Программные продукты и системы

Введение. Большинство предприятий машиностроения организуют свою работу по принципам мелкосерийного производства. Средняя численность их основных рабочих, как правило, составляет 200–300 человек. В изготовлении одновременно находится большое количество различных изделий (заказов), выпускаемых ограниченными сериями, что затрудняет эффективное управление производством. К тому же отсутствуют необходимые инструментальные средства, включающие методики и программные продукты.

Попытки привлечь для управления такими заказами имеющиеся автоматизированные системы известных классов (ERP, ERM, Skada  и т.п.), предназначенные для предприятий среднесерийного производства и со значительно большей численностью, не увенчались успехом.

Основная причина, по мнению авторов [1–3], в том, что в указанных системах предусмотрено участие человека в качестве основного проектирующего звена при составлении пла- нов различных уровней. В условиях многономенклатурного производства ввиду его вы- сокой динамичности требуется практически  постоянная их корректировка, а производительности человеческого труда оказывается недостаточно.

Вторая причина заключается в дороговизне таких автоматизированных систем для предприятий с небольшой численностью работающих, в избыточности возможных функций систем и, как следствие, в высокой трудоемкости при работе с ними [4, 5].

Следует также отметить, что отсутствие в данных системах механизма поддержки принятия решений приводит к получению результатов оперативного планирования, далеких от эффективных [5, 6].

Существуют подходы к составлению календарных планов-графиков, основанные на методике конвейерной задачи, в том числе и с использованием приоритетных схем [7–9].

Предлагается строить расписание линии на основе сетевого планирования, уменьшая размерность задачи с помощью метода ветвей и границ [7]. Недостатком такого подхода является именно линейный (прямоточный) характер моделируемого производства, не позволяющий повторно использовать рабочие места в маршруте, что неизбежно для мелкосерийного многономенклатурного производства с расстановкой оборудования в виде предметно- замкнутых участков либо по группам оборудования.

Попытки смоделировать работу линии с помощью генетических алгоритмов [8] сталкиваются с тем же недостатком (прямоточностью), к тому же в качестве приоритета выбирается только временной фактор выполнения заказа. В условиях многоменклатурного производства, когда в работе находится одновременно большое число заказов, данный подход зачастую становится чисто формальным, лишенным практического смысла. В прямоточных линиях при изготовлении деталей 3–5 наименований применение генетических алгоритмов дает определенный результат. Вопрос с многономенклатурным производством, когда число детале-операций в десятки раз превосходит число рабочих мест и возможны обратные детале-потоки, остается открытым.

В работах [9, 10] предлагаются применение динамических схем для составления расписания работы участка с ограниченной номенклатурой изделий (число детале-операций до трех-четырех раз превосходит число рабочих мест, что явно недостаточно для рассматриваемого случая), а также реализация при составлении расписания двух-трех постоянных приоритетных схем, которые используются вслепую, что не может гарантировать получение хорошего решения в каждом конкретном случае.

Таким образом, предлагаемые подходы не  в полной мере отражают специфику многономенклатурного производства по следующим причинам. Не учитывается, что операция технологического маршрута может быть закреплена за несколькими рабочими местами, в том числе в силу многовариантности технологического процесса; не принимается во внимание, что в производстве имеются обратные детале-потоки и одновременно в работе находится множество деталей малой серийности. Можно сделать заключение и о том, что выбор группы постоянных единичных приоритетов не отражает текущее состояние производственной системы, что по сути приводит к перебору ограниченного числа вариантов при принудительном уменьшении размерности задачи путем разбиения производственных участков на более мелкие подразделения.

Следовательно, актуальным и востребованным представляется решение научно-технической проблемы, связанной с разработкой научно- обоснованной методики создания системы  оперативного управлениями заказами (планирования) в условиях многономенклатурного мелкосерийного производства.

Принципы создания системы  оперативного планирования

Для понимания сути процедур, выполняемых при составлении оперативных планов работы технологических подразделений, рассмот- рим предлагаемые в работе принципы, которым должна отвечать система оперативного планирования и диспетчирования.

Принцип единства и взаимосвязи обеспе- чивается согласованностью объемных, календарных и оперативных планов, а также их увязкой с другими планами деятельности предприятия.

