Разработка экономико-математических моделей оперативно-календарного планирования в единичном и мелкосерийном производстве тема диссертации по экономике, полный текст автореферата

Автореферат диссертации по теме "Разработка экономико-математических моделей оперативно-календарного планирования в единичном и мелкосерийном производстве"

АКАДЕМИЯ НАУК УЗБЕКСКОЙ ССР УЗБЕКСКОЕ НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННОЕ ОБЪЕДИНЕНИЕ „КИБЕРНЕТИКА"

На правах рукописи

АГАБЕКЯН Светлана Гарниковна

УДК 330.115:658.522

Разработка экономико-математических моделей оперативно-календарного планирования в единичном и мелкосерийном производстве

Сиециальность 08.00.13 — Математические методы и применение вычислительной техники в экономических исследованиях, планировании и управлении народным хозяйством и его отраслями

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата экономических наук

Ташкент — 1988

Работа выполнена в Институте кибернетики с ВЦ УзНПО "Кибернетика" АН УзССР

Научные руководители - доктор экономических наук,профессор

' ЗВДИДЛАЕВ Н.С.

кандидат экономических наук СЕРВДОВ A.B.

Официальные оппоненты - доктор экономических наук

КАМИЯОВ Ш.М.

кандидат экономических наук БЕКМИРЗЛЕВ Б.

Ведущая организация - Центральный экономико-математический

институт АН СССР

Защита состоится "30 " jogg г> в час< на

заседании специализированного Совета К 015.12.02 по присуждению ученой степени кандидата нарт в Узбекском научно-производственном объединении "Кибернетика" АН УзССР по адресу: 700125, Ташкент, 125, ул. Ф.Ходжаева, 34.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке УзНПО "Кибернетика" АН УзССР,

Автореферат разослан " ЗО" „¿¿¿btf J988 г.

Ученый секретарь__,

специализированного Совета кандидат -экономических наук.

ЁЁ^М.БЕРКИНОВ

- з -

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

I д■•е.: АютаД1 ность теми. На ХХУП съезде КПСС подчеркивалось,

что главным средством интенсификации является, развитие научно-технического прогресса, коренное преобразование производительных сил общества. Причем'речь идет'о глубокой'реконструкции народного хозяйства на основе новейпшх достижений науки и техники, о прорывах на авангардных их направлениях, перестройке хозяйственного механизма, системы управления.

Широкое внедрение достижений научно-технического прогресса в хозяйственную практику предполагает переход на современные экономико-математические методы с использованием вычислительной техники. Это требование становится еще более актуальным в условиях всевозрастающей сложности, многоуровневого характера промышленного предприятия, что приводит зачастую к затруднениям при принятии управленческих решений. Особенно важно при этом совершенствовать научный уровень обоснования плановых решений в низших звеньях хозяйственной системы на предприятиях и'их отдельных подразделениях (цехах,, участках, рабочих местах) в соответствии с новыми условиями развития экономики. Одной из трудных задач оперативного управления предприятием является составление оптимальных календарных план-графиков выпуска изделий и выполнение работ по отдельным.отрезкам времени (месяцам, декадам, ¿суткам, сменам, часам). Очень сложно решить эту задачу на промышленных предприятиях единичного и мелкосерийного типов, так как отличительными особенностями этих предприятий являются многономенклатурпость выпускаемой продукции,, частая сменяемость создаваемых изделий л практическое отсутствие партий при выпуске. последних, сложность и многооперационность технологических маршрутов обработки изделий в процессе их создания. В связи с этил разработка экономико-математических моделей оперативно-календарного планирования на промышленных предприятиях единичного и мелкосерийного типов является актуальной научной задачей, решение которой способствует повышению эффективности производства, улучшению организации труда и повышению производительности последнего.

Цель и задачи исследования. Основной целью настоящей •диссертационной работы-является усовершенствование оперативно-календарного планирования в единичном и мелкосерийном производстве на основе имитационного моделирования.

