Система оперативно-календарного планирования автоматизированного механообрабатывающего мелкосерийного производства на основе комплексных моделей

• Автор: Загидуллин, Равиль Рустэм-бекович
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 448 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение

1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА ИССЛЕДОВАНИЯ, ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1 Анализ структуры автоматизированных производственных систем с точки зрения планирования
1.2 Влияние структурнокомпоновочных особенностей автоматизированных производственных систем на эффективность загрузки оборудования

1.3 Анализ схем обслуживания заявок в расписаниях ГПС.

1.3.1 Проблемы управляемости автоматизированных систем при использовании традиционных схем обслуживания заявок в существующих системах ОКП

1.3.2 Особенности обслуживания ГПК складскими системами

1.4 Роль и место систем ОКП в автоматизированном производстве

1.5 Задачи, решаемые в системах оперативнокалендарного планирования современного производства
1.6 Структура существующих систем оперативнокалендарного планирования в автоматизированном производстве
1.7 Обзор существующих моделей и состояния работ в области оперативнокалендарного планирования
1.8 Выводы. Цели и постановка задачи исследования.
2. СИНТЕЗ СТРУКТУРЫ СИСТЕМЫ ОПЕРАТИВНО КАЛЕНДАРНОГО ПЛАНИРОВАНИЯ
2.1 Анализ информационного обеспечения системы оперативно календарного планирования в автоматизированном производстве
2.2. Параметры моделей оперативнокалендарного планирования
2.3 Алгоритм формирования множества номенклатуры деталей, подлежащих планированию
2.4. Определение состава и длительности переналадок в ГПМ
2.5 Предварительная модель объемного планирования
2.6 Модель укрупненного планирования в ГПК
2.7 Имитационная модель формирования расписания в ГПК
2.8 Выводы
3. ИССЛЕДОВАНИЕ ВРЕМЕННЫХ ПАРАМЕТРОВ РАСПИСАНИЙ 5 В ЗАВИСИМОСТИ ОТ СТРУКТУРЫ И ХАРАКТЕРА ОБСЛУЖИВАНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ ГПС
3.1 Задача анализа схем обслуживания заявок в зависимости от
структуры элементов ГПС
3.2 Схемы обслуживания объектов в ГПС
3.3 Структурные формулы обслуживания
3.4 Определение времени обслуживания транспортных средств 0 в транспортнонакопительной системе
3.5 Выводы
4. МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ ФОРМИРОВАНИЯ
РАСПИСАНИЙ В СИСТЕМЕ ОКП АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОИЗВОДСТВА
4.1 Классификация моделей расписаний в АС
4.2 Комплексная модель ОКП для ГПК механической обработки
4.2.1 Обоснование горизонта планирования в задачах ОКП
4.2.2 Критерии и ограничения задачи планирования в ГПК
4.2.3 Алгоритм формирования расписания работ в ГПК
4.2.3.1 Процедура прямого хода в алгоритме формирования 2 оптимального расписания.
4.3 Метод проекций при определении количества вспомогательных 3 средств.
4.4 Математическая модель ОКП для единичного производства
4.5 Межцеховые модели ОКП в ГПС
4.5.1 Математические модели расписаний с локальными 8 обслуживающими устройствами
4.5.2 Математические модели расписаний с выделенными
обслуживающими устройствами
4.5.3 Математические модели расписаний с совместными
обслуживающими устройствами
4.5.3.1 Математическая модель формирования межцеховых 5 расписаний для нескольких ГПК и СОУ с
одинаковым составом функционала и ограничений.
4.5.3.2 Математическая модель формирования межцеховых 9 расписаний для нескольких ГПК и СОУ с
различным составом функционала и ограничений.
4.5.3.2.1 Особенности алгоритма построения 0 оптимального расписания для
многокритериальной задачи.
4.5.3.2.2 Решение задач многокритериальной 7 оптимизации при построении расписаний с использованием неопределенных весовых коэффициентов.
4.5.4 Вопросы пересчета межцеховых расписаний в ОКП
4.6 Автоматизация формирования математических моделей ОКП
4.7 Выводы
5. ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ И УПРАВЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ ПРОЦЕССАМИ В СИСТЕМЕ ОКП ДЛЯ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ
5.1 Обобщенная модель представления разработки ТП во времени.
5.2 Анализ систем разработки ТП на основе попереходной 2 технологии
5.3 Метод формирования операций на базе попереходной 8 технологии в системе ОКП
5.3.1 Анализ условий предшествования выполнения переходов
5.3.2 Анализ возможности совмещения выполнения переходов 2 в пределах операции
5.3.3 Анализ возможности оформления группы переходов в 4 отдельные операции
5.3.3.1 Особенности дифференциации операций
5.3.3.2 Алгоритм дифференциации операций в системе 9 ОКП
5.4 Особенности алгоритма формирования работ в ГПС с учетом
дифференциации операций
5.5 Выводы.
6. ВОПРОСЫ ОЦЕНКИ НАДЕЖНОСТИ РАСПИСАНИЙ
В СИСТЕМЕ ОКП АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОИЗВОДСТВА
6.1 Метод определения надежности расписаний с учетом 7 стохастичности процессов в ГПС
6.2 Оценка расписаний с помощью моделей СМО
6.3 Поиск оптимальных параметров расписаний на модели СМО
6.4 Выводы
7. РАЗРАБОТКА СТРУКТУРЫ И СОДЕРЖАНИЯ ПРОГРАММНОГО КОМПЛЕКСА ОКП. РЕАЛИЗАЦИЯ МЕТОДОВ ОКП В
ПРОИЗВОДСТВЕ
7.1. Структура и состав программного обеспечения системы
оперативнокалендарного планирования
7.2 Интеграция ОКП с системами САПР ТП
7.3 Рекомендации по реинжинирингу систем управления классов 5 МЯРПЕЯР для предприятий машиностроительного комплекса
7.4 Исследования, численные эксперименты и внедрение системы
ОКП Ро1уР1ап
7.4.1 Анализ и выбор объектов исследования
7.4.2 Результаты построения расписаний и их моделирования
7.5. Выводы
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА


В ряде случаев на временной оси склада с одним обслуживающим устройством возникает совмещение работ по обслуживанию заявок рис. Поскольку склад имеет только одно ОУ в виде кранаштабелера , то все заявки могут быть выполнены только последовательно, что влечет в некоторых случаях появления запаздывание в выполнении работ на ГПМ. При этом не важен тип задерживаемого ресурса ЕП, инструмент или оснастка. В любом случае обработка ЕП на ГПМ может начаться только после своевременной поставки всех видов ресурсов. ТС на рис. В таких случаях проблема ликвидации простоя какоголибо ГПМ может быть решена за счет структурных изменений склада путем увеличения складских ОУ крановштабелров, что представлено на рис. В случае нехватки ОУ на складе задержавшуюся заявку должен обслуживать первый же освободившийся штабелер. Таким образом, временная структура обслуживания как ТС, так ГПМ и склада зависит, что показал данный пример, от структурных особенностей склада и, следовательно, от последующего характера и схем обслуживания заявок структурно изменяемого объекта. Рассмотрим схему с одновременной приемом и выдачей объектов на складе. На рис. ОУ и ПЗР для выборки объектов на складе с одним местом, т. ЕП. Рис. Увеличение количества складских устройств
Рис. ТС, дожидающихся обслуживания складом. В этом случае, несмотря на возможную комбинаторику в порядке обслуживания считаем, что обслуживание ТС складом осуществляется по принципу I, поскольку на каждом шаге алгоритма формирования расписания возможно оформление транспортной операции только от одной ЕП. Возможная комбинаторика вариантов обслуживания в этом случае будет присутствовать по всем вариантам поиска на общем графе поиска. В случае использования многоместной ПЗР склада с одним ОУ на складе возможен вариант с отложенным обслуживанием складским ОУ заявки рис. При этом проверяется наличие свободного места в ПЗР склада. Если имеется свободное место, то ТС разгружается и остается свободным. После освобождения ОУ склада отложенная заявка может быть обработана складирована в ячейку склада. В то же в ряде случаев время возникают варианты либо обрабатывать отложенную заявку, либо приступить к выдаче очередного объекта по запросу ГПМ см. В этом случае необходимо установить порядок обслуживания заявок. Первой всегда обслуживается заявка, которая первой поступила на обслуживание, независимо от того работает склад на выдачу или прием объектов хранения. ГПМ. Данный вариант является обоснованным с точки зрения построения жадных алгоритмов с локальным значением оптимума. Комбинаторный вариант. В этом случае рассматриваются оба предыдущих случая а и б на различных ветвях решения. В итоге остается тот вариант обслуживания для каждого конкретного случая, который является оптимальным. В случае нескольких ОУ на складе и многоместной ПЗР картина обслуживания практически не отличается от случая использования склада с одним ОУ и многоместной ПЗР рис. Рис. В данном случае заявка, поступившая на склад на момент занятости всех ОУ, обслуживается тем ОУ, которое освобождается первым устройством 5 в данном случае. Исходя из анализа вышерассмотренных частных примеров расписаний видно, что каждый объект в ГПС порождает в процессе функционирования заявки на обслуживание . Источником порождения заявок служит ГПМ, выступающий в роли технологического процессора. ГПМ потребляет ресурсы в виде заготовок, инструментов и оснастки и выделяет их из своего состава, переадресовывая на другие ГПМ и склады. ГПМ. Рассмотрим различные схемы формирования заявок см. На рис. БИБЛИОТЕКА
ост
Рис. ГПМ и соответствующих им схем обслуживания. Кроме того, возможно появление потерь времени во временной структуре ГПМ, связанных с занятостью ТС г. Таким образом, для процесса получения ресурсов из склада общее время обслуживания ТС имеет следующий вид. Общее время занятости ГПМ при обработке какойлибо ЕП е на данной схеме загрузки ресурса будет иметь зависимость
новки ресурсов на ГПМ величина которого зависит от структурных

V
Все составляющие в 1. ОУ.