Принцип одновременности подразумевает согласование по времени взаимозависимых изменений в любом из планов, то есть уменьшение инерционности системы управления.

Принцип соответствия точности требует, чтобы точность разрабатываемых оперативных планов соответствовала точности (степени достоверности) исходных данных, на основании которых разрабатывается план.

Принцип непрерывности означает, что выполнение оперативных планов должно отслеживаться их диспетчированием, на основании которого выполняется корректировка планов.

Принцип гибкости оперативных планов заключается в возможности их изменения (корректировки) в определенных диапазонах, не приводящих к необходимости корректировок планов более высоких уровней. Это достигается путем резервирования некоторого объема производственных мощностей при составлении оперативных планов. Тогда при возникновении сбоев в реализации ранее рассчитанных оперативных планов они (сбои) могут быть ликвидированы за счет включения в работу ранее предусмотренных резервов.

Принцип комплексности предполагает принятие во внимание наиболее важных факторов, влияющих на решение задачи оперативного управления в их взаимовлиянии. Это предполагает более широкое рассмотрение задачи оперативного управления, начиная с разработки технологических процессов.

Постановка задачи составления  оперативного плана работ  производственного подразделения

Оперативное планирование обеспечивает со- ставление календарных планов-графиков прохождения деталей по технологическим операциям, то есть формирование краткосрочных планов. Принятие решений осуществляется по имеющейся в данный момент ситуации в производственной системе.

Основой календарного плана-графика является сетевое планирование [6, 7, 11], позволяющее осуществлять прогнозирование, управление, оценку затрат времени и контроль.

Работы связывают между собой события, характеризующие определенное состояние деталей в производственной системе, следовательно, совокупность состояний деталей будет характеризовать и состояние управляемого объекта. Необходимо различать следующие состояния деталей: исходные, которым не предшествуют никакие работы; промежуточные, являющиеся результатом одной или нескольких работ; завершающие, соответствующие поставленной цели.

Календарные планы-графики разбиваются для каждого независимого технологического подразделения производственной системы на интервалы оперативного планирования (ИОП). Длительность ИОП принимается равной от 5 до 30 дней и во многом определяется четкостью и оперативностью различных планирующих служб предприятия, технологических служб, умением мастеров активно вмешиваться в ход технологического процесса, управлять резервами времени и объемами выпуска изделий, составом оборудования и т.д.

При возникновении значительных отклонений не скомпенсированный локальным резервом объем работ требуется выполнить в следующем ИОП. Для этого оперативно пересчитыва- ется календарный план-график на следующий ИОП за время работы технологического подразделения по-старому.

Предложенная постановка задачи составления календарных планов-графиков в много- номенклатурном производстве развита в рабо- тах [11, 12] и отвечает требованиям бережливого производства [13].

Ее основное отличие состоит в гибкости  и вариабельности приоритетных схем в зависимости от фактического состояния производственных подразделений и в произвольном детале-потоке, имеющемся в производстве.

Загрузка оборудования  производственных систем

Построение оперативных планов предполагает управление загрузкой производственных подразделений с целью нахождения приемлемого варианта. Загрузка рассчитывается на время оперативного планирования. Загрузка оборудования учитывается коэффициентом.

Коэффициент загрузки предлагается рассчитывать для каждой единицы оборудования (число рабочих мест при многостаночном обслуживании не равно числу единиц оборудования, поэтому расчет производится по каждому станку):

                                             (1)

где Kzji – коэффициент загрузки i-го станка j-й группы; Cji – суммарная станкоемкость операций над партиями деталей, предполагаемых для выполнения за интервал оперативного планирования; Fji – действительный фонд времени работы i-го станка j-й группы за ИОП.

В свою очередь,

                      (2)

Fji = W×S×TS×Kt,                                    (3)

где W – число рабочих дней в интервале оперативного планирования; S – сменность рабо- ты оборудования; TS – длительность смены  (с учетом предпраздничных дней), час.; Kt – коэффициент, учитывающий потери времени по ремонтам (для универсальных станков с ручным управлением 0,95–0,96, для оборудования с ЧПУ 0,92–0,93); tlqji  – время выполнения (длительность) q-й операции над партией деталей l на станке j-й группы i-го типа (для любой операции вариативно могут быть использованы станки нескольких типов в пределах одной группы).