В соответствии с поставленной целью определились следующие основные задачи исследования:

- проанализировать к определить основные задачи оперативно-календарного планирования в единичном и мелкосерийном производстве; •

- выполнить обзор существующих экономико-математических моделей и определить роль и место имитационного моделирования в задачах планирования и управления производством;

- разработать состав, структуру, а также детализированную блок-схему имитационной модели процесса функционирования многономенклатурного участка единичного и мелкосерийного типа;

- осуществить постановку й алгоритмизировать задачу многокритериальной оптимизация производственной системы на основе имитационного моделирования;

- разработать блоки имитационной модели, относящиеся к реализации различных управляющих воздействий на ход производства;

- разработать алгоритм оптимизации производства по стоимости для частного, ванного в производственном отношении случая комплекса операций в единичном и мелкосерийном производстве;

- довести разработанный модалирушшй алгоритм до программы на ЭВМ;

- осуществить-экспериментальное внедрение полученных теоретических результатов в практику оперативно-календарного планирования на нескольких производственных участках единичного

и мелкосерийного типа.

Объект, исследования. В качестве объекта исследования рассматривается многономенклатурный участок (цех) ремонтного предприятия единичного и мелкосерийного типов. Производимые .не участке изделия характеризуются наличием различных ыногоопера-ционншс технологических маршрутов, выполняемых на ограниченное

числе единиц оборудования. При этом каэдая из входящих в любой технологический маршрут операций может быть реализована лишь на определенном виде оборудования.

Методология исследования. Теоретической и методологической основой диссертационной работы являются труди классиков марксизма-ленинизма, материалы съездов КПСС и КП Узбекистана и пленумов ЦК КПСС и-ЦК КП Узбекистана, а также постановления ЦК КПСС и Совета Министров СССР по вопроса!,! усовершенствования планирования и управления промышленными предприятиями и объединениями. В процессе выполнения отдельных разделов работы в качестве..аппарата, исследования были использованы модели и методы теории оптимизации и статистического моделирования, экономико-математические модели объемно-календарного и оперативно-календарного планирования промышленных предприятий, модели исследований операций.

На защиту выносятся следующие положения:

- имитационная модель, содержащая блок-имитатор, основанный на использовании детерминированных либо рандомизированных эвристических правил предпочтения, и блок-оптимизатор, осуществляющий многокритериатьную оптимизацию;

- новый аналитико-эвристический алгоритм оптимизацш производственной системы по критерию суммарной'стоимости выполненных операций.

Научная новизна. В диссертации разработана имитационная модель® сочетающая наличие как блок-кшггатора, так и блока-оптимизатора. Блок-ккитато'р осуществляет проигрывание работы производствениоГг системы наиболее общего вида с одновременным построением календдрнох'о план-графика запуска обрабатываемых • изделий на рабочие места. Блок-оптимизатор осуществляет многокритериальную оптимизацию на основе введенного обобщенного упраадяшего воздействия. Разработан новый эвристический алгоритм оптимизации нроизводствешной системы по критерию суммарной стоимости выполненных операций.

Практическая ценность и внедтжнио результатов исследования. Полученные я дассерт&чии результаты позволяют осуществить построении, оптимального или близкого к последнему календарного

йлан-графика запуска обрабатываемых изделий на рабочие места. Тем самым уменьшается общий технологический цикл изготовления комплекса изделий на участке (цехе) единичного и мелкосерийного типа, а также улучшается рад других характеристик производства. Результаты диссертации могут быть такке использованы на разрабатывающих предприятиях опытного производства, в ремонтном производстве и на ряде других объектов производственной сферы.

Внедрение теоретических и прикладных результатов диссертационной работы позволит усовершенствовать оперативно-календарное планирование для широкого класса производственных систем, что приведет к ускорению оборачиваемости оборотных средств, снижению их уровня, повышению производительности труда, экономии фонда заработной платы.

Разработанные в диссертации экономико-математические модели и методы оперативно-календарного планирования в 1987. году переданы на внедрение в СП "Центразэнергоремонт", являкхце-еся объектом с мелкосерийным типом производства. В настоящее время положительный опыт исследований принят руководством предприятия для внедрения в цехе РТЭО.

