Адаптация параметров оперативного управления ГПС тема диссертации по экономике, полный текст автореферата

Автореферат диссертации по теме "Адаптация параметров оперативного управления ГПС"

9 i,

сашт-пеЬтбургский технический университет __(,______

На правах рукописи

ТЛРАРЕй Ирина Юрьевна

адлптацш параметров

ОПЕРАТИВНОГО ¿ПРАВЛЕНИЯ ГПС

Специальность 00.00.13 - Зкокм.гико-натематт-.'ескке

методы

Лпто] »¡>ерат к::ссг>ртпц1'Л! ил соискание ученгй степени кандидат" ;<кономичоск1!х наук

с: 1'К'.Ч1этс-1 Syr?,1591

Работа выполнена в Санкт-Петербургском техническом университете.

Научный руководитель - доктор экономических наук, профессор ¡i.A. Дуболазов

Официальные оппоненты - доктор экономических наук, профессор

В. В. Евдокимов

кандидат э ко но ми веских наук, доцент 9.М. Макаров

Ведущая организация - ЛНПО "Электронмаш", г. Санкт-Петербург.

Защита состоится IS-91 г. в 14 часов на заседании

специализированного Совета Д 063.38.10 при Санкт-Петербургском техническом университете по адресу: 135251, г. Санкт-Петербург, Санкт-Петербургский технический университет, Политехническая ул., 29, 3 учебный корпус, яуд. 410.

С диссертацией можно ознакомиться в фундаментальной библиотека университета.

Автореферат разослан ' 1991 г.

Уччний секретарь специализированного Соьотд, кандидат экономических

наук, ■■;ю нт

. il. Лопатин

АДАПТАЦИЯ ПАРАМЕТРОВ ОПЕРАТИВНОГО УПРАВЛЕНИЯ ГИБКОЙ ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ СИСТЕМОЙ

, I I. Общая характеристика работы

-■'1. .л (

Актуальность темы. Важнейшим условием посинения эффективности производства в современных условиях является обеспечение его гибкости л автоматизации, хоторые позволяют экономично л в кратчайшие сроки приспосабливаться производству к новым условиям функционирования. Материальной основой обеспечения гибкости является создание и внедрение гибких производственных систем. Однако, для достижения наибольшего аффекта функционирования ГПС необходимо, чтобы гибкости производства в максимальной степени соответствовала гибкость оперативного управления. Это означает, что производственная система должна быть способной выполнять свои функции в изменяющихся условиях при наилучшее значениях технико-экономических показателей ее работы.

Требования гибкости производства обусловили необходимость использования адаптивного подхода при разработке системы оперативно управления ГПС. Адаптация как один из наиболее эффективных способа-управления в услоеиях неопределенности получил широкое распространение при разработке технических систем. Однако в оперативном управлении производством, в особенности в условиях ГПС, адаптивный подход к управлению занимает пока незначительное место. Это объясняется сравнительной човизной и трудностью решения возникающих проблем. Вопросы адаптивного оперативного управ, лшя в условиях 1БС мало исследованы в теоретическом отношении и практически не используются. В настояцое время нет работ, содержащих комплексное исследование ОУ ГПС с адаптивными свойства:^!. Вместе с том потребность в адаптивном подходе вызывается следующими обстоятельствами: повышением динамичности производственных процессов и вследствие этого возроссг- значением ОУ ГПС, тробогзаниямл автоматичности управления, необходимость» принятия ропения в условиях значительной неонредолонности.

Оти обстоятельства свидетельствуют об актуальности исследований в области разработки экономню-ттематичоских моделей и методов, позволяющих создать систем С/ ГПС с адаптивными свойствами и тем самим обоспечкть выполнение производственных заданий ШС в изменял»

щихся условиях функционирования при наилучших значениях тохни ко-экономических показателей его работы.

Цель и задачи исследования. Далью диссертационной работы является исследование теоретических вопросов и разработка практических рекомендаций по создании адаптивной системы ОУ ГПС. Поставленная цель определила необходимость росенил следующих задач:

. I. Исследование сувдости адаптивного подхода к убавлению, анализ методов адаптации в организационно-экономических системах и специфики их использования в оперативном управлении ГПС.

2. Разработка имитационной модели .функционирования ГПС на примере типоеого ГАУ механической обработки деталей, исследование с ее поьхдап закономерностей производственного процесса в ГПС и выделение основных ого параметров, в том число параметров возмущений и параметров ОУ ШС.

3. Разработка концептуальной схемы адаптивного ОУ П1С.

4. Разработка моделей, алгоритмов и программ, реализующих методику адаптивного СУ ШС за счет непрерывной подстройки его параметров к изменяющимся условия«! функционирования.