Необходимо понимать, что для оперативного эффективного управления технологическими процессами и предотвращения сбоев  в работе следует ограничивать предельную загрузку оборудования, что позволит получить некоторые резервы времени. Загрузка оборудования должна находиться в допустимых пределах.

Также следует предусмотреть и локальные резервы работ с нежесткими сроками выполнения. Локальные резервы позволяют осуществлять корректировку планов мастерами (диспетчерами) в рамках ИОП, не прибегая к пересчету календарного плана-графика. С помощью локальных резервов можно скорректировать незначительное отклонение от расчетного пла- на.

Рассмотрим значения коэффициентов загрузки оборудования с таким посылом: с целью расшивания узких мест загрузка оборудования на окончательных операциях маршрута должна быть меньше, чем на первых.

Предлагается допустимые значения коэффициента загрузки оборудования для первой части операций технологического маршрута установить в пределах ∆1 = 0,87–0,82 (∆1max = = 0,87, ∆1min = 0,82). Для заключительных операций технологического маршрута интервал  ∆2 = 0,83–0,78 (∆2max = 0,83, ∆2min = 0,78). Обычно разбивка оборудования на эти группы выполняется исходя из основного детале-потока.

Если такое деление рабочих мест невозможно, принимаются единые значения интервала: ∆3 = 0,85–0,8 (∆3max = 0,85, ∆3min = 0,8).

При превышении фактического коэффициента загрузки над рекомендованным можно ожидать появления некомпенсируемых отставаний от календарного плана-графика, при загрузке оборудования менее нижнего предела следует подумать о привлечении локальных резервов работ.

Все это характерно для одностаночного обслуживания. Для оборудования с ЧПУ такой случай довольно редкий, обычно имеет место многостаночное обслуживание, когда один оператор работает на двух-трех станках.

В условиях мелкосерийного машиностроительного производства загрузку для второго станка Kzji рекомендуется принимать с коэффициентом 0,85 от Kzji первого станка, а третьего станка Kzji принимать с коэффициентом 0,65 от Kzji первого станка.

Анализ приоритетных схем при построении расписания работы производственных  подразделений

Важнейшая цель при разработке оперативных планов – обеспечение максимальной пропускной способности технологических подразделений с учетом ограничений, рассмотренных ранее. Это отвечает цели функционирования машиностроительного предприятия – выпуск продукции в нужном количестве, нужного качества и в требуемые сроки.

Учитывая различную важность приоритетов, установим их иерархию. Одна из важнейших задач работы производственных подразде- лений – обеспечение выпуска продукции в нужных количествах в заданные сроки. Поэтому приоритет 1-го ранга имеет временную составляющую. Приоритеты 1-го ранга (начиная от 1 и выше; чем менее приоритетный заказ, тем значение его приоритета больше) устанавливаются исходя из плановых сроков изготовления заказов и назначаются на уровне руководителя планово-диспетчерской службы подразделения. С этой целью устанавливаются временные интервалы сроков готовности заказов. Заказы, относящиеся к одному интервалу, имеют одинаковый приоритет. Число интервалов устанавливается на основании опыта работы подразделений.

Любая система управления должна иметь возможность учета сверхсрочных работ (заказов), определяемых руководством организации. С этой целью вводится высший приоритет заказов (вне очереди) – «Ø». Тогда приоритет 1-го ранга выглядит так:

P11: первой из очереди выполняется операция над партией детали, имеющей минимальный приоритет первого ранга.

Обеспечение загрузки рабочих мест – важнейшая задача системы управления производством. Поэтому для исключения простоев оборудования вводится приоритет 2-го ранга – приоритет занятости:

P21: если в течение времени τ1 имеется не загруженное работой рабочее место (станок), на него передается первая появившаяся партия деталей, требующая обработки на данном оборудовании, то есть она имеет высший приоритет 2-го ранга.

Предельное время простоя оборудования τ1 устанавливается на основе опыта управления технологическими процессами.