Апробация работы и публикации. Основные положения диссертационной работы обсуждались на научных семинарах ордена Трудового Красного Знамени Института кибернетики с ВЦ НПО '•Кибернетика" АН УзССР (1986, 1987 гг.), на П-й областной научно-практической .конференции молодых ученых и специалистов, посвященной ХХУП съезду КПСС. (1986 г.). По результатам выполненных исследований опубликовано 4 работы общим объемом 2 п.л

Логика и структура диссертационной работы обусловлены решением поставленных в ней задач и целей. Диссертация состоит из введения, 3-х глав, заключения и выводов, списка испол: зованной литературы и приложений.

Во введении обоснована актуальность работы, определены цели и задачи исследования, кратко охарактеризованы основные защищаемые положения.

В первой главе - "Место экономико-математических моделе в системе планирования и управления производством" - рассмот

рены и проанализированы основные принципы построения экономико-математических моделей оптимального управления производством. Определены основные задачи объемно-календарного и Оперативно-календарного планирования для предприятий с единичным и мелкосерийным'характером производства, приведен обзор экономико-математических моделей и методов реализации этих задач. Представлено формализованное описание объекта исследования, а также обоснованы и определены основные направления исследования.

Во второй главе диссертации - "Построение экономико-математической имитационной модели производственной системы единичного и мелкосерийного типа" - определены роль и место имитационного моделирования в системе планирования и управления единичным и мелкосерийным производством. Осуществлено построение универсальной имитационной модели (по существенным состояниям), имитирующей процесс последовательной обработки' изделий на рабочих местах и формирующей календарный план-график загрузки оборудования. Модель .адекватно имитирует работу многономенклатурного цеха (цикла) единичного.и мелкосерийного производства с различными технологическими маршрутами изготовления изделий.

Третья глава диссертации - "Использование имитационного моделирования дм усовершенствования планирования и управления производством" - посвящена постановке и алгоритмизации задач оптимального управления производством на основе имитационного моделирования. Построена экономико-математическая модель многокритериальной оптимизации путем введения понятия обобщенного управляющего воздействия." Осуществлена разработка' эвристического алгоритма оптимизации одного из классов произ-водстж-нной системы единичного и мелкосерийного типа по стоимости.

Последки:} параграф главы посвящен экспериментальному внедрению моделей и методов оперативно-календарного планирования на СП "Иеитразэнергоремопт". Проведен анализ полученных результатов наряду а оценкой экономической, эффективности.

С заключения сУ.-ормулнроланн осношше выводы и рекомендации, лсг;по-?га шлопежео ::з пройденного г.с^лсг.ов^лтя.'

В приложении к диссертации отображены результаты проведенных на ЭВМ расчетов оптимальных календарных план-графиков, реализованных на алгоритмическом языке "ФОРТРАН" для ЭВМ ЕС-1033.

Диссертация изложена на 149 страницах машинописного текста и дополняется списком использованной литературы из 104 наименований.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТУ ВЫПОЛНЕННОГО ИССЛЕДОВАНИЯ

Предприятия'единичного и мелкосерийного производства характеризуются, как правило, многономенклатурностью выпускаемых изделий и применяемого технологического оборудования, а также сложностью коопирации между предприятиями. В процессе создания нового изделия обрабатываемые детали обычно проходят сложный технологический маршрут, причем в ряде случаев продолжительность выполнения отдельных операций носит случайный характер.

Проведенный в процессе обзора сравнительный анализ существующих экономико-математических моделей и методов оперативно-календарного планирования позволяет сделать следующие выводы. В настоящее время единственным эффективным орудием анализа и синтеза производственных систем единичного и мелкосерийного типа является имитационное моделирование, которое охватывает как процессы основной деятельности, так и процессы управления. .

Одной из основных задач диссертационной работы является моделирование целенаправленной деятельности предприятий■единичного и мелкосерийного типов. Модель охватывает контур оперативного управления и призвана имитировать процесс построения календарных планов и корректировки последних в процессе изменения производственных ситуаций. Формализованное описание имитационной производственной системы имеет следующий вид.

