Статья 1 в ж-л АСТ. Ключевые слова технологические возможности, математическое моделирование, основная задача управления, техникоэкономические требования, критерии качества, оптимизация, рациональные параметры. Введение
 Скачать 94 Kb.
|
|
УДК 519.711.3 В.К. Иванов, канд. техн. наук, доц. (Марийский государственный технический университет, г. Йошкар-Ола) ivladko1@rambler.ru АВТОМАТИЗАЦИЯ ВЫБОРА РАЦИОНАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ СИСТЕМЫ Рассмотрено моделирование производственной системы с учетом оборудования и деталей, квалификации специалистов , а также заданного технологического процесса. Поставлена задача выбора рациональных параметров системы и предложен метод её решения. Ключевые слова: технологические возможности, математическое моделирование, основная задача управления, технико-экономические требования, критерии качества, оптимизация, рациональные параметры. Введение. Технологические возможности предприятия в основном зависят от вида оборудования и квалификации производственного персонала, а они в свою очередь зависят от конкретного вида продукции, выпускаемой на предприятии. При решении задачи структурной перестройки необходимо получить ответ на вопрос: может ли данное предприятие производить и выпускать заданную продукцию и в каком количестве в единицу времени [1]. Для ответа на этот вопрос требуется информация, которая зависит от постановки задачи: каковы показатели работы производственной системы при заданных входных значениях параметров и характеристик этой системы (задача моделирования). При этом определяется принципиальная возможность производства заданного изделия на конкретном предприятии, время и стоимость изготовления заданного количества изделий, количество изделий, которое предприятие может изготовить за заданное время, резервы производства по оборудованию и специалистам.; каковы должны быть параметры производственной системы, при которых критерии качества системы удовлетворяют заданным техническим условиям (задача проектирования, синтеза). Основная часть. Комплекс средств, разработанных для моделирования, содержит базу данных по видам и типам оборудования, специалистов и деталей. Для работы с системой необходим ввод следующей информации: стоимость работы Sk оборудования к-го вида; стоимость работы Sm специалистов m-го вида; имеющееся количество Fk оборудования к-го вида и количество Lm специалистов m-го вида, которым располагает предприятие; необходимое количество nр деталей р-го вида, время Тр изготовления деталей р-го вида, время обработки Fkp детали р-го вида на оборудовании к-го вида и время обработки Lmp детали р-го вида специалистом m-го вида; сетевого графика технологического процесса. Результатом моделирования являются: время Три стоимостьSp выпуска деталей каждого вида; время работы и простоя оборудования к-го вида и специалистов m-го вида; полное время и стоимость выпуска всей партии деталей; возможный выпуск деталей каждого вида Np. Результаты решения задачи моделировании для технологического процесса, представ-ленного на рисунке, приведены в табл. 1- 4 для следующих исходных данных: стоимость работы оборудования – S1 = 100 руб./ч, S 2 = 200 руб./ч; имеющееся количество оборудования – F1 – 5 станков, F 2 – 1 станок; стоимость работы специалистов – S1 = 100 руб./ч, S2 = 100 руб./ч, S3 = 200 руб./ч; имеющееся количество специалистов – L1 = 1,L2 = 1,L3 = 1; необходимое количество деталей: n1 = 50 шт., n2 = 5 шт.,n3 = 50 шт., n4= 5 шт.,n5 = 1 шт.; время изготовления необходимого количества деталей p-го вида – Т1 = 0,5 ч, Т2 = 0,1 ч, Т3 = 0,05 ч, Т4= 0,1 ч, Т 5 = 1 ч. Введены