ЧЕРКАСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ТЕХНОЛОГІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

Тарандушка Людмила Анатоліївна

УДК 658.52

МОДЕЛІ ТА МЕТОДИ ОРГАНІЗАЦІЙНО-ТЕХНОЛОГІЧНОЇ СТРУКТУРИ ДИСКРЕТНИХ ПРОЦЕСІВ ВИРОБНИЦТВА

01.05.02 – математичне моделювання та обчислювальні методи

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук

Черкаси – 2005

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана у Черкаському державному технологічному університеті, Міністерство освіти і науки України.

Науковий керівник – доктор технічних наук, професор Кожухівський Андрій Дмитрович, Черкаський державний технологічний університет, професор кафедри інформатики та інформаційної безпеки.

Офіційні опоненти:

- доктор фізико-математичних наук, професор Кунченко Юрій Петрович, Черкаський державний технологічний університет, завідувач кафедри радіотехніки;

- доктор технічних наук, професор Середенко Валерій Миколайович, Черкаський національний університет ім.. Б. Хмельницького, завідувач кафедри прикладної математики.

Провідна установа – Інститут проблем моделювання в енергетиці Національної академії наук України, відділ моделювання задач теоретичної електротехніки , м. Київ.

Захист відбудеться “12” січня 2006 р. о 14:30 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради К .052.01 Черкаського державного технологічного університету за адресою: 18006, м. Черкаси, бул. Шевченка 460.

З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці Черкаського державного технологічного університету за адресою: 18006, м. Черкаси, бул. Шевченка 460.

Автореферат розісланий “8” грудня 2005 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради В.В. Палагін

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Сучасне машинобудування всіх промислово розвинутих держав характеризує проектування і впровадження автоматизованих виробничих систем (АВС) серійного і дрібносерійного виробництва, поліпшення їх технічних характеристик, пошук шляхів підвищення ефективності роботи в конкретних виробничих умовах.

АВС найбільш успішно вирішують задачі автоматизації серійного та дрібносерійного виробництва. При розробці і експлуатаційних переналагодженнях АВС розв’язуються два типи задач:

1. За заданими критеріями і вимогами до виробничої системи необхідно визначити її характеристики, такі, як склад основного обладнання, тип і структура транспортної системи, ємність підсистеми складування, розміщення обладнання, алгоритми керування та ін. (задача синтезу);

2. За відомими технічними характеристиками елементів і підсистем АВС необхідно визначити показники, які характеризують виробничу систему в цілому, такі, як загальна продуктивність, рівень завантаження обладнання, наявність “вузьких місць”, об’єм незавершеного виробництва та ін. (задача аналізу).

Актуальність дисертаційної роботи обгрунтована подальшим розвитком АВС на базі розв’язання задач аналізу та синтезу існуючих аналітичних моделей організаційно-технологічної структури.

Однак застосування АВС в механооброблюючому виробництві породжує ряд проблем, які пов’язані зі значним рівнем складності цих систем, техніко-економічні характеристики яких дуже чутливі до малих змін структури, технічних параметрів чи умов виробництва, а також з великими невиробничими втратами часу. Основним резервом покращення техніко-економічних характеристик АВС є підвищення режимів механічної обробки та скорочення простоїв з організаційних та технічних причин, більш раціональне використання і розподілення виробничих ресурсів.

Питанням розробки методів проектування і вдосконалення виробничих систем присвячені роботи І.М. Макарова, Ю.М. Соломенцева, С.В. Ємельянова, Л.Ю. Лищинського, В.Я. Коппа, Н.М. Султан-Заде, Г.А. Шаумяна, У.В. Хечинботама, Дж. Хартлі, Л.С. Ямпольського та ін. Подальший розвиток теорії АВС базується на використанні сіток Петрі, математичного програмування, систем масового обслуговування та лінійного програмування, які відображені в роботах В.С. Королюка, Н.А. Северцева, Дж. Пітерсона, В.Є. Котова, Ю.Ю. Фількенштейна, В.Ф. Матвеєва, В.Г. Ушакова та ін. Проте в більшості робіт використовується припущення про простий характер потоків подій в системі, спрощений підхід до системного аналізу і синтезу АВС.

