Оптимальное планирование производства, оперативно-календарное планирование и управление
Подчасова Т.П., Шкурба В.В.
АСУ АСПР
На Львовском телевизионном заводе с интервалами, меньшими минуты, с головных конвейеров сходят телевизоры различных марок и модификаций, различные узлы и платы ритмично поступают на главные конвейеры с других поточных линий. В заготовительных цехах завода на технологически замкнутых участках сериями запускаются детали и заготовки. Периодически инструментальный цех выдает в цеха новые единицы оснастки и инструмента, выполняет уникальные заказы производства.
Различия в организации и характере производства приводят к формулированию и решению целого комплекса задач оптимального планирования и регулирования производства. Комплекс задач оптимального планирования и управления производством и его материаль-
10
МЕХАНИЗАЦИЯ И АВТОМАТИЗАЦИЯ УПРАВЛЕНИЯ, № 3, 1969
ным обеспечением состоит из следующих задач (каждая из которых представляет собой комплекс программ обработки исходных данных и формирования документов):
расчета ритма работы сборочного конвейера и закрепления элементарных операций сборки за операторами;
управления работой сборочного цеха в течение смены;
расчета и корректировки ритма работы цеха крупносерийного производства и определения соответствующих ему партий запуска деталей в производство в цехах крупносерийного производства;
построения и оценки календарных план-графиков работы цехов серийного и единичного производства;
корректировки план-графика работы цеха с учетом происшедших в течение смены отклонений;
учета состояния оборудования узких мест;
построения графиков поставок материалов;
расчета потребности материалов на товарный выпуск;
управления запасами деталей в комплекто-вочно-заготовительном участке (КЗУ);
прогноза поставок;
расчета производственных переходящих запасов;
определения величины страховых заделов для складов.
Если предположить полную и своевременную обеспеченность поточных линий сборочного цеха заготовками и комплектующими деталями, то все равно остаются специфические для этого цеха задачи управления. Требуется определить ритм работы поточной линии, чтобы своевременно ликвидировать последствия сбоев (остановов, поломок, брака и т. д.) или этой линии, или предыдущих, снабжающих данную линию заготовками, или последующих, которые данная линия снабжает заготовками. При этом следует учитывать как невыход на работу отдельных операторов, так и то, что ускорение ритма ухудшает качество продукции линии.
Именно эти вопросы решает задача расчета ритма сборочного конвейера и закрепления элементарных операций сборки за операторами, задача управления работой сборочного цеха в течение смены.
В работе цехов серийного производства таких, как, например, механоштамповочный цех, далеко не простыми вопросами является определение того, на каком оборудовании, когда и в каком количестве требуется изготовлять детали данного наименования. При этом следует учитывать необходимость своевременного обеспечения сборки деталями, так как с увеличением партии деталей повышается производительность труда, относительно уменьшается подготовительно-заключительное время, но вместе с тем увеличиваются незавершенное производство и производственный цикл, замораживаются оборотные средства. Необходимо также стремиться к более равномерной загрузке оборудования, к использованию наиболее совершенного, обеспечивающего низкую стоимость производства оборудования, одновременно не превращая его в узкое место, тормозящее производство в целом.
Эти вопросы решают задачи расчета и корректировки ритма работы цеха серийного производства, определения партий запуска деталей в производство, построения и оценки календарных план-графиков цехов, корректировки план-графиков работы цеха с учетом происшедших в течение смены отклонений.
Очевидна и важность решения в системе управления производством задач построения графиков поставок материалов (на основе и для обеспечения графиков производства), регулирования запасов на комплектовочно-заго-товительном участке (с тем, чтобы, с одной стороны, не слишком увеличивать эти запасы, а с другой — не делать заказы на поставку слишком частыми), определения страховых заделов для складов, прогноза поставок.
Для решения задач управления поточным производством разработаны специальные методы моделирования этого производства, оптимальной загрузки операторов на поточной линии (синхронизация поточной линии [1]), а для решения задач планирования и управления серийным производством — алгоритмы определения оптимальных ритмов работы участков этого производства. В календарном планировании систем используется довольно эффективная схема ветвления, основанная на последовательном анализе вариантов с рандомизированными функциями предпочтения.
В основе схемы управления производством в цехах серийного производства лежит организация работы участков в едином ритме по циклическому план-графику и построении план-графика работы цеха (участка) на период ритма. Под ритмичностью работы участка при этом понимается такая организация работ, при которой процесс производства повторяется через определенные промежутки времени, равные ритму.
На основании определенных ритмов работы участков выбираются соответственно партии запуска деталей в обработку, производится оценка наличных производственных мощностей.
МЕХАНИЗАЦИЯ И АВТОМАТИЗАЦИЯ УПРАВЛЕНИЯ, № 3, 1969
11
Задача синхронизации поточного производства решается с помощью специально разработанной машинной модели «каскада» поточных линий, имитации их работы при наличии тех или иных сбоев. В результате анализа имитации устанавливаются переходные заделы между конвейерами, гарантирующие согласование ритмов, выработаны правила, позволяющие определять диапазоны изменения ритма при том или ином классе сбоев.
В основе решения задачи построения календарных планов цехов и участков лежит идея моделирования работы цехов, при этом закрепление той или иной операции (изготовления партии деталей) за тем или иным оборудованием производится путем оценки значений специальных функций предпочтения, изменяющейся со временем от детали к детали, зависящей от операции, от вида оборудования и даже от конкретного станка. Решение о выполнении (закреплении за оборудованием) выносится для деталей с наибольшим значением функции предпочтения. Каждое закрепление вносит изменения в состав готовых к выполнению операций, свободного оборудования, может изменить текущее модельное время. В случае рандомизированных функций предпочтения закрепление производится с вероятностью, пропорциональной значению функции предпочтения с помощью аппарата случайных чисел [2].
Выбор функций предпочтения специфичен для каждой конкретной задачи. Во многих случаях такой выбор производится эвристически, однако можно дать более точные рекомендации по выбору этих функций [3].
В решении задач материального обеспечения, управления комплектовочно-заготовитель-ным участком заложены возможности использования схемы оптимального стохастического регулирования запасов [1].
Именно использование перечисленного комплекса программ позволило значительно улучшить производственные показатели на заводе и определило эффективность всей системы.
ЛИТЕРАТУРА
1. Сб. «Автоматизированные системы управления предприятием», под редакцией В. В. Шкурбы, В. Б. Ефе-това, Изд-во «Наукова думка», 1966.
2. Шкурба В. В., Подчасова Т. П., Пшичук А. Н.,. Тур Л. П., Задачи календарного планирования и методы их решения, К-, Изд-во «Наукова думка», 1966.
3. Сб. «Автоматизированные системы управления предприятием», Материалы Республиканского семинара, вып. 1, изд. Института кибернетики АН УССР, 1968.