множества: K p – все виды оборудования, необходимого для производства продукции p-го вида, M p–все виды специальностей, необходимых для выпуска продукции p-го вида, P p – продукция p-го вида. Тогда К р = {к1, к2}, где к1 соответ-ствует фрезерным станкам типа Ф-1, а к2 – фрезерным станкам типа Ф-2; M р= {m1,m2,m3}, m1 соответствует токарю шестого разряда, m2 – слесарю механо-сборочных работ, а m3 – слесарю-универсалу; Р р = {p1,p2,p3,p4,p5}, p1 соответствует корпусным деталям типа К-1, р2 – телам вращения типа ТВ-3, р3 – мелким деталям типа МД-4, р4 – корпусным деталям типа К-2, а р5 – узлам и сборкам типа УС-1. При составлении технологического процесса указываются величины: F13 = 0,31 станко-ч/шт, F24 = 0,64 станко-ч/шт, L12 = 0,25 чел.-ч/шт, L21 = 0,72 чел.-ч/шт,L35 = 0,84 чел.-ч/шт.  Технологический процесс изготовления узла, состоящего из пяти деталей Промежуточные результаты Таблица 1
Загруженность оборудования Таблица 2
Загруженность специалистов Таблица 3
Окончательные результаты: полное время - Т = 39,85 час; полная стоимость – S = 5145,90 руб. Возможный выпуск деталей каждого типа (в штуках) Таблица 4
Здесь, например, N14 = (T4F2) / (F24n4)=(0,1 · 1) / (0,64 · 5) = 0,03 шт., N25 = (T5 L3) / (L35 n5)= (1 · 1) / (0,84 · 1) = 1,19 шт. Постановка и решение задачи выбора рациональных параметров производственной системы связана с решением основной задачи управления (задачей аналитического проектирования) [2]. Компоненты вектора управления ω = {Sk, Fk, Sm, Lm, np, Тp} выбираются из области, заданной в соответствии с технико-экономическими требованиями: а1k ≤ Sk ≤ А1k; а2k≤ Fk≤ А2k; a3m ≤ Sm ≤ A3m; (1) a4m ≤ Lm ≤ A4m ; a5p ≤ np ≤ A5p; a6p ≤ Tp ≤ A6p. В качестве критериев I[ω] выбраны суммарное время Т и стоимостьS изготовления всей партии деталей, а также количество деталей каждого вида Np , изготавливаемых за заданное время. На них также наложены ограничения, которые представляют собой технические условия: 0 ≤ Т [ω] ≤ D1; 0 ≤ S[ω] ≤ D2;(2) d3p≤ Np[ω] ≤ D3p . Постановка задачи. Среди допустимых значений вектора управляющих параметров (1) найти такие, при которых результаты решения задачи моделирования удовлетворяют заданным техническим условиям (2). Метод решения задачи такого типа заключается в следующем. Вводятся безразмерные функционалы  , оценивающие удаление значений Iη[ω] от своих границ в технических условиях (2) в виде: ,где θ = 7. Очевидно, что при выполнении технических условий все значения < 1, в противном случае, хотя бы одно значение > 1. Затем подсчитывается число Г0= min max ω η и проверяется условие Г0 ≤ 1. Если оно выполняется, то основная задача управления имеет решение и найденное значение ω*является рациональным. При необходимости можно решить задачу оптимизации по одному из критериев.Если Г0 > 1, то основная задача управления решения не имеет. В этом случае необходимо изменять технико-экономические требования (1) или технические условия (2), т.е. решить задачу формирования рациональных технических условий [3]. Заключение. Разработанная система автоматизации позволяет выбрать рациональные параметры производственной системы, при которых будут удовлетворяться заданные технические условия на показатели качества. Библиографические ссылки 1. Сиразетдинов Т.К. Динамическое моделирование экономических объектов / Казань: ФЭН, 1996. 224 с. 2.Сиразетдинов Т.К.Методы решения многокритериальных задач синтеза технических систем / М.: Машиностроение, 1988. 160 с. 3. Иванов В.К. Об автоматическом поиске оптимальных технических условий // Оптимизация процессов в авиационной технике. Казань: КАИ, 1980, вып. 3. С. 67-70. |