Оперативное планирование (расчет производственных расписаний)

Оперативное планирование – это динамическая задача. Оперативный план цеха, производственного участка регулярно нарушается вследствие целого множества причин:

• отклонение фактического времени выполнения операций от запланированного,

• поступление срочных заказов,

• переработка брака,

• нехватка и замена рабочей силы,

• поломки и ремонт оборудования и др. незапланированные события.

Каждое из этих событий делает огромную брешь в производственном плане. В цехе, чтобы успеть выполнить заказы в срок, предпринимают срочные действия по изменению очередности работ, перераспределению ресурсов и установке внутренних приоритетов заказам. Здесь нужно отметить, что это нормальная ситуация, такова природа производства и незапланированные события в цехах происходят на предприятиях всего мира.

Для расчета производственного расписания на отечественных предприятиях используются либо статические инструменты, такие как сетевые графики, бумажные таблицы, доски планирования либо вообще никакие инструменты не применяются. События, вносящие существенные изменения в расписание, происходят столь часто и в таком количестве, что возможности статического инструмента не позволяют учесть их в полном объеме и не позволяют поддерживать расписание в оптимальном состоянии. В результате оперативный план, если такой имеется, очень быстро перестает соответствовать действительности и теряет свою актуальность в среднем по истечении 20 % времени от всего горизонта планирования.

Сложность задачи определяется ее размерностью. Размерность задачи расчета производственного расписания даже для небольшого предприятия, как правило, столь высока (тысячи технологических операций на десятках и сотнях единиц технологического оборудования), что человеческий мозг не в состоянии обработать такой объем информации и, тем более, предложить качественное решение.

Для решения задачи оперативного планирования в MES системах строится динамическая компьютерная модель производства. Эта модель реализует непрерывное имитационное моделирование движения материальных потоков внутри цеха в соответствии с технологическими маршрутами. Производственное расписание наглядно описывается диаграммой Ганта, где каждой операции ставится в соответствие отрезок прямой, длина которого пропорциональна ее длительности. Эти отрезки, именуемые линиями Ганта, располагаются напротив инвентарных номеров основного технологического оборудования в последовательности, соответствующей производственному расписанию. Встроенный механизм диспетчирования производства обеспечивает своевременную доставку и ввод информации о совершаемых действиях, происходящих событиях и отклонениях от составленного оперативного плана. Производственное расписание поддерживается в оптимальном состоянии за счет непрерывной компенсации отклонений методом коррекции либо полного перерасчета. В результате все процессы, происходящие в цехе, становятся прозрачными.

Лекция 7

MES-система «Фобос»

В системе Фобос можно выделить следующие основные модули:

• оперативное планирование и контроль;

• технологическая подготовка;

• директор;

• деймос.

Оперативное планирование и контроль

Модуль ФОБОС-ОПК является ядром интегрированной системы ФОБОС. Оперативное планирование и диспетчерский контроль прохождения заказов, осуществляется в системе посредством расчета оптимального производственного расписания. В основу расчета и управления расписанием положен математический оптимизационный аппарат, позволяющий моделировать 100 сценариев по 14 критериям.

Функциональность:

• Формирование и коррекция оперативных производственных планов цеха с учетом имеющихся межоперационных заделов и текущего состояния станочной системы.

• Расчет производственного расписания загрузки оборудования по различным критериям (100 комбинаций из 14 критериев( например, максимальная загрузка оборудования, равномерная загрузка оборудования).

• Представление результатов расчета расписания в виде таблиц текущего состояния партий запуска, графиков обработки партий деталей и диаграмм загрузки оборудования.

• Формирование сменно-суточных заданий на рабочие места цеха.

• Формирование оперативных маршрутных карт по всем партиям запуска с контролем их прохождения по рабочим местам.

• Составление и автоматическая коррекция планово-учетного графика изготовления комплектов деталей с контролем готовности каждой партии запуска.

• Автоматизированный контроль за состоянием производственного процесса и имитационное моделирование материальных потоков в цехе (на участке). Расчет времени простоя оборудования и пролеживания деталей.

• Формирование рабочих нарядов на выполненные и текущие технологические операции, контроль процесса выдачи нарядов в соответствии с производственным расписанием.

• Печать внутрицеховых документов: сменно-суточные задания на рабочие места, оперативные маршрутные карты, рабочие наряды, планово-учетные графики изготовления изделий и пр.

Технологическая подготовка

Модуль Фобос-ТП решает задачи технологической подготовки и организации производства. В модуле реализовано автоматизированное рабочее место технолога-разработчика.

Функциональность:

• Формирование материальных карт на комплекты деталей (изготавливаемых, нормализованных, покупных), входящих в состав изделия.

• Создание технологических процессов (маршрутная технология) обработки детале-сборочных единиц с привязкой операций к имеющемуся в цехе оборудованию.

• Автоматизированное нормирование типовых технологических операций для основных видов механической обработки, заготовительных операций, операций, связанных с термической обработкой и нанесением покрытий.

• Включение в ТП операций, технологически связанных с другими деталями комплекта, например, механообработка в сборе.

• Формирование сводного списка технологических маршрутных карт с указанием суммарной трудоемкости по отдельным видам операций и расчетом суммарных затрат на весь комплект.

• Ведение архива технологических процессов и данных о типовых технологических операциях.

• Импорт чертежей и технологической информации из других систем САПР и ТПП.