автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.08, диссертация на тему:Повышение эффективности оперативного управления ходом производственного процесса в ГПК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КСШТЕТ РОССИИ ПО НАУКЕ, ШСШЕЙ ШКОЛЕ И ТЕХНИЧЕСКОЙ ПОЛИТИКЕ

ИОСКиЮШ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ВНАЦЕНИ СТАНКОИНСТРУМЕНТАЛЬНЫЙ ИНСТИТУТ

На правах рукописи

ПИР1АШ АВТАНДИЛ ЛАВРЕНТЬЕВИЧ

УДК: 6Ь8.Ь2.011.^6.012.3:003Л.(043.3)

ПиИШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ОПЕРАТИВНОГО УПРАБДЕНИЯ ХОДОИ ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ПРОЦЕССА В ГПК

Специальность: 0b.02.08. - Технология ыьлиностроения

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации па соискание ученой степени кандидата технических науп

Цоснва 1932

Работа выполнена в московской ордена Трудового Красного Знамени станкоинструментальном институте

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор Судтан-заде Н.М.

официальные оппоненты:

Ведущее предприятие:

доктор технических наук, профессор Аршанския Шосаил Маркович

кандидат технических наук, доцент Балыков Александр Викторович Нос СКБ Ал и АС

Завита состоится 9 1992 г? вчас;

на заседании опециаххаированиого совете К 063.42.04 в московской огвяюинструмеихаяымм институте пе адресу: 101472, г. Москва, ГСП-4, Вадковский пер., д. 3-в;

С диссертаций! когао ознакомиться в библиотеке Иосвовс-кого станиоинсгрументаяьного инотятута за один месяц до зацитн.'

Автореферат разослан

шЬО

" 1992 г.

Ученый секретарь специализированного совета К ибЗ.42.04. к.т.н., доц.

/Егоров С.Б./

• ■ .z:.>:3

иБЦАЯ ХАРАКТЕРИСТИК! РАБОТЫ

Актуальность paoomj- идпой аз задач современного лажаао-стрвитвльного производства является повышение зго эффективное», увэгнчание производительности в стремление к получении яаиболь-аеЯ apaOun вт реализации каина и товаров народного потреоаеяня; >веяачзаяе производи теиноста должно происходи» шшиыальшшя аатратаия, аа счет выявления я использования всех резервов производства.

ОДнин аа показателей эффезтивяоети производства является оозеявчэняз иаяимальной себестояыоста изготовления продукция;? Она аавнеаг от ряда факторов зав организационного» таз я техая-чвового харавтэра, я причалу ее сназеяия необходимо ооеспечя» зо воех атааах яроезтарованая я производства?

Ираятяяа зяеппуатацца габяах производственник снстеы (ГПС), з часгзостя гибанх проязводствешисс кокапексоз (ГИ&) я подузеа (ГШ1) згадетельствует, что икезтея судестввяявэ резерва aosítaa-звй ж производительности а эффзвтизшосгз за с«т яаучяо ооосно-гаягаЕ раиоцэпдапэЭ по опгзЕазацзя параметров резина рэзааяя, аоазгьзузкого рэщуцего анструкеата, вяедрзяЕЭ систем аопгрогя оэзтэянвя анструнэята а т.д. В суцествув^ях сзатеггзх гаояогз лрояэзодотзо парааэтра рзкгкоз розання явно ssaasasu, что лз*л-эаея аезотаззоа зоглавния зазраг за оодерзааае з эзсаауатацзэ гзмогогпиозза азоззкм я зоирэсгаазя тахновзгачосвоЭ зеоаотоя-гхгэгззвая »пзрацзЗ.?

3 оогапвЭ зтзпззз гзгзологглзоиа вэовоюлаоззз ззгзтоллэ-ззл яогаза завзозз эг зяоасоа узразгэаая провзаодоизанна аро-г>зооэ:з, рээзшауоазЗ оасгазоЗ спзрззазяогэ узрзэзэззз (СОУ)» Спитака гзэр-зтязязгэ уярззхэззя зрозззодегзза язлгэтзя эдаза эз aasoosaa узззп aeoii УазрзЗотха стратегия опорзгазяого рраздо-

ния веяний раз яыйывпН ¥руД150Н, а неудачны! выоор стратеги нвипбтой причинен петери провзводвтельноств производственного процееса и гшнавния оеоеотввмооти ивготовлеаня изделия.