5. Заработка рекомендаций, позволяыдих осуществить внедрение разработанной методики при создании автоматизированных систом ОУ

те.

СгЦокг исследования. . Объектом исследования является ГАУ тиковой структуры механической обработка деталей. Предметом исследования выступает процесс оперативного управления, обладающий свойством адаптации к ии-еняшцмся условиям работы ГАУ путем непрерывного ;;:;№шешш наракоурои С57 ШС.

¡.'■•>тодн исследования. Теоретической и методологической основой келлааг.-гпкя слукаг полокриия сг.стсцаого подхода к изучения эконо-процессов, сбгай таоркв снегстл, теории адаптивного управ-При работа над десоортсадюИ были попользованы труди аодувдх сойотских а слрубсашх учоних в области иглномико-^ахеглагичоского ¡эдслчрсьащя и опорптяьного управления проегЕсдствсм: В.А.Дубола-';о1'й,0./..:3^ролс.'с-гс, Б.П.Куг.я<:а, С.А.Сошпгпг^г., А.А.Норьозван-с •■■ого, Р.Кагсоя, О.УаКгг.. Госл'ДОГ'иш! иро1:од5Ипсг- п рк.иах конце п-•г^-'-нсг с::с--м? сг.мичкпэго ('■/ ГПС. ][ла и льс»

О'/^га ¡^со';-.) • о г.; % с с:: с-/: I, у ■■¡■¡■'•на ;л>-ч~ошюхо

.-, с. с;.: ;:'.:..• того , ::

програг.г.жроЕЕНЕя, методы моделирования сложных систем.

Основные результаты, выносимые на закату

I. Механизм адаптации 07 ГПС за счет подстройки ого параметров к изменяющаяся производствонной ситуации.

2. Комплекс акономико-гатекатичоских коделой адаптации параметров Оу П1С, шиючащий: имитационную вдел* функционирования ШС; модель классификации производственна ситуаций, имеющих место на ГАУ в результате действия возцуцэкий; модель выделения существенных значений управляющие паракэтров; гвдоль подстройки параметров

СУ ШС к текущей производственной ситуации.

3.Комплекс взаимосвязанных алгоритмов и программ, роалкзуютих механизм, адаптации параметров 07 ГПС к текущей производственной ситуации.

Научная новизна выносимых на защту результатов состоит з следующем:

1. Исследована сущность адаптивного подхода и ого особенности применительно к оперативно?^ управлонив в условиях ШС. Обоснована целесообразность реализации [.".зуанпзма адаптация на-двух урогнях ОУ ГНС, характеризуемых различной частотой, периодичностью и требуемой точностью пришмаемых рэпзанй, а тахке разным характеров возмущений, и'оюитх из сто в течение периода принятия решения, и вследствие атого различными гатодпгя гдапгацпи.

2. Разработана »отацпогшал модель функционирования ГАУ типовой структуры, воспроизводящая как процессы ДВЛНО.'ШЛ ттзрлалтцх потоков, так и процессы управления ичл. Зга годоль использовалась для сцонки влияния различных пропэгсдстесшшх сптупцг.2, «¿общих г.осто

на ГАУ, и урогня изгнаний управляет горатлиров ла зЭДаг.тигность функционирования Г/1, а танке для вырпботкч ремни1? по едгптацкп парамзтрол ОУ ГЛС прп пм.*..энсшт нроизгюдстгаппоР. стау^дни. Досюге-ствс!.! ГЛДОЛВ ятлястся то, '¡ТО она Ь'О'Г.ОГ Й1Ш. испольголгла без В^'.О-11 ОН Г. л ДЛЯ осуостзлэвил ПрОЦО.ГЛ7> ОДМГГГЧПП 1!0 Ч'ОЛТ-ГО М. ;1'1ргнс>'..' урошо СУ 111 С, гаторий р.::сс?':пр;'лчотся г, рг&яо, го и не. пг.-де". попил упраплокял ойорудомкЕГ« ГПС. Крсгч '.ою. тгм¡'о.-о? бшг, польгозела л* я авюихлоггии«! ак.'ого смн\'.гп ию, о.)Н'К»УРУ(

с.ол";;> с оплс«-::?!! д

Р.г'Ч'Г^ г.-."-:1:' ■■ ' • .г■■■ .■ - :■:■(■■,-.■ •:.":::•

сг.д .',(' .■':, 1 ; 14 "о- л ' г .. ' ' ' . -

место на ГАУ, выделить такое подмножество ситуаций, которые приводят к существенному изменению эффективности функционирования ГАУ.

4. Разработаны модель и алгоритм выделения существенных значений управляющих параметров с точки зрения их влияния на уровень производственных затрат на ГАУ, позволяющие значительно сократить число анализируемых вариантов управления при последуюдэм поиске их наилучших значений в ходе адаптации.

