6.5. Оптимизация технологических процессов изготовления швейных изделий
Между внутренними характеристиками технологических процессов и их внешними (фактическими) характеристиками Т, С, К нет простых аналитических зависимостей. Это не позволяет для решения задачи оптимизации технологических процессов применить известные методы математического программирования и делает процесс выбора оптимального варианта ТП сложным и трудоёмким.
Например, чтобы выбрать наилучший вариант ТП по Т, С, К из возможных вариантов ТП1, ТП2, …,ТП n,необходимо реализовать все этапы проектирования потока по производству заданного швейного изделия, т. е. составить последовательность обработки изделия, схему разделения труда, провести трудоёмкие расчёты по определению характеристик Т, С, К.
С целью повышения эффективности выбора оптимального варианта ТПШИ процесс проектирования целесообразно разделить на несколько этапов.
На начальных этапах принимаются укрупненные решения, при этом исключаются заведомо не удовлетворяющие ограничениям и заданным критериям варианты ТП. На последующих этапах выбранные варианты ТП уточняются и конкретизируются уже на основе детальных технологических расчетов. Таким образом, процесс выбора наилучшего варианта ТП носит итэрациональный характер.
Для нахождения оптимальных решений ТПШИ предлагается двухэтапный метод оптимизации.
На первом этапе решается задача с упрощенным оператором контроля для данного задания и ограничений в исходном пространстве моделей ТП. Результатом этого этапа будет ограниченное (существенно меньшее, чем исходное) число вариантов ТПШИ, которые удовлетворяют поставленным требованиям.
На втором этапе решается задача с более сложным имитационным оператором контроля, но уже для ограниченного числа вариантов ТПШИ, полученных на первом этапе.
Исходными данными на первом этапе являются сведения об изготовляемом изделии и технические ограничения. Эти сведения определяют допустимые варианты технологических процессов, т. е. область Д Х.
Сведения об изделии представляют собой формализованное описание в виде наборов кодов КТМ, необходимых для изготовления изделия. Техническими ограничениями служат сведения об оборудовании, приспособлениях и вспомогательных материалах, которые могут использоваться в проектируемом ТП.
Задача первого этапа заключается в том, чтобы при заданных конструктивно-технологических и технических ограничениях определить область ТП из пространства моделей Х, отвечающую заданным требованиям {з n}=3, при упрощенном операторе контроля. Такую область ТП будем называть областью предварительных решений, и обозначать:
Р Д Х.
Определяющие области Р проводится в два приёма.
Сначала из пространства Х по конструктивно-технологическим и техническим ограничениям выделяется область допустимых технологических процессов Д, при этом по кодам заданных КТМ выделяются допустимые КТМ, а по техническим ограничениям – допустимые методы обработки в каждом из КТМ. При определении области допустимых технологических решений Д должны выполняться следующие условия:
в область Д должны входить КТМ, соответствующие заданной модели изделия;
каждый КТМ из области Д должен содержать в себе не менее одного метода обработки.
Далее из области допустимых технологических решений Д определяется область предварительных решений Р. При этом для каждого предварительного варианта ТП должны выполняться следующие условия:
в ТП должны входить все заданные КТМ;
каждый КТМ из ТП должен содержать в себе единственный метод из допустимых альтернативных методов обработки;
упрощенные характеристики ТП должны отвечать заданным требованиям {З n}=3.
Задача определения Р={Х предв.} решается как задача отыскания таких предварительных методов обработки в допустимых КТМ, которые обеспечили бы выполнение третьего условия. В результате решения данной задачи формируется таблица предварительных вариантов ТПШИ.
На втором этапе оптимизации ТП считается известной область предварительных технологических решений Р. Поэтому задача второго этапа оптимизации заключается в том, чтобы, учитывая конкретные условия производства, определить область ТП из области предварительных решений Р, отвечающую заданным требованиям {зn}=3. Это возможно при использовании имитационного оператора контроля F(X). Такую область будем называть областью оптимальных технологических решений и обозначать О:
О Р Д Х.
Исходными данными для второго этапа являются сведения о количестве рабочих на потоке – N и время обработки изделия – Ту, которое определяется для каждого предварительного варианта ТП. Определение области О проводятся в два приёма. Сначала составляется технологическая схема разделения труда. Затем для каждого предварительного варианта ТПШИ рассчитывают фактические характеристики Т, С, К, по которым определяют область оптимальных технологических решений, отвечающих заданию на проектирование. Если количество вариантов ТП, принадлежащих области О велико, то могут быть заданы дополнительные требования {зn}, устанавливающие более жесткие ограничения на внешние характеристики. При этом поиск решений проводится в области О.
Д Х
Этап I Р Д Х
Этап II Р Д Х
Рис. 6.1. Общая схема, иллюстрирующая оптимизацию ТПШИ
Общая схема, отражающая процесс определения оптимальных ТПШИ, приведена на рис. 6.1. Как видно из рисунка, определение области О проводится путём последовательного улучшения решений на каждом этапе проектирования.