СОЗДАНИЕ ГИБКИХ ПРОИЗВОДСТВЕННО-ЛОГИСТИЧЕСКИХ СИСТЕМ

В процессе развития научно-технического прогресса, формирования рынка покупателя, изменения приоритетов в мотивациях потребителей и обострения всех форм конкуренции возрастает динамичность рыночной среды. В то же время, стремясь сохранить преимущества массового производства, но подчиняясь тенденции индивидуализации, предприниматели все более убеждаются в прогрессивности организации производства по типу гибких производственно-логистических систем — ГПЛС (в сфере обращения, услуг, управления — гибких переналаживаемых логистических систем).

Гибкая производственно-логистическая система представляет собой совокупность в разных сочетаниях оборудования с числовым программным управлением, роботизированных технологических комплексов, гибких производственных модулей, отдельных единиц технологического оборудования, систем обеспечения функционирования гибких переналаживаемых систем в автоматическом режиме в течение заданного интервала времени.

Гибкие производственно-логистические системы обладают свойством автоматизированной переналадки в процессе производства продукции произвольной номенклатуры или оказания идентифицированных услуг делового характера. Они позволяют почти полностью исключить ручной труд при погрузочно-разгрузочных и транспортно-складских работах, осуществить переход к малолюдной технологии.

Современная организация производства по типу гибких производственных систем практически невозможна без применения логистических подходов в управлении материальными и информационными потоками. Тенденция создания таких систем прогрессирует очень быстро, поэтому широкое распространение концепции логистики в сфере основного производства является перспективным и однозначным. Модульный принцип функционирования производственных и логистических систем как нельзя более интегрирует две ведущие формы организации производственно-хозяйственной деятельности.

Структурной и материальной основой гибких производственно-логистических систем является гибкий производственный модуль (ГПМ).

ГПМ в производстве — это структурная часть гибкой производственной системы. Он представляет собой определенную единицу технологического оборудования с программным управлением для изготовления продукции произвольной номенклатуры. Модуль может функционировать автономно и автоматически осуществлять все функции, связанные с изготовлением продукции.

ГПМ в логистике — это структурный элемент логистической системы. Как и в предыдущем случае, он представляет собой определенную единицу технологического оборудования гибкой системы транспортно-складской грузопереработки, предназначенной для выполнения произвольного набора транспортно-складских операций, являющихся продолжением процесса производства.

На сегодняшний день известны три основные методологии проектирования гибких производственно-логистических систем. В общем виде их можно описать следующими цепочками:

  • 1. Новое оборудование — новая технология — новая организация производства.
  • 2. Новая технология — новое оборудование — новая организация производства.
  • 3. Новая организация производства — новая технология — новое оборудование.

Наиболее перспективной является последняя цепочка. Попутно отметим, что концепция гибких производственно-логистических систем возникла в связи с осознанием огромных потенциальных возможностей, связанных с системным программным управлением основным и вспомогательным оборудованием; современной организацией информационного обеспечения; новыми технологиями принятия решений, а также повышением роли, индивидуализацией алгоритмов и ужесточением требований к транспортно-перемещающим и складским операциям.

ГПЛС выступают как очень эффективное средство создания производственно-коммерческих систем, сочетающих гибкость мелкосерийного производства с производительностью крупносерийного.

В течение долгого времени повышение производительности достигалось путем жесткой автоматизации технологических процессов и специализации оборудования. В связи с этим противоречие между гибкостью и производительностью было неразрешимым. Появление систем программного управления и логистики как средства управления материальными и информационными потоками сняло многие барьеры. Было доказано, что автоматическое выполнение последовательных действий, обеспечивающих обработку деталей (изготовление продукции) и транспортно-перемещающих работ, может быть реализовано не только административными и аппаратными, но и программными средствами. Это, в свою очередь, означало, что по требованию рынка переход в основном производстве на обработку нового наименования деталей (полуфабрикатов) может быть сведен к информационной перестройке и оперативной коррекции логистического блока операций.

