Разработка автоматизированной системы оперативного управления дискретным производством на основе генетических алгоритмов

• Автор: Дудников, Виктор Анатольевич
• Шифр специальности: 05.13.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Старый Оскол
• Количество страниц: 196 с. : ил.

Введение.

1 Анализ современного состояния проблемы оперативного управления

дискретным производством

1.1 Постановка задачи оперативного управления единичным и мелкосерийным производством на примере сталелитейного производства

1.1.1 Характеристика задачи оперативного управления производством

1.1.2 Задача оперативнокалендарного планирования работы литейных цехов металлургических предприятий дискретного производства

1.2 Анализ современных методов календарного планирования производства

в приложении к планированию сталелитейного производства.

1.2.1 Основные направления современной теории расписаний

1.2.2 Анализ возможности применения существующих методов календарного планирования к задаче планирования работы литейного цеха.

1.3 Использование генетических алгоритмов для решения

многокритериальных оптимизационных задач
1.3.1 Структура простого генетического алгоритма
1.3.2 Параллельные генетические алгоритмы.
1.3.3 Анализ существующих методик календарного планирования производства, основанных на генетических алгоритмах.
1.3.4 Выбор способа оценки качества решений.
Выводы по главе
2 Разработка методики календарного планирования работы сталелитейного
производства в условиях позаказного планирования
2.1 Разработка структуры системы внутрицехового планирования
сталелитейного производства.
2.2 Применение генетических алгоритмов и теории полезности к задаче оперативнокалендарного планирования работы литейного цеха.
2.3 Методика определения номенклатурного состава плавок с помощью генетических алгоритмов
2.3.1 Структура блока определения номенклатурного состава плавок
2.3.2 Расчет номенклатурного состава плавок.
2.3.3 Оценка вариантов номенклатурного состава плавок.
2.4 Методика составления расписания работы оборудования сталелитейного цеха с помощью генетических алгоритмов
2.4.1 Структура блока расчета расписания плавок.
2.4.2 Процедура формирования расписания плавок
2.4.3 Расчет сменносуточных заданий и оценка расписаний работы оборудования
Выводы по главе 2.
3 Исследование условий применения и эффективности разработанной методики календарного планирования работы подразделений литейного цеха.
3.1 Исследование эффективности методики определения номенклатурного состава плавок на основе генетических алгоритмов.
3.1.1 Определение параметров генетического алгоритма
3.1.2 Методика определения номенклатурного состава плавок на основе динамического программирования
3.1.3 Сравнение результатов расчета состава плавок на основе динамического программирования и генетического алгоритма
3.2 Сравнительный анализ эффективности применения методики составления расписания плавок с использованием генетических алгоритмов и методов целочисленного программирования.
3.2.1 Определение оптимальных параметров ГА для составления расписания плавок.
3.2.2 Применение методов целочисленного программирования для оптимизации расписания плавок.
3.2.3 Сравнение результатов применения для составления расписания
работы оборудования целочисленного линейного программирования и
генетических алгоритмов
3.3 Сравнительный анализ эффективности применения простого и
параллельного генетических алгоритмов для календарного планирования работы литейного цеха.
3.3.1 Выбор структуры и определение оптимальных параметров параллельного ГА
3.3.2 Сравнение результатов простого и параллельного ГА
Выводы по главе 3.
4 Разработка автоматизированной системы поддержки принятия решений по оперативному управлению сталелитейных производств и оценка практических результатов ее внедрения
4.1 Разработка информационного обеспечения системы оперативного управления литейным цехом
4.1.1 Описание входной и выходной информации.
4.1.2 Функции и алгоритм работы разрабатываемой системы оперативного планирования
4.1.3 Разработка структуры базы данных.
4.2 Программная реализация разработанной методики и системы в виде системы оперативного управления сталелитейным производством
4.3 Модернизация системы оперативнокалендарного планирования литейного цеха.
4.3.1 Описание структуры фасонносталелитейного цеха и технологического процесса изготовления отливок
4.3.2 Структура системы оперативного управления сталелитейным производством.
4.3.3 Организация внедрения системы автоматизированного
оперативного управления сталелитейным производством на
ОАО ОЗММ
4.4 Анализ практических результатов внедрения системы оперативного
управления производством
4.4.1 Сравнение результатов системы с существовавшей ранее системой календарного планирования
4.4.2 Расчет экономической эффективности проекта по внедрению системы оперативного управления сталелитейным производством с учетом фактора времени
Выводы по главе
Заключение
Список литературы