Предполагается, что система содержит различных групп оборудования и I -ая по счету группа ( 1 ^ £ 6 Э! ) содер-

жит однотипных рабочих мест (станки, аппараты и др.). За плановый период времени предприятию (цеху, участку) единичного либо мелкосерийного типа необходимо изготовить Д1 изделии, которые могут отличаться по операционному технологическому маршруту. Примем, что для I -го ( I £ ( ^ Л ) по счету изделия технологическая цепь состоит из И^ звеньев, то есть из 2 Н^ чисел. Заметим, что два или более тождественных звеньев одной и той же технологической цепи могут осуществляться на одной и той яе груше оборудования £ (разумеется, время реализации различных операций на 1 -ой группе может различаться), поскольку в процессе изготовления изделия могут быть возвраты типа "петли" в целях испытания, "доводки", проверки качества ремонта и др. Количество повторяющихся в процессе реализации одного и того же технологического.маршрута групп оборудования также может быть больше одного.

Таким образом, исследуемая производственная система пред-ставляетсссбой с тошен зрения экономико-математической модели сложный, многомаршрутный объект, который необходимо оптимизировать. Для разработанной модели основным критерием оптимизации является минимизация общего времени выполнения всех операций для всех изделий, хотя могут существовать и другие критерии.

Для того, чтобы решить поставленную задачу, необходимо уметь строить календарный план-график пооперационного запуска изделий по группам. Иными словами, необходимо для каждого {. -го по счету изготовляемого изделия построить моменты времени '{.ц,^^,...., запуска изделия на операции, соответствующие звеньям его технологической цепи, В этом случае общее время окончания выпуска всех изделий будет равно времени окончания последней из операций для последнего изделия.

Время по переналадке рабочих мест (при подготовке к изготовлению очередного изделия), а также время, идущее на перемещение изделия от одного рабочего места к другому, пригашается равным пули. 13 ток случае, когда на одно и то же рабочее место претендует несколько изделий, возникают "конфликтные" ситуации, которые необходимо уметь рожать. Б настоящее время разработан ряд классических правил разрешения конфликтов, которые

связаны с вычислением так называемых показателей приоритетов. То изделие, приоритетный показатель которого выше, чем у остальных, направляется первым на рабочее место.

Разработанная имитационная модель имитирует изменения, происходящие в реальном производственном объекте единичного и мелкосерийного типов. Функционирование модели происходит во времени, причем передача информации от блока к блоку в масштабе модельного времени происходит мгновенно.

В настоящей имитационной модели реализован принцип "по особым состояниям". Именно в момент особого состояния происходит просмотр функционирующей системы и изменение ее структуры (а следовательно, и структуры модели). Моментом особого состояния считается окончание очередной операции на одном из рабочих мест производственной системы,

В процессе функционирования имитационной модели используются следующие массивы:

а) массив Л технологической матрицы, состоящей из М. строк и М столбцов. Каждый элемент технологической матрицы состоит из пары чисел (номер группы оборудования I , выполняющего очередную по счету производственную операцию; время выполнения операции). Заметим, что к: , то есть

и ид

равно длине наибольшего из звеньев технологической цепи Разумеется, ряд элементов технологической матрица будет заполнен нулями;

б) массив Б - массив работающих рабочих мест. Каждый элемент массива состоит из: двух чисел: I) шифра изделия (детали) , которое проходит соответствующую операцию и 2) времени

окончания этой операции. Объем массива конечен и не превышант

£ ;

в) аассив В - массив очередей. Массив очередей состоит

из подмассивов, число которых.равно количеству различных групп оборудования ££ . Каждый I -ый по счету (1^1 6 X ) подмассив состоит из "шапки" - трех чисел:

1. номера группы оборудования I ;

2. количества работающих в момент обращения к массиву

рабочих мест из общего числа £ Х^)

3) количества простаивающих рабочих мест разумеет-

ся, имеет место равенство Х^ г + . Вслед за "шап-

кой" следует конечное множество изготовляемых изделий (деталей), находящихся в очереди к данной группа оборудования. Элемент очереди кодируется двумя числами: I) шифр изделия (детали) и 2) время, необходимое для его обработки на данной группе оборудования. Число элементов в очереди не превышает Л .