В СйлЭи о 83ИМ, существует актуальная научная проблема, Которая 68086*? Я разработке методического и программного обеспечения оперативного планирования в ГПК механообработки, применение йОТбрОГВ поэвояяет обеспечить минимальную технологическую себёвтвймеоп обрабоив детйлев, сократить затраты на эксплуатации к обдерним ревущего внотрувевта, уменьввть «го расход для обработки Партия деталей Я »вы вашу ГврвМВроН» МВВОВМШУВ прибыль 6т фркционирбвайия Ш.

Цент мботм я»«яе?оя поандовве аффектижноотв сверенного уиравввяв« годом производственного процесса, протекающего х ГНК; Выявление ивяэи между факторами процесса резания и экономическим* пркв8ате1ямк производства. Разработка нового принципа построения систем оперативного управления основным производством

гпсг

Научная новизна;

- Преджопеи гритериВ, устанавливающий функциональную свявь между технологической себестоимостью обработки и параметрами процесса реваняя, а также обобщенная математическая модель формирования рациональных режимов резания в ГШ;

- предложена методика управления ходом производственного процессе в ШК( обеспечивающая минимальную технологическую себестоимость обрабатываемых детале!;

- двя »«дач оваратпо-вмевдарого планирования предложен состав критерш в ограамевк?, ватретн на содержание в эксплуатацию 1»жущ&гй «Ббтруиёнтв, потери врзнвяа по пореда-ладке, транспонировке и простоям 1'1Ш, а также йпредсйепы ОНТй-

- * -

майьйыб йбйоог* XX прииецеиип}

- арвдлоаеиа мегедива мрэечега епэратияных планов при и нарушениях.

методы иссяддрмймл. В работа хоповдогадмем теерия мне« жеств, теория матвмагмчвекего программирования, теория рвепиоа-ний. результаты рвботи пеаучваы на еонвйв научных идедедоваций с применением соврбкейНбв млиелмтблмой тникм,

црактичзская шанозю» разработана магвиагмчаеиай медздь определения рациональных режимов резания для токарне! обработки, позвохяюцая достаточно точно определить состав и значение параметров процесса резания, влияющих на экономические йовёййМйя производства, что может быть использован о на последуй«** 9Ш)ах оптимизации оперативных планов и оперативного управления а ГПК« Разработана математическая модель минимизации затрат на аедар-кание и эксплуатацию режущего инструмента, его расхода ДМ обработки партии деталей. Даны рекомендации по выбору ЫОД0Я9Й X критериев оптимизации расписания работы Гил, которые иеаовауег-оя дм дальнейшего управления ходом производотввамого процеоза с целью удучиения йкойомическкх показателей прейваедоива. пред -ложенное програмино-методическоо ооеопачвкме (Они) мо«9? Оим испольяомно в аа*ввмв вффваиааого иао»румвв»а ои»ратм«!РГо планиромвия в увмааях Йвамодае! »ехводом*.

узаадзапия работы. Рааушаы раоом праймы а янедроакв на Хугаассюн малогабаритно* граймрноа аааода. Шраооганяоа имо исиользувтсв в учвоном процвоов иафвдри "техяоаогм машано-с троения" ииССТШШ«

Апрооадия раоожг риу»м«1 рабом донаднхаио» в а о лупи и полоптельнув оцеаау на ааоадапяях аафодрм "тохаваогия ивииностровнаи" иооковокого овавяояаотрумавгамаогв ааотитута; Основные по*оаения работ домадмат* а она* одоореин и« ре-

гиональной научно-технической конференции машиностроителей "¿»~ томатизация и механизация производственных процессов в машиностроении" в 1991 г. в г.Караганда, на научно-технической конференция "Типовые механизмы к техническая оснастка ставков автоматов, станнов с ЧПУ и ГПС /"Станки-91"/ в 1991 г; в г.Чернигове, на научно-технической конференции "Повышение эффективности гибких производственных систем" в 1991г. в г.Ленинграде.

Публикации. По теме диссертационной работы опубхииовано 3 печатных работы.

Структуре в обьем работы? .Работе состоит на введения, четырех гвах я основных выводов, изложенных ва страницах машинописного тенета, содержит рисунка, таблкц, приложение, c~jcok птературы из наименование?

