7.1. Структура и состав программного обеспечения системы оперативно-календарного планирования

В процессе работы была разработана структура системы ОКП для АС (рис.7.1), а также программный комплекс (рис.7.2) PolyPlan (© 2003-2006, P.P. Загидуллин), который предназначен для моделирования, формирования и оценки расписаний работы машиностроительных цехов и участков с различным уровнем автоматизации [109,30].

На рис.7.3 представлена укрупненная структура модели данных разработанной системы ОКП.

По оговоренным правилам организации баз данных (БД) в системе ОКП, пользователь создает БД: персонала, металлорежущих станков (МРС), промышленных роботов (ПР), ЗНУ, СС, ТС и номенклатуры изделий, представляющих портфель заказов предприятия.

Далее, на основе созданных БД ГПС, номенклатуры изделий и частных настроек системы планирования, формируются исходные данные сеанса планирования. Результаты сеанса планирования хранятся в БД расписаний.

База данных персонала может быть получена из аналогичных баз данных предприятия, которые существуют в различных кадровых системах или аналогичных модулях бухгалтерских систем, либо может быть создана в виде независимой БД в системе ОКП. Точно таким же образом -либо из других систем, либо независимо, могут быть получены БД оборудования и номенклатуры изделий.

345

I

'14-1

K1

1

17

i

,1*

—i i

i. i i i

КЗ

13

l2-13

Г

1—2

13-3

I

16

i , i

1

i

J K7

15

4-2

I

¦"4-H

14

I !

I I

feSiSi

K6

Рис.7.1. Структура системы ОКП для АС:

1 - модуль информационного обеспечения; 2 - модуль предварительного

планирования; 3 - модуль формирования моделей ОКП; 4 - модуль планирования;

5 - интерфейс ОКП-САПР ТП; 6 - САПР ТП; 7 - интерфейс ОКП-СУ АС;

8 - система управления АС; 9 - оборудование; 10 - интерфейс Диспетчирование-ОКП;

11 - диспетчирование; 12 - интерфейс Оборудование - Диспетчирование; 13 - система

БД; 14 - система мониторинга и директивного управления; 15 - модуль анализа

расписаний с учетом стохастичности; 16 - система класса PDM/PLM; 17 - система

класса ERP/MRPII;

К1 - контур ОПК, К2 - контур интерфейсов системы ОКП , КЗ - контур связи ОКП с

САПР ТП, К4 - контур управления, К5 - контур диспетчирования; Кб - контур

мониторинга процесса выполнения плана; К7 - контур АСУП;

li-j - информационные связи между модулями

- внешний элемент

й I

производственной

.1 системы

элемент, ,

(модуль) i системы | ОКП

К

I- функциональный I контур

'PolyPlao Vsl4-b

Чодель базы данных

Ана.питик-з Мониторинг Cepi

ВЫХОД

~l2t3U\

о в» LPJ§L@

F =

__1

&IL1

Проект:

ель:

A

Базы данных

Правила | Номенклатура ГПС ] ГПМ | Станки j Роботы | База данных ГПС (1 шт.)

Инв.

участок шестерен

Смешанный тип ЧГ

МТЕ

I н

^г

Состав ГПС (инв. номера ГПМ): ГПМ19 ГПМ20 ГПМ21 ГПМ22 Ш >. 2230 3433 520 да 5? мм —"мм! ЗНУ | Робокары | Склады j Персонал | Подразделения | Справочник |

Тип детализации компоновки- ¦ — ~~~

(• Упрощенный (задание времен передачи объектов между ГПМ) Г" Детализированный (задание топологии, расстояний и скоростей)

ГПМ

ТС

I 2 3 4 56 7 8 Э j Щ

II 12 13 14 15 16 17 18 19 20

21 22 23; 24 25 26 27 28 29 30!

31 32 33 34 35 36 37 38 39 40

41 42 43 44 45 46 47 48 49 ; 50

51 52 53 54 55 56 57! 58 59 60

69 70!

Добавить из имеющихся в базах данных ГПМ, ТНС и СС:

Модель ГПМ

Инв. Ы°-

(? ГПМ

г тнс г сс

1037 1058 1061

И

Т] г Объект ГПС

6Э2Р G92P Лоренц C-S

Zl

Добавить

< > « »

61 62 63 64 65 66 67

СС

П ; 72 73 74

Двойной клик - выбор объекта, одинарный - время перемещения j

10

Время перемещ.

