автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.06, диссертация на тему:Автоматизация оперативного объемно-календарного планирования производства проката на предприятиях черной металлургии

московский

ордена октябрьской революции и ордена трудового красного знамени институт стали и сплавов

\

На правах рукописи

СКЛЯР Александр Яковлевич

АВТОМАТИЗАЦИЯ ОПЕРАТИВНОГО ОБЪЕМНО-КАЛЕНДАРНОГО ПЛАНИРОВАНИЯ ПРОИЗВОДСТВА ПРОКАТА НА ПРЕДПРИЯТИЯХ ЧЕРНОЙ МЕТАЛЛУРГИИ

Специальность 05.13.06 — «Автоматизированные системы

управления»

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва 1990

Работа выполнена во Всесоюзном научно-исследовательском институте автоматизации черной металлургии НПО «Черметавтоматика».

Научный руководитель — кандидат технических наук, доцент БРАГИНСКИИ А. 10.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор КЛИМОВИЦКИИ М. Д., кандидат технических наук, доцент ТЕР-АКОПОВ Р. С.

Ведущее предприятие — Западно-Сибирский металлургический комбинат

Защита состоится »/-¡^'-.учч 1990 г. в 14.00 на заседании специализированного совета Д.053.08.07 Московского института стали и сплавов по адресу. 117936, Москва, ГСП-1, Ленинский проспект, 4, аудитория 436.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.

. • . г ~

Автореферат разослан /'1990 г.

Ученый секретарь специализированного совета, кандидат технических наук,

доцент Е. Н. ДЕРКАЧЕВ

■ г<т:;;>.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ •

■тдо > "

®рТ.:>;1'П - Актуальность работы. В настоящее время, особенно в условиях возрастания хозяйственной самостоятельности предприятий, все большее значение приобретают вопросы обеспечения полноты, качества и своевременности выполнения поставок металлопродукции по договорам. При существующей системе планирования и управления при постоянном возрастании объемов производстве характерен систематический срыв поставок отдельных заказов при значительном объеме беззаказной' продукции', что приводит к омертвлению средств и дестабилизации работы потребителей.-

Одним из направлений решения этой проблемы является автоматизация планирования на основе применения методов оптимизации, В области автоматизации планирования производство К настоящему времени накоплен значительный опыт, особенно в части объемного планирования. В го же время его применимость' оказывается ограниченной! в частности, зарубежный опыт мало пригоден из-за ориентации на производства со значительными •резервами мощностей, которых нет на отечественных предприятиях. К недостаткам отечественного' опыта следует' отнести, что используемые модели и методы планирования ориентированы, главным образом, на максимизацию объемов производстве, оставляя, в стороне вопросы точности и своевременности выполнения заказов на продукцию. Кроме того, при планировании в доляной мере не учитывается стохастичность хода производственного процесса, , неточность, а в ряде случаев и неполнота исходных данных.

Таким образом исследования и практические разработки в области автоматизации внутризаводского планирования, особенно в

направлении обеспечения своевременности и качества выполнения заказов, прежде всего на основную товарную продукцию, которую на предприятиях черной металлургии составляет прокат, являются

ее основе разработка 'конкретных "автоматизированных систем оперативного объемно - календарного-- планирования производства-проката на 'внутризаводском- уровне, ориентированных на полное и своевременное*выполнение поставок в соответствии с поступившими; •заказами1 в условиях • ограниченности • резервов - производственных мощностей, неполноты и неточности исходных данных.1

В соответствии с цель» работы были поставлены и решены . следующие задачи:

разработка методики анализа принятия плановых решений В' условиях, неточности и неполноты исходных данных;

выбор системы критериев - оптимизации при планировании и декомпозиция задач планирования на 'основе учета точности исходных данных и чувствительности ' критериев - к временным., горизонтам;

' разработка и анализ • моделей' объемного и календарного-планирования, ориентированных на ЮСХ выполнение заказов;

алгоритмизация и- программирование- задач оперативного' 'объемно - календарного планирования;

апробация и внедрение результатов на предприятиях черной,. ' металлургии.