UCHOBKOE СОДЕРЖАНИЕ ШШ

ft первой глава был проведен анализ суцесгвуювдх ГПК г ГШ токарной оО-работкв по производительности. Следует пригнать, что по сей день процессы обработки резанием своей производительностью, гибностью, вкономечностьп, качеству с точности получавшее деталей превосходят другие способы обработки. Поэтому эффективность процесса резания является основой высокопроизводительной ш качественной вксплуатоции saz ГШ, xas и систем в целом. Приме-ненке дорогостоящего автоматизированного оборудования, составляющего основу ГПК, требует тщательной проработки технологических факторов на формирование качественных и количественных характеристик обрабатываемых деталей. Качество получаемой поверхности детали, т.е. ее точностные и физикомеханические характеристики во многой определяются условиями (параметрами) процесса

резания;-

Анализ литературных источников по исследовании производительности производственного процесса в ГПК показывает, что в них отсутствуют или в достаточной степени не учтены факторы, связанные с эффективностью процесса резания, так как она является основой высокопроизводительной и качественно!! эксплуатации станочного оборудования.

В работе был проведен аналиэ существующих систем оперативного управления ходом производственного процесса. Задача этих систем состоит в устранении и поддержания определенных ноличест-венацх и качественных соотношений венду частныин процессами изготовления детали в ГПК с целью обеспечения выпоянепия производственного плана в установленные срока с иянииалышии затратами их изготовления. Центральной подсистемой автоматизированного оперативного управления (АОУ) является оперативно-календарное планирование (ОШ1). Главная цепь функционирования подсистеш ОЛП - организовать согласованное во зренепп и иаршрутно-гехно-логическн ориентированной пространстве движение изделий н к частей в данном Г11К.

Производительность ГШ по числу обработанных заготовок в вдзяпцу врвненя ноашо повысить форсированная реаша розання, сокращай основное вроив обработпн. Форсирование параыетров резаная обязательно приводит и повышению производительности ооработва, по следует учжгнг«гь, что поЕКзенао производительности ограничивается опредегеншкв епаченяяка подачн ( Эо }>гдубнян ( £ ) а окорости резання ( V ); Но существуют определенные интервала регулирования этих Еелитая, с целью обеспеченна аагаеисй производительности я минимальной сеоестоииостно Изнаыум себесто-нности достигается при меньших значениях V н Бо по сравнению оо скоростью и подачи резания, при которвй обеспечивается мая-

- Б -

симум производительности. При наличии глобальных втих двух целевых функций в области допустимых ревимов резания, поиск оптимальных параметров сводится к задаче многокритериальное оптимизации.

Становится ясно, что имеются ресурсы повыиенмя производительности и эффективности производственного процесса, протекающего в ГПК 8а счет назначения оптимальных параметров режимов резания, режущего инструмента и вх разумного регулирования в пределах определенного интерважа, завнеевнего от условия резания.

Не основании вынеизложенного была сформулирована цель работы в следующие основные аадачж:

1. Исследовать формирование технологической себестоимости обработки .етаяеВ в ГПК и разработать методологическое обеспечение и математнчесвув модель ее определения.

2. Исследовать влияние параметров режима резания ва производительность и эффективность производственного процесса в ГПК.

3. Разработать методологическое в математическое обеспечение максимизации прибыли от функционирования ШК.

гввработать новый принцип управления ходом производственного процесса с учетом его вероятностного характера.

5. .Разработать программное обеспечение процесса управления в рамках подсистемы оперативного планирования.

6. Выявить область эффективного применения предложенного программного обеспечения и выдать рекомендации по оперативному планированию.

Во второй главе проведено исследование по формированию технологической сеоестоилости оораоотки детали, ина представлена, как суииа плановых затрат на изготовление (обработку) изделия.

- У -

В условиях гибкого автоматизированного производства, с целью определения степени влияния факторов процесса резания на аффективное» функционирования системы в целок, цедесооораэно опираться пе на себестоимость ооработки изделий, а на затраты выполнения элементарного перехода. Технологическую себестоимость выпол-яеняя перехода можно выразить черев дола себестоимости операций, зависящая от режимов резания

гдо: Ст - технологическая себесгозиосгь выполнения перехода (руб.)» V ~ скорость резаная (и/шп); So - яодача па оборот (ии/об)j t - глубина резаная (ua); с£. - ннозестао другие фззгоров» зашкал: за себестоиаоста обрабокгк«

