Авторизация
Авторизируйтесь
X
  • Логин*
  • Пароль *
или зарегистрируйтесь
Регистрация
X
  • Логин
    (3-15 символов)*
  • Пароль
    (6-15 символов)
    *
  • Подтвердите пароль *
Сообщение администратору
X
 <<
>>

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

Загидуллин Равиль Рустэм-Бекович

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

Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук. Уфа - 2006

Диссертация | 2006 | Россия | docx/pdf | 11.48 Мб

Для доступа к источнику авторизируйтесь или зарегистрируйтесь.

Внимание! Все источники запакованы в zip архивы! Для распаковки на android-устройствах Вы можете воспользоваться одним из сторонних приложений, например Total Commander



Специальность: 05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими
процессами и производствами
Актуальность проблемы.
Современные автоматизированные производства, в частности, гибкие производственные системы (ГПС), как ступень развития производства, претерпев за последние два десятилетия значительные структурные и функциональные изменения от первых опытов их создания и эксплуатации [31, 32, 34, 35 и др.] до современных интегрированных систем (СІМ) не только не утратили своей актуальности в качестве основы современного машиностроения, но и упрочили ее в силу изначально заложенного интегрального принципа гибкости построения и функционирования. Именно этот принцип позволяет развиваться отдельным элементам системы, увеличивать функциональность оборудования и методов управления. Именно этот принцип отвечает современным условиям динамичности рынка товаров, требующим частой смены номенклатуры выпускаемых изделий в рамках средне и мелкосерийного производства и сокращения сроков их выпуска за счет таких свойств системы как универсальность и переналаживаемостъ оборудования, алгоритмов принятия решений и программ управления.
Задачи исследования и разработки новых средств и методов планирования, управления и подготовки производства в ГПС входят в перечень приоритетных направлений развития науки и техники (Критические технологии федерального уровня, раздел «Производственные технологии», Гибкие производственные системы, код ГРНТИ - 81.19.00). В десятках вузов РФ в рамках различных направлений ведется подготовка специалистов как по специальности 210202 «Гибкие производственные системы», так и по соответствующим профилизациям. В большинстве направлений машиностроительного профиля читаются одноименные дисциплины. Все это говорит об актуальности подготовки инженерных кадров в области разработки и эксплуатации ГПС. 
В настоящее время развитие автоматизированных систем (АС) идет как по пути увеличения функциональных свойств и качества единиц основного и вспомогательного оборудования (конструктивные методы), что характеризуется все большими возможностями вновь создаваемого оборудования в плане интеграции в системы верхнего уровня - АС, ГПС, так и по пути создания новых организационных методов управления автоматизированным производством, цель которых - повышение эффективности использования новейших производственных средств и систем.
Динамичные темпы развития вычислительной техники поставили новые задачи перед производством - концепции сквозной компьютеризации жизненного цикла изделий в виде CALS-технологий, компьютерного управления производственными и технологическими процессами с использованием новейших достижений в области информационных технологий и математических методов принятия решений и оптимизации алгоритмов управления, выхода традиционных производственных задач за рамки одного предприятия в виде развития виртуальных производственных систем.
Доминирующий характер управленческих задач в автоматизированной системе технологической подготовки производства (АС ТІШ), целью которых является не только повышение гибкости процессов управления, но также сокращение организационных издержек производства, в структуре производственного, технологического циклов изготовления продукции при использовании современных автоматизированных производственных систем [59, 60] накладывает определенные требования по адекватности представления моделей технологического и производственного процессов - точности и полноте представления информации на различных этапах жизненного цикла изделий [1], возможность управления ходом технологического процесса в плане его оптимизации как динамичной задачи управления производством во времени. 
С этой точки зрения, традиционное решение задач известной цепочки «САПР К - САПР ТП - Планирование - Управление - Диспетчирование» требует пересмотра от их, существующего на сегодняшний день, локального представления к методам интеграции и созданию системных принципов их взаимосвязи в общей структуре компьютеризированного управляемого производственного процесса. В настоящее время к задачам динамического характера можно отнести лишь задачи управления оборудованием и диспетчирования. Задачи проектирования технологических процессов (ТП) и планирования не связаны между собой, отличаются составом критериев и ограничений собственных моделей, что вносит определенные проблемы в управляемость и оптимизацию производственного процесса в целом.
Оперативно-календарное планирование (ОКП), по сути, является организующим звеном между структурой ГПС, принятыми на производстве организационными особенностями функционирования элементов ГПС, ТП изготовления номенклатуры деталей и управлением производственного процесса. Тем самым, от точности представления информации, как по номенклатуре изделий, так и по параметрам оперативных планов в ОКП, методов решения задач планирования, от адекватности математических моделей подсистем ОКП зависят точность формируемых плановых заданий и, в последующем, - управления объектами производства, что влияет на эффективность ГПС в целом. Поэтому решение поставленных задач, направленных на повышение эффективности функционирования ГПС является крайне актуальной проблемой.