5. Разработаны модель и алгоритм -адаптивной подстройки параметров СУ П1С к текущей производственной ситуации, соотнесенной с одной из ранее выделенных ситуаций, рассматриваемых на ГАУ.

6. Разработаны информационное, программное и организационное обеспечение механизма адаптации СУ ШС верхнего уровня, на основе которого проведена апробация и анализ адаптивных свойств ОУ ГПС.

Практическая ценность работы заключается в создании комплекса алгоритмов и программ, реализующих механизм адаптации СУ П1С, ■ применимых к любому объекту П1С со структурой, аналогичной рассматриваемой типовой, и поэтому не требующих дополнительных затрат при использовании разработанных методов на новых объектах исследования. Внедрение разработанной адаптивной системы способствует более эффективной работе ГПС за счет непрерывной настройки параметров СУ ГПС при изменении условий функционирования.

' Апробация, разработка методик и алгоритмов адаптивного ОУ ГПС осуществлялась в рамках совместных работ с ЛНПО "Здектронмаш" и ПО "Звезда". Представленные в диссертации задачи роализовани ■ на ЭВМ и вошли в состав программного обеспечения системы управления ГАУ механообработки корпусных деталей на Одесском машиностроительном ¡заводе "Красная Гвардия".

Основные положения роботы докладывались на трех всесоюзных и о/ызЯ региональной научзшх конференциях;

' Т!тблпкгл.!?и. Основные результаты выполненных исследований оцуб-.-Епазгла в ргЛстсх 1~5 .

и оСУ'.и диссертации. Диссертационная работа сос.о-иг из Г;2СД£ЗН2л, чогирох глав, заключения, списка использованных лпторатуршлс ксгочнаков (УЗ наименований) и приложений. Основной текст работы иолоаон аа 17Л страницах машинописного текста,со-доригт 9 таблиц, 22 рисунка.

Содержание работы

Во введении обоснована актуальность темы исследования,сформулированы цель и задачи проводимого исследования, изложены элементы научной новизны работы и ее практическая значимость, выделена положения, выносимые на защиту.

В первой главе исследованы основные параметры производственного процесса в ШС и проведена .их классификация. Выделены три группы параметров: параметры детали, параметры возмущений и параметры ОУ ГПС. Исходя из особенностей СУП в условиях ГПС, обоснована необходимость пересчета параметров 07 ГПС в случае действия на ГАУ возмущений путем использования адаптивного подхода. Исследована сущность адаптивного подхода к управлению и особенности его использования в организационно-экономических системах. Проведена классификация работ по созданию организационно-экономических систем с адаптивными свойствами с точки зрения объекта, способа и метода адаптации. Сделана постановка задачи адаптивного СУ в условиях ГПС.

Процесс оперативного управления на ГАУ представляется в следующем виде. В начале каждого планового периода участку выдается месячный план изготовления деталей, обусловленный сроками подачи деталей на сборку, а также план-график поступления на ГАУ произг^дстЕенных ресурсов: заготовок, инструмента и приспособлений, управляющих программ. В соответствии с планом изготовления деталей определяются параметры 07 ГПС, такио как размеры партий деталей, длительность цикла изготовления партий деталей, опережения запуска и выпуска партий деталей, воличина заделов, состав групповых комплектов инструмента, плановые сроки запуска и выпуска партий деталей на оборудовании ГАУ. Расчетные значения параметров долин; обеспечить выпуск готовых деталей в заданные планом сборки сроки при наилучших значениях технико-экономических показателей работы ГАУ. Внутри планового периода возможны непредвиденные отклонения фактического поступления заготовок или инструмента от планового задания, а также существенные изменения в месячном плано выпуска готовых доталей. Вследствие этого параметры ОУ П1С, подсчитанные ранее, в. сложившейся ситуации могут оказаться нооптикллышми, что в конечном итоге, приве,.эт к снижению эффективности ШС. Чтобы избежать этого, необходимо откорректировать значения иевх параметров СУ ШС и привести их в соответствие с ситуацией, иыоющой мосто на ГАУ. Вквду того, что на начальных этапах вероятное?-

5

ныв характеристики гозштеений неизвестны, а в процессе функционирования ГПС они могут существенно измениться, представляется целесообразным получить информацию, необходимую для последующей корректировки параметров 07 ГПС в ходе оперативного управления ГПС. Это предполагает соаданио системы СУ ГПС с адаптивными свойствами.

