автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.08, диссертация на тему:Повышение эффективности гибких производственных систем путем определения рациональной структуры подсистемы инструментообеспечения

» -I -.1 !/

^ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ПО НАУКЕ И ВЫСШЕЙ

ШКОЛЕ РФ

12 г< ^

МОСКОВСКИЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ СТАНКОИНСТРУМЕНТАЛЬНЫЙ ИНСТИТУТ

УДК 658.52.011.56.012.3.001.57(043.3) На правах рукописи

ЕЛИСЕЕВ Олег Николаевич

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ГИБКИХ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ СИСТЕМ ПУТЕМ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАЦИОНАЛЬНОЙ СТРУКТУРЫ

ПОДСИСТЕМЫ ИНСТРУМЕНТООБЕСПЕЧЕНИЯ

Специальность: 05.02.08 — Технология машиностроения

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

МОСКВА 1992

Работа выполнена на каФедре "Технология машиностроения" Ыэсковского стонкоинструментального института.

Научный руководитель = - доктор технических наук, профессор

Косое Ы.Г.

Научный консультант ' - кандидат технических наук, доцент

Брюханов В.Н.

Официальные оппоненты' - доктор технических Havx. профессор

Сосонкин В.Л.

- кандидат технических наук, доиент Рассанов D.E.

Ведушее предприятие: - МКТБ

Запита состоится "2?__~ . на заседании

специализированного совета К 063.42.04. . по присуждению ученой степени кандидата технических наук а Московском станкоинструиентальном институте по адресу: J01472. косква. K-SS. Банковский пер., пои За. телефон 239-4Э-1Э.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке

Московского станхоинструментолъного инстит'/та за один месяи до зашиты.

Автореферат разослан __" ^^____ 1992 г.

Ученый секретйрь спеииалиэироелпного совета

к. т.н.. л .»и Егоров С.Б.

ОБШАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность рабэты. Одним иэ основных направлении интенсификации н«лкосеоийного производства в машинострсении является использование гибких производстгенных систем <ГПС>, затраты на создание и внедрение которых достаточно велики. Поэтому задана их экономической эффективности превратилось в одну иэ важнейших.

Существенное влияние на повышение эффективности Функционирования ГПС оказывает подсистема и нет руме?н тоо— беспечения САСИО)• Из опыта применения существующих ГПС вы— явлено, что рациональная организация АСИО позволяет повысить загрузку оборудования в сериииои производстве на • .70 X, а в мелко—серийном — до ЮО %

Однако« в настоящее время нет достаточно обоснованной методики проектирования АСИО, что связано с отсутствием теоретического изучения вопросов организации« производственного процесса с учетом функционирования АСИО. Практическая значимость и необходимость дальнейшего развития задачи проектирования АСИО и обусловили выбор темы диссертации и основные задач исследования.

Цель работы- Повышение качества проектных решении при разработке структуры подсистемы инструнентообеспече-1;ия ГПС и снижение трудоемкости проектирования за счет разработки метода и моделей для анализа и синтеза проектных варилитса.

Научная нови с» на работы г 1„ Выпвлени и иссгедованн «акторы, действующие в АСИО как составной чгсти ГПС при протекании производственного процесса и ол^пицие на Эффективность системы в целом.

С. Вскрыты езчги между показателями Эффективности ГПС и параметрами АСИО < ;-араг теромпстоков инструментов , номенкла*

латурой инструментов, стоимость» инструментов и т.д.).

3. Решена задача формализации производственного процесса ГПС с уметом взаимодеиствия материальных потоков заготовок , готовых деталей и инструмента.

4. Предложен метод проектирования структуры АСИО и на его основе рагра4от^<* методика проектирования подсистемы инструментообеспеченни ГПС для обработки корпусных деталей.

5. Предложен к обоснован критерии оценки вариантов структуры АСИО ГПС.

Методы исследования. Исследования проводились с использованием научных основ технологии машиностроения, системного подхода, имитационного моделирования, математической статистики и математического программирования.