Методы исследования. В • исследованиях, . проведенных в диссертационной работе, использовались методы исследования операций, теории . вероятностей и. стачистики, математического,

весьма актуальными.

является разработка методики построения и на

-Б-

программирования и эргономики.

научная новизна работы состоит в следующем'' -разработана методика анализа принятия плановых решений при наличии неточной информации, позволяющая выполнить оценку разрешимости планов; обоснована •возможность'"замены целевых Функций на Основе введенного понятия их близости, для хоторого' ■доказана соответствующая теорема;

разработана методика деконпозицим- задач планирования и выбора системы критериев на основе -анализа "точности исходных данных, чувствительности критериев к временным - горизонтаи-планирования, -возможной - длительности • специализации оборудования; •

разработана ' модель месячного ■ поэакаэного - планирования-{распределения квартального портфеля заказов по месяцам), обеспечивающая одноврзненный' учет требований' по отгрузке1 и -производству заказов в пределах'точности задания требований в ' условиях неполнота'портфеля заказов'на основе прогноза динамики • их поступления;

разработана модель координации" работа-стгеашых'по технологии' цехов, ориентированная на 100*- выполнение заказов, и показана связь между вероятность!» этого ' и наличием- резерва* мощностей' •производства;

выполнена классификация технологич'хжих агрегатов по их чувствительности к последовательности обработки на них металлу и предложены алгоритма-1 календарного' планирования по - типам агрегатов.

Практическая значимость. Научные- положения-. - диссертационной работы дозедены до уровня конкретных методик, алгоритмов и

програмн. Использование- их «а предприятиях черной металлургии позволяет, прежде всего за счет объемного планирования,-уменьшить срывы поставок,' сократить объемы беззаказной продукции, ускорить оборачиваемость оборотных средств. При реализации' календарного планирования в . рамках цеховых АСУ ожидается снйхение удельных затрат на производство продукции.-

■Реализация работы.■ Комплекс программ, реализующих задачи объемного планирования внедрен в промышленную' эксплуатацию ■В' •составе АСУ'';эаказ" яа т>иде-предприятий ^черной металлургии, в той числе на комбинате ■"Азовсталь"-, заводе- "Серп- и молот", Ёнахиевском метзаводе идр. Фактический' экономический эффект от 'внедрения результатов диссертационной работы составил 97,2 тыс. руб. Ожидаемый эффект от внедрения комплекса задач календарного планирования на Кузнецкой1 метхомбииате составляет 74,8 тыс. ■ РУб.

: Апробация работы. Основные положения' ■ диссертации' докладывались на международных конференциях-стран - членов СЭВ и СФРЮ по автоматизации производственных процессов и управления. в черной -металлургии (Будапешт 1978 г., Жданов 1889. г.), научно-техиичесяон совете НПО "Черметавтоматика" (1967, 1990 г.), оовещании НТО "Черная-металлургия" по внедрении АСУ на метзаводе "Серп и молот'' (Москва,1 октябрь1986 г.).

Публикации. Ио т-ема диссертации опубликовано 6 работ. Структура и объем работы. Диссертационная1 работа состоит, иа, • введения, пяти глав, 'заключения, спискалитературы из 101 наименования и приложения» Основной, материал, , изложен на. 123 , страницах «аиинописного текста,• 14 рис., 2 таблицах.

ОШЕРАТИШОК OKtEHHO - КАЛЕВДАГЕСЖ ПЛАНИРОВАНИЕ ПРОИЗВОДСТВА ПРОКАТА черши металлов:

Важнейшей чертой прокатного" производства с точки зрения управления является то, что весь объем товарной продукции-выпускается по заказам (нарядам)поступающим на завод от внепних потребителей. Квартальная' номенклатура-прокатных цехов (метизы и трубы здесь не рассматривается), определяемая квартальным портфелем нарядов' (в нарядах, поступающих? на год,' •объемы поставок распределены по квартала«)-составляет, с учетом группировки однородных по-техническим характеристикам позиций" нарядов, от нескольких сотен до тысяч маркопрофилеразмеров, образуя, практически, погнул номенклатуру' цеха. Передельная-продукция определяется товарной. При этом потребителями одного цеха может быть насколько других цехов, аналогично, хотя и -реже, возникает ситуация о-множеством поставщиков.

