автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.07, диссертация на тему:Повышение эффективности функционирования автоматизирвоанных транспортно-складских систем ГПС за счет их оптимального проектирования и управления

Московский ордена Ленина, ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного Знамен;! государственный технический университет имени Н.Э. Баумана

ЧПЛАХЯН Микаел Русланович

повышение эффективности функционирования АВТОЖ'ШЗдаОГЛЛиЫХ ГРАНШОРШ-СШДСКЖ систш ГНС ЗА СЧЕТ ИХ ОПТИМАЛЬНОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ И ШАШШ

Специальности 05.13.07 - Автолатлззция технологических процессов и производств 08.00.28 - Организация производства

АВТОРЕФЕРА Т диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

На правах рукописи

¡¡осква - 1991

Работа выполнена в Московском ордена Ленина, ордена Ок-тяорьской Революции и ордена рудового Красного Знамени государственном техническом университете км. Н.Э. Баумана.

ЛзучнаЛ руководитель - доктор технических наук,

профессор ГШЧШШ Л. 11.

Научный консультант - кандидат технических наук,

доцонт садобокая т. г.

Официальные оппоненты: доктор технических наук,

профессор ЧЕРПАКОВ Б. И.

кандидат технических наук, доцонт МИНАЕВ Э. С.

Ведущее предприятие - Московское станкостроительное

производственное объединение "Красный пролетарий"

Защита состоится "/9 " ии^НЯ 1991 г. на заседании специализированного Совета К 1)53.15.01 в Московском ордена Ленина, ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного Знамени государственном техническом университете им. ¡¡.У. 1!аумана по адросу: ЮУОиь, Москва, 2-я Бауманская, Д. 5.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГЛГ'ХУ им. Н.Э. Баумана.

Баи отзыв в одном экземпляре, заверенный печатью, просим выслать по указанному адресу.

Телефон для справок 267-05-14.

Автореферат разослан " ¿-40. Л_1991 г.

УЧК11Ш (ЖРЕТАРЬ сжцьшшровлшюро сонета

К. Т.П., ДОЦЕНТ

Подписано к печати 13.05.91. Объем 1 п.л. 'йфах 100 экз. Заказ х ЗЗо Типография НПО "Програшпром"

ОВ']|АЯ ХАРАКТЕРИСТИК PAEOTL'

Актуальность _гтробл,"'"т'. В настоящее время с.ушесгБУог устойчивая тенденция постоянного изменения объектов прсизгч,,,.. -1 при условии сохранешш йолкзпе ой7.сг.:оз отпуска. Эта т^идо;¡ция п;:;-л-лэ к создания и внедрению гибких проп-тюдотвспннх систем (ГПС), которое являются новой -ступенью авто:лзт;тзаи:п1 лролзводстгэ. В связи с jiojîTj.:ïo::;îo;.i стопе:!;: автонатиза:;:;:! кпк yi>:î : : оло ; rj о: : ;: х, так и вспомогательных операции, возрастает число задач, ро:-:ао-тх при проектировании ШС.

ОдноЛ из основл.'вс составляющих системы обо.споч/::гя ^/¡пгцп-онировашш ITIC является автоматизированная транспсртно-складс-кал система (ЛТСС), которая маториаллзнрует процессы планирования, обеспечения ¡1 диспотчирования производства. То у. : ï i:î:c—ni:o i ;о— шческие показателя 13ГС в немало-": степени зависят от ираиилвноЛ организации ЛТСС, чему до сих пор по уделялось доллпего знима-ния. Повышение уровня ГПС, т.е. переход к гибким автоматизированным искам (ГЛЦ), дал1л1с"п\ая интеграция про:!звгдстга к переход к гибким автоматизированным заводил ( ГЛСЗ) п;;е;п-я:.л: -т цовь'-шоннь'о требования к работоспособности ЛТСС, показатели которой 3ûJC.Taдипо;отся на стодни проектирования. Необходим cCocuc::rnr.::i выбор количества транспортных п штабодпруг-'дпх устройств, ж скоростсП, длпшг п траектории их трасс, вместимости складов и промежуточных накошп'оле-i. Кроме того, в целях сокращения времени вспомогательных операции необходим правильны:; выбор роглимса обслулпгалпя рабочих позиций л методов огелеггивания .-аторлаль-иых потоков в ГПС. Многовариантность Еыбора оптимального ре~9-1шя компоновки ЛТСС и организации ее работа з условиях высокой стохастичиости процессов фушсцио:тровання ЛТСС и отсутствии правильно!': информации об объективности ШС, делапт эту задачу одной из наиболее слогш.'х з процессе проектирования ГПС.