Для предотвращения ситуации, когда в связи с постоянным обновлением очереди какая-то партия деталей может неопределенно долго ждать обработки, необходим следующий приоритет:

P22: если партия деталей пребывает в очереди больше величины , то она первой поступает на операцию, то есть она имеет высший приоритет 2-го ранга.

Предельное времяустанавливается на осно- ве опыта работы.

Приоритеты P11, P21 и P22 являются важнейшими, определяющими смысл работы производственной системы, поэтому должны присутствовать в любой системе приоритетов.

Когда имеется несколько партий деталей с одинаковым приоритетом 1-го ранга и нет про- стаивающего оборудования, противоречивая ситуация разрешается с помощью приоритетов 3-го ранга. Рассмотрим их, учитывая тот факт, что применение приоритетов 3-го ранга предусматривает наличие определенных посылов.

Первый посыл отвечает условию нормальной работы технологической системы, то есть когда коэффициенты загрузки {Kzji} всех номеров станков {Nlqji} (рабочих мест), используемых на операциях до рассматриваемой операции  и после нее {Оlqji}, принадлежащих технологическому маршруту Мl, находятся в допустимых пределах ∆1–∆3.

Здесь {Nlqji} – множество номеров станков, определяемых номером группы и типом оборудования, предусмотренного для выполнения операции Olqji, N = j×i; {Оlqji} – множество q-х операций технологического маршрута (маршрут Мl обработки каждой l-й партии дета- лей определяет последовательность операций,  Мl = ⟨Оl1ji, Ol2ji,…,Оlqji  V Оlqji′.,.,Olpji⟩, при этом для некоторых операций могут существовать варианты (операция Оlqji′ – вариант операции Olpji), выполняемые над партией деталей l на станке j-й группы i-го типа).

В этом случае необходимо по плану обеспечивать загрузку последующих мест. Так, предпочтительнее те партии деталей, которые имеют большую остаточную станкоемкость оставшейся части технологического маршрута, то есть больше вариантов для загрузки последующих мест.

Тогда первым (по счету) будет приоритет  3-го ранга:

P31: первой из очереди выполняется операция над той партией деталей, для которой суммарная станкоемкость обработки от данной операции до последней (остаточная станкоемкость) максимальна.

Остаточная станкоемкость для партии l деталей CTlr:

                                     (4)

где r – выполняемая операция технологического маршрута; p – общее число операций технологического маршрута; tsh.lqji – штучно-калькуляционное время выполнения q-й операции над партией деталей l на станке j-й группы i-го типа.

Следует отметить, что данный приоритет позволяет динамично использовать его для любой операции, а не только при запуске.

Рассмотрим модификацию этого приоритета.

Для более-менее устойчивой номенклатуры изделий возможно видоизменение приоритета путем учета не станкоемкостей, а числа операций. Получим следующее:

P31 (вариант): первой из очереди выполняется операция над той партией детали, для которой количество операций обработки от данной операции до последней максимально.

Второй посыл исходит из ситуации, когда на последующих рабочих местах при выполнении маршрута обработки имеется тенденция к выходу за нижнюю границу допустимого интервала коэффициента загрузки оборудования.

В этом случае коэффициенты загрузки {Kzji} всех номеров станков {Nlq′҆′ji} (рабочих мест), используемых на операциях {Оlq′′ji} после рассматриваемой операции Оlqji, принадлежащих технологическому маршруту Мl (q">q), равны или меньше нижних границ соответствующих интервалов ∆1min, ∆2min или ∆3min. Поэтому возникает задача быстрейшего прохожде- ния данной операции, то есть появляется приоритет операции минимальной длительности:

P32: первой из очереди выполняется операция над той партией деталей, для которой ее (операции) длительность минимальна.

Третий посыл связан с ситуацией, когда после данной операции есть группы оборудования, для которых коэффициент загрузки имеет тенденцию к выходу за верхнюю допустимую границу, то есть необходимо ограничивать загрузку тех рабочих мест (поступление на них новых партий деталей).

В этом случае коэффициенты загрузки {Kzji} всех номеров станков{Nlq′҆′ji} (рабочих мест), используемых на операциях {Оlq′′ji} до рассматриваемой операции Оlqji, принадлежащих технологическому маршруту Мl (q"

Для этой цели может служить следующий приоритет:

P33: первой из очереди выполняется операция над той партией деталей, для которой ее (операции) длительность максимальна.

