдельными параметрами расписания, теми или иными частными показателями - конкретными потерями времени, количеством объектов и пр. Например, интегральный критерий минимума всех непроизводительных времен F* 5 дает различное снижение

временных потерь для операций переналадок, транспортных операций и пр. При этом иногда наблюдается следующая двойственная ситуация. Если расписание при использовании данного критерия выполняется, то, в прин-

372 ципе, выполняются и все заложенные в текущую математическую модель ограничения, в том числе на количество ТС и БН. Но загрузка ТС, СС или БН при этом может быть максимальной и при возникновении отказа, при нарушении расписания, в ряде случаев при пересчете расписания может либо отсутствовать даже допустимое решение, либо оптимум будет значительно хуже запланированного результата. Поэтому, наряду с использованием критериев системного характера возможны комбинации векторных функционалов на основе частных критериев.

Как показали практика планирования на предприятиях и результаты моделирования, при формировании векторного функционала желательно придерживаться следующих рекомендаций:

Количество критериев в векторном функционале лучше выбирать не более двух, если один из критериев относится к группе системных и не более четырех, если все критерии - частного характера.

Частные критерии в векторном функционале не должны противоречить друг другу.

На рис.7.9 представлен алгоритм выбора критериев построения расписаний ГПС. Для формирования векторного функционала в табл.7.4, представляющей собою треугольную симметричную матрицу, представлены оценки совместимости тех или иных критериев временного характера. При этом значение «1» характеризует хорошую совместимость критериев, значение «О» - слабую совместимость, т.е. не всегда использование данных критериев однозначно приводит к положительному результату, значение «-1» - несовместимость критериев.

Данный алгоритм является, в какой то мере, укрупненным - более подробные рекомендации по выбору критериев разработаны в виде соответствующих документов, учитывающих конкретную специфику предприятий, на которых была внедрена система ОКП PolyPlan.

Критерии

временного

характера

Выбор

_JL_

Критерии

экономического

характера

| Частные критерий""! | Системные критерии |

Неопределенные потери времени

1

Определенные потери времени

F21^22 ^23 F24

25

26

1

Простои ГПМ в ожидании

Простой ГПМ в конце смены

I

I

Освобождения ТС

Выбор

системного

критерия

т

Отсутствие

частных требований

Потери времени на переналадках

т

к

Наличие

частных

требований

Потери времени на трансп. операциях

Т

Т

I

Потери времени на складск. операциях

т

I

I

8

Конца обработки

?

т

I

Ъ ^14^15^16

17 *18

^19^0

Формирование

векторного

функционала

?

Лимит наладчиков

Лимит ТС

I

Лимит СС

Критерии заказа

I

т

F9 FUF12

F5Fi

ю

Рис.7.9 Выбор критериев

374

Таблица 7.4

Матрица совместимости критериев временного характера

Fl F2 *3 F4 F5 F6 F7 F8 f9 F10 Fll F12 F13 'u f15 fJS F17 F18 '19 F20 Fl - F2 1 - F3 1 1 - F4 1 1 - F5 1 1 1 - F6 1 0 0 1 0 - F7 1 1 1 1 1 - F8 1 1 1 0 1 1 - F9 1 1 1 1 0 0 - F10 0 1 1 1 0 1 0 - FU 1 0 -1 -1 1 1 1 1 0 - F\2 1 0 1 1 1 1 1 0 1 - F13 0 1 1 1 1 1 -1 -1 -1 -1 - F14 1 1 0 1 1 1 1 -1 -1 -1 -1 -1 - FXS 0 0 0 0 0 0 1 -1 -1 -1 -1 0 - F\6 0 0 0 0 0 0 1 -1 -1 -1 -1 0 -1 - FX1 1 1 1 1 1 1 1 -1 -1 -1 -1 0 1 - FX% 0 0 0 0 0 0 1 0 1 1 1 -1 -1 -1 -1 0 - F\9 0 0 0 0 0 0 1 -1 -1 -1 -1 0 -1 -1 0 -1 - F20 1 1 1 1 1 1 1 -1 -1 -1 -1 0 -1 -1 0 -1 0 - Результаты исследований в области сокращения переналадок при по-строении расписаний, как в рамках данной работы, так и ранее показали, что использование предложенного метода определения состава и длительности переналадок оборудования для случая автоматизированного производства, - в случае использования ГПМ, позволило не только повысить информативность производства, но также существенно сократить состав и

