13.4. Оптимизация планировки оборудования участка
13.4.1. Методические рекомендации
Организация производственного процесса в пространстве предполагает создание рациональной планировки цехов, участков, складов, а также рациональное размещение оборудование и рабочих мест в них.
Планировка оборудования влияет на величину транспортных расходов, себестоимость продукции, капиталовложения, прямоточность, непрерывность и ритмичность производственного процесса, уровень организации труда и т.д. Расстановка оборудования определяет длину транспортных путей при изготовлении продукции, объем грузооборота цеха.
Под грузооборотом понимается общий объем транспортных работ на участке. С увеличением длины транспортного пути возрастает количество потребных транспортных средств, увеличиваются капитальные вложения в эти средства и расходы по их эксплуатации, что приводит к росту себестоимости продукции. Кроме того, растет длительность цикла изготовления изделий, увеличивается размер и стоимость незавершенного производства, а, следовательно, и вложения в оборотные средства.
Таким образом, для цехов, участков, и многономенклатурных поточных линий наиболее целесообразным критерием оптимальности решения рассматриваемой задачи является минимизация объема грузооборота продукции (Q).
Решение задач планировки оборудования является многовариантным. Число возможных вариантов расположения оборудования на участке из К станков определяется количеством возможных сочетаний =К.
Для решения задач с большим количеством вариантов в настоящее время разработаны и применяются на практике следующие методы: 1) группировки; 2) математико-логический; 3) статистического моделирования (метод Монте-Карло); 4) перестановок; 5) квадратичного программирования; 6) «ветвей и границ»; 7) размыкания контура графа.
В данной работе принимаем метод направленного перебора – метод перестановок.
13.4.2. Математическая постановка задачи
Рассмотрим постановку и формализацию задачи оптимизации планировки рабочих мест предметно-замкнутого участка.
Пусть
на плановый период известно общее число
наименований деталей (1,2, …α), закрепленных
за участком, программа выпуска по каждому
i-тому
наименованию (
)
и средняя (в процессе изготовления)
масса деталиi-того
наименования (
).
Известно также, что детали характеризуются определенными, но различными технологическими маршрутами и процессами изготовления, и выполнение любой операции технологического процесса по всем деталям строго закреплено за рабочим местом.
Установлено,
что для изготовления всей номенклатуры
деталей требуется
рабочих
мест (станков, оборудования и др.), для
размещения которых намечено, соответственно,
площадок.
Кроме
того, известно расположение двух
кладовых:
– кладовая заготовок, полуфабрикатов,
откуда начинают движение все детали и
+1
– кладовая готовых изделий, куда
возвращаются детали после изготовления.
Каждый
вариант размещения рабочих мест по
площадкам характеризует определенную
планировку предметно-замкнутого участка,
причем символом
в
дальнейшем обозначается любой из этих
вариантов планировки.
В
процессе изготовления, в зависимости
от варианта планировки, детали «пробегают»
различный путь, т.е.
– общая длина транспортного пути за
весь цикл изготовления
-того
наименования деталей при некотором
варианте.
Требуется
разместить
рабочих
мест на площадках так, чтобы свести к
минимуму грузооборот участка, т.е. найти
планировку рабочих мест
,
обеспечивающую минимизацию грузооборота
(13.14, 13.15).
, (13.14)
или
Q=
→
min (13.15)
Нахождение оптимального варианта планировки предметно-замкнутого участка можно рассматривать как задачу математического программирования. Для ее решения используется метод направленного перебора – метод перестановок, основанный на приближении к оптимуму с помощью транспозиций, исходя из некоторого исходного плана (некоторого первоначального размещения оборудования).
Количество итераций, необходимое для решения задачи математического программирования методом перестановок, зависит от числа станков и от принятого начального плана.