мин

сек: Р

Рис.7.2. Общий вид системы PoIyPlan

у 5к |

БД персонала

БД МРС к—

БД гам

БД ПР

Множество * оборудования БД ГПС БД СС

БД ЗНУ

п

*— БД

номенклатуры

изделий БД ТС ОД UUbCKlUb

ГПМ Расписание работы ГПС БД ¦ номенклатуры запуска

. ..

j БД объектов ГПС i гп

ЬД Параметры планирования Настройки

системы

планирования

БД подразделений расписаний

А Справочник предприятия Исходные

4 данные планирования Правила организации БД ^1

Рис.7.3. Укрупненная структура модели даных в ОКП PolyPlan

348

Система ОКП PolyPlan имеет, согласно регламентированной концепции (см.

На рис. 1.8 Прил.1 представлен модуль имитационного моделирования расписаний, который представлен в виде самостоятельного ПО FMSim, позволяющий строить произвольные компоновки ГПС с различными транспортными путеводами, количеством ТС и ГПМ, различным количеством ПЗР. Данный модуль предназначен для имитационного моделирования работы производственной системы с целью определения динамики изменения ее основных характеристик - коэффициента загрузки ГПМ и ТС, возможности выполнения расписания.

Кроме того, использование данного модуля позволяет на начальном этапе оценить особенности той или иной компоновки ГПС, т.е. возможно решение обратной задачи к задаче планирования - проектирование компоновок производственных систем под существующую номенклатуру запуска. Как данный модуль, так и его перечисленные возможности впервые встречаются в системах ОКП.

Использование функций имитационного моделирования возможно также на этапе маркетинговых исследований на предприятии с целью оценки предполагаемого портфеля заказов с точки зрения его соответствия мощностям имеющихся производственных структур.

На рис. 7.4 представлена схема алгоритма организации процесса пла-нирования в системе PolyPlan.

Сам процесс формирования планов имеет проектную организацию, т.е. под каждую производственную систему возможно создание проекта из различных планов - объемного плана, детализированного расписания и оценки выполнимости данного расписания с точки зрения учета стохастических факторов производства.

349

С

Система планирования PolyPlan

i I

Сеанс планирования

Работа с БД

~~3~

?

Имитационное моделирование

I

Выбор оборудования и номенклатуры

т

Определение настроек модели

т

Проект

ZEI

I

Объемная

задача

(назначение)

I

Выбор оборудования и номенклатуры

т

Определение

функционала и

ограничений

БД

I

Формирование расписания

I

Выбор

оборудования и

номенклатуры

Определение

функционала и

ограничений

±

Построение расписания

Определение настроек модели

Выбор типа модели (синтез)

I

I

Формирование назначения

Определение настроек модели

±

Построение расписания

I

Формирование отчетности

I

I

Списание номенклатуры

Коррекция номенклатуры

Окончание сеанса работы

Рис.7.4.

350 Сеанс работы в системе ОКП начинается либо с работы с БД ОКП,

либо с создания (открытия, в случае существования) проекта. Каждый проект может содержать различные модели планирования - имитационную, объемную или модель построения расписания.

Интерфейс и возможности адаптации системы ОКП рассчитаны как на обычных пользователей, так и на администраторов (с расширенными функциями настройки параметров планирования).

Идеология ПО соответствует ранее представленной структуре и содержанию, представленным в п.2,3,4 и 6 данной работы.

Результаты работы объемной задачи в виде полученного назначения могут быть использованы в качестве номенклатуры планирования в модуле построения расписания. В свою очередь, полученное на этом этапе рас-писание может быть рассмотрено в модуле оценки расписания с учетом стохастических факторов. Для этого необходимы статистические данные предприятия по отказам оборудования.

После процесса планирования возможно как списание номенклатуры в случае успешного ее выполнения на рабочих местах, так и коррекции, - в случае невыполнения части расписания.

Пилотный вариант системы ОКП PolyPlan хотя и рассчитан на использование традиционных рабочих станций, работающих под операционной системой Windows XP, но является достаточно требовательным к ресурсам оперативной памяти - для нормальной работы с системой требуется не менее 512 Мб оперативной памяти и процессора не ниже Pentium-IV. В то же время параметры и ценовой диапазон современной вычислитель-ной техники изменяется в лучшую, для подобных вычислений, сторону достаточно быстро, поэтому говорить о каких-либо существенных ограничениях для данной системы ОКП не приходится.

В системе предусмотрен вариант параллельных вычислений для случая поиска оптимума сразу по нескольким алгоритмам для обеспечения как меньшего времени счета, так и лучшей сходимости алгоритма.

351 В приложении 3 на рис.3.1 представлен фрагмент определения надежности расписания.