Задача адаптивной корректировки параметров 07 ШС усложняется ввиду многообразия действующих на ГАУ внешних и внутренних возмущений.' Внутренние возмущения в виде непреу смотренных отказов и простоев оборудования, тех"ологического брака, поломок инструмента могут иметь место в течение планового периода гораздо чада, чем внешние возмущения, в связи с тщ, что корректировки месячного плана изготовления деталей и плановое поступление ресурсов на ГАУ осуществляются с большой периодичностью. Повтому адаптивна.: корректировка параметров ОУ ШС должна проводиться на двух уровнях. На верхнем уровне - уровне оперативного шинирования - производится адаптивная корректировка таких параметров ОУ, как размеры партий деталей, длительность цикла изготовления партий деталей, опережения запуска партий деталей, величина заделов, состав групповых комплектов инструмента на основе учета действия внешних возмущений. На нижнем уровне происходит корректировка плановых сроков запуска партий деталей в обработку на оборудовании ГАУ с учетом фактических нарушений в самом производственном процессе.

В диссертационной работе рассматривались процессы адаптации параметров на Еорхном уровно 07 ГПС, обусловленные действием вношних возмущений. Для оценки степени действия внешних возмущений по' отношении к'исходным плановым характеристикам ГАУ были введены следующие помэитодц; уровегпь изменения пл ало г ого задания Л N и уровень обо-спзчонкоотс ГАУ происводственними ресурсами л Л с точинио периода корректировки( равного п суткам. Совокупность конкретных значо-шШ ьтнх показателей определяет текущую производственную ситуацию, е шторой находится ГАУ в начало каждых п суток планирования.

Цолш адаптации п гсаяодуеком случао явился анализ эйоктнв-ноии работы Ш" при иданоики производственной ситуации и коррок-тпрог.ка ¡: случае необходимости уничепий пзрпмотров С ГИС с там, чтобы нс допустить в шслодумзд* триодах сшкяшш оЭДокпткости.

ггоуоЯ у/.гтш деегой харасторвотвка производственного про-П-"'Оса ГА7 »/5'тлз,>Л структура ¿оясначоской сбосно-

ггссгге:; ;:'.п-;'гли'.л'!чо;; 'п.г.ели раСс,?^ 17.7 ;! УЛЧ гиструу.пн-

та исследования эффективности функционирования участка от изменения параметров ОУ ГПС при действии внешних возмущений.

Для описания и исследования особенностей производственного процесса в ГПС в целях выработки эффективных управляющих решений была разработана имитационная модель функционирования ГАУ типовой структуры. Эта модель позволила еще на этапе проектирования, когда неизвестны закономерности поведения ШС и действия .возмущений, получить достаточно точные и обоснованные расчетные оценки эффективности его функционирования. Шитационная модель явилась составным элементом адаптивной системы ОУ ГПС и обеспечила решение следующих задач:

I, Анализ и прогноз влияния возмущавдих факторов на состояние и эффективность функционирования производственной системы.

2. Оценка чувствительности показателя эффективности функционирования ГП~ к различным управляющим параметрам и их еозмоэты;.! значениям.

3. Выбор текущих значений управляющих параметров с учетом сло-кивоейся производственной ситуацией.

Структура производственного процесса в имитационной модели представлена в виде графа технологической связности между компонентами П1С. Каждая компонента ГПС моделируется в виде многоканальной система массового обедукиванля (СМО) с очередью и неограниченным временем оюиания. Управление каждой компонентой ГАУ моделируется с помощью конечного асинхронного автомата, а управление динамикой ГАУ в целом представлено в виде объединения управляющих автоматов. Динамика производственного процесса в модоли реализуется в моменты появления управляющих сигналов, вырабатываемых автомата»®, или сигналов о завершении происходящих событий, поступающих от ко?.шонентов ГАУ (конец обработки детали на станка, конец транспортировки партии деталей, окончание опершей загрузи! готовых деталей в АС и т.д.). Сигналы событий поступают в управляющий автомат, который анализирует текущую ситуацию и возможность передачи партии деталей следующему по тохиологичоскоцу процессу оборудовали» ГАУ, а такко выробатн-тзаот управляющие команды. Команды инициирует СГЛО, тазгвруквдп выполнение соотвэтствувдаг. операции.