аиалпя вданная возмуцэззнх случаЗаых факторов процесса рэ-ганна за шходаыо параиогра позаэаяг что олязя зз гдазаха §азто-ров, ззаязгзаг па эффзкглвзость арояззодс-гвзкяогэ нроцосса» лвяз-эгсй аарзаэтры ратаиов резаная, Работа па зягцзальакх рэгаках роааазз (скорооть, подача и глубина-резаная) попало зого, это уяучззээ гзхнологичасзав яояазагеая процзоса,, гарантирует иина-язаьяуэ себестоаность обработка а теи сзюш яо^нзает часть прибыла от рззлаеацая продукция, Яз харазгерасгзв процесса рзваяяя вааоозмез зкачзняэ дгя ргааяаз отивчоанаг зааэ задач акззг за-воаоаврноста азяаявнкя янтэасагяоста аваоса зяструиеязз а эгз разазраоЗ огоЗаосяя от ояороогя а подача рзззаая» Разазрнаа зтойяооть анотруизята иозет характеразоваться аерзодоа отоЗзоо-м ( Т )» дигаоа пута резания ( L )» язощадьв обработанной аоверхноотя ( П )• лаквйяна ( bog ) а аоверхностаым ( Ьоп ) агносительным износом,. Скорость резаная : металлов Vo, соот-ззтствуюяая максимуму длины ауга резания лха хяняауму антвнсив-зооти его износа, является оптимальной оворостью. Работа аа оп-

тимальных скоростях резаная, обеспечивая наименьиую интенсивность износа инструмента и наибольшую стойкость, привода? а дос-тихенюо иаиооаее высокой точности обработки. Повивается в задек-нос» технологического обеспечения заданной точности ооработи» чю особенно важно в условиях автоматизированного производства. Влияние подачи на экономические показатели производства ноем несколько иной характер: С увеличением подачи уменьшается количественное аначение периода отойкости; для всех подач максимум стойкости Ттах имеет место при одной и той хе скороотн резания Vo • возрастание подачи способствует увеличению силы резания н ее статистически характеристик; форсирование режима резания га счет подачи дестабилизирует качество обработанной поверхнос-*и» ухудшая ее покаватеяя; увеличение подачи уменьпает удельную энергоемкое > процесса н стабилизирует ее величину; изменение скрытой анергии деформирования поверхностного слоя аналогично ее влиянию на параметры качества обработки.

Была разработана математическая модель определения оптимальных рекимов резания. Но всей номенклатуре (М{ГГ)} ) детали С di i i. =1,ГП ) бызш представлены в виде единицы планирования //ЕЛ//, где Qij - j -ая деталеоперация механической обработки I -ой детали.

■<di-(Bü.Bi8.eB.....einc> <2>

где f|¡. - количество операций механической обработки L -ой детали, Каадая ЕП представлена технологическими переходами

^eu=(Vui.Vtj2,Vij3.....Vuiruj) (5>

где Шу- количество переходов J -ой операции механической обработки L -ой детали.

Каждый переход был представлен в виде технологического

множества

Туш=[ Хмик, Хг\^к,.№ Уин]

где - М -ая характеристика требуемого состава ресурсов

для ЕЛ Ои . Данные характеристики представляют собой исходные данные технологического процесса обработки.

задача математического программирования была сформулирована следующим образом: найти такие значения параметров ре гака резания, и количество запускаемых в обработку подпартий деталей каждой номенклатуры для каждой Ш, для которых выполнялись бы предъявляемые критерии при существующих ограничениях.

Обобщенным критериеи является критерий, устанавливающий функциональную овязь между технологической себестоиыостью обработка и параметрами процесса резания.

г №гт ГГ^ ^ ^ГСииНщ-Стц . ( Ь^ин » \у

Ик™"^^ пти ЧпЛ&и+Ч

у (СИи^Сри ^Сих-СпеРкКпер-а+СзотхНзат*. ||Пу -+-

V 60 Трасч.хи^ Пп-£.»1Л Л

+-

ПиСниТп-зи+-СосиКи 1 ф

ти

мтж;

гда: - оптовзя цена готовой продукция, подлежащей к рвали-

ев ции (руб.); Щ - количеотво партий деталей I -ой номенклатуры (ит.){ - стоимость основных материалов, расходуемых на одну деталь (руб.); Нм^ - норма расхода материала для I -ой детал* (кг); Ср^ц - отои-ооть реализуемых отходов (руб.); СгЦ - оебеотоимооть одного малинного чаоа работы используемого оборудования (руб.); Сри - чаоовая заработная плата оонов-ных рабочих о отчислениям* на ооцсграх (руб.); Снк - цена ре-