. Последний из используемых массивов - массив Г - выполняет функции массива назначений и фактически формирует матрицу календарных планов. Он состоит из трех чисел, первое из которых обозначает шифр изготовляемого изделия (детали), второе -номер группы оборудования, на одно из рабочих мест которого направляется изделие, (деталь), и третье - время направления .и операцию.

Работа моделирующего алгоритма сводится к циклическому аросмотру всех изготовляемых изделий, имитации запуска пос-гедних на рабочие места в соответствии с технологическими маршрутами, а также моделированию управляющих воздействий дис-ютчера цеха или участка в процессе разрешения описанных выше «шфдиктных ситуаций. В случае ввода в модель случайных ха-зактеристик добавляются блоки многократной имитации работы си-¡темн с последующей статистической обработкой результатов моделирования. При этом имитационная модель претерпевает известие изменения. Так, в технологической матрице (массив А) каж-;ая вторая компонента элемента состоит не из одного числа, а • 13 показателей, характеризующих закон распределения продолжи-•ельности операции, а также параметры этого закона. В этом лучае при постановке изделия на рабочее место происходит мо-.елирование продолжительности соответствующей операции с за-.исыо в массив Б. Разумеется, меняется и структура массива В, :оскольку 'каждый стоящий в очереди элемент характеризуется еперь набором вероятностных характеристик.

Добавляется новый массив Д - массив очередей на возоб-овление обслуживания. В атот массив входят все изделия, опе-ации над которыми быт прерваны из-за выхода из строя рабо-пх мест. В массиве Д изделия находятся в течение времени

ремонта и восстановления их рабочих мест. Вводится специальный блок моделирования случайных моментов отказов и поломок рабочих мест.

Помимо введения в модель случайных характеристик как со стороны внешней среда, так и внутреннего характера, в процессе имитационного моделирования не бходимо решить и ряд других задач. К ним, в первую очередь, относятся вопросы усовершенствования работы производственной системы на основе имитационной модели. С этой целью в состав модели, наряду с блоками собственно имитации, следует ввести и блоки оптимизации.

Предположим, что в процессе работы производственной системы можно определить несколько критериев оптимизации - К^ , К

. Поскольку невозможно осуществить одновременную оптимизацию системы по каждому из критериев, следует применить несколько альтернативных подходов. Согласно первому из них, . следует сначала проранжировать критерии в порядке уменьшения их важности и значимости. Пусть такого рода вариационный ряд -суть [К?] , ^ 6 ? ~ ^ » причем без ограничения общности примем в качество наиболее значимого критерия, а критерий }Ц - в качестве наименее значимого.

Процесс оптимизации осуществляется последовательно, со-, гласно следующей методике. Примем без ограничения общности, что все критерии оптимизируются по максимуму. Сначала система оптимизируется но первому критерию и фиксируется искомая оптимальная точка пространства решений 3 , которая обозначается 11* . Определяется = К., (Ч'Л-

^ 1 * <г* ' ■ я .,;(0кГ! »

прсле чего фиксируется допустимое снизу значение д. ^ - £.1 )

где £. £ > 0 - заранее принятое допустшое отклонение по критерию . В дальнейшем осуществляется оптимизация по критерию Кг в подпространстве 3 с В , определяемом ограничением ~ £'£ • Обозначив полученную на этом этапе оптимальную точку символом , для которой имеет место равенство. Ка ) = -111113) Кг С Ю» 11 определив значение Кг г ( £г > 0 --допустимое отклонение рлп критерия Хг • на последувдем этапе.оптимизации по критЬрш К^ осуществляется нахождение ^ в подпространстве 3)"с Э' • Элементы подпространства ■ характеризуются

выполнением ограничений Х^ ( 3 1 Х^ ) ~ 11 Ка ( >/ Хг ( У ~ • а дальнейшем осуществляется очередной этап оптимизации по следующему критерию К. и т.д.

■ V 4

вплоть до наименее значимого критерия ]ц .

Процедура многокритериальной оптимизации допускает и принципиально иной подход, для которого вместо ранжированной последовательности критериев Х^ , ...» Х^ строится

эбобщенгшй критерий Х - Д ^р X} » гДе ~ взвешенные

коэффициенты важности и значимости критериев Хр , 2 ?? г 1 .