Другим существенным аспектом производства проката является ■наличие стохастической компоненты. На работу металлургических агрегатов влияет большое количество различиях, факторов, таких ■как колебания в качестве сырья и заготовки, состояние оборудования, квалификация персонала,- отсутствие возможности в ■ряде случаев оперативно отследить и предотвратить нарушения технологии и др. В этих условиях неизбежны •рассогласования-между планируемыми техническими характеристиками, длительностью обработки и Фактическими- результатами, таким образом-''управление", в качестве которого выступают• плановые задания, определяет "выход", то есть продукцию агрегата или цеха, лишь-с определенной степенью вероятности.

• Основной тенденцией в -развитии автоматизации является создание и внедрение интегрированных систем'управления, которые позволяют наиболее полно учитывать как долгосрочные, так и краткосрочное цели- производства'" вместе с • особенностями' технологического процесса. Вахной проблемой при создании систем этого типа является -выбор системы критериев- и декомпозиции' задач планирования 'по 'уровням \ ■ управления и временным Горизонтам. Кроме того - ряд трудностей при планирования* -йознцкает ' из-за--неточности -и неполноты 'исходных данных, пренебрежение которыми приводит к- постоянный нарушениям отансвя, 'Яругой аспект составляет организация, -особенно в ' больших систанах, доступа производственного персонала- к хранимой -в»; ."системе информации и ведения'диалога при составлении планов.

ИаТОДНКА АНЫМЗЛ ПРИНЯТИЯ РМЫВЬТ Л№ ПЛАШРОВМЗЯН ^ПРОИЗВОДСТВА ПРОКАТ*

I

Стохоститаость хода' производства, оиибки измерений,-деподнота исходных данных приводят и К неточности 1 значительной 'части параметров в моделях планирования-!-и, • как ■ следствие, к> ^неточность-в планах.-Если при составлений отдельного -плана с этим мохно1 миритъе», то построить согласованную систему планов» ■*?беэ анализа меры их точности не представляется возможный, что определило необходимость {; разработке методики принятия ранений ■в неточных моделях.

Точность отдельных параметров в задаче оптимального, планирования будем оценивать их дисперсией, . считаа, что произ&сдниэ.параметры представлены,. как функции,-от независимых*

и не входят в моден явно. ?(Х,А) » пах

^ (Х,А) = О 1 с [1, 1;) . Г, (X, А) га ^ с [1+1, щ] X = (х2 , х2, , х„) - вектор управления (план) г А = а2, ... , а,) вектор параметров иодвли:-

1- дисперсия вц Условия максимука эаттаем в виде--О, (X, п (Х,А)=0 ■ Л1 )=1 <1с[1.Ш или -

Л<1) сС1+1, га] (1с[1+-1,1+к] ) •СГ, {Х,А)-г1-1-к(Х,А)гО 1с[1+к+1, II], где" Е, (Х,А) г О - из услоти» максимума палевой Функции--Тогда точность■плана нохно оценить исходя из зц = Т( (А)-Тогда;

*

"1ХХ, ) = ) С 2Е: Х&Ъ (Ь)/6л} )а<?|

3=1 ' ' , .'