Практическая ценность:

1. Возможность непосредственного использования разработанной методики на стадии проектироБдния АСИО для оценки ее проектных вариантов.

2- Разработанные алгоритмы и программы структурно—параметрического синтеза АСИО ГПС доведены до уровня использования в инженерной практике и могут ъ-ить включены в САПР ГПС.

• 3. Разработанная методика позволяет на стадии эксплуатации ГПС решать задачи оперативного планирования и управления.

Апробация работы. Основные положения работы докладывались на:

1. Кафедре "Технология машиностроения" Московского станко—инструментального института в •1<?90,1<?<?1 гг.

2. На зональноь.сем^няре "Состояние, опыт и направление работ по комплексной автоматизации на основе ГПМ. РТК и ЛР "

(Пенза, ПДНТП,1«?«?0> .

3. Всесоюзной научно—методической конференции "Имтегпа-ция науки и образования"(Москва,1990).

А. Республиканской научно-технической конференции "Со— эершенствованис технологических процессов изготовления деталей машин".(Курган, 1991). Публикации. Основное содержание работ опубликовано в ■? печатных работах.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность выбранной вмы, Формулируются основные положения, которые выносятся 1а защиту. Приведен* структура и краткое содержание работы.

В первой главе излажены предпосылки исследований, Формулированы цели, дана краткая характеристика задач и амечены пути их решения. < ' '

Проблемами, связаными с автоматизацией серийного и елкосерийного производства занимается ряд научных коллек— ивов и школ, среди которых только в Москве разработчика— и в области ГПС являются такие ведущие НИИ И ВУЗы: НПО НИМС, ИМАШ, ИПУ, ЦЭМИ, ИАЭ РАН, НИАТ, МГТУ им. Баумана, ОССТАНКИН и др.

Круг задач, связанных с повышением эффективности ГПС, вшаемых организациями и отдельными авторами, достаточно ирок. Однлко в большинстве работ затрагиваются вопросы, вязанные с исследованием лишь автономного влияния на эф— активность ГПС составляющих ее подсистем без учета их взагнои корреляции. Наиболее слабо исследована взаимосвязь ;*ааатвлей работы АСИО и показателей Эффективности проек-«руемой ГПС.

К работам, свхванным с трхкалогкчгским проектированием АСИО, в первук очередь следует отн«сгн работы Наяизина Н.Г., Сердюка A.A., Солоухиной H.A., Гогитидзв З.А., Олей— ицка A.B.

В работах Наякемна Н.Г. »втор на основании теории множеств предлагает проры выбора структур и основных пара— «втрое потоков инструмента па стадии проектирования и акоп» пуатации ГПС.

В работе Гсгитидзе З.А. исследована Бадача «оринрова-ния потока рекуаих инструментов в ГПС и выявлены условия, необходимые для срганиааини мв*ста»очного ичструмвнтообие-на. Задач« ставится в виде разбиения гра«а, моделирумвего возможный порядок выполнения инструнентоустановов на под— граны инструментальных маршрутов.

В работах Серлнка А.А расснатриеакюя 9 типовых структур АСИО. Для каждого варианта структуры пзлуч»ны аналитические аааиснмостн, позволяющие рассншизать требуемые значения технических характеристик устройств АСИО по условию бес перебойной замены инструментов в течении аадан-ноге времени.

К основным недостаткам работ по АСИО следует отнести слепунвие:

—процесс инструке-1тоо<мана рассматривается дэтырминиро— ваннын;

— не учитываются показатели надежности инструменте;

— не иссладоаана а^^инссеяаь м»твриаль«и< пстоко» инструментов с потоками >аготсвс>- и г^тоЬ^г, .

В результате проведенного система—структурно«-а амали-

тл работ, пзевявеинил прсег. («ромнии ГПС, в«к».тг«о нэлэотг точное обосновали« «ормярования структур АСИО' ГЛZ в кони-

рстных производственных условиях, ■ то время как ммшнма структурные усовершенствования оказывают значитвльноа влияние на повышение технико—экономических показателей всей ГПС. Анализ существующих структур АСИО ГПС и методов их разработки показал, что*

— отсутствует систематизация опыта использования сувеот— 'вуюаих структур АСИО ГПС|

— отсутствует сиотемная взаимосвязь и единство • решении

задач Формировании структур АСИО;

— большинство методик предназначено для решения локальных задач проектирования.