Сучасні умови, в яких функціонують АВС, характеризуються частою зміною об’єктів виробництва. При цьому всі матеріальні, технічні, інформаційні, енергетичні ресурси використовуються за необхідністю при виконанні замовлень. Існуючі АВС потребують покращення рівня їх автоматизації, оскільки економічно більш живучі і стійкі ті, які можуть мобільно реагувати на зміну запиту ринку з мінімальними втратами при забезпеченні високої якості продукції.

Тому актуальною задачею є розробка нових методів і моделей організаційно-технологічної підготовки виробництва та оптимізація параметрів функціонування АВС механооброблюючого виробництва з використанням математичного апарату, який би враховував особливості роботи даних систем.

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Згідно з планом науково-дослідних робіт Черкаського державного технологічного університету в рамках держбюджетної науково-дослідної теми №141-53 (державний реєстраційний №0103U003686) “Еволюційні моделі, методи і засоби підтримки прийняття рішень при створенні віртуальних підприємств”, в якій автор була виконавцем і її роль полягала в розробці моделей довгострокового об’ємного планування механооброблюючих виробництв з дрібносерійним та середньосерійним характером виробництва в умовах їх автоматизованого функціонування.

Мета і завдання дослідження. Метою дисертаційної роботи є підвищення ефективності функціонування АВС на базі побудови математичних моделей з наступною параметричною оптимізацією даних систем. Задачами досліджень є:

1. Дослідження АВС як об’єкта моделювання з системних позицій розробки і проектування виробничих систем.

2. Імітаційне моделювання структури дискретного процесу виробництва.

3. Імітаційне моделювання складових елементів системи механообробки (СМО).

4. Розробка імітаційної моделі функціонування виробничої дільниці.

5. Вдосконалення організаційно-технологічної структури АВС.

6. Перевірка адекватності отриманих математичних і імітаційних моделей на основі результатів експериментального моделювання АВС в виробничих умовах.

Об’єктом дослідження в дисертаційній роботі є імітаційне моделювання структури дискретного процесу виробництва.

Предметом дослідження є принцип побудови математичних моделей функціонування АВС механооброблюючого виробництва.

Методи дослідження. Теоретичні і експериментальні дослідження роботи АВС проводились з використанням основних визначень і положень теорії сіток Петрі, математичного аналізу, математичного програмування, теорії ймовірності і математичної статистики, дискретної оптимізації.

Наукова новизна одержаних результатів по-лягає в наступному:

· вперше побудовано і обґрунтовано імітаційну модель дис-кретного процесу виробництва на базі орієнтовного графу, яка забезпечує удосконалення орга-нізації та управління виробничим процесом;

· вперше розроблено імітаційну модель функціонування ви-робничої дільниці, яка базується на логістичній моделі матеріальних потоків з врахуванням їх запізнювання, що визначає оптимальний темп надходження матеріальних ресурсів у виробництво;

· побудовано імітаційну модель функціонування складових елемен-тів СМО на базі основних визначень сіток Петрі, яка забезпечує прискорення процесу визначення технічних ха-рактеристик СМО;

· дістав подальшого розвитку метод проектування оптимального тех-нологічного процесу на основі лінійного програму-вання та комплексного підходу до виробництва, за раху-нок чого зменшується час на введення виробу у виробни-цтво в 3 рази та знижується собівартість виготовленої продукції на 3-10%;

· удосконалено модель організаційно-технологічної структури автоматизованих виробничих систем за рахунок комплексного підходу до виробництва, за допомогою якої відслідковується динамічний розвиток підприємства.

Практичне значення одержаних результатів полягає в наступному:

1. На базі основних визначень та положень орієнтовного графу обґрунтовано і побудовано імітаційну модель дискретного процесу виробництва, яка забезпечує удосконалення організації та управління виробничим процесом;

2. Використовуючи логістичну модель матеріальних потоків, побудовано імітаційну модель функціонування виробничої дільниці на основі якої визначається оптимальний темп надходження матеріальних ресурсів у виробництво з метою підвищення ефективності роботи виробничої дільниці.