Содержание

Введение 7
1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА ИССЛЕДОВАНИЯ, 17 ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
1.1 Анализ структуры автоматизированных производственных 17 систем с точки зрения планирования
1.2 Влияние структурно-компоновочных особенностей 19 автоматизированных производственных систем на эффективность загрузки оборудования
1.3 Анализ схем обслуживания заявок в расписаниях ГПС. 29
1.3.1 Проблемы управляемости автоматизированных систем при 30 использовании традиционных схем обслуживания заявок в существующих системах ОКП
1.3.2 Особенности обслуживания ГПК складскими системами 34
1.4 Роль и место систем ОКП в автоматизированном производстве 45
1.5 Задачи, решаемые в системах оперативно-календарного 48 планирования современного производства
1.6 Структура существующих систем оперативно-календарного 52 планирования в автоматизированном производстве
1.7 Обзор существующих моделей и состояния работ в области 59 оперативно-календарного планирования
1.8 Выводы. Цели и постановка задачи исследования. 77
2. СИНТЕЗ СТРУКТУРЫ СИСТЕМЫ ОПЕРАТИВНО- 81
КАЛЕНДАРНОГО ПЛАНИРОВАНИЯ
2.1 Анализ информационного обеспечения системы оперативно- 93 календарного планирования в автоматизированном производстве 
2.2. Параметры моделей оперативно-календарного планирования 94
2.3 Алгоритм формирования множества номенклатуры деталей, 99
подлежащих планированию
2.4. Определение состава и длительности переналадок в ГПМ 109
2.5 Предварительная модель объемного планирования 117
2.6 Модель укрупненного планирования в ГПК 122
2.7 Имитационная модель формирования расписания в ГПК 130
2.8 Выводы 142
3. ИССЛЕДОВАНИЕ ВРЕМЕННЫХ ПАРАМЕТРОВ РАСПИСАНИЙ 145 В ЗАВИСИМОСТИ ОТ СТРУКТУРЫ И ХАРАКТЕРА ОБСЛУЖИВАНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ ГПС
3.1 Задача анализа схем обслуживания заявок в зависимости от 145
структуры элементов ГПС
3.2 Схемы обслуживания объектов в ГПС 148
3.3 Структурные формулы обслуживания 154
3.4 Определение времени обслуживания транспортных средств 170
в транспортно-накопительной системе
3.5 Выводы 176
4. МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ ФОРМИРОВАНИЯ 178
РАСПИСАНИЙ В СИСТЕМЕ ОКП АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОИЗВОДСТВА
4.1 Классификация моделей расписаний в АС 178
4.2 Комплексная модель ОКП для ГПК механической обработки 180
4.2.1 Обоснование горизонта планирования в задачах ОКП 188
4.2.2 Критерии и ограничения задачи планирования в ГПК 193
4.2.3 Алгоритм формирования расписания работ в ГНК 201
4.2.3.1 Процедура прямого хода в алгоритме формирования 212 оптимального расписания.
4.3 Метод проекций при определении количества вспомогательных 213 средств.
4.4 Математическая модель ОКП для единичного производства 218
4.5 Межцеховые модели ОКП в ГПС 225
4.5.1 Математические модели расписаний с локальными 228 обслуживающими устройствами
4.5.2 Математические модели расписаний с выделенными 229 обслуживающими устройствами
4.5.3 Математические модели расписаний с совместными 231 обслуживающими устройствами
4.5.3.1 Математическая модель формирования межцеховых 235 расписаний для нескольких ГПК и СОУ с одинаковым составом функционала и ограничений.
4.5.3.2 Математическая модель формирования межцеховых 239 расписаний для нескольких ГПК и СОУ с различным составом функционала и ограничений.
4.5.3.2.1 Особенности алгоритма построения 240
оптимального расписания для
многокритериальной задачи.
4.5.3.2.2 Решение задач многокритериальной 247 оптимизации при построении расписаний с использованием неопределенных весовых коэффициентов.
4.5.4 Вопросы пересчета межцеховых расписаний в ОКП 251
4.6 Автоматизация формирования математических моделей ОКП 257
4.7 Выводы 265 
5. ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ И УПРАВЛЕНИЯ
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ ПРОЦЕССАМИ В СИСТЕМЕ ОКП ДЛЯ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ 269
5.1 Обобщенная модель представления разработки ТП во времени. 270
5.2 Анализ систем разработки ТП на основе попереходной 272 технологии
5.3 Метод формирования операций на базе попереходной 278 технологии в системе ОКП
5.3.1 Анализ условий предшествования выполнения переходов 279
5.3.2 Анализ возможности совмещения выполнения переходов 282 в пределах операции
5.3.3 Анализ возможности оформления группы переходов в 284 отдельные операции
5.3.3.1 Особенности дифференциации операций 285
5.3.3.2 Алгоритм дифференциации операций в системе 299 ОКП
5.4 Особенности алгоритма формирования работ в ГПС с учетом 307 дифференциации операций
5.5 Выводы. 314
6. ВОПРОСЫ ОЦЕНКИ НАДЕЖНОСТИ РАСПИСАНИЙ 316
В СИСТЕМЕ ОКП АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОИЗВОДСТВА
6.1 Метод определения надежности расписаний с учетом 317 стохастичности процессов в ГПС
6.2 Оценка расписаний с помощью моделей СМО 328
6.3 Поиск оптимальных параметров расписаний на модели СМО 335
6.4 Выводы 341 
7. РАЗРАБОТКА СТРУКТУРЫ И СОДЕРЖАНИЯ ПРОГРАММНОГО КОМПЛЕКСА ОКП. РЕАЛИЗАЦИЯ МЕТОДОВ ОКП В ПРОИЗВОДСТВЕ 343
7.1. Структура и состав программного обеспечения системы 344
оперативно-календарного планирования
7.2 Интеграция ОКП с системами САПР ТП 351
7.3 Рекомендации по реинжинирингу систем управления классов 355 MRPII/ERP для предприятий машиностроительного комплекса
7.4 Исследования, численные эксперименты и внедрение системы 360 ОКП PolyPlan
7.4.1 Анализ и выбор объектов исследования 360
7.4.2 Результаты построения расписаний и их моделирования 364
7.5. Выводы 379
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ 381
ЛИТЕРАТУРА 385
ПРИЛОЖЕНИЯ 418

Диссертация | 2006 | Россия | docx/pdf | 11.48 Мб

Для доступа к источнику авторизируйтесь или зарегистрируйтесь.

Внимание! Все источники запакованы в zip архивы! Для распаковки на android-устройствах Вы можете воспользоваться одним из сторонних приложений, например Total Commander



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

релевантные научные источники:

Другие источники по дисциплине Автоматизация и управление:

  1. Искусственный интеллект. Лекции
    | Лекция | 2016 | docx | 7.56 Мб
  2. АВТОМАТИЗАЦИЯ ПИЩЕВЫХ ПРОИЗВОДСТВ. Лекция
    | Лекция | 2016 | docx | 0.16 Мб
  3. Автоматизация системы экспертного оценивания качества технологических процессов в непрерывном производственном цикле промышленных предприятий
    Паршин Дмитрий Александрович | Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. Москва - 2008 | Диссертация | 2008 | Россия | docx/pdf | 6.05 Мб
  4. Алгоритмизация и оптимизация технологического процесса ректификации нефти
    Кузнецов Виктор Георгиевич | Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук | Диссертация | 2005 | docx/pdf | 5.53 Мб
  5. Развитие методов управления надежностью сложных технических систем с зависимыми отказами элементов
    Назарян Сергей Арович | Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. Липецк - 2004 | Диссертация | 2004 | Россия | doc/pdf | 3.05 Мб
  6. Автоматизация технологий производства армированных композиционных материалов и покрытий для конструкций летательных аппаратов
    Кузнецов Василий Юрьевич | Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук | Диссертация | 2003 | docx/pdf | 7.08 Мб
  7. Автоматизированные средства нормализации микроклимата в кабинах мобильных сельскохозяйственных агрегатов
    Голубева Юлия Васильевна | Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук | Диссертация | | docx/pdf | 4.69 Мб
- Авиационная и ракетно-космическая техника - Автоматизация и управление - Безопасность деятельности человека - Библиотековедение, библиографоведение и книговедение - Биотехнология пищевых продуктов - Гидравлика и инженерная гидрология - Документалистика, документоведение, архивоведение - Инженерная геометрия и компьютерная графика - Информатика, вычислительная техника и управление - Математическое и программное обеспечение вычислительных машин - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ - Материаловедение - Машиностроение и машиноведение - Методы и системы защиты информации, информационная безопасность - Метрология, информационно-измерительные приборы - Оптические и оптико-электронные приборы и комплексы - Приборы и методы контроля природной среды - Проектная деятельность - Процессы и аппараты пищевых производств - Процессы и машины агроинженерных систем - Процессы и машины обработки материалов резанием - Радиотехника и связь - Системный анализ, управление и обработка информации - Системы, сети и устройства телекоммуникаций - Стандартизация и управление качеством продукции - Тепловые двигатели - Технологии и машины обработки давлением - Технологии и оборудование механической и физико-технической обработки - Технология мясных, молочных, рыбных продуктов и холодильных производств - Технология неорганических веществ - Технология продовольственных продуктов - Технология силикатных и тугоплавких неметаллических материалов - Транспортное, горное и строительное машиностроение - Управление в социальных и экономических системах (технические науки) - Электротехника -