Четвертый посыл исходит из случая, когда по ходу технологического процесса имеется узкое место, через которое проходят несколько партий деталей. Тогда это рабочее место перегружено и накапливать на нем партии деталей не имеет смысла.

В этом случае имеются партии деталей  и , которые проходят через узкое место  (номер станка) Nlqji. Для партий деталей вы- полняются операции  и  под своими номерами q1" и q2", которые конкурируют на данной операции (рассматриваемая операция). На узком месте выполняются операции  и  под номерами qu1" и qu2". На рассматри- ваемую операцию первой поступит та партия деталей, для которой разница между номерами (qu1" – q1") или (qu2" – q2") окажется большей.

Поэтому на предшествующих операциях приоритет должны иметь те партии деталей,  у которых до узкого места большее число операций:

P34: если в очереди находятся несколько пар- тий деталей, имеющих в маршруте обработки узкие места, то первой запускается партия с более далеким расположением узкого места.

Пятый посыл исходит из того факта, что при назначении очередности выполнения операций над партиями деталей могут быть ситуации, когда приоритеты 3-го ранга конкурирующих партий одинаковы.

Если приоритеты нескольких конкурирующих на операции q партий деталей dl одинаковы, то на операцию поступает та, для которой время окончания предшествующей (по сво- ему номеру) операции q – 1 более раннее,  то есть tklq-1ji → min (tklq-1ji – время окончания операции Olq-1ji).

Для разрешения этой ситуации служит приоритет первенства:

P35: в том случае, когда в очереди имеется несколько партий деталей с одинаковым приоритетом третьего ранга, первой на операцию поступает первая пришедшая партия.

Исходя из конкретных ситуаций в технологических подразделениях, возможно обоснование и других посылов, но исследованные авторами ситуации охватывают основную область поиска решений.

В работах [9, 10] были сформулированы основные требования к приоритетам как системе.

Имея выявленные приоритеты, можно построить комплексную систему приоритетов и модель ее функционирования.

С этой целью создана методика построения системы приоритетов, учитывающая следующие моменты.

1. В системе приоритетов обязательно присутствуют приоритеты всех трех рангов.

2. Наивысший приоритет при определении последовательности поступления на операции имеют приоритеты первого ранга, низший – третьего.

3. Среди партий деталей равного приоритета 1-го ранга при определении последовательности поступления на операции наивысший приоритет устанавливается по приоритетам 2-го ранга.

4. Среди партий деталей равного приоритета 1-го и 2-го рангов наивысший приоритет при определении последовательности поступления на операции устанавливается по приоритетам 3-го ранга.

5. Приоритеты 3-го ранга устанавливаются на основе определения текущей производственной ситуации в производственных подразделениях.

6. При невозможности провести оценку ситуации в производственных подразделениях производится расчет альтернативных планов  с использованием приоритетов P31 – P33, P35.

7. Приоритеты 1-го ранга постоянны, приоритеты 2-го и 3-го рангов могут изменяться  в процессе выполнения планов в течение интервала оперативного планирования.

Модель формирования  систем приоритетов

Модель синтеза системы приоритетов на основе продукционной базы знаний (продукционных правил, PP) приведена ниже.

PP1. ЕСЛИ у нескольких партий деталей имеются приоритеты 1-го ранга, ТО детали поступают на операции в порядке их увеличения (партия деталей имеет высший приоритет P11).

PP2. ЕСЛИ имеется несколько партий деталей равного приоритета 1-го ранга, ТО на него передается первая появившаяся партия деталей, требующая обработки на данном оборудовании (партия деталей имеет высший приоритет P21).

PP3. ЕСЛИ имеется несколько партий деталей равного приоритета 1-го ранга, И не имеется незагруженного оборудования, И какая-либо партия деталей пребывает в очереди больше величины τ2, ТО она первой поступает на операцию (партия деталей имеет высший приоритет P22).

PP4. ЕСЛИ имеется несколько партий деталей равного приоритета 1-го ранга, И не имеется незагруженного оборудования, И нет партий деталей, пребывающих в очереди больше величины τ2, ТО переход к правилу PP5 (или РР6) определяется системой управления расчетом планов.