кущего инструменте %-го наименования (руб.); Спер»- стоимость одной переточки инструменте (руб.); КпеРЯ- число возможных переточек инструмента до полного его износа (руб.);Сзоя>-Х~ расходы на замены затупившегося инструмента; Кзалю- суммарное число замены инструмента; Троеч ник. - расчетный период стойкости инструмента X -го наименования, применяемого па к -ый переход -ой операциии I -ой детали (мин.); ПпсхЦк ~ расчетное число периодов, стойкости инструмента до его полного износа; Цу - величина подпартий ЕЛ 6Ц ; Пи ~ число подпартий ва плановый период; СнИ - оплата наладчиков по подготовительяо-ааключительному времеии (руб.); Тп-зи ~ подготовительно-заключительное время (час); СосП - стоимость оснастив, применяемое не ЕП (руб.); Щ.» ~ иозффнцнент ее амортизации; Тпл - ве 'чина пианового периода (чао); Сш -часовая заработная плата обслуживавшего персонала и) -ой квалификации (руб.); у - количество требуема* квалификаций для обслужива» вия участка.

Наноольвий интерес представляет вригерЕЁ минимума гат рат на авсплуатацию и содержание режущего инструмента в его расхода для ооработки партий деталей.

Рг-^б««,-* <« Рз-^Ришх-ШШ: ">

Применение этих функционалов в качестве критерия модели целесообразно, когда для выполнения перехода используется дорогостоящий инструмент к доля затрат на их эксплуатацию в общей технологической себестоимости значительна. Б качестве критерия использу-

- 13 -

б гея таккэ критерий маоиыуна ресурса инструмента

ь- я«« -гах-.

В качестве ограничении используются выражения, связанные выше разработанными зависимостями аезду элементами процесса резания я возиугщюпдаии случайными факторами. Кроме того применяется такае ограничения связанные с рабочим плановым фондом оборудования, плановыми сроками выдачи готовой продукции заказчику, с незаверзеншш пр-пиззодствоа а др.

На основе данних критериев бия построен ряд интегральных критериев, позволяющих достаточно обгшрно охватить оуществумдаэ йонпрзтнно ситуации производства.

1'аорзботошшо иатеыатичесняе модели и алгорята ах реализации с раогачшш составом критериев я ограничений позволяй? оптимизировать параметру ресаиа резаная и определить количество подпертой деталей, позволяпцлэ получить канешгальнуя прзбнзь от планового периода производства.

Третья глава посвящена построении методики оперативного уп-равгения ходом производственного процесса. В соответствии о результатами проведенных исследований в основу построения системы оперативного управления основный производством в ГИК положен принцип о том, что производственный процесс наделен вероятностными свойствами. Суть зтого принципа заключается з непрерывной получения информация о ходе производственного процесса а использовании ее для устранения действия случайных возмущений» При получении задания на обработку деталей каждый раэ в начало периода планирования определяются экономические режимы рэзвння я оптимальное количество партий каждой номенклатуры. При атом, под экономичных режимом резания понимаетоя тезой режим, при котором период стойкости и соответствующие ему йараметры обеопечивают

- 14 -

наименьшую стоимость операций.

Следует различать плановые и внеплановые измененя ситуации. Плановые изменения ситуации предусматривают заданием, например, окончание переналадки, окончание обработки партии, окончание планового гадания и др. внеплановые изменения ситуация возникают как результат расхождения между слокиввимися и запланированными состояниями ГЦ&. К внеплановым изменениям ситуации относятся непредусмотренные выходы из строя станков, отказы инструментов, приспособлений, отсутствие заготовок, оииоки в управляющей программе и др. иощую схему непрерывного оперативного управления можно описать следующим ооразом: в начале каждого периода планирования формируется исходная информация, характеризующая ситуацию в ГНК. на основе этой информации для всех ГШ! определяется задание на идановый период. Задание включает наименование и объем партии заготовок, для ооработки которых будут заняты ПШ в течение планируемого периода, момент начала и окончания обработки операций, момент начала и окончания переналадки и момент начала и окончания транспортировки; В течение смены в управляющую ЭВм поступает информация о всех изменениях производственной ситуации в Ги&. В зависимости от проязопедпих изменений лиоо составляются новые гадания для Г11М (меняется расписание), либо остается в силе задания с некоторым изменением (меняются режимы -резания или ооъемы партий).

Целью данном работы не является исследование формирования расписания работы в ГПК. ино используется как исходная данная для реализации принципа управления производственным процессом. С этой целью в настоящей работе проанализированы некоторые аспекты расписания работы. Оооощенпую математическую модель расписания мокно представить в следующем виде.

на номенклатуре деталей М{П1| и состава ГПи |/{Г)] неоо-

ходимо raв сгруппировать яартняоперацив ва гибкие нодухв ГИК, чтобы удовлетворялся- критерий

Fs=-f( ItnePue, ¿ tocije, ¿ tocTue) W

e«i a«i e*i

при ограничениях

^ Qij(QiJeto¡te',"tnePite)+f(¿itoc¡je,^ÍocTlte)44>e

Qu[■<**}■. atjg=const.\íar; w

Ъио>0; ÍM; ÍM;

BtBi, 1=1.6}

где: to¡.]g - время пребывания Ш ( Бц ) на Q -ом ГПМ, включающее время обработки и время съема-установки детали на станок (мин); QlJo - величина партии запуска ЕП £ii ; Gu^^íS] -условие предшествования для деталеопераций по ходу техпроцесса; & - состав дополнительных ограничений в задаче; ioqje- потери времени от проотоя ГОЫ по причине ожидания партии деталей, находящихся в процессе обработки (мнн); tocrje- потери временя от простоя ГШ по причине ожидания деталей находящихся в процессе транспортировки (шга).

Были также проанализированы различные критерии, наиболее важным ив которых является критерий минимума времен простоев ГПМ при ожидании поступления на ГПМ партияопераций - Fi-ÍDifl ¿toe,,.

Диаграмма типового расписания работы ГПК для 4-х деталей и трех ГПМ показана на рис. I.

Многочисленные эксперименты показывают, что построить расписание работы ГПК без простоев оборудования (так называемых "пустых окон"), невозможно. Так что, появляется возмож-

Hi

til

Рис. I. Диаграмма типового расписания работы Г1Ш вехаыообраооткн,

Фо - фонд времени работы Q -го ПШ на оперативном плаво;

- расписание работы С -го ГПИ;

- расписание работы ГИК на оперативном плане;

- суммарное время простоя е -го Г1Ш на ЕП оу (

И Т,

перец

Qa

Q

tweu Tneoei]

Toeu Trt»eu и Tfpeii

I вг н Т ее

tíeu

- моменты качала и окончания переналадок на партий ЕП SiJl

- моменты начала и окончания обраоозки партии ЕП B¡i {

- моменты начала и окончания транспортной операции на партия Ей {

- моменты начала и окончания работы е -го ПШ;

ность искуственного регулирования процесса, с целью улучшения окономичесних показателей. Выявляется иногесгво ЕЛ

(10)

дня которых допустимо изцбнение режимов резания (снижение подачи), в результате чего увеличивается период стойкости резцов, применяемых на указании И, увеличивается раоуро инструментов в уменьвается кх расход для обеспечения ведения.

Следует различать два видч процесса оперативного управления: вяутрецеховое управление в условиях безотказной работы ГПк я управление в условиях наруиения.

Натематнчесная модель может быть реализована во следувщиии функционалами:

П-=ГЛШ ^ Б

М11к& ~ критерий минимума затрат яа висяча-тацию в содержание режущего инстру-1 нента;

р8~ГП1П¿Е. Рмукк ~ критерий минимум расхода ревущего

ияструизнта;

Гэ~ ПЮХЯмЦк* ~ КРИТ0РИЙ максимума ресурса ревущего

инструмента.

Потто ограничения, использованных выве указанных нодеяях, добавляется ограничение следующего ввда П П1 П 1X1

+ ХДосие

где ^йа ~ суммарная величина простоя оборудования 6 -го вида, значение которого получено на предыдущем иаге, при формировании расписаний.

Так как, период стойкости инструмента является функцией параметров рехииз резания и выражается функциональной аависи-

М00ТЫ)

T-W.S.t.«*)

»

(12)

so его значение, дня равного набора данных будет равным. Исходя из этого воображения, в функционале F? введен параметр ДТ • отражающий ватраты на инструмент, тан называемый - прирост периода отойвосвие Его значение тем больше, чем больше диапазон изменения (у»1еньяения)подачя. Так что, прирост периода стойкое» ти является функцией простоя оборудования.