Основным организационно-производственным критерием, которому должны отвечать производственно-логистические системы, является способность поддерживать стабильный уровень выходных характеристик (объема и ритма выпуска, качества и стоимости продукции), т. е. обеспечивать устойчивость производственного процесса при наличии множества различных внешних и внутренних отклоняющих воздействий.

Факторами внешних отклоняющих воздействий по отношению к производственно-логистической системе могут быть:

  • • Обновление ассортимента продукции в соответствии с рыночным спросом.
  • • Конструктивные модификации, влекущие необходимость переналадки и переподготовки производства.
  • • Изменение объемов выпуска продукции, а следовательно, величины материальных потоков, отражающих размеры партии запуска.
  • • Нарушение ритмичности материально-технического обеспечения, в том числе срывы сроков поставки соответствующих заготовок.
  • • Требование диспетчерских подразделений или управленческих структур предприятия о срочном изготовлении отдельных деталей (комплектов деталей) для компенсации отклонений, возникающих на других участках производства, и т. д.

Факторы внутренних отклонений продуцируются нарушениями производственного процесса в самой локальной под- или субсистеме, например:

  • • сбоями или поломками основного и вспомогательного оборудования.
  • • поломками режущего инструмента.
  • • браком продукции.
  • • невыходом на работу исполнителей.
  • • недостаточной квалификацией производственного персонала.
  • • несоблюдением технологической и производственной дисциплины и т. д.

Во многих случаях непрогнозируемые отклонения, хотя и не вызывают остановки производства (работ) в конкретном подразделении, тем не менее могут повлечь за собой серьезные нарушения ритмичности и комплектности изготовления продукции. Иначе говоря, с одной стороны, возможны различные по времени и периодичности простои, а с другой — неоправданный рост запасов в одних смежных подразделениях предприятия при их критическом снижении в других.

Для каждого конкретного производства интенсивность непрогнозируемых отклонений индивидуальна. Она растет с увеличением номенклатуры обрабатываемых деталей, снижением серийности, увеличением коэффициента обновления ассортимента продукции.

Одним из эффективных средств обеспечения устойчивости производственного процесса является гибкость. Аналогичное влияние на уменьшение вероятности нежелательных отклонений оказывают повышение надежности и уровня автоматизации оборудования, систем управления и информационного обеспечения, а также расширение вариантности производства путем технологической унификации.

В процессе организации производства и формирования производственно-логистических подсистем для обеспечения устойчивости соответствующих процессов очень важно разбираться в особенностях гибкости.

Под гибкостью следует понимать способность производственно-логистической системы оперативно адаптироваться к изменению условий функционирования с минимальными затратами и без потерь, а в исключительных случаях — с минимальным снижением производительности.

Выделяют следующие основные виды гибкости производственно-логистических систем.

Гибкость станочной системы (гибкость оборудования). Она отражает длительность и стоимость перехода на изготовление очередного наименования деталей (полуфабрикатов) в пределах закрепленного за производственно-логистической системой ассортимента.

Эта форма гибкости характеризуется двумя основными параметрами:

  • 1. Средней трудоемкостью подготовительно-заключительных работ, производимых на действующем оборудовании.
  • 2. Средней трудоемкостью подготовительно-заключительных работ (сборки-разборки приспособлений, размерной настройки инструмента и т. д.), производимых вне оборудования.

В качестве обобщающего показателя гибкости (перенала- живаемости) станочной системы принято считать количество наименований деталей, изготавливаемых в промежутках между наладками.

Ассортиментная гибкость. Она отражает способность производственно-логистической системы к обновлению продукции. Ее основными характеристиками являются сроки и стоимость подготовки производства нового наименования деталей (полуфабрикатов) или нового комплекса логистических операций.

Показателем ассортиментной гибкости является максимальный коэффициент обновления продукции или комплекса логистических операций, при котором функционирование производственно-логистической системы остается экономически эффективным.

Технологическая гибкость. Это структурная и организационная гибкость, которая отражает способность производственно-логистической системы использовать различные варианты технологического процесса для сглаживания возможных отклонений от предварительно разработанного графика производства. Данный тип гибкости подразделяется:

  • • на маршрутную.
  • • операционную (гибкость оборудования).