Три этом процесс оптш,газации сводится к нахождению такой оптимальной многомерной вектор-точки , для которой имеет место равенство

1

■ К(Н = кйО! .Ш)МКЛ0! 1 д Х2 с Ъ) (I)

В диссертации рассматривается и формулируется понятие многомерного пространства решений. Предполагается, что в процессе работы системы существует два конечных множества орга-шзационно-экономических управляющих воздействий [А;.] и [

1 £ Ы. , 1 ^ ] < К . Воздействия могут быть реализованы в.процессе работы системы однократно, управляющие воздействия ]э| реализуются многократно. Например, к управляющим юздействиям такого рода могут быть отнесены правила предпочтения (детерминированные либо рандомизированные), которые ис-юльзуются периодически в случае возникновения конфликтных мтуаций при очередях изделий к одному и тому же станку. Приме->ами управляющих воздействий класса могут являться:

а) изменение сменности работы системы;

б) изменение приданных системе ресурсов (количество стан-;ов, рабочих и др.);

в) введение заранее устанавливаемых приоритетов на изго-'озляеаые изделия и др.

Организационно-технические мероприятия, относящиеся к юрвоку классу, не носят альтернативного характера,' тогда как ирааяявдие воздействия { носят взаимоисключающий харак-•ер (в любой момент времени 1 в случае возникновения кон{-

ликтной ситуации можно применять только^ одно из правил .предпочтения).

В дальнейшем строится пространство решений с размерностью *к * К вида (д^, > Л).гле ^ Л * суть детерминированные величины, принимающие значения нуль либо единица, , 1 ^ < к лежат в диапазоне 0 и удовлетворяют значению: ? ^ = £ . Каждая из точек пространства решений формирует обобщенное управляющее воздействие

^ Х1 4 . .. . 4 01и1 \

(2)

Компонента ^ представляет собой набор воздействий , некоторые из которых могут и не иметь места. Компонента представляет собой адаптационное воздействие правил предпочтения. Это означает, что при возникновении каждой из очередных конфликтных ситуаций с вероятностью ^ обращаемся к правилу предпочтения о , с вероятностью ^ - к правилу и т.д.

Применяемая в работе идея основана на истинности утверждения о том, что. для ряда правил предпочтения их случайная взвешенная комбинация может стать более эффективной, нежели каждое из правил в отдельности.

В диссертации алгоритмирована задача многокритериальной оптимизации.в пространстве обобщенных управляющих воздействий как для случая ранжировки критериев, так и для случая построения взвешенного критерия (I). В качестве метода'оптимизации использована комбинация метода Монте-Карло и эвристических процедур. •

В качестве критериев оптимизации работы системы могут быть использованы:

а) критерий минимизации общего времени завершения изготовления всех изделий за плановый период времени (смена, сути работы производственной системы (определяется в процессе работы имитационной модели);

б) критерий ккнгютзашп! суммарного простоя оборудования (рабочих мест) в плановый период времени *Д,;

•н 2 ^ £

Ц (Х^ - ТI ) , где - суммарное время

работы на 1-ом виде оборудования (станке, агрегате) для всех Н изготовляемых системой изделий;

в) критерий минимизации суммарного непроизводственного пролеяивания изделий в очередях к рабочим местам в плановый период времени Х3;

♦V

Х5 ~ Ц ( Х^ - | ) » гда ■ Ц ] ~ дайна технологического маршрута цикла изготовления I -го по счету изделия;

г) критерий минимизации стоимости выполнения всех операций по изготовлению изделий и ряд других критериев.

Критерий 1ц представляется особенно важным, поскольку оказывает непосредственное влияние на формирование себестоимости выпускаемых изделий. Осуществлять оптимизацию по этому критерию можно, лишь в том случае, когда технологические маршруты изготовления изделий носят альтернативный характер в том смысле, что один и тот же маршрут может быть реализован на различном оборудовании с различной стоимостью работы последнего. В диссертации рассмотрен пажный в производственном отношении частный случай оптимизации производственной системы мелкосерийного типа.. Предполагается, что необходимо изготовить Н изделий на участке, оснащенном V«. .универсальными станками. Последнее означает, что каедое из изделий может быть от начала до конца обработано на любом из станков, причем последние отличаются различной производительностью. Стоимость единицы проработанного каядым из станков времени также различна и равна, соответственно, С ^ , С 2 , ... .,04н .