Цель 1.)ботч и oeimiHi'o r-nryn: :п;егу/гапля. Цел"/) работы является помяло нис объективности -у : r.:i v.i о : : : ; о ; j ::'-ч ЛТСС Г;1С за счет vk оптимального проектирования и управления, „г,лл достижения поставлен.юн цели били поставлены и релеш.' следуйте задачи:

- разработка системы моделей и мстод:гкн их использования для синтеза ЛТСС;

- исследование влияния параметров ЛТСС па технико-оконо-.:.:-

I

чеекке показатели ШС, анализ влияния производственных Акторов

па состав ЛТОС и иора:.:етри се ^ункцпо'гнрогаппя;

- эксплуатационные исследования (Тупкциоштрованля ТПС, сбор и анализ исходах дзпних для моделирования;

- разработка практических рекомендаций по созданию и упра-влеппго АТСС ШС.

Гручгяя новизна. Выявлены законогарнссти влияния условий производство на синтез структуры АТСС; определена взаимосвязь производительности 11IC от технико-экономических показателей АТСС и рс:пп:;ов обслуживания рабочих позиций; установлены внутренние взаимосвязи характеристик АТСС; разработана метод!пса оп-тпмпзацпт колотествошшх характеристик АТСС.

Нр.тстпч^гкая ценность. Использование методики пошшония о^октипностп функциоипрогапия АТСС позволяет при проектировании учитывать производственную ситуацию, связанную с надежность:.! п переналадками технологического оборудования. Газработа нк алгоритм м программы генерирования и выбора оптимальных вариантов .количсствошшх показателей и структуры АТСС.

На запиту выносятся следуйте основные положения:

I) современные ШС в том числе скомпонованные из зарубежного оборудования, не обладают высокой надобностью в работе;

1!) структура и компоновка АТСС доженн выбираться, исходя не только из номинальных показателей ШС, но и их надежности в работе;

3) длительность и стоимость имитационного моделирования мозге т быт:. ескрацена двухэтаппым подходом.

Ап'юб'^-'я. Lia терна лы диссертационной работы докладывались и обсуждались на научных семинарах кпглдрн "Электронное машиностроение" Г.1ГТУ им. Н.Э. Баумана; на /¡сесоюзном научно-техническом спмпозпу/е "Проблемные вопросы автоматизации производства" в г. Гороне~е (1907), на зоналыплх семинарах "Организационпо-эконемпчеекп-з проблемы автематпзащпг процессов исследований, проектирования и производства" в г. Пензе (1988).

Пу.ун'-.-пш. ¡.¡аториалн диссертационной работи изложены в 2-х печатных работах, список приведен в конце автореферата.

'.?"трх1 иссл'/тоглния. Теоретические и экспериментальные ис-следогакил проводились на базе теории имитационного моделирования, :.:ассового обслуживания, производительности рабочих машин и линейного программирования; методов экспериментального исследования функционирования рабочих машин. Эксперименталышэ ис-

следования проыоднлиоь в лабоьат^ :тл "Слектпонное .'.хси-

иостроепиз" ГЛПУ '".и II. D. Гзума:^ " з из лох МСПО "1рзсн:::: ггро-."2тар::'1." с использованием современной рсг.:стр::;,;г':цс-Л, измерительной л вычислительной технн::н. Достоверность теоретических :i оксплуатационных разработок подомгрэдопа результатами производстве пшлс реализаций па 1.1СП0 "Красны:; цролетзри'.:". Получен экономический эффект, по," "вср:глепный актом о внедрении.

Обт.пм работы. Днсссртпп^ыпэя работа изложена i-:a üó страницах машинописного топота, вклшает в себя i 4 таблиц, ¿S рисунков, список литературы из 73 наименований и приложения.

ОСНОВНОЕ СОДКРГЛШЕ PAF.OHJ

По введении обоснована актуальность работа, с;;л;л:улпрс.--.';::и основные научные пологопия, которые выносятся ¡¡а защиту.

П погром глаго приводится анализ особенностей и обзор применения ЛТСС в ШС, рассмотрены проблз:.:ц построения Л ТСС л методы моделирования процессов функционирования ЛТСС ШС.

Лается анализ мирового опыта применения ЛТСС в ШС. Подчеркивается, что повышение степени авторатизацип и гибкости производственных систем формируют тенденции отказа от традиционных конБсГшрных транспортных систем. Пр:тзодятся данные о росте использования напольного транспорта, в основном индуктивных робо-кар, V. многоярусных стеллажных складов в связи с проектированием и вводом в эксплуатацию ГЛЦов и ГЛЗоз. Отмечет i основные преимущества робокарного транспорта: гибкость и поливарпант-ность траекторий движения, возмокпость безболезненного нараггн-вашгя ШС. Основными преимуществами столлалшх складов является малая занимаемая площадь, компактность, быстрота впоса и выноса 1ТУза. Отмечается тенденция отказа от традиционных способов, кодирования грузов в свази с переходом к глобально:: модели склада в памлтн систсш управления ШС (СУ ШС), что предполагает обязательное прохождение детали после каждой «обработки на рабоче:: позиции через сил;;.