целью оперативного управление в условиях нарушения является поддержание выходных параметров процесса на заданном уровне. Одним не главных параметров являетов срок сдачи готовой продукции заказчику.' Одним из главных видов нарушения являетоя отказ какого-либо б -го ГОД» Под отказом понимается невозможность дальнейшего выпуска деталей с данного ПШ, обусловленного kdi; Отказом станка по шобын причинам, составляющего основу. -ГПК , так и отказом любых других элементов ПШ. В качео-

т?9 решения атой задачи, предлагается следующий подход: с момента поступления оигнала об отказах идет пересчет режимов резания для каждого ЕЛ £ц и устанавливаются форсированные значения 1Л& и Souk* На ба8е полученных данных происходит переочет расписания и на последнем зтапе идет процеос регулирования с целью улучшения экономических показателей по выше разобранному алгоритму. При пересчете расписаний в случае отказов на ПШ определяется момент начала выполнения нового плана, пооле чего определяются моменты начала выполнения нового плана на остальных ГПМ.. После этого определяется новое множество номенклатуры fy|(tt) • которое подлежит обработке, формирование нового расписания происходит по той же методике, которая принималась при

(13)

- 19 -

формировании плана в начале.

В четвертой главе предложено описание разработанного программного обеспечения и результаты экспериментальных исследований на предложенных моделях оперативного управления.

Обобщенный подход к создании математичеоких моделей и алгоритмического обеспечения позволил разработать программное обеспечения (НО), отвечающее разработанным математическим моделям при использовании различного состава критериев и ограничений; Разработанное 110 представляет собой комплекс прикладных программ, реализуемых на ПИВМ по оперативному планированию и может исполь-воватьоя в качестве инструмента оперативного планирования цехового назначения, а также при моделирования управления.

В качестве объекта исследования для эксперимента выбирались ГПК а автоматические участки, состоящие из ПШ токарной обработка, РТЯ на базе ЫС о ЧПУ и автоматической систему хранения и подачи деталей.

Анализ номенклатуры деталей для численного эксперимента был проведен на базе деталей, обрабатываемых на Московском заводе "Знамя", на Кутаисском электромеханическом заводе и на Кутаисском малогабаритном тракторном заводе, номенклатура деталей, составляющая 85 наименований, была разделена на две следующие группы: детали-представители типа тел вращения о величинами партий запусков от I до 700 штук, и детали тестового характера о типовыми технологическими процессом обработки на токарных станках с ЧПУ. В качестве оорабатываемого материала выступали, в основном, конструкционные стали, титановые и жаропрочные сплавы различных марок. Максимальный диаметр наружной поверхности детали колебался от 10 до 200 мм. Длина рабочего хода инструмента составляла 10...300 мм. Количество операций токарной обработки, следующих по ходу .техпроцесса, составляло от I до 6. каждый по-

реход, век правило, обрабатывался отдельный инструментом. В качество ревущих инструментов использовались резцы, оснащенные твердосплавными пластинками о износостойкими покрытиями, оперативное время выполнения одной деталеопарацаи складывалось из величин цапанного времени и вспомогательного времена, затрачиваемого на установку в съем детада со станка манвпулятором. При этой, вспомогательное время либо назначалось по технологической документации, зшоо определялось исходя из паспортных данных манипулятора. Разработка результатов численного эксперимента дает возаоЕносгь одевать следующий вывод: при соблюдении воех ограничений в модели определения.оптимальнее ревимов резания, техноло-гичоокую себестоимость обработки детали ыоаяо уменьшать па 10 -30%. Из результатов видно, что вииь за очет изменения подачи, затрат па содорвашю к эксплуатации ииотруиопта ноеио уиеиьпить на 30 - 40^, о расход инструмента сократи» па 10 - 30£(си;рцс*2)'.-

Результат эаспорлмонтов подтвердив вштд о оуцоотвованпи хеоной взаимосвязи изаду паракетраки нроцооеа розаекя а оконони-чосвиыц показателяии производства, В результата бы во определено, что применение предлагаемого ПМО обеспечивает повыаение эффективности Г1Ш и ГПК на 15 - 20 % ъ сиену.

Основным результатов численного эксперимента являзтеп рекомендации по назначению рациональных реияиов рования и количео~ тва партий заготовок при гонкой предварительной гочешш титано-•вых сплавов резцами, оснащенных пластинками с агносоотойкима покрытиями.