Многовариантные транспортно-технологические маршруты необходимы для выравнивания локальных перегрузок, которые возникают на отдельных видах оборудования из-за различных поломок или несогласованных по срокам поставок заготовок. Применение многовариантных транспортно-технологических маршрутов в производственно-логистической системе обусловливает наличие гибкой внутрипроизводственной транспортной подсистемы.

Перераспределение ресурсов оборудования может осуществляться путем:

  • - выполнения отдельных операций на другом оборудовании того же типа;
  • - передачи работ на оборудование другого типа, в результате чего полностью или частично меняются маршруты продвижения материальных и информационных потоков;
  • - изменения алгоритма выполнения операций с сохранением комплекса используемого оборудования.

Выбор варианта транспортно-технологического маршрута и переход с одного варианта на другой в процессе изготовления продукции может осуществляться автоматически тремя способами:

  • 1. Центром управления ГПЛС на основе анализа поступающей информации о текущем состоянии производства. Данный способ является активным.
  • 2. По указанию диспетчера данного подразделения гибкой производственно-логистической системы.
  • 3. В результате действий, предпринимаемых непосредственно наладчиком.

Второй и третий способы соответствуют пассивной технологической гибкости.

Применение многовариантных транспортно-технологических маршрутов в ГПЛС обусловливает наличие гибкой внутрипроизводственной транспортной системы.

Показателем маршрутной гибкости может служить степень понижения производительности производственно-логистической системы при выходе из строя одной единицы оборудования. В лучшем случае она равна или меньше (если в системе предусмотрены избыточные ресурсы) производительности вышедшего из строя оборудования. Однако при этом система должна обеспечить ритмичность выпуска и последовательность выполнения заказов в соответствии с заданными приоритетами.

Гибкость объемов производства. Она проявляется в способности производственно-логистической системы рационально изготавливать детали (полуфабрикаты) при изменении размеров партий запуска.

Основным показателем гибкости объемов производства является минимальный размер партии (материальных потоков), при котором функционирование данной системы остается экономически эффективным.

Следует заметить, что требования к минимальным размерам запуска в разных отраслях различны и могут варьироваться в рамках от нескольких штук (кг, м...) до нескольких тысяч.

Гибкость расширения системы. Иначе ее называют конструктивной гибкостью производственно-логистической системы. Она отражает возможности модулирования данной системы, ее последующего развития (расширения). С помощью конструктивной гибкости происходит объединение нескольких подсистем в единый комплекс.

Показателем конструктивной гибкости является максимальное число единиц оборудования, которое может быть задействовано в гибкой производственно-логистической системе при сохранении основных проектных решений по логистической (транспортно-складской) системе и системе управления.

На сегодняшний день наиболее перспективными с позиции конструктивной гибкости являются сетевые полнодоступные транспортные внутрипроизводственные системы, которые обеспечивают перемещение материального потока между любыми рабочими местами без промежуточных погрузочно-разгрузочных операций.

Менее гибкими в конструктивном отношении являются линейные и кольцевые транспортно-перемещающие системы.

Универсальность системы. Данный вид гибкости характеризуется множеством деталей (полуфабрикатов), которые потенциально могут быть обработаны в ГПЛС.

Универсальность всей производственно-логистической системы зависит от возможностей не только основного оборудования ГПЛС, но и вспомогательного, а также от достигнутого уровня технологии производства и управления. Часто параметры ассортиментной гибкости и универсальности системы совпадают.

Оценкой универсальности системы является прогнозное количество модификаций деталей (полуфабрикатов), которые будут обработаны в гибкой производственно-логистической системе за весь период ее функционирования.

Каждая производственно-логистическая система разрабатывается для удовлетворения потребностей и стратегии конкретного предприятия. Поэтому она является специализированной не только по своему технологическому назначению, но и по всему спектру производственно-хозяйственных задач.

Так, в крупносерийном производстве целью создания гибких производственно-логистических систем, как правило, является стремление обеспечить потенциальные возможности снижения себестоимости и сохранение работоспособности сложной системы при выходе из строя части оборудования.

В среднесерийном производстве — уменьшение размеров партий запуска и комплектное изготовление продукции с целью сокращения объемов незавершенного производства.

