Математическая модель и алгоритмы составления расписаний и прогнозирования производства на малом предприятии

• Автор: Арендателева, Светлана Ивановна
• Шифр специальности: 05.13.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Великий Новгород
• Количество страниц: 169 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение

1 Исследование предметной области

1.1 Математические модели и методы составления расписаний

1.2 Анализ современных информационных систем.

1.3 Постановка задачи

1.4 Выводы по первому разделу

2 Построение имитационной модели.

2.1 Проблемы решения задач составления расписаний

2.2 Критерии оценки качества расписаний

2.3 Математическая постановка задачи.

2.4 Анализ производственных факторов и ограничений.
2.5 Формирование набора эвристик.
2.6 Содержательное описание объекта моделирования
2.7 Схема построения имитационной модели.
2.8 Диаграмма Гантта
2.9 Алгоритм построения имитационной модели
2. Выводы по второму разделу.
3 Моделирование управляющих величин модели.
3.1 Выбор математического обеспечения
3.2 Применение адаптивных моделей прогнозирования
3.3 Реализация алгоритмов краткосрочного прогнозирования.
3.3.1 Проведение сезонных корректировок.
3.3.2 Выбор оптимального варианта прогноза
3.4 Формирование оперативной производственной программы
3.5 Расчет заказов на производство.
3.6 Расчет потребности в материальных ресурсах.
3.7 Выводы по третьему разделу.
4 Разработка и апробация алгоритмов модели.
4.1 Эвристический алгоритм построения календарных расписаний
4.2 Апробация алгоритма составления календарных расписаний
4.3 Алгоритм расчета характеристик движения производства
4.4 Практическое использование имитационной модели
4.5 Выводы по четвертому разделу.
5 Разработка программного комплекса
5.1 Выбор среды реализации.
5.2 Состав и структура разработанного программного обеспечения.
5.3 Внутреннее представление данных.
5.4 Краткий обзор функционирования программы
5.5 Описание работы приложения i
5.6 Выводы по пятому разделу
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


В связи с этим особую важность приобретает разработка и внедрение на МП программных комплексов, эффективно решающих задачи составления календарных расписаний с целью оптимального планирования и прогнозирования процессов производства. Автоматизированная разработка оптимальных производственных расписаний, прежде всего, обеспечивает выполнение производственной программы в установленные сроки. Решение задач составления календарных расписаний требует высокой степени конкретизации результатов. Конкретизация производственных расписаний во всех указанных направлениях является достаточно сложной задачей. Отмеченные особенности предопределяют пространственно-объемно-временной характер задач построения календарных расписаний, сложность которых требует разработки методов, позволяющих осуществлять эффективное руководство производственным процессом. Одним из средств достижения этой цели является построение, анализ и решение математических задач, как общей, так и частных, изучающих отдельные характеристики производственного процесса [, ]. Систематические и весьма глубокие исследования* по построению и анализу математических моделей составления календарных расписаний и по разработке методов принятия плановых решений с использованием таких моделей начались в -е годы XX века [, , , , , , ]. Современная история математического моделирования задач составления календарных расписаний ведет свое начало с формулировки Р. Веллманом [1] задачи об оптимальной последовательности обработки ряда деталей на некотором множестве станков, которая известна как задача упорядочения. Первое решение задачи упорядочения' для' двух станков и частного случая трех станков описано С. Джонсоном [4]'. В настоящее время насчитывается значительное число отечественных и зарубежных работ, посвященных различным аспектам анализа и решения задач упорядочения. Наиболее полная и систематизированная характеристика проблемы решения задач упорядочения дана в работах [, ]. Именно задача упорядочения, в наиболее отчетливой форме отражающая временной аспект построения расписаний, составила основу теории, расписаний - науки, занимающейся исследованиями детерминированных обслуживающих систем на предмет оптимизации их функционирования. Теория расписаний использует характерный для исследования операций модельный подход к анализу реальных процессов. Проблемам теории расписаний посвящены работы таких видных отечественных и зарубежных ученых как Г. Вагнер, A. С. Джонсон, Е. Д. Игнолл, Р. В: Конвей, B. J1. Максвелл, Л. B.C. Танаев, В. В: Шкурба и др. В общем виде задача упорядочения формулируется следующим образом. Имеется т машин, на которых необходимо последовательно обработать п деталей. Пусть / — номер детали, (/ = 1,2,. Для каждой детали указано упорядоченное множество М, номеров машин, выражающее технологический маршрут. Предполагается выполнение следующих условий: каждая машина может быть назначена в любой момент времени; каждая машина одновременно может выполнять лишь одну операцию; каждая операция выполняется только одной машиной; выполнение любой операции не прерывается до ее окончания. При указанных условиях следует составить расписание выполнения всех работ, т. Задача существенно изменяется от типа и характера производства, она может решаться с различной степенью укрупнения и упрощения отдельных частей. Так, для одной и той же задачи могут быть созданы разные модели. Для решения задачи Веллмана - Джонсона используются в основном следующие подходы: комбинаторный анализ, направленный перебор по методу ветвей и границ, математическое программирование. Проиллюстрируем основные методы теории расписаний на примере обработки трех деталей на двух машинах. Пусть имеется комплект из п различных деталей, каждая из которых сначала обрабатывается на первой, затем на второй машине. Продолжительности обработки деталей на машинах приведены в таблице 1. Требуется составить расписание обработки при котором общее время изготовления всего комплекта деталей будет минимальным. Обозначим время окончания обработки /-ой детали на первой машине , на второй - /|2.