В процессе работы н.тапциснноЯ модели осуипсгвл.тзтся сбор С?а-т;:ст1 яспгас дспинх о ерэднем врамэнп обслули^ния р.зр?~п дотахо» каудой комяопопто!! ГЛУ, о сродной яромш?. окглкпл осеойождчндя ко«»

7

поненгы ГАУ и среднем времени нахождения партии деталей на участке, о среднем времени отстранил выпуска партии деталей и среднем объеме незавершенного производства, что дает возыокность оценить эффективность работа ГАУ при различных управленческих решениях с учетом действия случайных дестабилизирующих факторов,

В качестве показателя эффективности функционирования П1С был выбран показатель дополнительных производственных затрат.обусловленных качеством ОУ ГПС. Эти затраты снладртаюгся в основном лз двух составляющих: затрат на оперативное управление ШС, направленных на достижение или поддержание желаемого его состояния, и дополнительных затрат, появляющихся в результате рассогласования процесса производства на ГАУ под влиянием возмущающих факторов. Этот показатель является одновременно критерием эффективности адапт'гзного ОУ ГПС, так как позволяет оценить эффект не только плановых, но и регулирующих воздействий. Критерий позволяет вводить регулирующие воздействия только в том случае, когда затраты на адаптацию не превосходят потерь, возникающих при отклонениях фактического хода производства от планового урогня. Для исследования процессов производства и управления на ГАУ в динамике показатель дополнительных производственных затрат исчислялся за ряд периодов, в течение которых исследовалась адаптация ГПС к различным условиям функционирования.

Для оценки елияния внешних возвдщений на уровень производственных затрат ра ГАУ рассматривались различные детали, отличающиеся кегду собой значениями параметров; трудоемкостью и стоимостью,марш- , рутсм обработки. Для каждой детали фиксировался начальный уровень пионового задания (уровня обеспеченности заготовками). Затем значения плана (уровня обеспеченности заготовками) менялись в диапазоне от Ьй% Др с шагом, задаваемым емкостью складской тары, lío каждому уяачонию возмущения с помощью имитационной модоли расочитывц-лось значение производственных затрат за плановый период. Для каждой детали был получен график ¡зависимости производственных оатрит на ГАУ от изменения плана изготовления детали (уровня обеспеченности заготовками). С иошаю метода наименьших квадратов были получаны обобщенные графики зависимости производственных затрат на ГЛУ от изменения плана изготовления доталой и уровня обеспеченности Г,О' заготовками,

Ясслшюепнйя показала, что иамончнио плана изготовления деталей н отклонение фактического размера партии поставки заготовок от ó

шс плановой величины оказывают существенное влияние нао уровень цро-изводственных затрат на ГАУ. Оанако не любое значение возмущений приводит к существенному росту производственных затрат. На основании этого был сделан вывод о существовании областей изменения внешних воздействий (классов производственных ситуаций), внутри которых возмущения оказывают примерно одинаковое влияние на изменение производственных затрат.

Аналогичные исследования проводились для выяснения зависимости произволственных затрат на ГАУ от изменения параметров ОУ ГО", в том числ"1 размеров партий деталей, длительности производственных циклов изготовления партий деталей, опережения запуска партий деталей и величины заделов.

Полученные зависимости показали, что наибольшее влияние на уровень производственных затрат на ГАУ оказывают такие управляющие параметры, как размер партт,л деталей и величина страховых заделов заготовок. Вместе с тем не любое изменение размера партии деталей или величины страхового задела заготовок приводит к значительному изменению производственных затрат. Это говорит о том, что существуют некоторые группы значений управляющих параметров - такие, что в пределах одной группы эти значения оказывают примерно одинаковое влияние на изменение производственных затрат.

В третьей главе приводятся разработанные модели и алгоритмы, реализующие механизм адаптивного ОУ ГПС верхнего уровня.

Функционально-адаптивный подход, использованный при разработке адаптивной системы ОУ П1С верхнего уровня, предполагает выделение отдельных производственных ситуаций, существенно отличающихся между собой в отношении показателя эффективности функционирования ?АУ, а в В1хЗоре в каядой новой ситуации наилучшего значения параметров 07 ШС для рассматриваемой совокупности деталей плановой номенклатуры ГПС. Математическая модель адаптации параметров СУ П1С представлена в следующем видо:

Л £ /д (ицМ—тп

и.ь=(и,*.....

¿с,¿в]% ■

$к ¿¿.....Я*],

9А « ^......ъ),

171е /д - производственные затраты в ^ -м периоде планирования; К - количество интервалов в горизонте планирования; и.ц - значение управляющих параметров в Д -и интервале планирования; «р* - производственная ситуация в Д. -ы интервале планирования; / ' - ограничение (на емкость АС и накопителей, складской тары и паллет,стойкость инструмента, кратность размеров партий деталей и страховых заделов заготовок емкости паллеты и тары АС, плану изготовления деталей и т.д.); Цц - значение управляющих параметров п^ с -й детали в & -и интервала планирования; п.^ - размер партии с -й детали в к -м интервала; ^¿^ - величина страхового задела ¿' ~й заготовки в к -и интервале планирования; дц - состав групповых комплектов инструмента в Я -м интервале \ п* - а -о допусти-

мое значение размера партии деталей; ¡Сс ~ допустимое значение страхового задела; - допустимый состав группового комплекта инструмента; А — число альтернативных значений размеров партий деталей; В - число альтернативных значений страховых заделов заготовок; Л -количество варь^нтов комплектации инструмента; фц - производственная ситуация по / -й детали в 4 -м интервале.

