Оптимизация процессов производства при моделировании производственных процессов сформированной гибкой производственной системы

 

 

Исходя из данных таблицы 1, находим, что суммарная трудоемкость обработки деталей А, Б, В, Г соответственно равны:

ТА=47 мин.,

ТБ=59 мин.,

ТВ=40 мин.,

ТГ=55 мин.

Следовательно, одноименные операции технологических процессов обработки деталей должны относиться между собой как:

ТА:ТБ:ТВ:ТГ=47:59:40:55.

 Лишь при этом условии  целесообразна многопредметная  переменная поточная линия.

 

 

 

 

 

 

 

 

Этап 3. Расчет необходимого количества рабочих мест формируемой производственной системы

Расчет необходимого количества рабочих мест производится на основе сводного технологического маршрута обработки деталей путем его распределения по рабочим местам формируемой системы. Такой сводный технологический маршрут, сформированный на втором этапе, приведен в таблице 5. В технологическом маршруте приведен не только состав его операций, но и состав операций технологического процесса обработки каждой индивидуальной детали. Кроме того, в технологическом маршруте приведено время обработки партии деталей всех наименований на каждой операции технологического процесса, а также суммарное время обработки на каждой операции сводного технологического маршрута.

При распределении сводного технологического маршрута обработки деталей по рабочим местам формируемой системы возможны следующие три варианта соотношения суммарного времени выполнения операций сводного технологического маршрута и располагаемого полезного фонда времени работы системы в заданный период. В нашем примере этот фонд определяется недельным фондом, так как программа выпуска деталей задана на неделю. Она равна 150 изделиям. При принятой периодичности запуска, равной неделе, партия запуска деталей в обработку также равна 150 штукам деталей каждого наименования. Исходя из этого, в таблице 5 определено время на партию деталей по каждой операции.

 

 

 

 

 

 

 

Первый вариант

Суммарное время обработки деталей равно или примерно равно полезному фонду времени (смотри в таблице 5 операции с шифрами  A,F,C,E). В этом случае для выполнения каждой из них принимается одно рабочее место.

Второй вариант

Суммарное время обработки деталей существенно превышает полезный фонд времени (смотри в таблице 5 операцию с шифром А).

В этом случае для выполнения такой операции в формируемой системе предусматриваем два и более рабочих места с таким расчетом, чтобы суммарный объем выполняемых работ каждым рабочим местом также был либо равен, либо примерно равен полезному фонду времени работы.

 

Таблица №5

Шифр	Наимено-	Модель	Детали
опера-	вание	Обору-	А		Б		В		Г		СВ
ции	операции	дования	№ оп.	ВП	№ оп.	ВП	№ оп.	ВП	№ оп.	ВП
A	Револьверная	1336	5	40	5	45	5	40	5	30	155
В	Фрезерная	6Н13П	10	20	15	20	10	17,5	15	22,5	80
С	Сверлильная	2А55	15	15	-	-	15	22,5	-	-	37,5
D	Расточная	2622Б	20	25	20	25	-	-	20	27,5	77,5
E	Слесарная	Верстак	25	17,5	25	17,5	20	20	25	20	75
F	Токарная	164	-	-	10	40	-	-	10	37,5	77,5

 

 

 

 

 

 

Таблица №6

Номер	Модель	Детали									Коэф-т
рабочего	обору-	А		Б		В		Г		СВ	Загрузки
места	дования	№ оп.	ВП	№ оп.	ВП	№ оп.	ВП	№ оп.	ВП		оборуд.
1	1336	5	40	-	-	5	40	-	-	80	1,0
2	1336	-	-	5	45	-	-	5	30	75	0,92
3	6Н13П	10	20	15	20	10	17,5	15	22,5	80	1,0
4	2А55	15	15	-	-	15	22,5	-	-	37.5	0,46
5	2622Б	20	25	20	25	-	-	20	27,5	77,5	0,97
6	верстак	25	17,5	25	17,5	20	20	25	20	75	0,94
7	164	-	-	10	40	-	-	10	37,5	77,5	0,97

 

 

В таблицах обозначено: ВП — время на партию, час.; СВ — суммарное время обработки, час.

В результате такого распределения выявляется необходимый состав и количество рабочих мест формируемой системы. В иллюстрируемом примере количество рабочих мест, как это следует из таблицы 6, равно восьми  рабочим местам.

Схема планировка приведена на рисунке 1.

Сформированная таким образом производственная система наиболее полно отвечает требованиям рынка. Это, во-первых, определяется высоким уровнем загрузки производственной системы. Следовательно, в ней максимизируется показатель использования основных фондов предприятия. Во-вторых, это объясняется тем, что в случае изменения конъюнктуры рынка такая система может быстро перестраиваться на выпуск новых изделий за счет того, что в основу формирования таких систем принимается групповая технология. Такая технология и позволяет осуществить быстрый переход от выпуска изделий одного наименования к выпуску изделий другого наименования. В-третьих, преимущество таких гибких производственных систем заключается и в том, что они представляют собой организационно-технологическую основу гибких производств с высоким уровнем механизации и автоматизации производственных процессов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 1. Схема планировки и движения деталей в формируемой производственной системе

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Этап 4. Моделирование процессов производства для сформированной гибкой производственной системы

Моделирование процесса производства на сформированной производственной системе производится также с учетом требований рынка. Необходимо минимизировать совокупный цикл обработки деталей, обеспечив тем самым гибкость функционирования моделируемой производственной системы и быструю реакцию на изменяющуюся конъюнктуру рынка.