Для исследования влияния, работы АСИО на Эффективность ГПС проведена систематизация опыта использования аувеотвую— «их отечественных и зарубежных ГПС, предназначенных для обработки корпусных деталей, поскольку они имеют наиболее развитую отруктуру инструментообеспечения (по номенклатуре и числу применяемых инструментов).Эта систематизация позволила класоивицировать типы существующих структур АСИО по характеру организации материальных потоков" 'инотрумента и их взаимодействие с материальными потоками заготовок и готовых деталей (рис. 1).

Таким образом, обзор и анализ основных направлений проектирования и развития АСИО ГПС указывает на необходимость решения следящих задача

— выявления и исследования «акторов, действующих а АСИО как составной части ГПС при протекании производственного процесса и влияющих на Эффективность системы в целом|

— создания математических моделей производственного процесса, которая отражала бы динамику' функционирования оиоте— мы с учетом стохастического характера действия Факторов|

— разработки и обоснования критерия оценки вариантов

Клнсс;г.;;1:чщ!1я структур АС'Ю

Г. л

Инструмент и заготовке! транспортируются одним! транспортам средетдом

Инструмент и заготовки ¡транспортируется рдз-¡шгашш транспортшш I , средствами ;

загото!

инструмент и ки транспортируются одним транспортным сродством

Ин етрумейг 'if з а-готовш транспортируются различ-ннш уранстортны-г.я средствами |

рис." 1

структуры АСИО;

— разработки методики проектирования структуры АСИО ГПС ГПС для обработки корпусных деталей.

Вторая глава посвянена исследованию закономерностей организации производственного процесса автоматизированного производства и выявлению Факторов, которые должны быть учтены при реализации процесса Автоматизированного проектирования. Предложен критерий оценки экономической Эффективности ГПС, используемый при анализе, структур АСИО ГПС.

По мнению многих специалистов главным источником экономической эффективности ГПС является уменьшение длительности производственного цикла, а следовательно, уменьшение затрат оборотных средств в незавершенном производстве. Одной из моделей определения величины суммарных затрат на связывание оборотных средств в незавершенном производстве является I

(Г Mi.Ni +0,5С Тц +И), («

г до 1 в—количество наименований заготовок в комплекте запуска; N1—количество заготовок 1-го наименования о комплекте запуска; М1— стоимость заготовки 1-го наименования| Ти — время обработки комплекта заготовок в ГПС в часах; Тц — время обработки комплекта заготовок в днях; С— стоимость часа работы ГПС .

С

где» стоимость часа работы станочного и транспортного

оборудования ГПС Сбез стоимости комплекта инструмента); 3 —часовая зарплата обслуживающего персонала Сруб);

5— коэо. относительно равномерного нарастания затрат; М — стоимость комлекта инструмента, приведенная к Тц;

И^^р.Цр.^ИрДв, .

где: ИрА—количество режущих инструментов 1-го нйи^ноьвния; s—количество наименовании инструмента; Цр1 — иена режущего инструмента А—го наименования ,приведенная к Тц; ЦвА —цена вспомагатального инструмента х—го наименования , приведенная к Тц .

В выражении С*1) отдельно выделены затраты на комплект металлорежущего инструмента. Выбор рациональной структуры подсистемы инструментоо4еслечения в таких условиях предполагает установление такого соотношения между стоимостью комплекта металлорежуиего инструмента и остальной частью затрат, которое обеспечило бы минимум выражения (1) при выполнении производственной программы на имеющемся станочном оборудовании.

Если составляющие выражения (1) Ni и Тц принять детерминированными, то можно определить границы применения структур АСИО ГПС. Для этой цели в работе определены зависимости дополнительных затрат и экономии в оборотных средствах от количества инструментов, используемых в ГПС для различных структур АСИО. При этом эти зависимости получены при различных значениях входных параметров, характеризующих производственный процесс в ГПС, таких как стоимость заготовок, количество заготовок в партии, время обработки заготовки, уровень цен на инструмент, количества наименований инструмента, среднего количества операций, выполняемых одним инструментам.