В мелкосерийном производстве основной целью является создание оптимальных условий перехода на заранее неизвестные модификации и комплектное изготовление продукции.

При оценке организационной устойчивости элементов производственно-логистической системы применяют показатели оперативной автономности, которые отражают способность каждого элемента поддерживать собственное функционирование без внешнего вмешательства. Имеется в виду оперативность идентификации и оценки возникших ситуаций, принятие и реализация соответствующих решений.

Применение логистической концепции в организации процесса производства позволяет автоматизировать не только основные, но и вспомогательные, в том числе транспортно-пере- мещающие работы. Особенно высокий уровень автоматизации достигается при обработке на оборудовании больших партий деталей (полуфабрикатов) одного типа.

Комплекс работ может включать: доставку деталей (полуфабрикатов) на рабочее место, установку, снятие, проведение соответствующих измерений и корректировку для поддержания заданных параметров в точности и качестве обработки, идентификацию и замену сложного и изношенного инструмента, транспортировку детали (полуфабриката) к следующему рабочему месту.

В то же время для многих предприятий остается проблемой автоматизация подготовительно-заключительных работ при переходе с одного наименования деталей (полуфабрикатов) на другое (смена комплекта режущего и мерильного инструмента, переналадка крепежной оснастки и т. д.).

Уровень оперативной автономности элементов производственно-логистической системы характеризуется следующими показателями:

  • • средней продолжительностью работы в автоматизированном режиме без вмешательства обслуживаемого персонала;
  • • средней продолжительностью обслуживания;
  • • максимальной продолжительностью работы без поступления извне новых потоков (заготовок и инструмента).

Первый и второй показатели позволяют с помощью методов теории массового обслуживания, используемых при нормировании, а также путем имитационного моделирования найти коэффициент занятости рабочего, который рассчитывается как отношение времени занятости к эффективному фонду времени работы оборудования.

Третий показатель определяется трудоемкостью обработки деталей (полуфабрикатов), одновременно подаваемых на оборудование (при автоматической смене деталей — емкостью магазина заготовок) и ресурсом режущего инструмента (наличием подготовленных инструментов-дублеров).

Важнейшей интегрирующей подсистемой логистики в сфере основного производства является автоматизированная транспортно-складская система (АТСС). В сущности, благодаря именно ей обеспечивается функционирование гибких производственно-логистических систем. Она представляет собой комплекс взаимосвязанных автоматизированных транспортных и складских устройств для погрузки, разгрузки, укладки, хранения, транспортировки, временного накопления и предметов труда, инструментов и технологической оснастки.

Система управления АТСС (СУ АТСС) состоит из двух уровней:

  • 1. Нижний уровень, который выполняет функции непосредственного управления исполнительными механизмами АТСС.
  • 2. Верхний уровень, который координирует работу исполнительных механизмов, поддерживает информационную модель функционирующей АТСС и обеспечивает взаимодействие системы управления АТСС с другими подсистемами гибкой производственно-логистической системы.

Координация работы исполнительных механизмов включает:

  • • Синхронизацию алгоритма выполняемых действий. Например, подачу грузоносителя штабе л ером в выходной порт склада и последующее его перемещение трансманипулятором на рабочее место, в том числе с промежуточной подачей на вспомогательные участки гибкой производственно-логистической системы.
  • • Согласование работы параллельно функционирующих механизмов с целью недопущения сбоев и аварийных ситуаций. Например, выбор путей движения трансманипуляторов, перемещающихся по совмещенным траекториям.
  • • Определение очередности обслуживания заявок с различных рабочих мест и организацию подачи к ним грузоносителей с деталями (полуфабрикатами) и технологической оснасткой в соответствии с программой производства.

Принципиально задача координирования работы исполнительных механизмов АТСС аналогична задачам распределения ресурсов и управления заданиями в современных ЭВМ, поэтому для ее решения можно использовать методы, применяемые в операционных системах ЭВМ.

