Файл: Голенко Д.И. Статистические модели в управлении производством.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 11.04.2024

Просмотров: 188

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

ди и, в случае превышения заданной величины цикла обработки партии деталей, фиксируется возможный «срыв месячного плана производства». При выходе из строя либо в момент восстановления какого-нибудь стан­ ка срабатывают операторы 58—64, которые осуществля­ ют «загрузку» восстановленного оборудования и опреде­ ление очередного момента восстановления (выхода из строя) оборудования.

В случае наступления новой смены операторы 41—54 определяют количество рабочих, вышедших в смену к каждой группе оборудования, загруженность рабочих работой, количество оборудования, оставшееся без обслу­ живания. Аналогичные операторы выделяют и контроли­ руют каждый элемент производства, участвующий в мо­ делирующем алгоритме.

Так как моменты наступления очередных существен­ ных состояний образуют неубывающую последователь­ ность, то передача управления оператору А\ представля­ ет завершение одного из последовательных этапов ра­ боты моделирующего алгоритма. Когда наступает мо­ мент времени, превышающий Тмод (время окончания мо­ делирования), оператор Р2 передает управление опера­ тору С6 7, который обрабатывает, а затем печатает нако­ пившийся в массиве М 4 статистический материал. Опе­ раторы Рбэ и Р71 определяют, находится ли количество срывов месячного плана в пределах доверительного ин­ тервала, и в случае положительного исхода осуществля­ ют передачу управления к очередной подпрограмме вы­ числения приоритетов, после чего весь цикл расчетов повторяется. Если количество срывов плана выходит за пределы доверительного интервала, определяемого за­ ранее рассчитанными величинами Nmin и j V m a x , то весь цикл имитации повторяется вновь при скорректирован­ ных точках заказа и неизменной подпрограмме вычисле­ ния приоритетов. После того как все подготовленные под­ программы вычисления приоритетов будут опробованы, работа алгоритма заканчивается.

§ 3. 5. Методология исследования

имитационной модели

Рассмотрим некоторые методические вопросы ис­ пользования имитационной модели для нахождения оп-

тимальных параметров управления механическим ком­ плексом крупносерийного производства.

В рассмотренной выше имитационной модели регули­ руемыми параметрами управления являются правила организации очереди деталей к станкам, величины пар­ тий деталей ПІ, методы выбора точки заказа очередной партии деталей Ni, которые, в свою очередь, зависят от уровня запаса готовых изделий г-го типа на сборке.

Средний механический комплекс крупносерийного производства обрабатывает более 10 000 деталей раз­ личных наименований, при этом количество регулируе­ мых параметров, подлежащих оптимизации, становится настолько большим, что даже если выбрать для каждого из них два уровня изменения величин, оптимизация па­ раметров управления при использовании современных ЭВМ, как правило, невозможна. Значительное уменьше­ ние количества обрабатываемой информации о деталях мало изменяет положение, и это позволяет заключить, что использование многофакторных рандомизированных экспериментов [3.6] с независимой вариацией парамет­ ров для таких сложных моделей бесперспективно.

Единственный, на наш взгляд, практически реализуе­ мый путь определения оптимальных параметров основан на использовании методов управления запасами. Анализ соответствующих моделей управления запасами и оцен­ ка характера взаимного влияния производственных па­ раметров и параметров управления при незначительных

упрощениях условий

производства

дали

возможность

сделать заключение,

что

величина

оптимальной

партии

ПІ* может быть определена

заранее

достаточно

точно.

Выбор точки заказа

Ni

для

£-й партии

деталей

может

быть осуществлен по надежности pi обеспечения данны­ ми деталями сборочного процесса, исходя из соотноше­ ния Fi(Ni)=Pi, где Fi — функция распределения дли­ тельности цикла обработки і-й партии деталей. На вели­ чину длительности цикла обработки партии деталей в реальных производственных системах влияет множество независимых случайных факторов, к которым прежде всего можно отнести случайные поломки оборудования и приспособлений, болезни и прогулы рабочих, случай­ ное отсутствие заготовок, производственный брак, слу­ чайный характер очереди деталей на обработку в каж­ дый момент времени. В связи с этим функция распреде-

I I . Д. И. Голенко

161


ления F{ длительности циклов обработки деталей может быть аппроксимирована нормальным распределением. Математическое ожидание а, и дисперсия а г 2 этого рас­ пределения зависят в основном от коэффициентов за­ грузки станков, обрабатывающих данную партию дета­ лей, и используемого правила предпочтения ф.