Так как областью применения ГПС является мелкосерийное производство, то время производственного цикла Тц принимает случайный характер и мокет изменятся в широких пределах. Это вызвано тем, чтр составляющие времени Тц Cone—

ративиое время; время перйклл.злки и подкаладки станков; потери времени, связанные с реионтом оборудования; органи эаиионно—технические потери и т.д.5 п сипу нестабильности протекания производственного процесса носят стохастический характер. Кроме того, не остается•постоянным и количество заготовок в партии N1, меняется состав комплекта запуска в разные отрезки календарного периода, в результате чего меняется и состав инструмента, необходимого для обработки.

В работе проведено исследование характера состасляю— иих Ти, а также колебаний количественного состава комплекта запуска ЫА о течение планового" периода для условий мелкосерийного производства.

Таким образом, исследование критерия затрат оборотных' средств п незавершенном производстве при Функционировании ГПС показывает, что »акторы, влияющие на эаективность АСИО изменяются ео времени. Стохастический характер их действия предполагает создание более детальной процедуры определения затрат оборотных средств, которая сократит погрешности, возникающие при использованиии выражения <0*.

В третьей главе'проведена Формализация производственного процесса в ГПС, который рассматривается как совокупность производственных операций. Причем каждая производственная операция характеризуется двояко. С одной стороны, производственная операция выполняется над заготовкой, пред— стдгаляюней собой »лемент материального потока, с другой стороны, выполнение производственной операции требует определенных технических сродств. Такими средствами являются' станки, оснастка, трлнспортныэ устройства и т.п. Каждая пронзвоястоенная опярация выполняется на определенном технологическом агрегата.

С целью математического описания производственного про— цссса о ГПС в работе предлагается использовать схему arpe— готоо и агрегативных систем. В »том случае вся ГПС рассматривается как агрегатииная, а ее элементы описываются в виде кусочно—линейных агрегатов. В основе агрегатного подхода лепит понятие агрегата. Агрегат — некая абстрактная схема Функционирования об'екта. В каждый момент времени t £<0,Т) агрегат находится в одном из возможных состояний. Состояния агрегата характеризуется набором символов z¿ , z¿ , ..., zн , яолямвнхся элементами некотого множества Z. Состояние агрегата о произвольный момент времени t-m - ZCt) определяются по предыдущим состояниям с помовью оператора переходов Н

Z<t>- HCZCte.J,tm)3 Оункмионирование агрегата определяется правилами переходов из состояния Z <Ъ w > в состояние 2 С t.^.,^ > и определением длительности интервала ¿ t — t. m . В этом случае функционирование агрегата будет характеризоваться последо— иатсльнон сменой событий

<е . ,te> , <е4 ,ti Сем , t„ , tm<i) . , .

где <?п~ событие, происходявее в момент времени Ъп>, причем

to<fci <t¿ <___<tm<tm»i < . . .

Иокант орэмени следумшего события определяется момен-

том прихода входного сигнала или из уравнения tm»i =» m , tm) > ,

где< í — число типов событий агрегата;

W Се ^ , tfü) — момент начала или окончания операции.

ГПС представляется как множество относительно обособленных агрегатов А < A_¿ , ñ¿ , . . . , А, >, между которыми имеют место связи R <Rj , R¿ , . . . ,Rp> .

Для реикэния задачи по координированию работы различных агрегатоа применен принцип "единства врененн", которым вак—

ллцаатся в перемеиении на равные интервалы как общесистемного времени, так и времени Функционирования каждого агрегата. Временной интервал, на который перемещается системное время в агрегативноя системе, определяется по принципу "особых состояний".

В работе проведена Формализация а операторной оорме действий агрегатов различных типов на входные воздействия. Например, с приходом заявки типа "Поступление очередной заготовки" действия в агрегате определяются оператором перехода, который представляет собой следующую последовательность.