-Либо,-введ» обозначения V, - • п*п'~матрипв( с элементами'»»«^ /ах^ V, - г*г>-матрицз с эявмон?'нки"*е<!1/эа^ Е( = (»1 j. , ... вп1 ) ■ г

) г (Е^ У^1 3 = 1 '

Кроме неточности-самого пяаня отквпк;'' что ограничения- -неравенства в сиау неточности параметров- Модели могут оказаться нарушенными. А поскольку- ограничения носят объективный •характер, то это говорит о" раэруиении-плена. То есть, прежде

• -10-чви собственно планировать, необходимо -убедиться, что планы по модели "разрешимы" в том- смысле, как это показано ниже. В противном случае необходимо либо изменить степень детальности плана, либо .временной горизонт.-Пусть ^(Х.А) > 0 Тогда

г . . 11

)•= в'(*!) =,-ЗЕ:(а«1/ва/-+ ЗЕНв^/ах* ))гб]

j=l к=1 »ли в других обозначениях г п

Х>({1) = зсхе^л^ - з^о^/а**) Е* .1 = 1 к=1 ; . ^(Х,А) >> ) - план разрешим

(Х,А) = 0(<з(<4)) - план неразрешим«^ Рассмотрим • оценку получаемого оптимума;

I г п

'О(Р) = а} е + <зг/бхк) (эт„/за,))2о]

¿=1 к-1 '■или-в других обозначениях г п

БСЮ = 2Е («У/За, - ЗЕ (вг/азц, Ц^'У.Е} )г<3* /=1 к=1 В пределах 'точности,- определяемой дисперсией оптимума,, очевидно, допустимо применение любых эвристик, а также замена целевой функции на другую "слизкую" к ней. Близость при- эхом,, -трактуется в следуючем смысле.

Функция-Н(Х, А) Ь-блиэка-к функции- Т(Х., А) в. области С,,,

если: Н(Х, А) = R(F(X, А)) + S(X, А) и ¡S(X,A)¡ ä h при X с D

Если R - монотонно возрастает, a XF и X" - оптимумы по F и Н соответственно, то:

Н(Хн ,А) - Н(ХГ ,A) s 2h

Функция R при этом может быть определена из/ SJ (X,Ä)dw » min, откуда D

R( z) = / H(X,A)da / / ds

Dn(F(X, A)=z) Dn(F(X, А)=в)

или рекурентно в виде полинома R„

t^ = {t (f*1, Н) С Rn -1 'Hi-i ) " (Vi.BI^A-iHS"^

+ [(Fn,Fn)(Rn_1 ,H) - (Fn,Rn.l)(FB,H)]Rn.,> / / CÍF" .F*4 ){«„-! 1 ) - <F",IVi >23. где Rfl = / c*(X)Hdx, а (P, Q) = / ci(X)PQdx при-оКХ) > 0

D D

Из анализа разрешимости планов в неточных моделях следует невозможность ведения на сколько-нибудь длительный период одноэтапного планирования, задающего точную последовательность обработки металла на агрегатах, что влечет необходимость поэтапной детализации планов по временным горизонтам.

Максимум целевой фикции плана, составленного на весь период будет, очевидно, больше, чем суммы планов, составленных независимо на его подпериоды, во если, их разность лехит. в. прсзделах точности модели, то оптимизация на большем периоде не оправдана (лежит за пределами "чувствительности" критерия). Таким овраэом с каждым критерием связан определенный временной горизонт, на котором его применение эффективно.

В связи с порядком отгрузки и технологическими

особенностями производства его номенклатура периодически повторяется, то есть опгимуи плана ' по- нескольким циклам Фактически тот .же,;;'что и для суммы планов по каждому в отдельности-. Для многриоиенклагурното производства с длительным1 технологическим'циклом, -примером которого - полет служит цех холодной прокатки нержавеющей ■ ленты завода "Серп и молот", такой горизонт задается -максимальным периодом возможной специализации оборудования. Пусть-'

и ?(р, |' -'вектора • объемов ' производства металла по группам и, фондов рабочего- времени ■ агрегатов на- период Т соответственно;

2-=( j ) - матрица трудоемкоетай-) ■; ■ > - коэффициент'загрузки-узкого иестат'

• «У=(У1). V, -Ь- - вектор'/ объем и время специализации. -.Тогда:

гг *;р х * о

^ = гаах(( х1 J ) •> 1

Ъ = «пахИЗЕГ -ту, гц )Т/р4/Х) 3 ' 1 -

(X - £ ((Т-г>/Т)ЛР

X » УУ г О •

4 » тах

• Говоря об оптимизации последовательности работ,' необходимо--.помнить, что их поток явзгеетоя ««прерывный, то -есть выбрав некоторый объем ррбот1 можно ■ упорядочивать лиев-, его. часть*..

