Оптимизационные модели GERT - сетевого планирования и управления производственными процессами

• Автор: Ермолаева, Любовь Викторовна
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Красноярск
• Количество страниц: 128 с.

Содержание
Введение.

1. ДЕТЕРМИНИРОВАННЫЕ МОДЕЛИ ФОРМИРОВАНИЯ

ПРОИЗВОДСТВЕН 1ЫХ ПРОГРАММ

1.1. Формальная модель задачи объемнокалендарного планирования производства

1.2. Формальная модель задачи распределения производственной программы предприятия но плановым периодам.

1.3. Задачи формирования производственной программы при

мелкосерийном производстве.

1.4. Модели планирования финансирования выполнения производственных программ

2. МОДЕЛЬНЫЕ КОМПОНЕНТЫ СТОХАСТИЧЕСКОЙ СТРУКТУРЫ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ПРОЦЕССОВ

2.1. Модельные средства детерминированного формирования

распределенных процессов.
2.1.1. Классификация моделей.
2.1.2. Одноресурсные модели
2.1.3. Мультиресурсные модели
2.1.4. Периодичные задачи при формировании планов
2.1.4.1. Ограничения на классы ресурсов
2.1.4.2. Периодичные задачи с бинарным частотным распределением
2.1.4.3. Периодичные задачи с независимым распределением частоты
2.1.4.4. Учет пределов.
2.2. Стохастическое представление моделей формирования
2.2.1. бЕЯТсетевая модель стохастической структуры.
2.2.2Минимизация затрат ресурсов
2.2.3. Случайные акции при реализации процессов.
2.2.4. Многократное исполнение операций.
2.2.5. Минимизация по времени.
2.3. Стохастическая модель определения нормативных времен выполнения операций в условиях неопределенности.
2.3.1. вЕВТсетевое представление моделей.
2.3.2. Определение вероятностных нормативных времен для процессов, реализуемых в условиях неопределенности.
3. АЛГОРИТМЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ ОПТИМИЗАЦИИ ЗАТРАТ РЕСУРСОВ И ВРЕМЕНИ РЕАЛИЗАЦИИ
3.1. Анализ задач оптимизации
3.2. Метод изменяющихся вероятностей.
3.3. Применение метода ветвей и границ
Основные результаты и выводы.
Список литературы


Мировая практика показала, что динамичные и гибкие производства строятся на базе современных информационных систем управления класса MES (Manufacturing Execution System - производственные исполнительные системы) [, -, , -]. Развернутым смысловым определением MES систем, соответствующим отечественной практике и терминологии (АСУ ПП - автоматизированные системы управления производственными процессами), можно считать следующее: системы оперативного планирования, оптимизации и управления производственными процессами. Эти системы определяют точные сроки выполнения заказов, степень загрузки оборудования, оптимальные маршруты обработки продукции, рациональное использование финансовых ресурсов, энергоресурсов и играют важную роль в эффективном производстве для снижения себестоимости выпускаемой продукции; сокращения издержек и производственных потерь; сокращения объемов материально-технических запасов и ресурсосбережения. Диссертационная работа посвящена построению математического аппарата расчета производственных расписаний и распределения ресурсов различного характера. Данный инструментарий может быть применен в системах класса MES. Его основой является циклическая стохастическая сетевая модель (GERT-сеть) [-, -], являющаяся обобщением таких методов сетевого планирования как метод критического пути, PERT -сетей, обобщенных сетевых моделей [-,-]. Цель исследования. Указанная цель определила необходимость решения следующих задач. Проведение анализа подходов к оптимизации планирования и управления производственными процессами. Разработка модельных средств детерминированного формирования распределенных производственных процессов. Стохастическое представление моделей формирования производственных процессов. Построение стохастической модели определения нормативных времен выполнения операций в условиях неопределенности. Построение алгоритмов решения оптимизационных задач. Методы исследования. Методы теории вероятностей и теории потоковых графов. Методы детерминированного и стохастического анализа сетей. Теория множеств, комбинаторика и теория графов. Научная новизна работы. Разработана многокомпонентная сетевая модель с унифицированной СЕЯТ-подобной узловой логикой для формального представления и автоматизированного формирования операций распределенных производственных процессов. Показана возможность использования метода критического пути для ресурсно-временного анализа распределенного производственного процесса и его реализации за минимальное время. Предложены три группы эвристических схем формирования распределенных производственных процессов, включающих периодичные операции с независимым распределением частоты, и проведено их относительное сравнение с применением моделирования. Доказано существование допустимой реализации распределенного процесса, если сетевая модель его формирования ациклична и ее параметры удовлетворяют условиям ОЕИТ-подобной узловой логики. Практическая ценность. Реализация предложенного формального аппарата СЕ1ТГ-сетевого моделирования производственных процессов в автоматизированных системах поддержки принятия решений при планировании и управлении производственными процессами позволит повысить эффективность и обоснованность принимаемых управленческих решений. Апробация работы. Красноярск, , на научно-технических советах и научных семинарах НИИ СУВПТ и ЦКБ «Г еофизика». Имеется некоторое число типов изделий, объединенных общими ограничениями на ресурсы, каждый тип изделия состоит из основного модуля и нескольких функциональных модулей. Причем функциональные модули могут поставляться в различном составе. Требуется для заданного периода планирования определить серийность (количество) производимой продукции каждого вида при различном сочетании функциональных модулей. Т7Х) вида ресурса в момент г, г[ - необходимый объем /-го вида ресурса на производство одного изделия /-го типа с ; функциями. О- в противном случае. Рассмотрим воЗхюжные формальные постановки задачи. У'=0,Т: *ЛГХ . Уг=о^лУ/=й: *4; (1. Х;^(Л:Л +1))-(г+1). Недостатки: большая размерность, наличие ограничений (1. Для устранения недостатков, присущих постановке (1. К} . О, в противном случае. О, в_противном случае. Г=] «=1 ;,«!