Пусть "" момент прихода на агрегат очередного

события £t С в данном случае — поступление очередной заготовки) . Если - время между поступлениями заготовок обозначить tn^ , тог

t(2^t(eui)j4tiu

При этом количество заготовок во входном накопителе ¿—го агрегата в момент времени увеличится на 1

D(tEc)j

Время до следующего событич на j—ом агрегате V/^Pl); опреде—

i(eOj +ti-t ; есш Д rtcj - ;

j О иных случал к 3 .

лится

-

где! ~ время обработки очередной заготовки пре—

дыдуцее состояние агрегата;^ у - индикатор, харатеризуюхнй

X

простой агргглта; L3i. ~ ПРРМП переналадки агрегата; ~ наименование пришедшей заготовки.

■ -12-

Состояние агрегата ^^Oj пог:ле прихс?ла очередной заго-

товки определится г

Z(e,)j -

, еслц = ¿V Л mj = n(í-x)j j

<?3 # если nij j

, é иных случаях j

где:^ - индикатор переналадки станка; — индикатор об-

работки заготовки.

Исходя из опыта моделирования сложных систем, а также на основаниии теоретических разработок член—корр. РАН Бус— ленко Н.П., в качестве модели, реали?упяей принципы агрегатного подхода, выбрана имитационная модель, которая, являясь мчогопарамегрической моделью, способна дать ответы на вопросы об основных характеристиках компонентов производственного процесса в ГПСг деталях и заготовках, транспортных

средствах, инструментах, складах и накопителях, системе в

»

целом и др.

-В четвертой главе на основании теории ■ куссчно—линейных агрегатов приводится имитационная модель производственного процесса. В качестве языковых средсть выбраны универсальные языки программирования FORTRAN и С. Обвая структура модели представлена на рис. 2.

, , Верхнюю ступень занимает управляющий блок, который

ч.

осудестеляет движение модели по временной оси. Затем для какдого агрегата определяется наличие критических ситуаций и, при положительном результате, ее тип. Согласно типу критической ситуации выполняются те или иные блоки процедур, которые в совокупности описывают логику функционирования ГПС в целом.

Для определения типа критических ситуаций попользован подход, который разработан в работах Брмханова В.Н., резу—

ШК-СЗСГЛА 1и-1ТЛ1СЮ:-1ВЭЯ шдж

£аза дакяъзг

С "НАТО

¡7

У пр апллад;::: <"> иск " ЕЕЕ.1Я"

1 3=0

Генераторы случайны?: члсгл

Блок определения крлтгчесхих сл тугие;"

ПЕРЕДАЧА

ОБРАБОТКА

1

обработка Цростол

¡ЗАГОТОВЬ

! ОТКАЗ ! ИНСТРУГ.ГШГА

>

| " |

1АДКА

Блсх сбора г обработки статистики

НБТ

НЕТ

Мо дзлиро ЕзкЗе-

.. 3 ЯВПГЛ «¿я

у ¿Ыбод результатов £

3 - текущее значение агрегата;АЛ- количество агрегатов. Гас.

льт^том которых стала разработка унифицированного алгоритма "АГРЕГАТ". В настоящей работе используется модиоициро-ванная версия алгоритма.. На вход програмного модуля "АГРЕГАТ" поступает информация о состоянии временных переменных текуорго а г регата < г>ремя прихода возмущающего воздейст-пия — "отказ**, сремя ожидания заявки, время обслуживания слявки), а такке состояние индикаторов, характеризующих .занятость агрегата, состояние входных накопителей и способно— сты к обслуживанию очередной оаяоки. На основании сочетания сходных параметров модуль перелает управление моделью специальным процедурам "ПРИЕМ", "ПЕРЕДАЧА", "ОБРАБОТКА", "РЕМОНТ" , "ПРОСТОИ", ПЕРЕНАЛАДКА"-