Лютея анализ литературных источников по оф;.окт:п::!ост'т использования Aí'CC в II 1С исходя из общепринятых к;нтсриоя - повышения производительности труда, снпме.ыня капитальных .i аксплуа-тащюшпгх затрат. Отмечено, что число возмогнык компоЫст.о!: А7СС велико из-за большого количества составлл.-спх ПТС элементов.

Традиционнее способы шбора основаны па анализе малого числа вариантов, определенна проскптрощ'.тком интуитивно, НСХОДД из еннта. Ноэтогу возникает необходимость разработки метода Выборг наилучшего ьарттаита компоновки ШС из мно~.ества возможных рспе-гш;1. Отмечено, что отсутствие единых критериев для принятия решения и игнорирование высокой стохастнчности системы приводят к двум основ;;:::.! ситуациям. Первая - АТСС разрабатывается с большим запасом производительности, что приводит к увеличению капп-талытх вло:хеннц и простоям дорогостоящего транс пор тно-складско го оборудования. Вторая - ЛТСС разрабатываотся как система, ра-ботаквдя на пределе своих возможностей, что приводит к простоям технологического оборудования. Проводешши обзор литературных источ:::псов показывает, что при проектировании ГПС на выбор л организации ЛТСС преобладает анализ влиящ;я отдельных факторов, ко отсутствует комплексный анализ совместного влияния этих фпк— торов иа генерацию оптимального варианта ЛТСС. Ш оспово анализа шрового опита эксплуатации ШС выявлены варианты совместимости тронопортннх и складских подсистем п зависимость выбора аппаратных средств ЛТСС от уровня ШС.

Виделсни 4 основных алгоритма фупкщгатфоваття ЛТСС, которые необходимы при форшроганш! модолеП фушеционировопия ЛТСС.

Дается анализ методов моделирования ЛТСС ШС, их преимущество п недостатки. Подчеркни ется, что детерминированное нечнело-што п. модели на основа теории систем массового обслуживания недостаточно учитывает неравномерность материального потока либо во времени, либо в пространстве. Отмочено, что отсутствуют такого апалппгчеекпе метода расчета складских запасов, учитывающие ' одновременно физическую п окопомпчсисуя сути пррцесса. Выявлено, .что наиболее целесообразно использовать при проектировании л опталтзацпи параметров ЛТСС теорию имитационного моделирования, позволя'гпум: резко уменьшить идеализации системы; повысить точность оценок интересующих параметров; осуществлять событииныЛ прогноз во времени и пространство. Кроме того, теория имитационного моделирования позволяет осуществить переход от традиционного к системному проектированию ЛТСС.

Во втопр-д ггату? приведена скорреккфованная методика имитационного модехфозання процессов функционирования ЛТСС ШС; дат: основные факторы, определяющие условия функционирования АТСС, разработана система аналитических и гаштацноших {.юдолей

д/л ошт.гп и ггоштаппя *лпост;г пицтгротн::я ЛТСС.

Отмочено, что сгратогл: приоритета о;плч!п:г;а1^:и слсгпюго с&>окта и управления и:д роалг.зуетск кг.иттий.^ошшм моделированием в астат» трзгте-ьной оптигшзацпи пэрамстроэ волх подсчетом ГПС, в тем число II Л ТСС. Подчеркнуто, что приломонлг теоргпг иютацпэнного моделирования к ГПС отличается от ее приложения к автсызюгаескпм лешем не только спредедяомыш параметра:::!, но и структурными требованиями огглсат:я иерархии ГПС. Прогодош-к.': анализ робот показывает, что зачастую имита^я ГПС носит априорный характер, что вытекает из трудности сбора информант: о проектируемы?: и фушеционалышх ГПС и наличия в литературе загашенного в рокламшх долях оф":пкта от внедрения ГПС.

Внделсггн и проанализирована возг,ташш варьируете при моделировании факторы: время обработай деталей; размеры передаточных партий; скорость псремецсштя транспортних и складских шта-белирукрга устройств; количество транспортных и складок::?, штабелирующих устройств; вместимость складов. Отмочена еоз:.:ог.пость объединения двух первых факторов с иомслыо преобразования:

Ъ звН за

гдо ил и - времена обработан соответственно деталей старо": и новой номенклатуры; и Лг - размори передаточных партп::;

'¿33 - время загрузки п вигрузкл детали непосредственно нз станок.