Такая зависимость может быть выражена следующи­ ми формулами

ai = fi(r\i Ф ) , о2. =!2{ци Ф ) ,

ГДЄ T ) i = (Г];', . . . , Цкі) — В Є К Т О р , КООрДИНата КОТОРОГО Щ$ указывает коэффициент загрузки станка, обрабатываю­ щего і-ю деталь на у'-й операции.

Коэффициент загрузки г\ для каждого станка или группы оборудования определяется как отношение сум­ марного времени занятости обработкой деталей к сум­ марному времени готовности к выполнению работ, при котором станок исправен и обслуживается рабочим. Ес­ ли обозначить оптимальное правило предпочтения через Ф*, то для определения оптимальных параметров управ­ ления при заданных размерах партий необходимо найти функции ф*, f\ и І2- Для определения ф*, fi и fa с помощью имитационной модели необходим значительный объем вычислений, поэтому вопросы оптимизации самого плана проведения эксперимента приобретают особо важное значение.

Информативность полученного при имитации на ЭВМ статистического материала во многом зависит от подбо­ ра исходных данных и планирования этапов моделирова­ ния. Характером исходных данных определяется как время моделирования, необходимое для получения ста­ тистически значимых результатов, так и сама методика обработки результатов моделирования. Поэтому исполь­ зуемые для имитации исходные данные, включающие пе­ речень изготавливаемых деталей, объем их производства,

технологию обработки и

размеры парка

оборудования,

не могут быть скопированы с действующего

предприятия.

Исходные данные следует

подобрать таким образом,

чтобы множество обрабатываемых деталей соответство­ вало как можно большему количеству комбинаций раз­ личных факторов, от которых зависят ф, а^Ог, или, дру­ гими словами, следует стремиться к тому, чтобы данные


/

охватывали типичные черты всего множества ситуаций, встречающихся на практике.

При планировании эксперимента с описанной имита­ ционной моделью и для учета двух видов блоковых ог­ раничений (постоянство уровней М и Р) основной ва­ риант исходных данных составлялся в соответствии со схемой латинского квадрата; последовательность опера­ ций для групп деталей и время на операцию выбирались случайным образом. Для~получения необходимых уров­ ней загрузки оборудования варьировались количество станков и средние интервалы времени между запусками деталей в обработку; окончательный баланс производил­ ся за счет введения нескольких деталей с одной опера­ цией. Расчет коэффициентов загрузки оборудования про­ водился следующим образом. Из списка деталей выби­ рались номера деталей, проходящих обработку на дан­ ной /-й группе оборудования, и отмечалась величина среднего времени АТг между очередными запусками со­ ответствующих партий в обработку. Затем для произ­ вольного отрезка времени Т подсчитывались величина среднего количества запусков за время Т г'-й партии Ы =

Т'

=' — и среднее время kiti, которое необходимо затратить

на обработку г-й детали за время Т в рассматриваемой группе оборудования. Здесь величина ^ соответствует суммарному времени обработки по тем деталеоперациям, которые обрабатываются на /-й группе оборудования.

После этого величины k^i суммируются по всем выб­ ранным деталям и получается t\ — величина общего вре­ мени занятости /-Й группы оборудования на отрезке Т. Если количество станков в /-й группе оборудования со­ ставляет kj, то располагаемое время работы этой группы определяется величиной ^2 = 0,9 kjT, где коэффициент 0,9 учитывает принятую в модели вероятность выходов ра­ бочих на работу. Коэффициент загрузки группы обору­ дования определяется отношением U к t2, которое при необходимости может изменяться за счет увеличения или уменьшения величины kj. Для более тонкой корректиров­ ки т] можно изменять AT и что фактически эквивалентно изменению программы производства данной детали.

Окончательный вариант исходных данных имеет сле­ дующую структуру1 . План производства составлен на

1 Расчеты на ЭВМ выполнялись с использованием упрощенного моделирующего алгоритма, состоящего из 50 операторов.