3. На основі лінійного програмування та комплексного підходу до виробництва вдосконалено метод проектування оптимального технологічного процесу, що дозволяє зменшити час на введення виробу у виробництво в 3 рази та знижує собівартість виготовлення продукції на 3-10%.

Вказане вище підтверджується також довідками про впровадження науково-дослідних робіт, використаних в дисертаційній роботі, на заводі “Червона Зірка” м. Кіровограда і в ВАТ “Кіровоградський завод дозуючих автоматів”.

Особистий внесок здобувача. Всі основні наукові положення, результати, висновки та рекомендації дисертаційної роботи отримані автором самостійно. У публікаціях, що написані у співавторстві, автору належать: аналіз стану та перспектив розвитку виробничих систем механообробки [7]; розробка методу проектування технологічних процесів [8].

Апробація результатів дисертації. Результати дисертаційної роботи апробовані на наступних науково-технічних конференціях: “Науковий потенціал світу 2004”, м. Дніпропетровськ, 2004 р.; “Наука і освіта 2005”, м. Дніпропетровськ, 2005 р.; “МатИнформТех”, м. Маріуполь, 2005 р., на наукових семінарах кафедри інформатики та інформаційної безпеки Черкаського державного технологічного університету.

Публікації. По темі дисертаційної роботи опубліковано 5 статей в збірниках наукових праць вузів, які входять в перелік ВАК України, 3 публікації в збірниках праць науково-технічних конференцій.

Структура та обсяг роботи. Дисертація складається із вступу, чотирьох розділів, висновків, списку із 152 використаних джерел, 8 додатків, 33 рисунків, 3 таблиць. Загальний обсяг роботи складає 163 сторінки, у тому числі 137 сторінок основного тексту.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі обґрунтовано актуальність завдання, сформульовано мету та задачі дослідження, розкрито наукову та практичну цінність отриманих результатів.

У першому розділі проведений критичний аналіз теоретичних досліджень АВС, які пов’язані із питаннями аналітичного та імітаційного моделювання, оцінки рівня гнучкості та продуктивності, а також інших характеристик роботи систем даного класу. Він показав, що найважливішим функціональним зв’язком АВС серійного та дрібносерійного механооброблюючого виробництва з навколишнім виробничим середовищем, а також інтегральною характеристикою діапазону технічних можливостей обладнання є номенклатура виробів, що задається, та можливі межі її змін. Основною системною властивістю АВС механообробки серійного та дрібносерійного виробництва є властивість гнучкості. Можливість оптимізації безпосередньо технологічних процесів обробки є важливим фактором для підвищення продуктивності та ефективності роботи АВС. Так як дії, які направлені на підвищення ступеня гнучкості та надійності системи, потребують вкладення значних фінансів, то доцільно мати можливість на основі математичного опису, який враховує особливості умов роботи АВС механообробки, наперед оцінити ефективність їх використання. З іншого боку, виявити резерви системи, які б дозволили практично без додаткового вкладення фінансів підвищити продуктивність, а, отже, і ефективність.

Фактор випадковості, який характерний для багатономенклатурного виробництва, виявляється в тому, що всі матеріальні, технічні, інформаційні, енергетичні ресурси системою використовуються за вимогою у відповідь на стохастичні запити, які з’являються впродовж обробки тієї чи іншої деталі класу, що розглядається. При цьому значно ускладнюється математичний апарат, який придатний для адекватного опису роботи систем механообробки.

Аналіз літературних джерел та існуючих наукових розробок показав доцільність проведення наукових досліджень у напрямку наступних проблемних питань:

· оптимізація параметрів функціонування АВС механооброблюючого виробництва з використанням математичного апарату, який би враховував особливості роботи даних систем;

· розробка нових і удосконалення існуючих методів і моделей систем технологічної підготовки автоматизованого виробництва.