Подчеркнута также возможность отображения пзмзпештя геометрического расположения рабочих позиции и складов в изменено: скоростей транспортных средств. Отмочена целесообразность выбора в качестве реакции только одного кптегрлльного параметра для сокращения трудоемкости моде.^фоваггия и умзнг.моггпя машинного времени пяттац^онтпо: Ет:спери:литов. В качество реакции выделана производительность ГПС 0- ; дпугпо гыходныо параметр!:, кпк например, очередь трсйбг.^тгиЛ па обслуживание от рабочих позы::;;:;, ЕОЛ1тчипа загрузки транспортных средств и т.д. в рамках модели целесообразно рассматривать гак окзогешгыо гг.ромонныо.

Особое ллкмзгшо уделяется выбору ягп.чса кмптэ.'сго-пгога моделирования. Приводе;!!; особенности ГПС, опродоля.'-цпо цолесообрсз-ность применения имитационных языков группы "поиска". К дан не': хруппе относится язык имитационного моделирования Н0Р5 ,

рпзгпбота!".г:,;1 на кафедре "Электронное машиностроение" ГЛГ'ГУ игл. И.О. Язык rlOPS краток и эффективен при разработке

стпуктурно-помцоновочпих решений автоматизированных технологически комплексов л оперативном планировании с полью наиболее полной загрузил оборудования массового производства в условиях переменной номенклатура, кроме того, - при отработке программно IV) обеспечения автоматических комплексов с иерархическими систе у..-):.:л управления. Приведена структура языка и необходимые отапы моделирования.

При анализе производительности UIC выделен коэффициент производительности ЛТСС ^лгес » определяемый по формуле:

п - Togp

1тс = WToSc

где Т0Sp - время обработан партии деталей; ТоУс - время обслуживания технологического модуля трапспортпо-складской системой, песовмепенное с обработкой.

Проведея анализ наиболее распространенных компоновок ЛТСС и состав."-тл:!их времени обслу.тлтзштя для каждого варианта. Определено условие полного перекрытия времен работы стсллалашх скла< дов и транспортного средства:

TT _2^U»Vr_

_ Vm * Sf (25...MO)VT' .

гдп Яш и iSt - средние пути, проходжшо соответственно п;та-белером и робокарой; Vm и VT - скорости перемещений соответ' ствянно гстабелера и робокарн.

Огтротгллонн основные факторы, влиягнгтте па структуру и параметры А ТСС, н установлены взаимосвязи козду ними. Проведены ими-тпдгепкио зкеперимеити для оцетш в'пшния на производительность ШС размеров породаточных партий, скоростей и количества транспортных и птпболирутг.тх устройств, вмсстшостей складов и количества переналадок технологического оборудования. Установлено, что для кошфотннх производственных условий существуют конкретные о!1тп:,плыше размеры передаточных партий и вместимость зоны склада для полуфабрикатов. Выявлены зависимости мекду вместимостью сила,га и скоростями транспортных средств при малом количество взаимосвязанных участков групп технолопгческого оборудо-

вэшш, а таккс медду «коростягди трэнсгоч^лнх срслсяв и производительностью ШС. Зависимости имех;? формы кривых насыщг'нил. Уделено витание аномальным ситуациям, -*:огда недоста точная скорость птабелеря приват :т к полному простою какого-либо из участков обработки ип-за неравномерной суперпозиции потоков требований от разных уч£..;тков. -Стмбчена возможность выбора в общем случае определенной скорости iuVa6ejijpa для поддержания нужного соотношения -номе тела rypirux единиц готовых деталей на складе.

В процессе имитационных экспериментов установлено, что прогон каждого возможного структурно-компоновочного репепия ШС неоправданно увеличивает трудо- и энергоемкость имитационного моделирования и зкепоримента.* Поэтому перед этапов имитационного моделирования целесообразно проводить определение облзсти оптимальных решений с помощь» глепео трудо- и энергоемкого опалити-ческого шделфованпл. Получены аналитические выражения для расчета интенсптностой '.атзркзльчих потоков при наиболее распространю для высоко:-ровпевих ШС функциональном расположении

оборудования: ^

Л —Li., v. О-

^frirn ~ rj . (j)if в и D) Aicj = 31 (>i) Juii (j*u Лк, j»i

cOi- ^ b

Га

>'i ~ x,< Qxl

где I - общее количество выполняемых в ШС операций; К - общее кс.'пгчоство номенклатурных единиц; J - количество трупп оборудования; ОI (J) - nojnnecTBO гохнологячоекпх модуле!, з j -ой группе, ! е. J ; I i (j) - кодпч'.^тво операций, тагсолшемше па j -сЗ группо оборудования; подо голый ?Н лектор rilX ;Xi

- пооперационный позстор MIX ; Ti - время выполнен::.". ! -ей операции; 1НГ'">иотшод?г. потока деталей для выполнения

i -ой спорзц:пт; - интенсивности обмена между складом я

j -oii группой оборудования и ..аоборот; Akj и а*; - логические поромошшо. причем:

S" I. если деталь к -го типа проходит сбрзбот-

■<, 1? на j -ой группе оборудования,

С 0 - в противном случае;

rif о ода ¡¡ад К -п:л типе:.* детали выполняется Clri- ■< ' -ая операция,

(о - з противном случае.