II*

163


ПО наименований деталей, при этом из двух, трех, че­

тырех, шести и семи

операций

составлены

группы по

18 деталей в каждой;

15 деталей имеет 5 операций и 5 де­

талей 1 операцию.

Каждая

из групп,

содержащих

18 деталей, разделена случайным образом на 9 подгрупп (по две детали в каждой) в соответствии со всевозмож­ ными комбинациями трех фиксированных уровней для М и Р. Станочный парк составлен из семи групп обору­ дования по 3—8 станков в каждой со следующими коэф­ фициентами загрузки 0,6—0,7; 0,75; 0,8; 0,85; 0,9 и 0,95. Количество станков в группе оборудования и коэффици­ енты загрузки п подбирались таким образом, чтобы иметь при постоянном количестве станков по возмож­ ности несколько групп оборудования со значительной разностью для т) и, наоборот, близкие значения ц — для групп с различным количеством станков. Так, например, первая, третья и четвертая группы оборудования имеют по 4 станка с л на уровне 0,6; 0,75 и 0,95; в то же время вторая группа с 8 станками имеет г) = 0,7.

Так как партии деталей определялись заранее, то всюду время обработки отдельной операции относится ко всей партии в целом и включает сумму подготовитель­ но-заключительного и штучного времени в пересчете на партию.

Начальные точки заказа по всем деталям были оп­

ределены в соответствии с

равномерным распределени­

ем на интервалах, равных

среднему отрезку времени

между очередными заказами данной партии деталей. Ин­

тервалы группировки частот по пролеживанию

деталей

на операциях и длительности производственного цикла

были заданы ориентировочно и уточнялись в

процессе

имитации

таким образом, чтобы количество попаданий

в каждый

интервал было достаточно равномерным.

Некоторые результаты исследования описанной ими­ тационной модели [3.8] приводятся ниже (§ 3.7).

§ 3. 6. Правила формирования дисциплины

очередей в крупносерийном производстве

Формирование дисциплины очередей деталей к стан­ кам в условиях крупносерийного производства имеет не­ маловажное значение при управлении рядом крупных комплексов, в частности механическими цехами.


Выше, в § 2.8 предыдущей главы, мы уже останавли­ вались на роли рандомизированных правил предпочте­ ния в организации дисциплины очереди деталей к станку. В настоящем параграфе будут рассмотрены правила предпочтения, исследование которых проводилось на имитационной модели крупносерийного производства [3. 8], и способы их применения.

Рассматриваемые ниже правила предпочтения ф яв­ ляются функциями ряда параметров.

В общем виде:

 

ф = ф(Г, U, k,

kB,

Tj, Т]ос, Uj, to6,

t06, М, р, п),

 

 

(3.6.1)

где

Т — текущее

время

(момент времени, в который

вы­

 

числяется приоритет);

 

 

 

 

 

 

 

 

t-з — время наступления

последней

точки

заказа

пар­

 

тии деталей;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k — количество

операций

обработки деталей

в соот­

 

ветствии с технологическим процессом;

 

 

 

 

ka — количество

операций,

выполненных

к

моменту

 

времени Т;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

т) — вектор, і-я

координата которого указывает

коэф­

 

фициент

загрузки

группы

оборудования,

обраба-

_

' тывающего

г'-ю операцию

данной детали;

 

 

•Пос вектор, і-я координата

которого указывает

коэф­

 

фициент загрузки группы оборудования, обраба­

 

тывающего г'-ю по счету операцию в числе опе­

 

раций, которые предстоит выполнить;

 

 

 

 

 

tjj — время обработки

г-й детали

(либо

партии

де­

 

талей) на данной (/-й) операции;

 

 

 

 

 

Азб суммарное

время

обработки

(машинное

время)

 

данной

детали

(партии

деталей) по всем

опера­

 

циям

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

h

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t0Q=

2

tij

 

 

 

 

 

t'06

время, необходимое

j=i

 

 

 

 

 

 

 

для

завершения

обработки

 

данной детали

 

н

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

tod —

 

tij >

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

M —стоимость материала (заготовки) в расчете на одну деталь;