18. Математическое обеспечение. Окп для дискретных эргатических производственных систем с маршрутной технологией. Методика «март»

В задачи планирования входит ряд функциональных систем АСУП:

• ОПП - оперативно-производственное планирование (решаются задачи объемного планирования на год, квартал, месяц);

• ОКП - детализация ОПП.

Здесь детализация плана идёт по направлениям:

- по подразделениям (от участка вплоть до единицы оборудования)

- по номенклатуре (от комплектующих (сборочных) изделий до узлов изделий вплоть до партий деталей);

- по временным отрезкам (этапам) (от месяца до декады, недели вплоть до пооперационным расписаниям (календарным графикам)).

Составить расписание запуска в производство партий детали на участке механической обработки.

1. Постановка задачи, исходные данные.

Задан объемный план на некоторый интервал времени (месяц) в виде набора партий деталей.

,

всего типов номенклатуры;

- партии.

Над каждой партией осуществляется ряд операций, заданных технологией.

Здесь для простоты - это порядковый номер детали и номенклатура детали.

порядковый номер операции в технологии.

т. е

т. е .

Все операции выполняются на оборудовании

- количество оборудования (количество единиц n оборудования)

Для задан календарный срок выпуска партии -(директивный срок).

Предварительная цель: следует составить расписание, т.е. порядок запуска на обработку, при котором хотя бы не нарушались сроки .

1. Описание операций.

1. обработка партии на операции происходит последовательно, т. е предусмотрена партионная обработка.

~

Выйдя на операцию ~(),

~ перейти

- технологический номер оборудования (операция, на которую настроено оборудование),

- инвентарный номер станка.

2. Описание партий детали.

- количество деталей в партии.

Модель (программа ЭВМ) пересчитывает и сохраняет для каждой партии текущий момент завершения её предыдущей операции.

- для принятия решения о возможности назначения последующей,

- текущий момент.

3. Описание оборудования.

~.

Здесь оборудование не переналаживаемое.

~.

- коэффициент смешанности оборудования (max 1,2,3),

- загруженность оборудования (производительность).

Модель отслеживает, пересчитывает и сохраняет текущие моменты освобождения станка (оборудования) от предыдущей операции (от обработки текущей партии).

4. Уточненная цель. Составить расписание, не нарушающее строки , и минимизирующее общее время его выполнения.

5. Критерий.

- аддитивный критерий, где

;

;

- перечислимое множество расписаний,

- число версий составленного расписания.

- штраф за нарушение

Иллюстрации к пояснению :

1. Пусть для некоторой во временном отрезке складывается ситуация:

штраф за нарушение срока выраженное в сумме часов (разность между двумя датами). Легко пересчитывается в денежном выражении.

2. Иллюстрация

Пусть при моделировании составляется 2 варианта расписаний (без штрафов).

Данный критерий – аддитивный, который мы должны уменьшить.

- максимальный срок, когда последующая партия ушла с участка.

Второе расписание возможно при уменьшении простоев оборудования.

Пример, который показывает важность последовательности на обработку.

Пусть партия ;

;

Станки:

1. Порядок запуска (обработки)

2. Порядок :

Решение:

1 способ

Общая длина 32 единицы.

2 способ

Общая длина 28 единиц.

6. Модель

Метод имитационного моделирования.

Здесь работа модели заключается в «проигрывании» во времени загрузки единиц оборудования.

Моделирование сложных систем, при котором модель (алгоритм, программа ЭВМ) отслеживает во времени ситуацию на объекте, принимает решение о текущей загрузке оборудования, принимает информацию о состоянии системы и продолжает процесс, как правило, с использованием эвристик называется имитационным.

Здесь принятие решения о загрузке выполняется в так называемые существенные моменты (моменты, когда в системе что-то изменяется). Эти существенные моменты будут нарастать во времени.

На каждом такте работы алгоритма образуется так называемая очередь станков. Эта очередь образуется в плане: , то дляуказывается порядковый номер в очереди, т.е.

После такого этапа определяется

.

Все множество ситуаций можно разделить на 2 типовые ситуации, реализуемые в модели двумя стратегиями загрузки:

Вообще говоря, для планирования задается некий временной интервал.

Пример: дата окончания планирования (31 день)

- можно прекратить текущее составление (эвристику),

либо {=Ø}- конец расписания!

Стратегия 1. Графическая иллюстрация

Ø;

~ (тильда) (обратный ход)

.

Стратегия 2.

Условие, при котором уходим на стратегию 2:

Ø

, i=1,2…

Некоторые функции предпочтения:

Функция предпочтения строится из приоритетных правил (признаков).

1. Правило FIFO: birst in birst off

Зачастую время нахождения партий может сказаться на качестве полуфабрикатов.

2. LIFO. Удобство накопления полуфабрикатов перед станком.

3. Правило особых признаков (приоритет).

4. Правило кратчайшей операции.

5. Правило максимальной операции

6. Усечённое правило кратчайшей операции

Использование правила 3 может некоторые достаточно длительные партии навсегда оставить лежать. Здесь ставится некоторый порог, до которого партия ждет и после которого партия получает наивысший приоритет.

7. Минимально свободное время на пролеживание.

- запас времени на пролёживание.

- директивный срок

- обобщенное суммарное время обработки партии до конца технологии.

Программа (ПМО) обеспечивает составление расписания, выдавая его на печать, а так же отражает значение критерия оптимальности.

k- выдается как дата (сумма штрафов + ).

Кроме этого система (модель) накапливает информацию модели последнего анализа узких мест.

7. Ограничения:

Ограничения:

1. количество оборудования {}

2. набор сроков {}

3. срок {z}

4. на ресурсы.

8. Информация о текущем состоянии объекта - модель пересчитывает и учитывает {}.

9. Средства воздействия на объект

1. нематериальные средства (изменение функций подчинения)

2. материальные средства

• увеличение сменности работы оборудования

• добавить оборудование.

В дополнительном материале будет подробно рассмотрена задача ОКП для участка механической обработки дискретного мелкосерийного производства с маршрутной технологией на примере программного пакета «МАРТ».