1!

Гошошю сводится к отысканию множества Ч = ,^2.О ( , 1'i>0 , И]Ч! КОТОрОИ 0, з max (блок ЛИ, рио. I). Сло^идио блоки аналитического моделирования производят ограниченно области оптимальных решений (A3, М). Иритеризм оптиьаль-ности компоновочного решения является выраяение

где иjс - расстояния между j -ой группой оборудования и складом.

inc. 1. Глок-схема синтеза и повышения эффективности функционирования ЛТ;:и ШС

Отмечено, что данная методика может быть использована не только при функциональном расположении технологического оборудования, но и при любом. При этом Ji(j) принимается равным I. оплачу решена о использованием подпрограмм серии MF&R фпр;.'.ы IK.I.

Дополнительными исходными данными ^ последу??'!:;;' блок хтг.ст— тационного моделирования (АС, А7) яв.глтся показа г; ли работоспособности технологического оборудования. При : боткс: модулей блока нотационного моделирования принималось го внимание т'олесообразность разбиения иысокоуровнсв'!?х ГПС на част;:. Поотему блок имитации г'лзчает..1 себя дш подмодуля - системы по частям и пмитащп' спсМмы : целом. Блок А5 стслопивает изменение вместимости склада во времени, определяя ее максимальную ВСЛИЧНПу.

■ ■ Особое ыиманпе уделялось гибкости разработаппс;! блок-схемы, вследствие чего корректировка проектных входных величин возможно до и после запуска любого блока. Кроме того, бозмо.тлю вклточошю в исходные дпшшо-любых характеристик А ТСС и наблг-дс-Ш'С только за одной реакцией модели - производительностью ЛТС.

Тппттп глава носвьиюна эксплуатационным ксслод.огапк.ч:; (':/:г-хциониролания технологического : транспортно-складского оборудования ГПС, сбору и анализу нс> >дных данных для поде лзгрова пня.

На обьект исследования был: принята типовая Л'С выеокого уровня, о супе с тп лягая я гмхшнгаос "ую обрабо'лгу д^о.тсЛ

и деталей типа тол вращения для .точсстпеппнх проглалоита: роботов и токарных автоматов па 0 "Красный Пролетарий". Приведены схема цеха ГАП и данные, а сыва!х,пе компоновочное решение 1Т1С. ГПС включает 51 едгапщу тех гологпчоекзгх модулей, распре;;;— лонных по 10 ^уппам оборудован;: I. Не отслотура обрабп-п:?.осгл"/. деталей состоит из 84 птемопочапиЯ. 11,'С паи::; пот и; с-::г»!ОД?;гг.с;:-ную площадь в 5200 м'". ГПС доха "['Л: Г оспаг.сна н'с»^-.цт>?г/а7гсг-рованноп транспортно-скллдской системой. ЛТСС включает- з себя 5 индуктив:п.'х робокар класса "Карьер" со скоростями персггл-ения I ... О,-.2 м/с; два многоярусных стеллажных склад.') с суммарной вместимостью £ - 5-10 ячеек, оснащенных крапам-и-^табелерамн; 155 станочных и складских приемных стагпхпй и ГО станций локального управления транспортными средствам:!. Для получения реаль-них данных функционирования ГГС били проведены статистические исследования се работоспособности. На основе данных хрономс-тра-построены балансы затрат планового сивилл времени по группам технологического оборудования. Исследования показал::, что ШС за год теряет более 16 тыс. часов станочного времени в целом. Реальная загрузка оборудовать в среднем в 1,6 раза ментсе по сравнения с плановой. Сашст .экими местами ШС является груп-

па статпсоз 17-Ю ГГО-1 и ИГ—800 ШЯ-<М, кввкдое иапяудоне показатели по надежности. Б среднем ГПС теряет 13£ планового фонда времени из-за переналадок п ?j!> - по организационным причинам. Подчеркнуто, что возможность охарактеризовать надомное ть Л ТСС отсутствует из-за ее болыаоН избыточности. Осуществлена оценка избыточности-транспортной подсистемы с помощью теорпл массового обелу~;зан::я. Оценка показала, что в среднем четыре робокары простаивают и соответственно работает только одна робокара:

где п - число транспортных: единиц; Р« - расчетные вероятности состоя;::::: ГПС; Мс - сроднее число простаивающих робокар.