перенося оставшиеся на следующий цикл планирования. Реализация подобного "скользящего"' планирования в ряде случаев оказывается весьма эффективной. Результата оптимизации последовательности обработки металла для- • травильного агрегата с периодической сменой ресурса - раствора- приведены не» ■ рис.1. Распределение объемов обрабатываемого металла по требованиям к качеству ресурса приведена в таблице 1. На графиках показана зависимость; -длины последовательности партий металла,' обрабатываемых •• без смены ресурсэ, от обвемаг оптииязируемой- выборки, показывающая-эффективность скользящего планирования даже при малости выборок, на которых ведется оптимизация;•

Таким образом, в основу выбора системы -критериев и выделения основных групп задач- может- быть-■ положен-, анализ-"разрешимости" планов, "чувствительности" критериев к временным горизонтам и возможной длительности специализации-оборудования1. Результаты такого анализа были исполБэрваны -при практической реализации системы на предприятиях.

МОДЕЛИ ПРОИЗВОДСТВА ПРОКАТА ПА. 'ИЕТАЛЛУИНЧКСКОМ ПРЕДПРИЯТИИ ДЛЯОЕгеРАТИНЮШОЕЬИЖ--КАЖШгаОГОШ1АВШ«ВАННЯ,

-Рассмотрим далее решение отдельных задач планирования.

Основные ограничения в задаче месячного• покарядногол планирования (распределения квартального ^портфеля заказов по месяцам) связаны с порядком отгрузки ' (вагонные, нормы,., равномерность отгрузки по заказу в целом и . .его позициям, комплектация малотоннажных позиций . в один вагон) и производстваиными возможностями, описываемыми соглашением о >

Таблица 1

Частоты требований к состоянию ресурса

1 : 2 3 4 1 ^ 1 5 6 7 ! 8 9 10 !

0.12 0.098 0.045 0.069 0 21 0.087 0.112 0.078 0.101 0.06!

Рис. 1

поставко, определяювем помесячные объемы производства в номенклатуре. Основная задача состоит в максимальном соблюдении-всех перечисленных требований. Пусть

Pi j = 'Pí j >P¡ j >P? j ) " веса j-позиции i-заказа по месяцам Fi ¡ -Pi ¡ +P?j квартальный вес Ti j - транзитная норма Если кратно j , то р^ кратно Tt ^ Если s^Píj кратно Тг , то- STplfj кратно Т, , где jcMi, jcHlr

Тг при

Vj =(v¡ ,vj2 ,v® ) - желаемые, общие объемы производства 1-продукщ<и

Если (i, j ) сЦ и v* = 0, то Pi

^(рГ^З.рГ^/З.р^/З)

j

?r 2: FtJ 2C Pi,

i' (i,j)=L,

¿V¡ , i vi ,-vf ) - прогноз поступления заказов на

1 -продукцию

¡ ¡ü, ! i'/! ¡V, -д^ ! ! )3Ín2 {V, -¿V, ¡ +

1

+ ¡ !Pt ! Ia/! ! P * í ! Jsi^CPf.Pi ) » Mln i

Новизна предложенной модели состоит в том, что: перечисленные требования .выносятся в целевую функцию с еесовыми коэффициентами, обратнопрогорционахьними точности

-16-

соответотвующих параметров модели;

поскольку решение ведется- в условиях поступления яижь части заказов, предварительно выполняется прогноз динамики их поступления; кривые Фактического поступления заказов и ■ лрагноэа, а также Формулы прогноза приведены на рис 2.