Таким образом, технологическая матрица || )| тлеет следующий вид.. Число строк п матрице равно числу универсальных станков Км , а число столбцов - количеству подлежащих изготовлению изделий. Каждой элемент матрицы | [ •. | определяет время изготовления ] -го ( 1 < | < к ) по счету изделия на

I -м (1 £ ( ¿4«.) п° счету станка. При этом считается, что все изделия проранжировани в порядке возрастания сложности а трудоемкости операций по их изготовлению, а станки - в порядке изменения производительности, начиная с высшего и кончая

низшим уровнем производительности. Иными словами, имеют место неравенства

| ¿1 • I . . с I .

- ¿-I | ' "

Требуется осуществить оптимальное распределение изделий по -станкам по критерию суммарной минимальной стошости работы оборудования и при ограничении на директивный срок изготовления всех изделий

Разработанный в диссертации алгоритм решения задачи основан на использовании эвристических процедур и сводится к следующему.

Сначала выбирается такой станок, который выполняет весь объем операций по,изготовлению всех изделий по наиболее дешевой суммарной стоимости. После выявления такого наиболее'¡дешевого" станка последний предельно -загружается, после чего выбирается следующий по минимуму стошости Для оставшихся изделий станок и т.д. Разумеется, такого рода распределение загрузки происходит в-итеративном "цикле, причем термин "предельно загружается" означает, что'суммарное время загрузки не должно превышать предельного срока

Такого рода эвристический алгоритм осуществляет построение ква.зиоптимальннх планов, которые при реализации практи- . ческих задач, большой размерности близки к оптимальным.

Разработанная в диссертации методика оперативно-календарного планирования была внедрена на специализированном предприятии "Центразэнергоремонт", которое относится к производственны!«! системам мелкосерийного типа..

Анализируя деятельность предприятия в делом и. перспективы. его развития, мы пришли к выводу, что одной из основных задач, стоящих перед предприятием, является усовершенствование методов планирования и управления, причем особое значение для мучая ремонтных работ, имеет сменно-суточное планирование, которое до сих пор не получило па данном производстве должного развития»

Разработанные медали и методы емошю-суточпого планирования прошли апробап,"« па ирнпари одного из типовых ремопню-•мехаштоских цехов пг ^дгл'ляп1,/- цох по ремонту транспорта-

бельного энергооборудования. В ходе экспериментального внедрения были отработаны методы построения календарных план-графиков в сменно-суточном планировании.

Типовой технологический комплекс одновременной обработки нескольких изделий с пересекающимися маршрутами реализо*-вывался раньше не менее чем за 68-70 часов. Использование разработанной методики позволило уменьшить продолжитшшюсть технологического цшела порядка на 15$.

При сокращении производственного цикла в среднем даже на 10? по данным планово-экономического отдела цеха, годовая экономия только по фонду заработной платы составит в масштабе одного цеха 65.410 руб.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ВЦВОДЦ

Проведенные исследования позволяют сделать следующие вывода :

I. Единичное и мелкосерийное производство характеризуется многономенклатурностью выпускаемо!! продукции, мал им объемом партий изготовляемых изделий, наличием сложных многоо-перационних технологически: маршрутов, причем различным изделиям, как правило, отвечают различные технологические маршруты. Вследствие этого предприятия единичного и мелкосерийного типа с точки зрения организации управления относятся к наиболее сложным производственным системам.

2.. Разработка новых, более прогрессивных форм планирования и организации единичного и мелкосерийного производства должна в первую очередь идти по пути усовершенствования экономико-математических моделей и методов оперативно-календарного планирования. Среди последних особое место занимают модели построения календарных план-графиков работы оборудования и запуска обрабатываемых изделий на рабочие места в процессе прохождения технологического маршрута.