Несмотря на то, что задачи календарного и объемного планирования, как правило, рассматриваются по отдельности, они неразрывно связаны. Изменения в расписании могут потребовать изменения набора заданий, для получения допустимого календарного плана. Сложность построения расписания зависит как от исходного плана, так и от количества и вида критериев оценки расписания. В планировании деятельности любого современного предприятия определяющее значение имеют потребности клиентов. Производственные задания в этом случае являются решением задачи о пополнении запасов. На практике предприятия, полностью относящиеся к одному из указанных видов встречаются крайне редко, однако, как правило, исходя из условий производства любое предприятие может быть отнесено к одной из перечисленных выше групп. Предприятия металлургического машиностроения, как правило, принадлежат к первой группе. Известно, что машиностроительные предприятия составляют основную долю в единичном и мелкосерийном производстве. Известно, что тип производства определяется не столько размером обрабатываемых партий деталей, сколько так называемой плановоучетной единицей, используемой для его управления. Для массового производства в качестве плановоучетной единицы выступает так называемая точка пополнения гарантированного уровня запасов склада. Это может быть некоторый объем деталей или узлов, хранящийся на складе и используемый в производстве для получения некоторой продукции. Как только уровень объема становится ниже заданной точки пополнения склада, формируется новый заказ на производство такого числа единиц отдельных деталей или узлов, который компенсирует недостающие детали до уровня точки пополнения. ЕРсистемы, проводя своевременный учет и автоматически формируя задание на пополнение склада. Если производственное подразделение работает и отчитывается по заказам заказ это совокупность деталей собственного изготовления, которые впоследствии собираются в изделие, то плановоучетной единицей выступает производственный заказ, а само производство относится к единичному или мелкосерийному. Для позаказного производства определяющим фактором является комплектность выпускаемого изделия. Если хотя бы одна деталесборочная единица не изготовлена, все остальные детали, составляющие заказ, лежат мертвым грузом, образуя незавершенное производство, и весь заказ считается невыполненным. При позаказном производстве значительно усложняется долгосрочное планирование, т. Тем не менее, на машиностроительных предприятиях, как правило, помимо изделий, производимых единично, имеется номенклатура, которая пользуется более или менее постоянным спросом. Такая продукция повторяется из месяца в месяц в примерно одинаковых количествах. Это позволяет условно разделить всю номенклатуру выпускаемых изделий на две группы постоянную и переменную, и производить ориентировочные прогнозы заказов на будущие периоды. Наибольшее распространение при планировании по опережениям получила позаказная система производственного планирования. В настоящее время наиболее часто системы оперативного планирования строятся на основе принципа выталкивания II , либо вытягивания производственных заданий . Как И, так и на первом этапе решают задачу разузлования изделий на отдельные входящие в них детали. Эти детали разбиваются на три группы изготавливаемые, нормализованные стандартные и покупные. Для изготавливаемых деталей формируется технологический процесс их обработки. Встроенный в систему алгоритм II формирует вышеуказанные планы так, что они уже сбалансированы с текущим бюджетом предприятия, согласованы по производственным мощностям, опираются на имеющиеся на складах запасы и материалы, формируют предполагаемый график межцеховой кооперации. Такие II планы тщательно просчитываются и, будучи принятыми к исполнению, по возможности выдерживаются. Корректирующие воздействия происходят, в основном, на те производственные звенья предприятия, которые не укладываются в сроки выполнения плана. II составляет планы до начала изготовления планируемого изделия.