Дяя этой модели - удается построить эвристику линейной' "трудности по количеству 'заказов,"-просчеты по которой на реальных портфелях■заказов комбината "Аэовсталь" и Енакиевекого метзавода показывают,- что отклонение от 'теореггического" (то есть без ограничений целочистанности) оптимума не превосходят^ 2-3 вагонных норн-по строкам соглавенияг-чт» лежит -в пределах точности модели.

Б основе координации1 работа-цехов- (агрегатов)-лежит 'баланс-. «етвлла -по технологическим нарарутгм его обработки. Пусть: П) , - максимальное количество ■ партий в цехе 1 ;-• Н1 I Мф - мощность и загрузка-заказами-цеха 1; Ч - Мф/К1 - коэффициент загрузки цеха 1;

Щ И(е1) гг1/ Р) - натенатичеокое ■■■ о;, иданне> относительной загрузки- мощностей при■100* наполнении заказовг

^ ■= В(вх) = «1(1 - Р).)/п1 - дисперсия относительной сзагруаки мощностей при 10036 выполнении заказов.

Тогда вероятность выполнения всехэаиазов цехом 1

Ц-М^/^ФГ Р, ) ( ИХр(-хг/а) ах»

В качестве «елевой Функции задачи естественно выбрать:

M'l №< 1ÍS7 г.

í

ITS'

Отвшшш мсгдошм мша d 2 е.. Ш г*

Формула прогноза..

í(t) s' 1------------------------ ПРИ t<l

{(t) = (1-A)e""'' , где s=[(p(»-b)+t)/h-l]A/(l-A) при til Принято A=0.25, «=0.4, b-0.16, p=9.

Рис. г

Г

-18-

Р '= П Р1« 1 - (1-Р, ) » тах ' 1 1

= , , . . . , ^ь ) - удельная загрузка мощностей производством продукции 1 по технологии к;

Ъ -количество цехов,0 - индекс для привозной заготовки. х*г0 - объем производства продукции 1 по технологии к. В1 - заказ на продукцию 1 ге:*^1 = ^ ! »' 1.Ь

= Е^

к

Отличительной особенностью данной модели является ее пряная ориентация на» 100% выполнение заказов, для чего вводится вероятностный критерий. В основу оценки вероятности выполнения портфеля заказов положены вероятность бессбойного производства отдельной партии металла и наличие модностей для перезапуска партий при сбоях. В этих условиях оказывается возможным оценить вероятность своевременной отгрузки и построить оптимальный план манипулированием альтернативными технологиями производства. Ключевым моментом здесь оказывается наличие резервных мощностей и их рациональное использование. Пример такой оптимизации для 3 связанных по технологии прокатных цехов и двух пар альтернативных технологий производства приведен в таблице 2.

Таблица 2

Пример оптимизации'программ цехов

Параметр • Цех 1 ! Цех 2 Цех 3

Р1 0,96 ! 0,97 0,98 1 1

0,95 | 0,9В 0,95 0.684 ;

г,опт 0,9349 ! 0,9618 0,9639 0.995 >

п» 500 ! еоо 700 *

С*1ж - Ь*1 )/Н1 1,00 ' -0,2 -0,3 1 1

^М/н1 1,00 0,2 -1,3 1

Следующий уровень ■ "образуют -задачи внутримеоячиого планирования. Выбор периодов объемного и ■ календарного планирования здесь существенно зависит от состава основных агрегатов. По чувствительности к порядку • обработки металла -агрегаты можно разделить на следующие типы: с жесткой технологией; с вырабатываемым ресурсом; . с компановкой металла в партии; « переналадками;

независимые от последовательности обработки.. К основным этапам . планирования для агрегатов о жесткой технологией (мелкосортные-станы) относятся, следующие!.

1. Определение-минимального числа технологических циклов.

2, Распределение работ с.минимизацией • загрузки последнего, цикла,

-203.1 Назначение заказов на металл с оптимизацией отгрузки.