Реализация данной модели обусловила необходимость предварительного решения следующих задач:

классификации производственных ситуаций; випзлания сущоственных значений управляющих параметров; подстройки Пфак.тров СУ ГПС к токущей производственной ситуации.

Задачи классификации, традиционно решаемые в рамках т орки распознавания образов представлены как задач:! дискретного программирования. В качество критерия классификации (группирования) во всех случаях рассматривался показатель производственных затрат, что 10

позволило, в конечном итоге, связать моде та классификг^да с моделью адаптации параметров.

Задача выделения наиболее значимых для управления производственных ситуаций из их полного множества сформулирована следующим образом. К"вдой производственной ситуации ставятся в соответствие определенные границы изменения значений плана изготовления деталей и уроЕня обеспеченности ГАУ заготовками. Для получения заданного набора производственных ситуаций необходимо таким образом разбить диапазоны изменения данных факторов на интервалы, чтобы затраты в блг-.ких производственных ситуациях отличались между собой минимальным образом. Математическая модель, описывающая данную задачу, представлена в следующем виде:

\ ; <}. = ГЙ ;. к = /Л*в:

* о. (">.2)4

гяо >£ - признак принадлежности т -го значения плана и 2 -

го значения обеспеченности заготовками для г -3 детали классу производственных ситуаций; - признак того, что ^ -е значенп- плана и урс шя обеспеченности детали заготовками является граничным для класса //(у) ; Р(у^) - величина производгтвен-ных затрат для £ -го значения гпо'лшх гозмусвнкй; /*! - число первоначально рассматриваемых значений плана; 9 - число первоначально рассматриваемых значений ¿ровня обеспеченности дотаял зпгогов-ic.-j.ui; О - число рндо.г.емлх классов производственных ситуаций.'

При этом выполняются ограничения на характер протекали.'' про-нзводотсенного процесса "а ГАУ.

Для роалиачции мололи хдасскф'лхацая пролэводстгошшх ситуаций ин Г.'Х бил использован подход, основанный на методз случайного поиски с »г.гл.гзияеа. 3 процедуре адаптивного случайного г.о::с;:а про:;?— гознгся ''печп роние" "наказание" отдельных пр*лсн£2»Е ¿^ , гл-р.т-.тори'огк- :х к.-юсы ^гопэгеяствоян'« л от

; :"::!тп:и:ои:'оЧ ••едзли различных вегл'лпгоз

классификации. Посла ряда испытаний вероятность выбора признаков, приводящих к улучшению значения критерия классификации, становится существенно больше других.

Для сокращения числа анализируемых в ходе адаптивного ОУ П1С вариантов параметров управления (значений размеров партчй деталей, состава групповых комплектов инструмента, величины страховых заделов заготовок) и уменьшения времен* адаптации предварительно были отобраны из всего множества их допустимых значений наиболее существенные с точки зрения их влияния на покази-ель эффективности функционирования ГАУ. Математическая модель данной задачи формализуется следующим образом:

Ul¿ =/77¿wr[ GJie'<¿ie^r(Xit(Jleítíyr(Xit(J¿i$)\]^Mn

г = Q ; е = о ; е*е : Е = л*&*л ; £ * .

€zi

Где Cite - признак того, что е -я совокупность значений управляющих параметров для i -й детали является существенной с точки зрения их влияния на величину производственных затрат на ГАУ; К¿ -совокупность параметров ¿ -й детали; f ¡ - начальгче значения внешних возмуцэний длл ¿ -й детали; д - число допустимых значений размеров партии ¿ -Й летали;Л - число допустимых вариантов групповых комплектов инструмента; & - число допустимых значений страховых заделов ,-аготовок по i -В детали.

При атом т'Kie учитывались ограничения на характер протекания производственного процесса на ГАУ. Для реализации модоли выделения существенных значений параметров ОУ ГПС был также использован алгоритм случайного поиска с адаптацией, в котором производился отбор и "поощрение" или "наказание" признаков 60 ¿е в зависимости от результата испытаний на имитационной модели.