3. Проведенный в диссертации анализ существующих моделей и методов оперативно-календарного планирования позволяет сделать вывод, что наиболее эффективным инструментарием анализа и синтеза единичного и мелкосерийного производства на уровне цеха (участка) является имитационное моделирование. Нсиользо-

вание принципа иг,штанин позволяет не только осуществить проверку эффективности того или иного организационно-технического мероприятия.без проведения натурного эксперимента, но и оптимизировать работу производственной системы путем введения одного или системы критериев.

4. В современном единичном и мелкосерийном производстве на уровне цеха или участка существует несколько различных, хотя и близких по■значимости критериев функционирования по времени и стоимости, каждый из которых характеризует определенный аспект качества и эффективности работы объекта. В связи с этим можно сделать вывод о целесообразности использования принципа многокритериальной оптимизация.

5. В.диссертации осуществлено построение комплексной имитационной модели, основанной на использовании детерминированных либо рандомизированных эвристических.правил предпочтения и осуществляющей имитацию последовательности реализации, составляющих технологические маршруты операций. Такого рода модель в основном, предназначена для- оценки различных управляющих воздействий на уровне цеха или участка единичного и мелкосерийного производства.

6. Разработанная имитационная модель может быть использована при проигрывании различных производственных ситуаций, для достаточно широкого класса производственных систем. Модель допускает ввод в систему различных.случайных воздействий, обстоятельств и помех. . При этом могут учитываться и случайные сбои в работе оборудования.

7. Разработанная имитационная модель тлеет в своем сое-, таве блок-оптимизатор. Последний осуществляет многокритериальную оптимизацию на основе введения специальным образом построенного многомерного пространства управляющих воздействий и реализации поиска оптимального решения в этом пространстве. В качестве аппарата оптимизации используются статистические методы, ненаправленного поиска в сочетании с эвристическими процедурами.

8. Осуществлено построение аналитико-эвристичсского алгоритма оптимизации комплекса элементарных операций на участке. единичного и мелкосерийного производства по стоимости.

Алгоритм монет быть использовал в задачах оперативно-календарного планирования для сравнительно небольших по объему производственных систем, имеющих'в своем составе универсальное оборудование.

9. Полученные в диссертационной работе теоретические результаты могут быть использованы при анализе и синтезе весьма широкого класса производственных систем. Так, разработанный алгоритм многокритериальной- оптимизации в качестве блока-оптшизатора кокет применяться в задачах оптимального управления не только единичным и мелкосерийным, по и серийным, а танке массовым типами производства. Необходимо лишь в составе блока-имитатора использовать соответствующую имитационную модель. Что касается алгоритма оптимизации комплекса операций по стоимости, то последний монет быть использован в задачах оперативно-календарного планирования серийными производственными системами позаявочного типа.

10. Полученные в диссертации теоретические и прикладные результаты переданы на внедрение в СП "Центраззнергоремокт", Зри этом был достигнут расчетный экономический эффект в суше 65 тыс.руб.

Оснрвные результаты диссертации опубликованы в следующих работах автора:

1. Оптимизация функционирования производственной системы мелкосерийного типа, - В сб,: Вопросы "АСУ. - Ташкент: РИСО АН УзССР, 1985, вып. 39, с. 16-25.

2. Эвристический алгоритм оптимизации технологических процессов по стоимости. Краткие тезисц докладов П-й областной научно-практической конференции молодых ученых и специалистов, посвященной ХХШ съезду КПСС. - Андижан: Изд. Андижанского обкома Компартии Узбекистана, 1986, с. 78-79.

3. Использование имитационного моделирования при многокритериальной оптимизации деятельности производственных систем. Известия АН УзССР (серия технических наук). - Ташкент: Фан, I9S6, 5, с. 14-18 (в соавторстве).

4. Об- одной модели оптимизации комплекса разномаршрутных технологически операций по стоимости. - В сб.: Вопросы РАСУ. - Ташкент: РИСО АН УзССР, 1987, вып. 44, ,с.

УзНИИНТИ Печ.л. 1,0 Тирак 100 PI5678 Заказ 739