ИI основным этапам планирования для агрегатов с вырабатываемыми ресурсами, компановкой металла в партии (колпаковые печи), а именно для них наиболее эффективно: применение скользящего планирования,' относятся следующие:

1. Распределение работ по времени (оптимизация отгрузки).

2. Выделение-работ 1 периода (с помеченным металлом).

3. Упорядочение групп металла, не-требуюяих- смен ресурса,-(партий) по объему. Помеченный металл - включается-первым.

4. Удаление металла- "худиих" групп и его пометка.

2 - 4 этапы повторяются померз- необходимости.

Особое место" при календарной- планировании занимают агрегаты-; г: переналадками; такие,* как «епрерывные линии термообработки

рулонов. Возникающие при- этой1 задачи сводятся к известной'

I

задаче коммивояжера, основным методом решения которой является метод ветвей и'границ, чья эффективность в значительной мере-определяется, -качеством оценок, даваемых - вспомогательными задачами. Важность подобных оценок как•для этой задачи, так и -яля'Других следует не только из применения метода ветвей и границ, но-и из эозмояивсти применения • различных эариетик в 'условиях-неточных моделей. Пусть:

О - полный граф без метель-с п вершинами-, . -А=(а^>, - вес дуги (1^);

Нс(3 - гамильтонов-цикл (решение)! -

«и» ~ несимметричная задача< 1= " симметричная-задача-

Пели а1 j - независимые случайные равиомериораспредеяенные. в„, (О, I), то

-21-

Оцвнка 8 оптимального решения для:

- несимметричного случая 8=1.5422;

- симметричного случая 8=1.8465

Оценка разности решений задач коммивояжера и о назначении в несимметричном случае ¿з ¡с (1п п - 1)/1.045п.- Оценка разности решений задач коммивояжера и о парном назначении в симметричном случае д5 г (1п п - 1)/1.2п; Из • оценок ■ следует эффективность применения этих задач в качестве 'вспомогательных при планировании работы агрегатов с переналадками:**

' РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМОВ РШТЯИЯ ЗАДАЧ ОВЫМЗО - КАЛЕЯДАН50ГО ЗШАВИРОВАШМ ПРОИЗВОДСТВА -ПРОКАТА

Основными требованиями; ■■предъявляемыми ■ к алгоритму, реализующему ту или иную модель планирования-являются!

- Полнота реализации модели и максимальная иезависимость алгоритма от параметров конкретной модели;-;

- скорость нахождения оптималыгого (в ■ пределах точности модели) решения и ее зависимость от. размерности.модели 1

- наличие средств ведения диалога с ЛПР при -максимальной простоте диалога;

- чувствительность алгоритма к директивам ЛПР...

■Хроме того алгоритм должен предусматривать обеспечение при «го программной реализации сохранности информации (в той. числа при сбоях технических средств), .легкости модификации и сопровождения соответствующих программ и т.д., что выходит за ■раннн настоящей работы.

?бССмотрим подробнее вычислительную'трудность предлагаемых

алгоритмов.

Так для задачи распределения квартального портфеля нарядов-трудносгь эвристического алгоритма для выбранной целевой функции оказывается линейной по количеству нарядов и числу строк соглашения о поставке. Если предварительно провести нормализацию соглашения так; чтобы позиция наряда-относилась бы только к одной строке соглашения, и выполнить отнесение позиций нарядов к строкам модифицированного соглашения, то время работы1 алгоритма вообще не будет зависить от его объема.,

Для задачи - координации трудность алгоритма приближенной» оптимизации оказывается квадратичной по количеству альтернативных технологий:

Эффективные алгоритмы' решения- задач - календарного-планирования удается построить лишь на относительно коротких

I

временных горизонтах. Использование методов декомпозиции- на" -основе учета-точности моделей,- чувствительности критериев к временным горизонтам практически во- всех' случаях приводит' К' задачам с относительно небольшой размерностью (не более 100 партий металла, обработка которых, подлежит упорядочению К-

-ваоводы

1. Поставлена задача оперативного объемно-календарного планирования производства проката на металлургическом предприятии, как комплекса многокритериальных задач в условиях-неточных моделей . производства, ориентированная на 100% выполнение поступивших нарядов при минимизации производственных .затрат.