375 длительность переналадок, по сравнению с традиционными методами, на

20-25% в среднем. Для ряда ГПМ в составе ГПС этот показатель составил

порядка 40%. Данный эффект достигался за счет такого группирования ЕП

в расписаниях ГПМ, которое учитывало как состав требуемых ресурсов,

необходимых для выполнения ЕП, так и текущее состояние ГПМ с точки

зрения технологических ресурсов.

Полученные результаты доказывают необходимость определения состава и длительности процессов переналадок для гибких производств с точки зрения предыстории выполнения заявок на ГПМ. Предложенная методика учета переналадок как с учетом соответствующего критерия F-., так

и при использовании данного метода в других моделях с другими крите-риями, дает эффект тем больший, чем выше уровень автоматизации и тех-нологической гибкости производственной системы, является инструментом повышения информативности и управляемости гибких и интегрированных производственных систем.

Такой же эффект повышения информативности и управляемости гибких систем наблюдался при использовании метода определения времени транспортных операций автономными транспортными средствами в ГПС, предложенного в работе (см.п.п.3.4), При этом, кроме указанных выше положительных факторов, наблюдалось снижение общее затрат времени на выполнение транспортных операций и повышение загрузки технологического оборудования по сравнению с существующими методами усредненных, а следовательно - завышенных, оценок длительности операций транспортирования. На рис.7.10 представлено влияние указанных методов определения операций переналадок и транспортирования на загрузку парка технологического и вспомогательного оборудования в ГПС.

Исследования показали, что применение комплексной модели планирования, представленной в данной работе (см.гл.4), дает существенное сокращение количества вспомогательного оборудования (ТС, СС, БН). При

376 использовании существующих методов построения расписаний для вспомогательных ОУ их характер загрузки часто подчиняется Парето-

распределению - степенная функция вида у = х ' ,а при использование

комплексной модели - равномерному распределению (рис.7.11.а).

50 45 40 35 30 25 20 15 10 5

Относительное повышение загрузки, %

2

1 2

1

1 2

>о8|

1 2

Операции переналадок Транспортные операции

Обозначения:

?

D

традиционные методики определения времени процессов переналадок и транспортных операций;

использование предложенных методов определения переналадок и транспортных операций для производств с низким уровнем автоматизации;

- использование предложенных методов определения переналадок и транспортных операций для ГПС;

- показатель для ГПС;

- показатель для отдельных ГПМ и ТС.

Рис.7.10. Влияние предложенных методов определения операций переналадки и транспортирования на загрузку ГПС и ее элементов

377

90 20/80

ftf) ^ 7(1 jj 60

* 60

AA ! x \ 2 SU $ 40 N ' / B 0 30 / XP|/ 20 10 0 - 80 100

0 10 2b 30 40 50 60 70 80 90 100 Парк вспомогательных ОУ, %

a)

Рис.7.11. Сравнение методов построения расписаний для вспомогательных ОУ: А - существующие методы; В - предлагаемая комплексная модель; Р -Парето-распределение.

При этом использование существующих методов характеризуется неоправданным увеличением числа вспомогательных ОУ при снижении их коэффициента загрузки, в то время как расписания, полученные с использованием комплексной модели (рис.7.10.6) характеризуются постоянством загрузки ОУ и существенным сокращением их количества (в среднем, в два раза). При этом, чем выше плотность работ на горизонте планирования, тем ощутимее преимущество комплексной модели. Для случаев единичного производства с небольшими длительностями обработки партий деталей разница в количестве ОУ может достигать в 3-5 раз в пользу комплексной модели планирования, учитывающей вспомогательные ОУ.