Модель управления материальными потоками реализована в процедуре "ПРИЕМ" для агрегата типа "транспортное средст do** - Иодоль механообработки станками заготовок входит в процедуру "ОБРАБОТКА"• Прежде чем приступить к иолосред—» стсениой обработке оаготоаки алгоритм проверяет ряд уело-о15ti > К ним относятся такие входные параметры алгоритма, как индикаторы предыдуцего состояния станка, состояние виоднего иэкопктгля. Выход алгоритма активизирует либо под-процедуру "CSPASOTK.A ЗАГОТОВКИ"« либо Формирует требование передачи управления процедурам "ПЕРЕНАЛАДКА" или "ПРОСТОР!" -Процедура "ОБРАБОТКА ЗАГОТОВКИ" оценисаот ресурс стойкости инструментов, использугмых при обработке заготовки,« о зйпмснмоти от рзсультатос оценки либо прогнозирует время обработки оагезтеглки, либо передает упрг.Е?лэиие процедуре следующего уровня «срархмм "ОТКАЗ ИНСТРУМЕНТА".

Иодгль ПЕгр^н^г.адки оборудования, реализованная в про— иодуре "ПЕРЕНАЛАДКА*', представляет собой поиск, необходимого инструмента, ©го транспортирОЕзание и замена старого комплекта инет румента на носый•

Модель отказов агрегатов прогнозирует аремя наработки на отказ агрегата, а также время устранения очередного отказа.

Модель процедуры "ПЕРЕДАЧА" определяет действия, связанные либо с передачей деталей в выходной накопитель станков, либо с- передачей заготовок с транспортного средства во входной накопитель технологического агрегата.

Лля организации в процессе моделирования случайных характеристик < времена обработки заготовок, стойкость инструмента, надежность оборудования и т.д.) разработана модель имитации случайных событий.

Таким образом, на основании достаточно проотых процедур и приемов, реализующих принципы агрегатного подхода, построена имитационная модель производственного процесса, протекающего в ГПС. Блочно—модульный принцип построения модели позволяет проводить моделирование достаточно сложных систем, сохраняя при этом достаточно адекватность системе-оригиналу. С помочь» модели проводится исследование реальной системы, результатом которого является обширная информация о технико—экономических показателях производственного процесса проектируемой ГПС.

Глава 5 посвящена разработке методики проектирования АСИО ГПС. Обаая структура методики представлена на рис. 3.

Первым этапом методики проектирования является подготовка исходных данных для проектирования. Особое внимание обрааается на уточнение номенклатуры металлорежущего инструмента, применяемого в ГПС, о целью его унификации й минимизации количества наименований. Выбор инструментов проводится на основе структурного представления детали, ооото— яеей и ряда элементов деталей СЭД). Каждый ЭД обладает ря—

схема оеиеи ыкто^ик'и вь^сра структуры АСИ:;) ГПС

торкирование исходных данных

уточнение номенклатуры 1

инструмента |

формирование баз ванных

предварительный вьеор структуры аско гпс

расчет усредненных характеристик |

прочзвол-'тррнногп ПРГ-:;ГСГ.А ■ 1

построение зависимостей -чконоуии окоротных средств

от количества приуеняеуэго инструмента для

вариантов структур асио гпс

1

определение количества применяемых

инструмент1"1 в

предварительный выбор структуры аско гпс |'

4

определение вариантов технической

реализации структуры аско гпс

1

проведение экспериментов с имитационной ю£егь»

статкстическля обработка результатов

_1_

окончательный выбор структуры аско гпс

Рис. 3

дом атрибутов (размерами, точностью формы, точностью от»н; сительного расположения, шереховатость» и т.п.:». Для определенных сочетайи й ат рибутога супеотвумт технолог и ческие рекомендации по применению определенного инструмента. При декомпс:иции детали на ЭД с конкретными значениями атрибутов на основании логических уравнении определяется набор

к

инет румента•

Номенклатура инструментов является одним из элемен тое .-входной инфориаиии , необходимой для проектировании АСИО. А вся исходная инфорнаиия разбита на четыре группы, которое организуются © виде таблиц, представленных в определенном Формате, поз воляюиен поддерживать данные в СУБД реля ци -онного типа,

*1 группа — технологическая информация: номенклатура изготавливаемых деталей и их характеристики Сцены на заготовки, бремена обработки деталеолераиий, количество применяемых в деталеопэрации инструнентов, их наименоозния и время работы).