Осуществлена сцет:а вместимости складской подсистемы. Установлено, что исходя из распределения состояний складской подсистем наибольшая вероятность Ртах = 0,3 приходится па зна-чо'тно вместимости Б = 5-8 ячеек, т.е. реальная вместимость удоячетворяот прспгкодптвошшм условиям. Отмечено, что данная ьагодгка не позволяет анализировать возможные пжовно заполнения складов и перевозки грузов. Поэтому необходим такие свойства г.митпциошюго язпка, которые дают возможность оиератшшого иаб.'годоппя за состояния:.;'.! моделируемой системы. Ото'.! возможностью обладает язык MOPS.

Б результате анализа исследуемого объекта установлено, что разработка практические рекомендаций для гошиенпя эффектпвнос-тл цупкцпошфовзния А ТСС цеха ГЛП сводится к решению слсду1хц1х задач: определение необходгтмого количества робокар при функцио-Шфовлп;гл TjTC в заданном диапазоне помзшмгатурных едишщ скорее-гл их передвижения; определение возмодних пиковых грузооборотов в цеху; определение реального объема робот, который может выполняться данной ЛТСС; анализ возможных изменений маршрутов робокар и.тл перекомпоновка цеха при неизменных произволетяешшх площадях.

4-)v:i-'iv,'.-!4 г.-пга посвящена реализации блок-схем? фушецполи-рогання А ТС' ГаС и анализу результатов моделирования и выработка рекомочДсТцнЛ для совершенствования ЦШ ГАП с оценкой точности и достовернее1:':: определяемых величин.

Исходя из результатов производственного анализа работоспособности, был:: подготовлены вход!¡но дашше для блока оналитпче-

ского моделирования. Приведены таол!щы с распределенном операций по группам оборудования, распределенном до тале Л гк-оперпцп-оино и по группам оборудования, даяние о векторо ЖХ , временах обработан л размерах передаточных'партий. С учетом в:г:е-персчпслсннпх величин, определялись пнтенсггвностп грузопотоков г.вдсу каждой группой оборудования и сглодап в рс.мимо "точио-возремя". Причем обрат:'.;"; поток принимался тожественно рав:лл.1 потоку к станкам от складов, т.е. без учета брака.

Приводит упорядоченною дашше о марлрутлх деталей, расчетные "меню" по наядой группе оборудования. При постановке задачи учтены все данные хрономстрал-а по лросюлм оборудования. Осуществлена тактическая разбивка ГПС на составляющие ее группы тех-нологичсского оборудования и определены условия годелггроваггия этих частой. Калсдая группа оборудования представлена в виде ресурсов, имегецгх собственный исток и склад транзактов. Рея система объединена в квапиасинхронный блок без внутренних накопителей о автоматическим переключением алгоритмов, акт:л-.::з:~7:ит:ыс транспортные устройства, данные алгоритм млтеркалкзнрулт 2-ой системный уровень СУ ШС, упраилягаляЛ 3-м ап;гарат:;нм уровнем (бортовые компьютеры робокар и крановчзтабелеров). Приведена мето-дтса заполпеття входшлх ([»аилов п имитационные моде л:: групп технологического оборудования. Кг выходе калдого подмодуля имитации устанавливается закон распределения требований от рабоч:гх позиций во времени по гистограмме частоты требование;.

На втором этапе моделирования системы в целом реальная компоновка ГОС преобразована в линейную с присвоением адресов и определением мелсалресных расстояний Ь ] по формуле:

I - ■

где - расстояние мел<ду кагушм станком, нходагш в данную

группу и складской зоной.

Таким образом, каздая 1руппа представлена как единый ресурс. (к/'щая модель жлшает в себя 9 ресурсов, так кок десятая группа оборудования пякшоордипаиллс станков УД-2С не С слупливается транспортной подсисте:.:ой. Приведена методика заполнения входных ({оПлои в об1'(ул модель. Подчеркнуто, что алгоритмы обкоЯ модели реализуют футедии 1-го глобальпого 'уровня СУ П1С.