Проверка адекватноотк выходных параметров по оперативному планированию в резлына производственных условиях подтвердила достоверность предложенной методики управления и вовможнооть применения 1Ш0 в квчестве эффективного инструмента оперативного планирования.

0.25 вмга/ое

Рис. 2. Зависимость затрат на эксплуатации я содержание режущего инструмента (I) и его расхода (2) от подачи, при предварительном точении сплава ШЗШЗВТЮ-ВД резцани с износостойкими покрытиями. V ■ 50 и/ыип; Ь » 0,5 ыи; 1Н » 90 км; * Ю°; / ■ 12°; <р . 45°; /> = 0; Из * 0.2 им; Г* « 0,5 1ш/ оС - задний угол реаущей части; / - передний угол рекущей части; <р - главный угол в плане; А - угол наклона режущей кромки; Ьз - величина износа по задней поверхности; С - радиус закругления режущей кромки.

- 22 -

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Анализ оостояния вопроса показал, что аадача сокращения технологической себестоимости детали (изделий) имеет свои особенности в условиях безлюдной технологии и она должна решаться как комплексная задача сокращения всех производственные ьатрат в общей структуре формирования себестоимости обработки изделий в гибких системах.'

2. При определении экономических показателей ГПК, необходимо учитывать все технологическую информацию на предистории планирования. Предложенная математическая модель определения оптимальных режимов pesamui токарной обработки может быть представлена в виде модели на множествах, что позволяет достаточно точно определить значоние параметров процесса ооработки.

3. Установленная взаимосьмьь ыевду технологической себестоимостью изделия н параметров процесса ооработки (реишы резания) способствует достаточно точной оценки эффективности проиеводот-венного процесса в ГП&.

4.' Предложенная методика управление ходом производственного процесса и математическая модель ее реализации позволяет в кратчайшие сроки о минимальными затратами выдать рекомендации организационного и технического характера, ооеспечивает ьначк-тельное сокращение себестоимости ооработки, затраты па эксплуатацию и содержание ревущего инструмента, уменьшить раоход инструментов.

5. При нарувениа оперативных планов может быть применена разработанная методика их перерасчета как в случае отнааов оборудования в ГПК, тан и в олучае рассогласования оперативного плана во времени, не прерывая обработку партии деталей.

6. Исследования моделей планирования, критериев и ограничений позволили выявить наиболее эффективные области их приме-

нения я выработать рекомендации по оперативному планированию. Рекомендации включаю* в себя количество партий заготовок, запускаемых в обработку, рекомендуемый период рабочего временя для каждого ПШ в течение планового периода, оптимальные режимы реванш! и расписания работы ШЕ в целом.1 Разработанное прикладное ПИО может быть использовано в качестве эффективного инструмента оперативного планирования, а также при исследованиях задач оптимизации загрузки оборудования.

7. Применение разработанных методик, алгоритмов и ОКО поз- . воляет совратить технологическую себестоимость обработка дата-лей на 10 - сократать затраты на эксплуатации режущего инструмента на 30 - Ь5%, уменьяить расход инструмента яа 10 - 30% в смену. При втом повышается эффективность эксплуатация ГПК не 10 - 20$. Источников эффективности при атом является назначение рациональных ; :томов резания, определение оптимального размера партий вапуска заготовок, сокращение непроизводительных времен.

Основные положения диссертации излоеевы в ояедувдих публикациях:

1. Пяртахяя А.Л. Повышение эффективности гибкой производственной систецн, /В сб.- тезисов докладов конфереяцзп Типовые механизмы и технологическая оснаотна станков-азтошзтов, станков с ЧПУ и ГПУ /"Стаики-У1иД 14-Ь мая г. Чернигов.

2. Пиртахпя А.Л. Влияние параметров реюша разания иетаялос на производительность обработка в условиях гибкого производства /В сб. тезисов докладов региональной научно-технической конференции машиностроителей "Автоматизация и механизация производственных процессов в машиностроении". 20-21 ноября 1991 г.- г.Караганда.

3. Султан-заде Н.И., Пиргахия А.л. Управление производит ль-

• - 24 -

цоохьв гибких проивводотвенных систем. /В сб. тевисов докладов нвучио-гехннчвокой конференции п11овыиение эффективности гибких проимодотвонык омотем"/ ноябрь 19У1 г. г.Ленинград.