PP5. ЕСЛИ загрузка рабочих мест до рассматриваемой операции И после рассматрива- емой операции находится в допустимых пределах, ТО первой из очереди поступает на об- работку партия деталей, имеющая большую  остаточную станкоемкость оставшейся части технологического маршрута (партия деталей имеет высший приоритет P31).

РР6. ЕСЛИ загрузка рабочих мест до рассматриваемой операции И после рассматриваемой операции находится в допустимых пределах, И имеется устойчивая номенклатура изделий, ТО первой из очереди поступает на обработку партия деталей, для которой количество операций обработки от данной операции до последней максимально (партия деталей имеет высший приоритет (вариант P31)).

РР7. ЕСЛИ на последующих рабочих местах за рассматриваемой операцией имеется тенденция к выходу за нижнюю границу допустимого интервала коэффициента загрузки,  ТО первой из очереди выполняется операция над той партией деталей, для которой ее (операции) длительность минимальна (партия деталей имеет высший приоритет P32).

РР8. ЕСЛИ на последующих рабочих местах за рассматриваемой операцией имеются группы оборудования, для которых коэффициент загрузки имеет тенденцию к выходу за верх- нюю допустимую границу, то первой из очереди выполняется операция над той партией деталей, для которой ее (операции) длительность максимальна (партия деталей имеет высший приоритет P33).

РР9. ЕСЛИ по ходу технологического процесса имеется узкое место, через которое проходят несколько партий деталей, ТО первыми на обработку поступают те партии деталей, у которых до узкого места имеется большее число операций (партия деталей имеет высший приоритет P34).

РР10. ЕСЛИ у нескольких конкурирующих партий деталей приоритеты 3-го ранга одинаковы, ТО первой на операцию поступает первая пришедшая партия деталей (партия деталей имеет высший приоритет P35).

РР11. ЕСЛИ состояние в технологических подразделениях неопределенно, ТО строятся аль- тернативные планы в соответствии с РР5–РР8, РР10.

Алгоритм построения оперативного плана на основе имитационного моделирования

Расчет планов на основе приоритетов не вызывает затруднений в отличие от методов полного перебора (с учетом перечисленных огра- ничений в модели постановки задачи), которые могут быть реализованы при планировании без использования приоритетов.

Построение планов на основе системы приоритетов в каждом конкретном случае приводит к единственному варианту, а с учетом динамичности приоритетов 2-го и 3-го рангов  и их установления в зависимости от ситуации в производстве обеспечивается хорошее качество планов. Для построения оперативного плана предложено использовать методику имитационного моделирования, основанную на анализе процесса прохождения партий деталей по рабочим местам технологического подразделения.

Рассмотрим алгоритм расчета плана.

1. Фиксируется время начала расчета плана (время начала интервала оперативного пла- нирования, T0). Определяется время окончания ИОП:

Tk = T0 + Tp,                                           (5)

где Tp – длительность ИОП.

2. Фиксируются партии деталей, находящиеся в обработке, и партии деталей, ожидающие запуска на первую операцию.

3. Определяются имеющиеся очереди на каждую единицу оборудования и вычисляется коэффициент их загрузки по (1).

4. Всем партиям деталей придаются приоритеты 1-го ранга (исходя из времени готовности изделий, куда входит деталь) и приоритеты 2-го (исходя из возможности отсутствия деталей на операции и максимального времени ожидания операции) и 3-го рангов (по ситуации в технологических подразделениях) при их поступлении на рабочие места.

5. Определяются времена окончания операций для партий деталей, находящихся в работе, по (3) с учетом длительности уже выполненных ко времени T0 (начало ИОП) частей операции.

Времена окончания операций привязываются ко времени T0.

6. Определяется первое время окончания обработки какой-либо партии деталей из множества {tklqji} и обозначается как T1.

7. Первая обработанная партия деталей перемещается на следующую операцию в соответствии с маршрутом обработки (2).

8. Пересчитываются приоритеты 2-го и 3-го рангов для освободившегося рабочего места.

9. На освободившее рабочее место перемещается партия деталей с наивысшим приоритетом из очереди. Определяется и запоминается время окончания данной операции tklqji. Это вре- мя привязывается ко времени T0.