IIoc.no запуска блока аналитическая-о ыодолнрогашш определены 1штонс;шностп грузопотоков б режиме "точно-вовремя" без учо~ та простоев станков. Производительность ШС в данном ре;атме равна 0,043 парт, /'мин при результирующей вместимости складов Н - 48 ячеек. Ото означает, что в любом случае необходимо иметь глгоиглальну» вместимость склада, равную общему числу технологических едеппгц ШС. После запуска второго блока аналитического моделирования определены наихудший н наилучший варианта геометрического расположения оборудования цеха ГЛП. Исследование результатов первого этапа имитационного моделирования показало, что интенсивности требовании групп оборудования имеют явно иирансшюо экспоненциальное распределение. При этом точность расчета повышается с увол^гченпем числа технологических модуле!! в группе и уменьшением среднего времени обработки партии деталей. Па рис. 2 представлены значения интопспвпостоД потоков партий дсталеИ к ка::;цо!1 группе оборудования в разлзгчних ре;:пплах 1*уккц'.!0![пр01шшя ШС. Параллельно с блоком нмптоцвд действует блок сканирования вместимостей складом па базо впраотшш для дп.]л;\:ронц:;ала вместимости:

з

где ~ интенсивности потоков, полученные при имитационном моделирован:™ групп оборудования с полной загрузкой станков;

- интенсивности потоков, полученных при аналитическом моделировании в рекиме "точно-вовремя".

Кроме того, исходя из оперативных наблюдении за имитационным экспериментом да выявления пиковых заполнении складов и максимального времени хранения партии детален па складе "Ъхр -= ЮССО мин, установлено, что вместимость складов и ЗС# станочных с-лг.:;-.,:!, т.е. ц = 56Я ячеек, полностью удовлетворяет производствен ным требованиям, йким та образом установлено, что необходимая вместимость входного складского накопителя па складе для малых и средних деталей' должна быть не мсное 3-х ячоек во избегание простаивания робокар при складской погрузке или разгрузке. Средник коэффициент загрузки краповчатабелеров равен 0,709; производительность - 0,14 парт./шш. Проверка скоростей крапов-птабелеров показала, что реальная скорость штабслсров, равная 0,7 м/с, несколько больше минимальной расчетной, равной

/^ ^ПиРТ/НИЧ

0,003 OfiOl 0.006 0,005 0,004 0,003 0,002 • 0,00 í

P 015

0014

0015 С 012 0,011 0 010 оооз

/ / ✓

L1H0 ИР-800 1 720 eíC-D ЦР-500 fTCil VK-5'A Г/~СЛ GGV группы оборудования

Рио. 2. Интенсивности маториалышх потоков цеха Ш1 при различютх режимах обмена

0,52 м/с. Таким образом, реальное количество кранов-птабслеров не является избыточным и полностью удовлетворяет производственным требованиям.

Обпря производительность системы равна 0,07 парт./мпн. lia— блюдпщтя за прогонами модели показал:!, что в цеху работает в : основном одни рибскара. пмопцая загрузку Рр - 0,43. Вторая робокара используется только в моментп пиковых перевозок, оста-Л1.1ШО простаивают в течение^ восго цикла моделирования. Тают образом установлено, что транспортная подсистема избыточна, и ШС могла бп обслу;:;лва?ься только 2 робогорамл. Соответственно сокращается число постов локального управления па 2 ... 3 единицы. Сокращеште транспортной подсистемы позволяет уменьшить капитальные р.сходы на 130 тис.руб. и эксплуатационное расходы на ¿5 тыс.руб. ежегодно.

Установлена слабая функциональная зависимость производительности ШС от варианта компоновка оборудования цеха, однако

при наихудшем рзсполсксшш технологического оборудования загрузка ^¡."а'потпгру^гх робокар увеличивается в 2 раза по сравно-!пи с паплучлим расположипиом. Таким образом, требуемая производительность транспортной систеш равна 4 ... 5 партиям в час, в то время как ее производительность при дашшх производственных площадях мокет достигать 24 парт./час. Рекомендована л другая возможность сокращения избыточности транспортной подсистемы - замена робокар класса "Карьер" па менее быстроходные и в 1,5 ... 2 раза болсо дешевые робокары "Пптрансмаша". Возмокен также вариант догрузки действукщой транспортной подсистемы путем увеличения в общем потоке партий доталей с меньшим суммарным временем обработки. Установлено, что для полной зах'рузки транспортной подсистемы необходимо уменьшить производительность по старым деталям до 0,041 парт./мин и производить обработку новых деталей со средним временем обработай партии ТоSp 420 ... 450 мин, имея по шил производительность й - 0,063 парт./шш. Тля сохранения при этом существующей вместимости складов необ-хо;и"'о сократить время хранетгя деталей до 6700 мин за счет повышения показателей надсглости технологического оборудования и соблюдения р:*гма выхода готовых доталей со складов. Кроме того, с увеличением интенсивности материальных потоков необходимо освободить зону вноса/выноса склада для палых п средних деталей от ручных комплектовочных робот путем переоборудования второго торца склада. Отмочено, что и в этом случае можно уменьшить загрузку транспортной подсистемы путем пероходз от реяима "станок -склад-станок" к сыпанному. Дпя оценки уменьшения загрузки Mi /Ms 0 помощью формулы Литтла получено выражение:

Ml Ui

пг~ Ч'Т2 + ill-1')Ti

где Ti - время обслуживания требования при режиме "станок-склад-стано'с"; Tg - время обслуживания требования при сметанном режиме; ^ t - интенсивность материального потока при ре иные "станок-еклад-станок"; - питепсивность материального потока при ро:.:имо "точно-воврогл".