При неизменных з"ачениях внешних возмущоняЛ каждому классу производственных ситуаций соответствуют определошшо значония параметров СУ П1С, при которых величина производственных затрат минимальна. Однако, в результате динамики номенклатуры и объомов выпуска деталей, а также изменений в ритмичности поступления росурсов на ГАУ в очередном плановом периоде ситуация мокот измениться. Па-12

раметры ОУ П1С в новой ситуации будут ужа неоптимальными и возникнут дополнительные затраты в связи с рассогласованием хода производства. Поэтому парата три ОУ П1С необходимо рассчитывать с учетом будущих производственных ситуаций, в которых может оказаться ГПС. Так как распределение вероятностей перехода ГПС в последующую ситуацию неопределенно, то неизвестно и распределение величины производственных затрат F(Llaв) при а -ы значении параметров 07 ШС в 3 -й производственной ситуации. Щенка показателя эффективности ]/(Уа) получается с помощью алгоритма стохастической аппрок^жа-

ЦИй: Vk(uJ)],

V0 (uJ) = o,

где f - фактическое значение показателя эффективности при

а -м значении параметров ОУ П1С в 6 -ситуации на А г / -м иаге управления; Hk*i - иаг адаптации. При этом

M .

если выполняется следующие условия:

Еыбор значений параметров ОУ ГПС на очередном шаге управления определяется из соотношения

P.î+< (и*Pf.i(uJ).

а. : i, Û

Данныо вероятности уточняются на каждом иаге на основе алгоритма стохг^тпчоской аппроксимации

Ра., (uJ) = РА Ы') * [ («')] , а - Û ;

где (uj) = j Л УUО M

с

С помощью этих алгоритмов с и сто:.: а обучается выбору налг'лслх п данной ситуации значен-*! параметров 07 ГПС. Значение показателя зЭДоктисности Г (и опродоляотся по результатам лдатсалонного моделирования па основе фактической информация о порогодо систра из о -il производственной ситуация в ситуации л то^гэЗ

оценки параметров управления, необходимых з ситуация Фа .

Алгоритм ."даптацка параметров ОУ ГПС к тскупой пронзлолстз-зи-

13

ной ситуации заключается в следующем. Пусть в 4 -м плановом периода ШС находилась в ситуации . В -м плановом периоде система фактически переходит в ситуацию Ф^' . С помощью имитационной модели подсчитываются затраты в системе для разных значений параметров ОУ ГПС при перехода ШС из ситуации в ситуг-ию . Оцениваются средние затраты по каждому из варгадтов управления в ситуации Фд . Значения V& (uj) заносятся в память системы. На каждом шаге производится уточнение вероятностей выбора каждого из рассматриваема значений параметров СУ ГПС в производственной ситуации , Вероятности выбора варианта управляющих параметров, приводящз-го к сниашнию средни производственных затрат, увеличиваются, а вероятности выбора вариантов, приводящих к увеличению затрат.уменьшаются. Для ситуации CP¿ выбирается значоние параметров ОУ ГПС с максимальной вероятностью. Процесс повторяется для ситуация <?V • В результате рада шагов система СОТ ГПС научится выбрать в каад^й ситуации такие значения своих парамзтров, которые при последующа изменениях плана и поставок расур' ов обеспочат минимальный средний уровень производственных затрат в 1БС.

В четвертой главе рассмотрена црогражгая реализация разработанного комплекса задач адаптации параметров ДО ШС, изложены вопросы щ!фар«ацйокного в организационного обеспечения системы.

£ качестве программного средства создания имитацкогшой модели функционирования ГАУ "был использован ШШ БВДС.2 на базе языка моделирования £ASS.

Рассмо1рена структура программного и информационного обеспечения годачп класси^лкацин производственных ситуаций и вцполэния су- . щаствзнных зла- зний управляющих параметров. Про1ралмы реализованы на ЕС ЗВМ 1045. В результато работы программ были вцполоны наиболоо сначикуе пролзводстввнныо ситуации, которые были затем использованы пря рогзнпз: задачи адаптивной подстройки парадэтров ОУ ГПС к текущей СЕтуацпл.

Ь работе рассмотрена програлглпал реализация адалтисной подстройки пграмзтров СУ ГПС ч токущей едтуации. Результаты роконпя в впдо Бависимосуц среднего уровня производственных оатрат от вро;:он;: адаптации показали тенденцию к их силконию. Это подтворудает иолосооб-разноегь ^зеолы'огегшл адаптивного подхода прл расчете параметров Ш ШС - размзров партий • деталей л воличвш страхопж ггпелог.

Предлагаемая cectcki гдшшакюго скораткопого упра-^оипя гор?;-

него уровня проста в эксплуатации, не завчсит от структуры конкретного объекта ГПС и легко встраивается в структуру традиционной АСУ ГПС, так как не требует дополнительной информации, а периодичность сбора и обработки используемой информации не отличается от требуемой э АСУ TIC.

Выводи и основные результаты работы

I. Рассмотрены и классифицированы параметры, описывающие типовой ГАУ механической обработки деталей как объект управления.

2. Разработана имитационная модель функционирования типового Г.1У механической обработки деталей для исследования возможности построения системы (ЗУ ШС с адаптивными свойствами.