Другий розділ присвячено розробці імітаційних моделей організаційно-технологічної структури автоматизованих систем механообробки.

Розроблена імітаційна модель дискретного процесу виробництва з використанням графів умов та операцій. Елементи виробничого процесу або весь процес при цьому можна представити у вигляді структури, яка включає в себе вхід, умови запуску, перетворення, засоби перетворення, вихід (рис. 1). Основна задача, яка може бути розв’язана за допомогою запропонованої моделі, це організація та управління виробничим процесом механообробки.

Рис. 1. Імітаційна модель виробничого процесу

На рис.1 використовуються наступні позначення:

· Ресурси (Рес).

· Засоби (Зас).

· Операції (Опер) або переходи (Перех) – елементи перетворення з входами та виходами, які моделюють властивості процесу, що досліджується.

· Джерела (Джерело) – елемент, який моделює вхідні впливи зовнішнього середовища (елементи тільки з виходами).

· Приймачі ресурсів (Прийм) – елементи, які моделюють виходи у зовнішнє середовище (елементи тільки з входами).

· Параметри (Параметри) - у всіх об’єктів є поточні та інтегральні (за інтервал часу) характеристики. Параметри задаються функцією від характеристик об’єктів.

· Умови запуску операції (Умов).

Опишемо функціонування операції за часом.

В початковий момент часу і-та операція знаходиться у стані “Чекання” . В даному стані операція перевіряє умови запуску . В деякий момент часу t умови запуску операції виконуються . Виконання умов запуску операції призводить до зміни статусу операції . Перехід в стан Виконання супроводжується виконанням наступних дій:

· захватом вхідних повідомлень ();

· захватом вхідних замовлень ();

· захватом вхідних ресурсів ();

· захватом засобів ().

Знаходячись у стані Виконання, операція може перейти в стан Переривання для того, щоб забезпечити виконання іншої операції. Переходячи в стан Переривання, операція запам’ятовує момент зупинки та звільняє захоплені засоби . На протязі стану Переривання перевіряється наявність вільних засобів . Операція знаходиться в стані Переривання до тих пір, поки не звільняться необхідні засоби і тільки тоді переходить в стан Виконання. В цьому стані захоплюються засоби та поновлюється виконання.

У запропонованій моделі (рис. 1) зміни станів відбуваються тільки в дискретні моменти часу виробничого процесу.

Запропонована модель дозволяє відобразити наступні особливості:

· облік різних типів ресурсів (матеріальних, інформаційних, трудових, енергетичних);

· облік стану операцій та умов в конкретні моменти часу;

· облік виникнення конфліктів на загальних ресурсах та засобах.

На базі теорії сіток Петрі розроблено імітаційні моделі складових елементів СМО (рис. 2). Запропоновані моделі використовуються для визначення техніко-економічних характеристик СМО таких, як продуктивність системи на заданому інтервалі часу, завантаження всіх одиниць обладнання, коефіцієнт завантаження накопичувачів та складу, рівень незавершеного виробництва, час простоювання обладнання, час пролежування деталей в очікуванні обробки. При цьому використовується дискретний рух від події до події та приймається припущення, що в проміжках часу між подіями змін в системі не відбувається. Кожний стан елементу однозначно характеризується відповідною розміткою.

Рис. 2. Сітка Петрі для імітаційного моделювання системи “верстат - робот”

На рис.2 використовуються наступні позначення:

- деталь чекає на обробку на верстаті;

- верстат вільний;

- обробка деталі на верстаті;

- деталь оброблена на верстаті;

- деталь чекає завантаження – вивантаження роботом;

- робот вільний;

- переміщення деталі роботом;

- деталь завантажена – вивантажена роботом;

- деталь завантажена на верстат;

- початок обробки на верстаті;

- завершення обробки на верстаті;

- оброблена деталь вивантажена з верстату;

- деталь поступила для завантаження роботом;

- початок переміщення деталі роботом;

- завершення переміщення деталі роботом;

- оброблена деталь відправляється із системи “верстат - робот”.