Установлено, что при переходе от реяима "станок-склад-станок" к смешанному рег.а;му обмена загрузку транспортной подсистемы монно уменьшить в 1,3 ... 1,4 раза.

Исхода из разброса велит,:л производительности ПС ¡i максимального времени хранештя партии деталей на складах, выявлено, что для достижения доверительного интервал, равного O/jO, достаточно провести 60 ... 65 прогонов.ит.титатора. Переходный ре.:."л осуществляется в рамках обработки примерно ICO napi.rn деталей.

Обоснование выбора экспоненциального распределения интен-сивностей обработки по группам оборудования осуществлилось по критерий согласия Пирсона.

оспоише ишодц

1. Для правильного выбора структурно-компоновочного варианта построения Л1С и технико-эксплуатационных параметров Л ТСС IIIG рекомендуется использовать разработанную систему моделирования процесса функционирования ШС, включающую комплект аналитических моделей для ограничения числа анализируемых вариантов и комплект имитационных моделей для детализированного анализа избранных вариантов.

2, Для ГЛУ обработан арматурных деталей максимальная производительность от 0,1)21 до 0,025 парт./'""! получается при размере передаточных партий в 20 деталей, при этом размер зоны оклада для полуфабрикатов колеблется в пределах от 20 до 40 ячеек з зависимости от партии запуска.

3. Для ГЛУ обработки корпусных деталей требуемая скорость крана-итабелора, при которой обеспечивается синхронная работа всех групп оборудования, должна быть 3,3 м/мин; минимальную вместимость склада следует рассчитывать при скорости транспортного средства сквозной группы оборудования, обрабатыязгпого все номенклатурные единицы деталей, не менее 10 м/мин.

4. При расчетах про:тзводптельностп ШС высокого уровня ре-коигтпгстся использовать экспоненциальный закон распределения времени обработки, при этом точность расчета погылается с увеличением числа станкол в группе-оборудования и умсньжсп:™ сродного времешт обработки одной партии деталей.

5. Реализация разработанной блок-схемы инженерного анализа фушщионироват1я A'i'CC ШС высокого уровня, позволила установить, что при изменении компоновки оборудования ШС ее производптсль-ность практически не ¡изменяется, но изменяется загрузка робо-кар, при этом действующая транспортная подсистема является из-

(5пто*шеЙ.

G. Дга повышения эффективности ЛТСС цеха ГЛП следует сократить число р с бекар с 5-и до 2-Х, пли не применять робокари сс скоростям двпзышя в 1,5 ... 2 раза меньше без изменения гру-зопо.г,:',".пюстп; ото позволит с01фатнть капитальные вло.~оння на 130 тле.руб. и ежегодные эксплуатационные затрата на 25 тнс.руС

?. При отсутствии возмо-лностн сокращения числа робокар рекомендуется для повыншпя их загрузки увеличивать долю партии деталей со сравнительно малыми временами обработки Т0оР-- 420... 450 сип до 7U'J в общем потоке партий деталей. При этом производительность ПТС уволпчптся в 1,25 раза.

Я. При поглглешги производительности ПТС в 1,25 раза, возможно сохранение существующей вместимости складов, необходимо сократи?:, сродное время хранения деталей до G ... 7 дней за счет по:-.н::;опня показателей надежности технологического оборудования и соблюдения ритма выхода готовых деталей со складов.

S. Загрузку транспортной рсбокарной подсистемы цеха ГЛП могло уменьшить л 1,3 ... 1,4 раза путем перехода от режима "станок-снлад-станок" к смсшннсщ' ремнму обмена.

Гкопомнлескил оф1;ект от реализации продло>:ииных мероприятий составил 57 тыс.руб. в год.

Основные поло~.оппя диссертации отражены в работах:

1. Чплахян.М.Г. Исследование работоспособности автоматизированной транспортнс-складекой системы ШС // Проблемные вопросы автоматизации производства: Тез.докл. Всесоюз.паучпо-техн. стапозпумз. - U., 1957. - С. 55-5G.

2. Сздовская Т.Г., т1ллахян М.Р. Исследование гибкой производственной системы методом имитационного модолзфовашш // Организационно-экономические проблемы автоматизацию процессов пс-следова:пгй, проеклфоваппя и производства: ТЬз.докл. зоиальпоп со;..;::::;;-а. - ТЬ.пзя. 1980. - С. 26-20.