Управление структурными подразделениями в производственно-логистической системе в процессе их функционирования, как правило, ориентировано на средний уровень детерминированности входных материальных потоков. Центр управления должен стремиться обеспечить устойчивость производственных и логистических процессов при любых внешних и внутренних случайных отклонениях.

Одним из наиболее распространенных организационно-технологических методов обеспечения устойчивости производственных и логистических процессов является повышение оперативности управляющих воздействий. В некоторых гибких производственно-логистических системах организация производственного процесса осуществляется по схеме “склад — станок — склад”. Особенно эффективна данная схема в мелкосерийном производстве. Она позволяет обеспечить возможность асинхронной обработки различных наименований деталей (полуфабрикатов), их оперативную доставку, а также технологической оснастки к любому рабочему месту. Это позволяет в реальном масштабе времени перейти к непрерывному организационному управлению ходом производства, а также материальными и информационными потоками в действующей производственно-логистической системе.

В процессе организации производства важное значение в управлении прозводственно-логистическими операциями имеют ограничения, которые связаны со сроками запуска-выпуска продукции, оперативно назначаемыми центром управления. Однако здесь следует заметить, что, будучи априорно и не всегда обоснованно заданными, сроки выпуска воспринимаются локальными подсистемами организационного управления как подлежащие обязательному выполнению. Такая ситуация может резко снизить возможности оптимизации по другим организационным и технологическим критериям. Поэтому вместо сроков целесообразнее регламентировать приоритеты, т. е. частично упорядоченную последовательность изготовления комплектов деталей (полуфабрикатов), дав возможность персоналу их оперативно при необходимости изменять. Более всего на практике распространена элементарная система приоритетов, легко усваиваемая персоналом: нормальное, срочное и аварийное изготовление деталей (полуфабрикатов). По своему характеру приоритеты могут быть:

  • • абсолютными;
  • • относительными.

При выборе абсолютных приоритетов изготовление деталей низшего класса срочности допускается только после завершения всех работ по деталям более высокого класса срочности.

При относительных приоритетах эта последовательность может быть нарушена, однако при условии, что ее соблюдение не влечет за собой потери в производительности, превышающие заранее установленную пороговую величину. Необходимо иметь в виду, что приоритет должен устанавливаться не для отдельных наименований деталей (полуфабрикатов), а для комплектов. Единственным обоснованным исключением может быть требование срочного изготовления детали (полуфабриката) для компенсации бракованных изделий.

Следует напомнить, что основным назначением логистики в процессе производства является рационализация управления материальными, информационными и иными потоками при минимальных затратах. Рационализация в ходе управления потоковыми процессами осуществляется путем разработки, отбора и реализации многовариантной технологической маршрутизации.

Многовариантные (сетевые) транспортно-технологические маршруты наиболее эффективны в гибких производственнологистических системах широкого назначения. Данные системы располагают несколькими видами оборудования с частично совпадающими технологическими возможностями. В процессе управления материальными потоками при выборе маршрутной технологии руководствуются целью выравнивания загрузки оборудования в пределах производственной программы за определенный временной период (год, квартал, месяц).

В то же время в мелкосерийном производстве с помощью этого подхода очень трудно обеспечить равномерную текущую загрузку оборудования, в связи с тем что в момент проведения технологической подготовки производства точные сроки запуска-выпуска изготавливаемой продукции и отдельных деталей не всегда известны. К тому же эти сроки часто корректируются под влиянием множества внутренних и внешних факторов.

В случае, когда в течение определенного времени производится несколько запусков одних и тех же деталей, задача балансировки производственной программы без применения вариантности транспортно-технологических процессов значительно усложняется.

Для оборудования с автоматизированной системой управления переход с одной комбинации операций на другую практически всегда означает переподготовку управляющей программы (УП). Если необходимость переподготовки выявляется после запуска деталей в производство, это влечет за собой удлинение цикла изготовления деталей и дополнительные простои оборудования по организационно-техническим причинам.

Поэтому является целесообразным при технологической и логистической переподготовке процессов производства серийных деталей сразу разработать несколько вариантов управляющих программ. Это обеспечит гибкой производственно-логистической системе возможность оперативного маневра имеющимися ресурсами. Установлено, что одновременная подготовка нескольких вариантов управляющих программ, как правило, обходится дешевле и дает более надежные результаты, чем вынужденная подготовка тех же вариантов, но с разрывом во времени.