10. Определяется второе время окончания обработки какой-либо партии деталей из множества{tklqji} и обозначается как T2.

11. Вторая обработанная партия деталей перемещается на следующую операцию в соответствии с маршрутом обработки.

12. Пересчитываются приоритеты 2-го и 3-го рангов для освободившегося рабочего места.

13. На освободившее рабочее место перемешается партия деталей с наивысшим приоритетом из очереди. Определяется время окончания данной операции tklqji. Запоминается в привязке ко времени T0.

И так далее.

По достижении времени Tk расчеты останавливаются.

Рассмотрим случай, когда партия деталей перемещается на рабочее место, где организовано многостаночное обслуживание, а детали могут обрабатываться на нескольких равноценных станках.

Принципиально возможны два случая.

Первый: на рабочем месте несколько равноценных станков учитываются как один, имеющий эффективный фонд времени, равный их суммарной величине, и соответствующий ему коэффициент загрузки.

Второй: каждый из станков считается независимым, детали прикрепляются не по рабочему месту, а привязываются к инвентарно- му номеру станка (типу в пределах группы).  В этом случае пытаются сделать коэффициенты загрузки станков на рабочем месте приблизительно одинаковыми.

После расчета планов на интервал оперативного планирования приступают к их выполнению. Планирование, как известно, предпола- гает и организацию обратной связи, то есть диспетчирование.

Пересчет плана на протяжении текущего интервала оперативного планирования выполняют по мере необходимости при значительном расхождении фактического и расчетного планов, выясняя при этом причины их несоответствия и устраняя их.

Заключение

Предлагаемая методика разработки оперативных планов имеет положительные особенности, определяемые следующими факторами.

Расчет оперативных планов осуществляется на основе приоритетных схем, учитывающих фактическое состояние технологических подразделений. Загрузка оборудования и длины очередей на операции как основные факторы, определяющие состояние технологических под- разделений, систематически обновляются, что обеспечивает хорошую сходимость планов. Методика обеспечивает учет многостаночного обслуживания, которое оставалось вне сферы внимания разработчиков систем, а также меньшие временные затраты, связанные с расчетом плана, так как исключает необходимость многовариантных расчетов и их анализа.

Автоматизированные системы, построенные по данной методике, могут органично дополняться системами диспетчирования, что обеспечивает единство процессов планирования и управления.

Анализ данных, полученных при диспетчировании технологических процессов, может стать хорошей основой для анализа и уточнения станкоемкостей операций, коэффициентов загрузки оборудования и приоритетных схем.

Список литературы

1. Данилов А.Д., Ломакин В.А. Интеллектуальная система планирования гибкого автоматизированного производства // ВГТУ. 2019. Т. 15. № 1. С. 7–11.

2. Хоботовa Е.Н., Ермолова М.А. Агрегирование в задачах построения расписаний работ на предприятиях с конвейерной сборкой готовой продукции // Автоматика и телемеханика. 2019. № 5. С. 155–172. doi: 10.1134/S000523101905009X.

3. Ильин В.В. Внедрение ERP-систем: управление экономической эффективностью. М.: Интермедиатор, 2018. 296 c. URL: https://rucont.ru/efd/703208 (дата обращения: 23.05.2024).

4. Бочкарев П., Митин С., Назарьев А., Гумаров Г. Формирование планирования технологических процессов организационных уровней системы // Наука и техника Казахстана. 2022. С. 26–40. doi: 10.48081/EVLY2870.

5. Левенцов А.Н., Лавров А.С., Маркина А.С. Модель выбора приоритета планирования маршрутных карт в машиностроительном производстве // Науч.-технич. ведомости СПбГПУ. Экономические науки. 2020. Т. 13. № 3. С. 158–171.

6. Соловейчик К.А. Разработка системы интеграции подсистемы диспетчирования с основной учетной системой машиностроительного предприятия // Изв. СПбГЭУ. 2017. № 4. С. 36–45.

7. Зак Ю.А. Расписания выполнения заданий во взаимосвязанных последовательно работающих производственных системах // Проблемы управления. 2020. № 5. С. 71–80.