3. В качестве показателя эффективности функционирования моделируемого ГАУ был Еыбран показатель производственных затрат за рассматриваемый горизонт плакирования, обусловленной качес-вом СУ ШС, и позволяющий оценить эффект не только плановых, но и регулирующих воздействий.

4. С помощью имитационного моделирования бвл проведен анализ влияния внешних возмущений на эффективность работы ГАУ, который показал значительные отклонения производственных затрат от начального уровня при изменениях в производственной программе ГАУ н отклонениях фактического размера партии поставки заготовок от ах плановой величины.

5. Анализ влияния параметров ОУ ШС на уровень производственник затрат в П1С позволил вцдолчть размеры партий деталей,велотЕну страховых зодолов заготовок и состав групповых шотюктов днетруман-та как няпболое существенные управляющие параметры.

6 Устгловлоно, что при изменении пронзсодстгегаюЯ ситуации цолосообразно пзмоилть значения параметров СУ ГПС таким образом, чтобы значение упр.тг.ляэтглх параметров, оптпглльноо в данной проаз-вод<таенной ситуации, на данном шаге управления, но приводило в послодовг?м к увеличению производственных затрат при псмэноняя ito ;; з в о д с т 11 е 1 ш о с и ту ац'ъ i,

?. Гаарг^отаня методика адаптивной подстройка наркзтров С7

ШС К ГСЖСНЯНцОЗСЛ ПрОПЗВОДСТВРННОЙ СПТуаЦДЯ, ПрОДПОЛ-ТГГГГЛЯ Г'.1ГЯЛ-

н'нпо а'-'го;.ТлТi]:>::pot= глпизх грсцодур нлг.сспфпк.'и!.!"! :тропз-

tc-rrvJ:i;:;>: с,:ту.-:и:Л в ГЛ1, пэтолонал сусзстееиггпс гла--:о(..;? vnpee«

• •:. ; -'у ":'vpr>a лялкггсаоЗ подотвоГ.гя япрег.'лгров СУ Г..'С :: ;;з~

V;

меняющейся производственной ситуации.

8. Автоматизированная процедура классификации производственных ситуаций, разработанная на базе алгоритма случайного поиска с адаптацией , позволила выделить интервалы изменения плана изготовления деталей и обеспеченности ГАУ заготовками, в пределах которых не происходит значительного увеличения производственных затрат.

9. В целях создания системы иУ 1БС с адаптивны;.® свойствами имитационная модель функционирования ГАУ. была сделана самообучающейся, то есть способной на основе анализа секущей информации о внешних воздействиях и состоянии производственного процесса принимать решения по корректировке значений разшров партий деталей, групповых комплектов инструмента и страховых заделов заготовок с тем, чтобы не допустить впоследствии увеличения производственных затрат.

10. Результаты работы комплекса автоматизированных процедур адаптации параметров СУ ШС по казаки, что с течением времени в ходе адаптивного управления наблвд&ится тенденция к снижению среднего уровня производственных затрат не ГАУ, что подтверждает целесообразность использования адаптивного подхода к определению основных параметров 0У ШС.

Основное содержание диссертации изложено в следующих работах: • • I. Тарарой И.Ю. Диагностика состояния объекта в процессе управления гибкой производственной системой— В сб.: Автоматизация контроля качества в машиностроении, Ростов-на-Дону: РИСХМ.19Ш.-С.1&-2Б.

2. Неелова Н.Б., Тарарей И.Ю. Разработка комплекса имитационных моделей для исследования организационного обеспечения системы управления ГАУ шханообрас'откн на база ПЭВМ // Тез.докл.Всосоюз. кокф."Состоянье и перспектлш развития П1С механообработки в условиях хозрасчета и самофиш-лсирования".- Ижевск, 1989.- С.25.

3. Дуболазов В.А., Тарарей И.». Применение мотодов имитации и адаптации в расчетах основных параметров производственного процесса в ШС // покл.Бсесоюз.науч.конф."Управление эффективностью производства с применением экономико-математических мотодов к АСУ".-

Косква, 198Э.- С.35.

4. Тарарей И.О. Разработка адаптивной скстома управления заделами в ГПС // Тез.докл. Всосоюз.научно-практ.конф. "Информатизация общества- региональный аспект". - СЕордловск, 1390 .-С.48-43.

5. Тарарей И.К). Разработка систем! уг-авления материальными ресурсами в ГПС с элементами искусственного интеллекта // Тез. докл. Всесоюз. научно-практ. семинара ";1нтеллектуальное программное обеспечение ЭВМ", ч.2.-Ростов-на-Дону, 1590.- С.80-81.

: мпглс.но - ( </

Тира.-: 100 Госплчтго

V '

-.го ?Э