Наиболее наглядным и удобным для анализа является представление многовариантного транспортно-технологического маршрута в виде ориентированного ациклического графа (сети), в котором каждая вершина соответствует определенной управляющей программе (рис. 9.3).

Маршрут, показанный на рис. 9.3, при каждом запуске управляющей программы реализуется как один из тринадцати одновариантных (линейных) маршрутов, представленных в табл. 9.3.

Таблица 9.3

Варианты линейных маршрутов управляющей программы

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

3

4

4

4

4

3

3

3

3

4

4

4

2

5

5

6

6

6

6

6

6

6

5

5

6

11

7

7

7

8

8

8

7

8

7

8

8

7

9

9

9

9

10

10

9

9

10

10

9

10

11

11

11

11

11

11

11

11

11

11

11

11

В теории графов при анализе сетей, которые имеют несколько входных и выходных вершин, как правило, вводят две дополнительные вершины в качестве источника и стока материальных потоков. Тогда сеть приобретает только один вход и только один выход. В гибких производственно-логистических системах искомые вершины трактуются как управляющие операции запуска в производство (вершина 1) и отгрузки готовой продукции последующему производственному участку, цеху или на склад готовой продукции (вершина 11).

Опыт организации транспортно-технологических процессов в производстве позволяет выделить три основных вида ветвления транспортно-технологических маршрутов (рис. 9.4.).

Виды ветвлений многовариантного транспортно-технологического маршрута

Рис. 9.4. Виды ветвлений многовариантного транспортно-технологического маршрута

Простейший тип ветвления — ветвление типа А. В этом варианте дублирующие друг друга управляющие программы технологически идентичны. Операционные размеры материальных потоков после выполнения любой управляющей программы одинаковы. Взаимозаменяемость в данном варианте проявляется не на уровне отдельных управляющих программ, а на уровне выполнения всего комплекса операций.

Тип ветвления В используется, если набор управляющих программ для выполнения комплекса операций на каждом оборудовании технологически унифицирован. В данном случае управляющие программы выполняются в рамках одной наладки. Следует отметить, что выполнение производственно-логистических операций в этом варианте связано с дополнительными затратами на подготовительном и заключительном этапе, в первую очередь — времени. Кроме того, алгоритмы управляющих программ должны реализовываться не просто на оборудовании одной модели, а на одной и той же единице оборудования.

Третий вид — ветвление типа С — отличается различным количеством операций. Поэтому он, как правило, связан с проблемой экономических потерь. Данный вид ветвления возникает, когда дублирующее друг друга оборудование существенно отличается по своим технологическим параметрам, а следовательно, и возможностям. Например, некий комплекс операций может быть выполнен на многоцелевом (универсальном) оборудовании (на одном станке). В то же время он может быть продублирован несколькими операциями на более специализированном оборудовании (на нескольких станках).

На рис. 9.4 представлен случай, когда транспортно-технологический маршрут имеет две параллельные ветви, однако все сказанное выше остается справедливым при тройном и более сложном ветвлении.

Эффективность применения многоцелевого (универсального) оборудования по сравнению со специализированным при автоматизированном управлении и тех, и других в процессе обработки сложных деталей (заготовок) связана в основном с уменьшением затрат подготовительно-заключительного и ручного вспомогательного времени, а также с сокращением производственного цикла изготовления конечной продукции. Непосредственно машинное (станочное) время обработки изменяется мало. Главное внимание обращается на рационализацию логистических операций. В связи с этим для не очень сложных деталей применение многоцелевого оборудования не всегда оправдано из-за его высокой стоимости. Часто более выгодно использовать комбинированную обработку, при которой сложные работы выполняются на универсальном (многоцелевом) оборудовании, а более простые операции — на специализированном оборудовании с системой автоматизированного управления. Это может усложнить транспортно-технологические маршруты материального потока, но в то же время при более детальных расчетах часто подтверждается, что для большинства гибких производственно-логистических систем более эффективна именно комбинированная обработка.