Розроблена імітаційна модель функціонування виробничої дільниці, яка представляє собою логістичну модель матеріальних потоків. В основі моделі матеріальних потоків лежать поняття рівня і темпу його зміни, для дослідження яких використовується крокове моделювання. У динамічних системах, де темпи є змінними величинами, темп вихідного потоку може в різні моменти часу не збігатися з темпом вхідного потоку. При цьому на різних етапах функціонування виробничої дільниці можуть виникати запізнювання.

Запізнювання являють собою специфічний рівень, вихідний потік з якого залежить від вмісту рівня і деякої константи, що визначає тривалість запізнювання. Математичний запис запізнювання третього порядку представляє систему із шести рівнянь, три з яких – рівняння рівнів, а три – рівняння темпів потоків. Так, наприклад, якщо описувати запізнювання, пов'язані з виробничим процесом, то одержимо наступну систему рівнянь: |

(1)

де – потік, що входить у блок запізнювання;

– потік, що виходить із блоку запізнювання;

, , – рівні, які визначають кількість продукції, яка знаходиться у виробництві;

, – потоки між рівнями;

– константа запізнювання, що визначає тривалість виробничого циклу.

Загальна кількість продукції, що знаходиться в процесі виробництва, визначається за формулою: . Надалі, для простоти запису, запізнювання третього порядку будемо позначати функцією – . Для (1) функція буде мати наступний вид:

.

Темп виробництва визначається багатьма параметрами. Основними з них є: продуктивність устаткування, продуктивність праці робітників, кількість матеріалів на складі підприємства. Значення цих темпів, а відповідно і темпу виробництва, знаходяться на деякому числовому відрізку, обмеженому мінімальними і максимальними значеннями цих величин.

При цьому в (1) прийняте припущення, що темпи виробництва устаткування і продуктивності праці робітників обмежені деякими величинами, що є константами, які вводяться на початку моделювання. Тоді темп виробництва визначається найменшою величиною наступних темпів:

, | (2)

де – максимальна продуктивність праці робітників при кількості робітників, які працюють на виробничій дільниці в даний момент;

– максимальна продуктивність обладнання при наявній кількості верстатів на підприємстві (якщо підприємство працює не на повну потужність, верстати простоюють);

– рівень надходження матеріалів у виробництво;

– нормальний темп виробництва, тобто темп, необхідний для задоволення плану виробництва.

, | (3)

де – кількість товару на складі ;

– загальна кількість товару, що планується виготовити на наступному етапі планування.

Загальний темп надходження матеріалів у виробництво підприємства визначається як мінімальний з темпів надходження різних видів матеріалів, що надходять у виробництво:

, | (4)

де – темп надходження j-го матеріалу;

– кількість найменувань матеріалів, необхідних для виробництва товару.

Темп надходження матеріалів у виробництво визначається нормальним темпом виробництва (), тобто в ідеальному випадку матеріал надходить у такій кількості, яка необхідна для виробництва в розмірі, що задовольняє потреби. Такий підхід до надходження матеріалів відображає метод керування запасами "Точно в термін", що одержав найбільше поширення в США і країнах Західної Європи. Цей метод підвищує гнучкість виробництва, можливість протистояння зростаючій конкуренції і є одним з методів скорочення запасів матеріальних ресурсів.

У третьому розділі розглянуто аналітичне моделювання систем механообробки. Процес аналітичного моделювання ділиться на три етапи.

На першому етапі визначається загальна продуктивність основного обладнання за умови, що решта підсистем АВС не є “вузьким місцем”, тобто не обмежують завантаження основного обладнання. Якщо розраховане значення продуктивності не забезпечує виконання планового завдання, то подальший аналіз не має сенсу. Інформація про невідповідність розрахованої продуктивності завдань передається користувачеві, який повинен прийняти рішення про внесення змін. Після внесення змін розрахунок повторюється. Етап закінчується, коли користувач знаходить допустиме рішення.

На другому етапі розраховуються інтенсивності потоків виробів між елементами системи. Дані розрахунку є початковими для визначення і аналізу характеристик інших підсистем.