-23Ц. Разработана методика анализа принятия плановых решений в неточных моделях, позволяющая определить необходимую степень детализации планов, при которой возникающие в процессе производства воанудения не требуют в большинстве случаев их периодической коррекции, исключение зависимых в пределах точности модели критериев, позволяющее упростить возникающие задачи без потери эффективности.

3. Разработана методика декомпозиции задач планирования по> временным горизонтам с выделением на каждом из горизонтов своей системы критериев без'необходимости (или с минимальным объемом) их итеративного' согласования.

4. Разработаны модели распределения квартальных объемов-нарядов по месяцам квартала s условиях неполной информации на основе модели прогнозируемого поступления новых нарядов и эффективный алгоритм распределения. Для многопередельного производства разработана модель баланса металла между смежными по технологии цехами, позволяющая использовать в качестве критерия минимизацию срывов сроков поставки продукции по нарядам. Выполнен анализ зависимости между полнотой выполнения нарядов и резервами производственных мощностей.-

Б. Проведен анализ типов технологических arpera roa с точки зрения их-чувствительности к последовательностям обработки на них металла и разработан комплекс моделей их функционирования. Определены минимальные временны» горизонты' для составления календарных планов по ■ выбранному критерию с потерей эффективности, лежащей- в пределах точности модели, и. разработаны■алгоритм« для планирования. работы соответствующих агрератов.

-246. Разработан и апробирован комплекс программ, реализующих алгоритмы объемного и календарного планирования производства проката на предприятиях черной металлургии,

7. Результаты диссертационной работы внедрены на нескольких предприятиях черной металлургии. Экономический эффект от внедрения результатов составляет 172 тыс. руб.; в том числе 97,2 тыс. руб. фактического эффекта.

Основные результаты диссертации опубликованы-в ра6отах>.

1.- Виноградов В.М. , Рылов И.А. ■ Скляр А.Я. и др. Многоуровневая ■ иерархическая ■ система 1 управления металлургическим производством (на примере АСУ заводом "Серп и молот"). VI международная конференция стран - членов СЭВ И СФРЮ ■ по автоматизации ' производственных процессов и ' управления в черной металлургии // ВНР; Будапешт', 197Я. -. 11с.

2. Скляр А.Я / -Распределение квартальных объемов нарядов по месяцам на основе локальной • оптимизации // Применение вычислительной техники в -черной металлургии. - Н.: Металлургия, 1990. с.24-29.

3. Скляр А.Я., Ильченко Е.В: , Иолом ■ м.М. Оптимизация, согласования производственных программ смежных по технологии прокатных цехов // Сталь, 1989, N 3, с. 32-35.,

4.-Скляр А.Я., Бардин В.В., Иванов В.Н. Автоматизированное формирование нормативной- базы в виде аналитических, зависимостей // • Автоматизация технологических процессов и

управления производством- в черной металлургии. - М. : Металлургия, 1987, с. 7-8.

5. Скляр А:Я. Использование справочников с частичным., заполнением для классификации информационных объектов //

Автоматизация технологических процессов и управления производством в черной металлургии. - М.: Металлургия, 1989, с. 8-11.

S. Лукашов А.З., Ильченко Е.В, Скляр А.Я. и др. Совершенствование системы оперативного управления черной металлургией на базе современных1 концепций в области информатики и вычислительной техники (на примере прокатного производства) // VIII международная конференция стран - членов-СЭВ и СФРЮ по автоматизации производственных процессов и управления в черной металлургии. СССР, Жданов, 1988, 10с.

Московский институт стели и сплавов. Ленинский проспект, 4.

Типография НИСиО,

ул. Орджоникидзе, 3/9.