При анализе многовариантных производственно-логистических процессов необходимо выделять случаи, когда варианты технологии экономически равноценны, и ситуации, когда более разумно выделить базовый и обходные (альтернативные) варианты. В реальных производственных условиях применение альтернативных технологических маршрутов материального потока является вполне естественным средством для обеспечения ритмичного комплектного выпуска продукции.

Проводить сравнительный анализ маршрутов материальных потоков для различных видов заготовок требуется не всегда. При каждом конкретном запуске вид заготовки всегда известен, поэтому образцы схем и программ транспортно-технологических маршрутов для различных видов заготовок можно разрабатывать и хранить в управляющей системе отдельно.

Очень часто в распоряжении пользователей отсутствуют готовые разработки многовариантных транспортно-технологических маршрутов и их приходится готовить самостоятельно. В связи с этим особую роль приобретает выбор языка описания ориентированной технологической сети, позволяющего наглядно представить имеющиеся варианты производственно-логистической технологии.

В простых в структурном отношении, гибких производственно-логистических системах среднесерийного производства, которые состоят в основном из универсального (многоцелевого) оборудования и выпускающих сравнительно небольшой стабильный ассортимент продукции, количество возможных маршрутно-технологических вариантов невелико, и технологическую сеть маршрутов материальных потоков можно задавать путем прямого перечисления вариантов.

В технологически сложных многоассортиментных гибких производственно-логистических системах и в мелкосерийном производстве, характеризуемых высоким коэффициентом обновления продукции, такой подход влечет за собой значительное увеличение объема дополнительной работы и повышает вероятность ошибок в управлении информационными потоками. Например, могут быть пропущены технологически допустимые и уже обеспеченные управляющие программы — “перекрестные” варианты, которые возникают при ветвлении типа А.

Для многовариантных маршрутов сложной структуры в процессе управления материальными потоками целесообразно сначала строить геометрическую интерпретацию маршрута. При наличии такой интерпретации и алгебраического представления маршрутов, выраженного в соответствующих алгоритмических языках, в центральной ЭВМ системы управления оперативная информация автоматически преобразуется в матричное представление, что позволяет оптимизировать процессы управления в кратчайшее время и при минимальных затратах.

В матричном представлении многовариантных маршрутов требуется проверить отсутствие циклов при движении в направлении ориентации дуг (например, отсутствие петель, т. е. ссылок операции самой на себя) и разомкнутых цепей. Для каждой вершины должен найтись хотя бы один проходящий через нее линейный маршрут, начинающийся в вершине 1 и заканчивающийся в вершине 11. Для проверки отсутствия циклов можно с помощью любого стандартного метода сортировать маршрут таким образом, чтобы все ссылки были направлены строго “вниз”. Если такая сортировка невозможна, значит, в маршруте имеются циклы. Отсутствие разомкнутых цепей проверяется непосредственно для каждой вершины, кроме 1. В отсортированном маршруте должна найтись ссылка “сверху”, и для каждой ссылки должна найтись вершина “внизу”.

Когда на ветвления типа С накладывается запрет, входной контроль можно ужесточить, потребовав, чтобы все линейные маршруты имели одинаковое количество вершин.

При использовании многовариантной производственно-логистической технологии принципиально не обязательно сразу разрабатывать управляющие программы для всех вариантов. Однако если такая возможность есть, то лучше ее использовать. В то же время для запуска заказа в производство достаточно, чтобы был полностью укомплектован хотя бы один линейный маршрут. Проверка комплексности осуществляется с помощью бинарных переключателей (“семафоров”) П, установленных на выходах из каждой вершины. Если из данной вершины можно достичь конца маршрута (вершина 11), проходя только по вершинам, укомплектованным управляющими программами, то “семафор” открыт (П = 1). В противном случае “семафор” закрыт (П = 0). Для каждой операции-последователя (т. е. для каждого выхода из вершины) имеется свой “семафор”. Укомплектованность самой вершины и возможность попадания в нее из начала маршрута на значения “семафора” не влияют.