8. Аркин П.А., Муханова Н.В., Овчар Б.А. Решение задачи оперативно-производственного планирования машиностроительного предприятия с помощью «жадного» и генетического алгоритмов // Организатор производства. 2018. Т. 26. № 2. С. 17–29.

9. Мауэргауз Ю.Е. Динамические расписания для гибких производств: 12 компьютерных программ. М.: НГСС, 2019. 312 с.

10. Мамонов В.И., Полуэктов В.А. Моделирование календарных расписаний и обоснование нормативов движения производства // Организатор производства. 2018. Т. 26. № 1. С. 112–119. doi: 10.25065/1810-4894-2018-26-1-93-102.

11. Бурдо Г.Б., Рубин П.М., Испирян Н.В., Испирян С.Р. Модели оперативного планирования на основе приоритетных схем // JARiTS. 2021. № 26. С. 10–16.

12. Бурдо Г.Б., Королева М.Н. Модели формирования оперативных календарных планов на основе приоритетных схем // ИММВ-2022: сб. науч. тр. 2022. Т. 2. С. 269–278.

13. Вумек Дж.П., Джонс Д.T. Бережливое производство: Как избавиться от потерь и добиться процветания вашей компании; [пер. с англ.]. М.: Альпина Паблишер, 2013. 472 с.

References

1. Danilov, A.D., Lomakin, V.A. (2019) ‘Intelligent system of flexible automated manufacturing scheduling’, Bull. of Voronezh State Tech. University, 15(1), pp. 7–11 (in Russ.).

2. Khobotov, E.N., Ermolova, M.A. (2019) ‘Aggregation in job-shop scheduling problems on facilities with conveyor assembly of finished products’, Automation and Remote Control, (5), pp. 155–172. doi: 10.1134/S000523101905009X.

3. Ilin, V.V. (2018) ERP System Implementation: Economic Performance Management. Moscow, 296 p., available at: https://rucont.ru/efd/703208 (accessed May 23, 2024) (in Russ.).

4. Bochkarev, P., Mitin, S., Nazaryev, A., Gumarov, G. (2022) ‘Formation of organizational levels of the process planning system’, Sci. and Tech. of Kazakhstan, pp. 26–40 (in Russ.). doi: 10.48081/EVLY2870

5. Leventsov, A.N., Lavrov, A.S., Markina, A.S. (2020) ‘Route maps planning priority model in engineering’, St. Petersburg State Polytechnical University J. Economics, 13(3), pp. 158–171 (in Russ.).

6. Soloveichik, K.A. (2017) ‘Development of the integration system of the dispatching subsystem with the main accounting system of the machine-building enterprise’, Izv. SPbGEU, (4), pp. 36–45 (in Russ.).

7. Zack, Yu.A. (2020) ‘Schedules for performing tasks in interconnected sequential production systems’, Control Sci., (5), pp. 71–80 (in Russ.).

8. Arkin, P.A., Mukhanova, N.V., Ovchar, B.A. (2018) ‘Solving the problem of operational-production planning of a machine-building manufacturing company with the help of greedy and genetic algorithms’, Organizer of Production, 26(2), pp. 17–29 (in Russ.).

9. Mauergauz, Yu.E. (2019) Dynamic Schedules for Flexible Productions: 12 Computer Programs. Moscow, 312 p. (in Russ.).

10. Mamonov, V.I., Poluektov, V.A. (2018) ‘Modeling calendar scheduling and justification of the norms of production flow’, Organizer of Production, 26(1), pp. 112–119 (in Russ.). doi: 10.25065/1810-4894-2018-26-1-93-102.

11. Burdo, G.B., Rubin, P.M., Ispiryan, N.V., Ispiryan, S.R. (2021) ‘Operational planning models based on priority schemes’, JARiTS, (26), pp. 10–16 (in Russ.).

12. Burdo, G.B., Koroleva, M.N. (2022) ‘Models of forming operational calendar plans based on priority schemes’, Proc. IMMV-2022, 2, pp. 269–278 (in Russ.).

13. Womack, J.P., Jones, D.T. (2003) Lean Thinking Banish Waste and Create Wealth in your Corporation. 400 p. (Russ.ed.: (2013) Moscow, 472 p.).