Пересчет расписаний в случае отказа оборудования производился по следующей методике.

В системе PolyPlan имеется контур диспетчирования с распределенной архитектурой (см. рис.4.3, Прил.4), что позволяет контролировать в реальном режиме времени действительный момент необходимости пересчета расписания, из номенклатуры запуска удалять обработанные партии деталей, определять моменты начала работы станков и ГПМ на новом пла-

378 новом периоде, корректировать горизонт планирования и новую номенклатуру запуска, в ряде случаев изменять критерий планирования.

Рекомендации по формированию моделей ОКП, программное обеспечение и сопутствующие руководящие документы были переданы ряду предприятий в процессе внедрения результатов работы.

В результате использования системы ОКП PolyPlan, в большинстве случаев, удалось повысить загрузку состава технологического оборудования, для которого проводилось формирование расписаний, до 30 %, что позволило снизить объем НЗП (до 10 %), расходы на переналадку оборудования (до 15 % в среднем) и поднять эффективность производства в целом на 12 % (ОАО «Стерлитамак - М.Т.Е.»).

На ОАО «Стерлитамак - М.Т.Е.» система PolyPlan была внедрена как в качестве системы ОКП для формирования цеховых план-графиков работы, так и в качестве инструмента укрупненного планировании выпуска металлорежущих станков на предприятии, что дало возможность оперативно оценивать загрузку производственных мощностей и, тем самым, повысить эффективность их использования (см. рис.4.4. Прил.4.).

Для предприятий, использующих систему управления класса ERP, с помощью предложенных в работе методик ОКП, удалось решить ряд су-щественных проблем по реинжинирингу и доработке функционала ОКП в ERP-системе (ОАО Уфимское моторостроительное производственное объ-единение), а также решить задачи развития производственного планирова-ния в общей системы управления предприятием (ФГУП УАП Гидравлика, г. Уфа).

Результаты работы внедрены также в учебном процессе Уфимского государственного авиационного технического университета в рамках дисциплины «Автоматизация технологических процессов и производств» по направлениям 220200 «Автоматизация и управление» и 220300 «Автоматизированные технологии и производства», а также в курсовом и дипломном

379 проектировании, при выполнении магистерских и кандидатских диссертаций по соответствующему направлению и специальности.

<< | >>
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 Повышение эффективности.:

  1. 9.2. Понятия эффективности и влияния СМИ в журналистике и в социологии
  2. ИНДЕКСЫ ФИЗИЧЕСКОГО ОБЪЕМА И ИЗМЕНЕНИЕ НАРОДНОХОЗЯЙСТВЕННОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОИЗВОДСТВА КАПИТАЛИСТИЧЕСКИХ СТРАН
  3. ПРИЛОЖЕНИЕ 1ОЦЕНКА ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ОТ ВНЕДРЕНИЯ РАЗРАБОТАННЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ
  4. Повышение эффективности.
  5. 1. Сочетание общественного и семейного воспитания как важнейшая предпосылка повышения его эффективности
  6. 4.4.2. Повышение эффективности водопотребления в гидролизном производстве с замкнутым циклом водопользования
  7. Лечение болезни расточительства эффективностью
  8. Е) Эффективность власти
  9. Организация процесса эффективного управления
  10. § 14. Как изучать эффективность педагогических средств?
  11. 3. Повышение квалификации и аттестация работников школы
  12. 2.3. Проверкаэффективности организационныхформ социального партнерствав построении студентами профессиональной карьеры.
  13. САУТПАЕВА ШЫНAP EЛЕУСИЗОBHA Повышение экономической эффективности производства в инновационном предпринимательстве (на материалах Восточно-Казахстанской области)