2 группа — данные, относящиеся к инструменту (наименования, цены на режуицую и вспомогательную части, статистические данные о надежности инструмента).

3 группа — данные об оборудовании, применяющемся в ГПС и его расположении.

А группа — данные о распределении производственной программы по отрезкам календарного планирования с учетом вероятности их появления на данном участке.

Следующим этапем методики является предвари тельный выбор структуры АСИО, основанный на расчете по средним значениям технологических параметров и включамиии несколько последовательных шагоо. Пеовый шаг — определение по разработанным аналитическим зависимостям средних значений тр»бу<»—

mux параметров (средней стоимости заготовок и инструмента, среднего времени выполнения деталеоперации, среднего количества деталей в комплекте, среднего времени использования инструмента о процессе).

Второй шаг — на основании расчитанных данных определяется целесообразность межстаночного инструментообмена во время обработки комлекта запуска заготовок с использованием средств транспортирования инструментов.

Третий шаг — определение обвего количества инструментов, испольоуемых в ГПС. Для этой цели разработан специальный алгоритм, который определяет оптимальное количество применяемого инструмента на основании минимизации себестоимости обработки комплекта запуска.

Чотоертый шаг — техническая реализация выбранного типа структуры АСИО инструментообеопечения по критерию минимальной себестоимости переналадки станков*.

Третий этап методики — эксперимент с имитационной мо» долью который проводится для более точного исследования проектируемой ГПС с конкретными структурами АСИО. Целями эксперимента могут быть: сравнейис проектных вариантов структур АСИО] определение влияния отдельных параметров на характеристики ГПС или поиск сочетаний параметров, обеспе— чиваиеих оптимизацию системы.

Четвертый этап — статистическая обработка результатов имитационного моделирования.

В работе на основании разработанного метода и процеду; проектирования АС1Ю ГПС приведен пример выбора рационально« структуры АСИО для участка ГПС. Практическое применение pat работанной методики при оценке экс -юническок Эффективности структур АСИО позволило получить экономию в оборотных сред-

етвах я ивняк 19<»0 г. руб.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ(

1. Проведенный анализ принципов построения и функционирования ГПС показал, что одним из решающих условий достижения высокого уровня Эффективности таких систем является рациональная организация АСИО. Синтез АСИО осуществляется в основном с использованием аналитических моделей, которые характеризуются: ограниченным составом входных воздействий; не учитывает стохастический характер составляйяих времени . призеодстеенного цикла обработки детали, состава комплекта запуска, отказов оборудования и стойкости инструмента и др.; алгоритма управления и дисииплинЦобслуживания технических средств и т.д. В связи с этим полнота и достоверность получаемых в результате аналитических моделей параметров АСИО недостаточна для принятия решений о выборе рационального варианта структуры АСИО.

2. С целью установления .содержательной связи между структурной реализацией АСИО и Эффективность» ГПС при решении задачи выбора рациональной структуры АСИО проведена классификация структур АСИО, учитывающая взаимодействие материальных потоков заготовок, деталей и инструмента и информационные связи с другими подсиотемами ГПС. Уточнены и систематизированы «акторы, производственного процесса, протекающего в ГПС.

3. Количественную оценку процессов функционирования и взаимодействия всех подсистем ГПС, материальных потоков и алгоритмов управления следует проводить о применением алгоритмов имитации динамики производственного процесса, в ос— НПВУ которых положены разработанные математические модели

взаимодействия компонентов материальных потоков -и текмоло-

гнчвокого оборудования ГНС, базирующиеся на описании динамики производственного процесса Формально—norинескими условиями свяви состоянии .агрегатов технологической системы. А. В качестве критерия оценки сравнительной Эффективности структур АСИО ГПС следует использовать суммарные затраты оборотных средств, у-«тывш»ив стоимость »готовок и инструмента, •количество•заготовок • комплекте запуска и длительность производственного цикла.