Описываемая производственная система с точки зрения моделирования представляет собой совокупность технологически связанных пар рабочих мест, одно из которых является подающим, а другое — получающим детали рабочим местом.

Задача моделирования сводится к тому, чтобы время опережения начала и окончания обработки партии деталей каждого наименования на подающем и получающем детали рабочих местах обеспечивало непрерывную обработку партии деталей с максимальной параллельностью. Этому требованию отвечает параллельно-последовательная форма организации производственного процесса во времени. Поэтому при решении задачи моделирования целесообразно принимать эту форму.

Алгоритм расчета опережений или, говоря иначе, смещений запуска деталей в обработку на технологически связанных парах рабочих мест поясним примером.

В общем случае, величина искомого решения зависит от соотношения времени обработки деталей на том и другом рабочих местах, связанных в пары. Возможны два варианта такого соотношения. Первый вариант — когда t1>t2. Второй вариант — когда, наоборот, t1<t2.

Решим сначала задачу при условии, что на связанной паре рабочих мест обрабатывается партия деталей одного наименования и при этом t1>t2. Пусть, например, время обработки детали А: t1=6 мин., t2=4 мин., а ее партия n=4 шт. Схема процесса ее обработки при этих исходных данных и параллельно-последовательной форме организации процесса во времени может быть представлена так, как показано на рис. 2.

Из схемы рис. 2 видно, что искомое смещение при таком соотношении t1 и t2 может быть определена по формуле:

aA=(t1 ´ n – t2 ´ n)+cA.                          (1)

Обозначая первую составляющую через bA, определяемую несинхронностью процесса обработки деталей, формулу (1) преобразуем и приводим к виду: aA=bA+cA.         (2)

Вторая составляющая формулы (2) может быть определена, как произведение принятой передаточной партии деталей на минимальное время обработки партии деталей из двух его значений, то есть в общем виде оно может быть определено как:

cA=p ´ tmin.                    (3)

Поскольку, как определять вторую составляющую формулы (2) известно, необходимо лишь знать алгоритм расчета первой составляющей.

При моделировании реальных процессов, для удобства, при расчете первой составляющей смещения bA вторую составляющую cA исключают, а на заключительном этапе моделирования вновь вводят в расчет. Тогда схема обработки партии детали А нашего примера может быть такой, как показано на рис. 3.

Из приведенной на рис. 2 схемы следует, что при t1>t2 смещение bA в этом случае определяется окончанием процесса обработки данной партии деталей на том и другом рабочих местах. Отсюда следует вывод, что при расчете искомого смещения bi для любой i-ой детали следует как бы совмещать точки окончания ее обработки на том и другом рабочем месте связанной пары. В этом случае разность времени обработки на том и другом рабочем месте (t ¢ i -t ¢ ¢i)>0.

Рис. 2. Схема обработки партии деталей А на связанной паре рабочих мест при условии, что t1>t2

Рис. 3. Схема процесса обработки партии деталей А на связанной паре рабочих мест при условии, что t1>t2 и сА=0

А теперь как определить искомое смещение bi при условии, если t1<t2. Для ответа на этот вопрос вновь обращаемся к примеру. Пусть, например, теперь t1=4 мин., а t2=6 мин. Тогда схема обработки партии деталей А будет иметь такой вид, как это показано на рис. 4.

Из схемы рис. 4 следует, что в данном случае аА=сА, то есть искомое смещение равно времени обработки передаточной партии на рабочем месте 2, и если эту составляющую исключить из смещения аА, то есть определить только первую составляющую формулы (1), то схема обработки партии деталей А примет такой вид, как это показано на рис. 5.

Рис. 4. Схема процесса обработки партии деталей А на связанной паре рабочих мест при условии, что t1<t2

Рис. 5. Схема процесса обработки партии деталей А на связанной паре рабочих мест при условии, что t1<t2  и сА=0

Из этой схемы следует, что в данном случае bA=0. При таком соотношении t1 и t2 для расчета bi нужно совместить точки начала обработки партии деталей на том и другом рабочем месте. Разность (t ¢ i -t ¢ ¢i) при таком соотношении отрицательна. Следовательно, переходя от частного к общему, мы делаем вывод, что искомое смещение bi для любой детали i-го наименования может быть определено по формуле

                 (4)

Здесь t ¢ i и t ¢ ¢i соответственно время обработки i-ой партии деталей на подающем и получающем рабочих местах связанной пары.

Решим теперь задачу при условии, если на связанной паре рабочих мест обрабатываются детали различных наименований.

Пусть, например, на связанной паре рабочих мест обрабатывается пять наименований деталей, как это показано в таблице 7.

Таблица 7

Рабочие	Детали
места	А	Б	В	Г	Д
	Время обработки партии деталей, мин
1	5n	4n	6n	8n	2n
2	3n	5n	—	4n	12n

 

 

И пусть требуется рассчитать смещение bГ, определяемое партией деталей Г.

Исходя из вышеизложенного, искомое смещение должно определяться, как:

.

То есть при расчете смещения для каждой детали необходимо определить два значения: по началу и по окончанию процесса обработки партии деталей.

Для определения значения bнГ обращаемся к схеме рисунка 6а, на которой совмещены точки начала обработки партии деталей Г на том и другом рабочих местах.

Из этой схемы видно, что величина bнГ определяется, как:

,

или как:

.

Деталь Г является деталью четвертой очереди обработки. Следовательно, в общем виде искомое смещение bнi для детали любой очереди обработки может быть определено по формуле:

.                 (5)

Рис. 6. Схемы процесса обработки деталей на связанной паре рабочих мест