Допустим, маршрут представлен в матричном виде и отсортирован таким образом, что все ссылки направлены строго “вниз”. Обозначим через Р{ признак наличия управляющей программы для операции, описанной в г-й строке, а через В{. и соответственно номер строки и значение “семафора” для j-ro последователя этой операции (где / = 1: гг, j = 1: М;-; п — общее количество строк в маршруте; — количество операций-после- дователей для г-й операции). Если для г-й операции управляющая программа имеется или не требуется (как, например, для выносных и диспетчерских операций и операций технического контроля), то Pi = 1, в противном случае Р{ = 0.

Установка “семафоров” начинается с конца маршрута. По определению Рп = 1. Допустим, =1. Для каждого к от п до 2 отыскиваютсявсе ссылки на к-ю строку, т. е. все пары (i;j) такие, что и для каждой из них полагается

где Ек — признак возможности выхода из k-й вершины.

Если после просмотра всех вершин окажется, что Е2 = 1, то в многовариантном маршруте имеется хотя бы один полностью укомплектованный линейный маршрут. После получения каждой новой управляющей программы установка “семафоров” производится заново.

Рассмотрим в качестве примера технологический маршрут, показанный на рис. 9.5.

В алгебраическом представлении он записывается в виде: Расстановка “семафоров” в графе многовариантного технологического маршрута (разрешенные маршруты выделены жирными линиями)

Рис. 9.5. Расстановка “семафоров” в графе многовариантного технологического маршрута (разрешенные маршруты выделены жирными линиями)

Около каждой вершины в скобках указаны значения признаков Ри Е. Если выход из вершины блокирован “семафором”, то соответствующая дуга на рисунке имеет разрыв. Разрешенные транспортно-технологические маршруты выделены жирными линиями.

Система “семафоров” используется не только при запуске заказа в производство, но и при сменно-суточном планировании. В этом случае “семафоры” указывают, какие варианты текущих операций должны рассматриваться при планировании. При этом новые варианты могут появляться как до, так и после запуска заказа в производство.

Кроме стандартных видов входного контроля, общих для линейных и сетевых маршрутов, при анализе последних необходимо производить дополнительные виды контроля, содержание которых зависит от используемого представления маршрута и транспортно-технологической специфики гибких производственно-логистических систем.

Контрольные вопросы

  • 1. Раскройте сущность гибкой производственно-логистической системы (ГПЛС).
  • 2. Осветите понятие о гибком производственном модуле (ГПМ).
  • 3. Каковы методологии проектирования ГПЛС и основные организационно-производственные критерии, предъявляемые к ним?
  • 4. Какие факторы внешних отклоняющих воздействий имеют первостепенное значение?
  • 5. Отметьте основные факторы внутренних отклонений, продуцирующихся нарушениями производственного процесса в локальной под- или субсистеме.
  • 6. Раскройте понятия и виды гибкости производственнологистических систем.
  • 7. Охарактеризуйте гибкость станочной системы (гибкость оборудования).
  • 8. В чем заключается сущность ассортиментной гибкости?
  • 9. Осветите сущность, содержание и показатели технологической гибкости.
  • 10. Как следует понимать гибкость объемов производства? Ее основные показатели.
  • 11. Охарактеризуйте гибкость расширения системы (конструктивную гибкость).
  • 12. В чем смысл универсальности системы?
  • 13. Каковы цели создания ГПЛС для различных типов производств?
  • 14. Автономность элементов ГПЛС и показатели, определяющие ее степень.
  • 15. Направления автоматизации процессов в гибких производственно-логистических системах.
  • 16. Раскройте сущность АТСС —- автоматизированной транспортно-складской системы.
  • 17. Какова структура системы управления АТСС (СУ АТСС)?
  • 18. Что включает координация работы исполнительных механизмов?
  • 19. Раскройте природу приоритетов в производстве.
  • 20. В чем заключается сущность многовариантной технологической маршрутизации?
  • 21. Как графически можно представить многовариантный транспортно-технологический маршрут?
  • 22. Охарактеризуйте основные виды ветвления транспортно-технологических маршрутов.
  • 23. Осветите процесс разработки вариантов транспортнотехнологических маршрутов.
 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >