автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.16, диссертация на тему:Информационная система подготовки и планирования производства приборов радиационного мониторинга

Введение.

Глава 1.Системы управления базами данных(СУБД), применение СУБД и систем сетевого планирования при моделировании и управлении производственными процессами.

1.1.1. Системы управления базами данных. Классификация моделей баз 7 данных.

1.1.2. Сравнительные характеристики работы с данными в архитектурах 10 "клиен-сервер" и "файл-сервер".

1.1.3. Целостность данных.

1.1.4. Применение языка SQL для работы с базами данных.

1.1.5. СУБД и информационные системы.

1.2.1 Понятие модели и моделирования. Классификация моделей.

1.2.2 Основные цели и задачи моделирования процессов 20 функционирования производства.

1.2.3. Постановка в общем виде задачи моделирования 23 производственных процессов.

1.3 .Система сетевого планирования и управления.

1.3.1 .Введение в сетевой анализ и календарное планирование.

1.3.2. Понятие сетевой модели и ее основные параметры.

1.3.3. Методика расчета параметров сетевой модели.

1.3.4. Аналитический способ расчета сетевых графиков.

1.3.5. Табличный способ расчета сетевого графика.

1.3.6. Секторный метод расчета сетевых графиков.

1.3.7. Методы анализа и оптимизации сетевой модели.

Глава 2. Модель временного анализа графа сборки.

2.1 .Математическая постановка задачи.

2.2. Расчет временных параметров сетевой модели

2.3.Эвристический алгоритм расчета порядка выполнения работ в 48 сложных иерархических графах с параллельными ветвями.

Глава 3. Описание программного обеспечения , баз данных и инерфейса информационной системы "Производство"

3.1 .Описание структур баз данных и связей между ними.

3.2 Выбор программных средств разработки информационной системы.

3.3 Предназначение информационной системы «Производство».

3.4 Интерфейс информационной системы «Производство». 72 3.4.1 Интерфейс проекта «массивы».

3.4.2.Интерфейс проекта «подготовка производства». 75 3.4.2.1 .Формирование рабочей базы данных - разворота. 76 3.4.2.2. Пункты «Отчеты цеховые , конструкторские , экономические» 76 главного меню.

3.4.3. Интерфейс проекта «наряды».

3.4.4. Интерфейс проекта «Планово-экономический».

Глава 4. Применение ИС к информационным потокам процессов 81 подготовки и планирования производства прибора индикаторного ППР. Описание технологических процессов , применяемых при изготовлении прибора индикаторного ППР.

4.1 Применение ИС к информационным потокам процессов подготовки 81 и планирования производства прибора индикаторного ППР. 4.2. Описание технологических процессов , применяемых при изготовлении прибора индикаторного ППР.

Основные результаты.

В условиях многономенклатурного производства, характеризующегося наличием разветвленных параллельных технологических ветвей, насчитывающих сотни тысяч операций, возникает необходимость в планировании и оптимизации процессов производства, что невозможно осуществить без применения информационных технологий.

Создание информационных систем и их внедрение на современном этапе в России характеризуется следующими особенностями. Во-первых, за начальные годы реформ были практически полностью остановлены многие предприятия , особенно мелкие и средние , и высококвалифицированный персонал этих предприятий разбежался. В связи с восстановлением в последние годы потенциала предприятий на них были набраны новые неопытные рабочие , что привело к значительному увеличению сроков выпуска продукции и росту её себестоимости. Существенное сокращение сроков изготовления продукции может быть достигнуто благодаря использованию информационных систем при подготовке технической документации, составлении расписаний изготовления комплектующих деталей для рабочих мест, планировании работ и т.д. Во-вторых, ранее вычислительно-информационную базу предприятия составляли вычислительные машины класса ЕС и СМ, а новые информационные системы повсеместно создаются на основе локальных вычислительных сетей на персональных компьютерах на платформах IBM PC 486 и Intel Pentium .

На международном рынке программного обеспечения существовует более 150 программных пакетов , позволяющих расчитывать временные параметры сетевых моделей и анализировать сети с применеием метода критических путей или ПЕРТ-метода. На российском рынке представлены две наиболее популярных информационных системы - Time Line 1.0 for Windows компании Symantec и Microsoft Project 4.1.

Однако анализ перечисленных информационных систем показал, что они непосредственно без предварительной адоптации не могут быть использованы для планирования и управления производством приборов для радиационного мониторинга.

Основные причины это: ограничение на допустимое количество работ проекта - 10 ООО для Time Line и 2000 для Microsoft Project, следовательно, данные программы можно применить только к относительно простым изделиям; ограничение на иерархическую структуру задач для Microsoft Project - до 10 уровней, а это означает, что узлы, входящие в изделие должны состоять не более чем из 10 комплектующих деталей, что противоречит большинству технологических процессов и самое главное, все эти системы предназначены только для расчета параметров сети и ее оптимизации и не решают проблем подготовки технической документации .

Таким образом, необходимость создания новой информационной системы для всесторонней подготовки процессов производства, учитывающих конкретные условия производства, безусловно является актуальной.

При написании данной работы был проведен анализ информационных потоков, используемых при производстве приборов радиационного мониторинга ( дозиметрических и оптических датчиков , радиометров газов ,бета-радиометров , спектрометрических и индикаторных приборов) - всего 408 наименований изделий, изготавливаемых на заводе "Импульс" город Пятигорск Ставропольского края. Было выявлено , что схемы сборки всех изделий состоят из параллельных технологических ветвей и имеют иерархическую структуру с одной вершиной соответствующей готовому изделию. При этом технологические процессы очень объемны - от 233 до 14 054 комплектующих деталей , на изготовление каждой из которых требуется порядка десяти механических , электролитических и химических операций.

Цель данной работы - создание информационного и программного обеспечения системы подготовки и планирования процессов производства, характеризующихся сложной иерархической структурой с параллельными непересекающимися технологическими ветвями насчитывающими десятки тысяч комплектующих деталей , сотни тысяч механических, электрохимических и химических операций на примере производства приборов радиационного мониторинга на заводе "Импульс" г.Пятигорск. Конечной производственной целью является организация выпуска готовых изделий за минимальное время.

В данной работе математически сформулирована и решена задача изготовления изделия , имеющего сложный иерархический граф сборки с параллельными непересекающимися ветвями, за минимальное время.

Подробно описана новая информационная система , предназначенная для всестороннего информационного обеспечения процессов подготовки и планирования производства , формирования конструкторской , экономической и технологической документации (сводные спецификации , комплектовочные ведомости, сдаточные накладные , наряды на работы в цехах и т.д.).

Для построения графов сборки изделий были созданы алгоритмы , позволяющие не только рассчитать временные параметры сетевых графов ,но и сократить срок изготовления продукции в среднем на 15-20% , в частности, за счет применения нового алгоритма расчета порядка выполнения работ в сложных иерархических графах с параллельными не пересекающимися.

При построении сетевых моделей на начальном этапе мы объединили все последовательные технологические операции по каждой детали, абстрагируясь от их технологической сущности, в единую работу по данной детали. Это позволило несколько упростить граф сборки и алгоритмы его обработки , и как показали результаты внедрения информационной системы , явилось оправданным упрощением.

Представляет интерес так же техническая реализация работы , т.к. при скромных аппаратных требованиях удалось создать сетевую многопользовательскую информационную систему и повысить надежность хранения и обработки информации при работе с пользовательскими системами управления базами данных и технологией "файл-сервер".

Основные результаты.

1. Проанализированы с точки зрения сокращения срока изготовления изделий информационные потоки производства многономенклатурной продукции на примере изделий завода "Импульс" г. Пятигорск.

2. Математически сформулирована и решена задача построения оптимальных графиков изготовления изделий за минимальное время. Причем это изделие имеет сложный граф сборки, характеризующийся иерархической структурой с одной вершиной соответствующей готовому изделию, и состоящий из параллельных непересекающихся технологических ветвей.

3. На основе комплексного анализа информации о структуре многономенклатурного производства, технологических маршрутах и продолжительности технологических процессов был разработан эвристический алгоритм, позволяющий с помощью сложных иерархических графов с параллельными ветвями определять порядок выполнения работ при изготовлении изделия, состоящего из десятков тысяч комплектующих деталей, сотен тысяч технологических операций.

4. Разработана новая сетевая многопользовательская информационная система "Производство", предназначенная для всестороннего информационного обеспечения процессов подготовки и планирования производства приборов радиационного мониторинга.

5. Разработанная информационная система была внедрена на приборостроительном заводе "Импульс" г. Пятигорск для производства радиометрических и оптических датчиков ,бета-радиометров , спектрометрических и индикаторных приборов, что подтверждено отзывом на новую информационную систему. При этом сроки изготовления продукции сократились в среднем на 15-20%, что благоприятно сказалось на экономических показателях завода.

Представленные информационная система и алгоритм могут быть применены не только к процессам изготовления приборов радиационного мониторинга, но и к изготовлению любых изделий, имеющих подобную структуру графа сборки и соответствующую исходную информацию.

1. Попов А.А. Программирование в среде СУБД FoxPro 2.0. Построение систем обработки данных .Издательство «Март». Москва 1996 год.352 с.

2. Мартин Грабер . Введение в SQL. Издательство «Лори».Москва 1996 год.382 с.

3. Г.Салливан,Д.Бенаж Microsoft BackOffice в подлиннике. Том 2. Издательство «BHV-Санкт-Питербург». Санкт-Питербург. 1997.640 с.

4. Системы управления базами данных. Под рук.проф. В.И.Дракина .Москва. Издательство «Финансы и статистика». 1987год.264 с.

5. В.А. Балашевич Алгоритмизация математических методов планирования и управления. Минск. Издательство «Высшая школа». 1978 год. 146 с.

6. Под ред. Н.А. Саломатина Автоматизированные системы управления предприятиями и объединениями. Москва . Издательство «Экономика» 1985 год. 248 ст.

7. B.C. Иозайтис , Ю.А. Львов . Экономико-математическое моделирование производственных систем. Москва. Издательство «Высшая школа». 1991 год. 192 ст.

8. Под ред. М.И. Ипатова,В.И.Постникова,М.К.Захаровой Организация и планирование машиностроительного производства . Москва «Высшая школа» 1988 год. 368 ст.

9. С.Гудман , С. Хидетниеми Введение в разработку и анализ алгоритмов. Москва «Мир» 1981 год. 366 ст.

10. В.А Бункин , Д. Колев , Б.Я. Курицкий и др. Справочник по оптимизационным задачам в АСУ. Москва . «Машиностроение» 1984 год. 212 ст.

11. И.А. Данильченко , В.А. Мясников , В.Н. Четвериков Автоматизированные системы управления предприятиями. Москва. «Машиностроение». 1984 год. 362 ст.

12. А.Горев ,С.Макашарипов, Ю.Владимиров Microsoft SQL Server 6.5 "Питер" Санкт-Питербург 1998г. 456 с.

13. Михаэль Райтингер , Гральд Муч. Visual Basic 6. Полное руководство.Киев. "BHV" . 1999 г. 718 с.

14. Методы принятия решений, под ред. Н.А. Саломатина Москва "Наука " 1986 год 398 с.

15. Т.Т. Антипин Основы сетевого планирования и управления . Заподно-сибирское книжное издательство . 1969 . 112 ст.16 . Г.Э. Параубек Сетевое планирование и управление . Москва . Наука. 1966 270 ст.

16. С.П. Никаноров Применение методов сетевого планирования и управления на промышленных предприятиях. Москва .Мир. 1968. 341 ст.

17. В.М, Краснощеков Принципы построения моделей. Москва Наука 1983. 286 ст.

18. Актуальные проблемы вычислительной математики и математического моделирования. Сборник статей . Москва Наука 1985. 289 ст.

19. А.Г.Кокин Моделирование систем. Курган . МОПОРФ. 1998 г. 100 ст.

20. А.Б.Горстко Познакомьтесь с математическим моделированием. Москва. Знание . 1991 . 157 ст.

21. Б.Я. Советов С.А.Яковлев Моделирование систем . Москва Высшая школа 1988. 348 ст.

22. Р.Яглом. Математические структуры и математическое моделирование. Москва. Мир. 1980. 247 ст.

23. Д.Шрейдер Системы и модели. Москва. Мир. 1987 . 346 ст.

24. Тихонов В.А. Математическое моделирование технологических процессов. Москва Наука 1990. 487 ст.

25. Оптимизация сетевых графиков средствами аналоговых вычислительных машин.

26. Е.И. Велесько А.А. Илюкович Математические модели планирования работы приборостроительного предприятия и его подразделений в условиях АСУ. Москва. ИНИИТЭИ. 1975 . 50 ст.

27. Носков Яценко Microsoft Office в целом . Сакт-Питербург . «Питер» 1997. 420 ст.

28. Ю.Владимиров "Теория баз данных" . Киев. "BHV". 1997 г. 638 с.

29. R. Bellman Mathematical aspect of scheduling theory-J. Soc. Indust. Appl. Math. 1956, 4, #3 , September

30. A.Jl. Лурье О некоторых задачах календарного планирования . 1962. вып. 7. 32 . Под ред. Шапиро В.Д. Управление проектами. Санкт-Петербург «Два-Три» 1996 г. 607 ст.

31. Сборник научных статей «Математические модели и методы оптимального планирования» стр 142-144 «Составление на ЭВМ календарного графика загрузки оборудования» 1966 г. Новосибирск.

32. Е.В. Полковникова А.В. Полковников Планирование и управление проектом с использованием Time Line . Москва. «Диалог-МИФИ» 1994 г. 255 ст.

33. В.Ф. Пресняков Т.К. Богданова Информационные технологии в управлении проектами на примере проекта Microsoft Project . Москва «ВШЭ» 1998 г. 136 ст.

34. В.А. Красавин Математические модели и программные системы сетевого планирования и управления. Москва «Технический университет». 1998. 126 ст.

35. Л.Р. Форд Д.Р. Фалкерсон Потоки в сетях. «Мир» Москва 1966 276 ст.

36. М.М. Кулыгина B.C. Листвин Построение сети СПУ на ЭВМ . Экономика и математические методы №4 . Москва 1977 с.784-787

37. В.Э. Фигурнов IBM PC для пользователя. Москва. "Инфра-М" 1996 434 ст.

38. В заключении автор выражает искреннюю благодарность своим учителям -Чуйкову Андрею Павловичу и преподавателям МИТХТ, а так же своей семье за помощь и поддержку.