5. Для решения задачи по выбору рациональной отруктуры АСИО ГПС и оптимизации состава режущего и вспомогательного инструмента в условия« неопределенностей многономен— клатурного производства следует использовать разработанную методику автоматизированного проектирования АСИО ГПС,которой представляет собой комплекс взаимосвязанных задач с использованием аналитических зависимостей и пакета имитационных моделей, реализованных на ЭВМ.

6. Области Эффективного.применения различных вариантов структур подсистемы инотрументообеспечения,определяемые по критерии)..затрат оборотных средстсв в незавершенном производстве, зависят от номенклатуры изготавливаемых деталей, технологии их изготовления, номенклатуры применяемого инструмента,; состава комплекта запуска заготовок, уровня цен на инструмент и'заготовки.

7. Равработаиный пакет программ для анал»е<з и синтеза проектных вариантов структур АСИО ГПС, реализованный на базе ПЭВМ IBM PC на языке программирования .Си, об'емом вОО КБ, удовлетворяет основным-требованиям, пряа'являечым к средствам моделирования! универсальности, проблемной ориентации, гибкости и модульности структуры.

в. Разработанная методика может быть положена в основу под-

^иотеиы анализа проектных решений АСИО ГПС, вклиненной' в САПР ГПС. а также а систему оперативного планирования •• управления при эксплуатации сувестеуюаей ГПС.

ПЕЧАТНЫЕ РАБОТЫ:

1. Автоматизированная система проектирования структур ГПС./Брюханов В.Н., Елисеев О.Н.—в кн. Передовой произволе т пенный опыт и научно—технические достижения в тяжелом, энергетическом и транспортном машиностроении.— сер. 9.-ВЫП.2А.-М.:ЦНИИТЭНтяжмаш,1989.-с.9-13.

2. Брюханов В.Н., Елисеев О.Н., Смородин С.А. Анализ и синтев структур ГПС с использованием имитационного моделирования . //Тезисы доклада на научно—методической конференции.-М. iВНИИТЭМР,1990,с. 1А.

3. Выбор рационального варианта структуры подсистемы инструментального обеспечения ГПС./ Косое М.Г. , Брюханов З.Н., Схиртладве А.Г., Елисеев О . Н . .-М . | СГЦНТИ . -IM 1-92, 1992.-Ас.

А. Елисеев О.Н. Анализ и синтез структур rhC с использованием имитационного моделирования.8 сб. Состояние, опыт м направление работ по комплексной автоматизации на основе ГТ1М, РТК и ПР .-Лг>ч!л : ПДНТП, 1990 .-с . 21

5. Елисеев О.Н., Брюханоа E.H., Кссоп П.Г., Автоматизация процесса проектирования подсистемы ияструментообеспенения проиаппдетвонкай системы.//В кн. Соверазкотвование технологических процессов изготовления деталей машин (Тезисы вакладо* Республиканской научно—технической конференции) н. 1, Курган.1991, с. BO-S2.

6 Имитационное моделирование подсистемы инструментального обеспечения ГПС./ Косое М.Г., Бркхансв В.Н., Схиртлядзе А.Г., Елисеев О. Н . .-П. « МГЦНТИ .-N 2-92 ,1 «»92 . -Ас .

У. Метод проектирования подсистемы ииструментообеспечения гибкой производственной системы./ Носов М.Г., Брюханов В.Н., Схиртладэе А.Г.,. Елисеев О.Н..—П.:МГЦНТИ.-N 3-«?2,1992.-*с.

&. Моделирование работы гибкой производственной системы./ Брюханов В.Н., Елисг-»« О.Н., Схиртладэе А . Г . .М . I МГЦНТИ , — N 90-*б,19«?0.-4чз.

9. Моделирование работы системы инструментообеспечения ГТ1С./Елисеев О.Н., Брюханов В.Н.,Схиртладзе А.Г..М.:МГЦНТИ, -М 228-92, 19«?2.-Ао.

Заказ Ш 291. Тита» 80