На третьому етапі визначається завантаження транспортної системи. Якщо внаслідок розрахунку виявляється, що коефіцієнт завантаження транспортної системи перевищує одиницю (тобто її продуктивність недостатня для виконання необхідного об’єму перевезень), тоді користувачеві подається відповідне повідомлення.

Аналітичні моделі використовуються для дільниць АВС, в яких виділені основне обладнання, накопичувальна та транспортна підсистеми. Вхідними даними для цих моделей є технічні характеристики підсистеми, технологія виготовлення виробів і планове завдання виробничої дільниці.

У четвертому розділі проведена перевірка адекватності результатів теоретичних досліджень.

Вдосконалено модель організаційно-технологічної структури автоматизованих виробничих систем (рис. 3).

Рис. 3. Вдосконалена організаційно-технологічна структура АВС

На рис. 3 використовуються наступні позначення:

ВГК – відділ головного конструктора;

ВГТ – відділ головного технолога;

ВГМ – відділ головного механіка.

В запропонованій моделі з’явилась комплексна автоматизована система, яка забезпечує двосторонні миттєві зв’язки між всіма елементами виробничої системи.

За допомогою запропонованої моделі організаційно-технологічної структури виробництва прослідковується динамічний розвиток підприємства та своєчасно на основі аналізу приймається об’єктивне управлінське рішення.

Розглянуто метод автоматизації оптимального технологічного процесу підготовки виробництва, що дозволив побудувати модель та розробити програму системи технологічної підготовки виробництва в середовищі Fox Pro (рис. 4), яка забезпечує комплекс властивостей, що відповідають складності сучасних виробничих систем.

Рис. 4. Вікно для розміщення розрахункових параметрів деталі для токарної операції

На рис. 5 представлений порівняльний графік циклів виготовлення деталей за існуючою моделлю організаційно-технологічної структури і методу розрахунку технологічного процесу та вдосконаленою моделлю і методом розрахунку ТП.

Рис. 5 . Графік циклів виготовлення деталей

ВИСНОВКИ

Дисертаційна робота присвячена дослідженню і розробці математичних моделей, методів і програм, які вирішують на основі прогресивних інформаційних технологій задачі оптимізації та підвищення ефективності функціонування автоматизованих виробничих систем механообробки.

Основні результати дисертаційної роботи:

1. Побудовано і обґрунтовано імітаційну модель дискретного процесу виробництва, на базі орієнтовного графу, основна задача якої полягає в удосконаленні організації та управління виробничим процесом; в межах розробленої моделі визначені характеристики виробничого процесу та система дій, яку вони виконують.

2. Побудовано імітаційну модель складових елементів систем механообробки на базі основних визначень сіток Петрі, яка прискорює процес визначення технічних характеристик систем механообробки таких, як продуктивність системи на заданому інтервалі часу, завантаження всіх одиниць обладнання, коефіцієнт завантаження накопичувачів та складу, рівень незавершеного виробництва, час простоювання обладнання, час пролежування деталі в очікуванні обробки.

3. Розроблено імітаційну модель функціонування виробничої дільниці, яка базується на логістичній моделі матеріальних потоків з врахуванням їх запізнювання; виробничі потужності підприємства визначаються рядом констант, які впроваджуються перед початком роботи моделі: максимальна продуктивність працівників та обладнання, тривалість виробничого циклу. За допомогою цієї моделі визначається оптимальний темп надходження матеріальних ресурсів у виробництво з метою підвищення ефективності роботи виробничої дільниці.

4. Розроблено метод проектування оптимального технологічного процесу на основі лінійного програмування та комплексного підходу до виробництва, за рахунок чого зменшується час на введення виробу у виробництво, знижується собівартість виготовленої продукції. На базі запропонованого методу розроблена програма проектування технологічного процесу на мові Fox Pro.

5. Удосконалено модель організаційно-технологічної структури автоматизованих виробничих систем, яка відрізняється від існуючої двосторонніми миттєвими зв’язками між всіма елементами структури, які забезпечує комплексна автоматизована система. За допомогою запропонованої моделі прослідковується динамічний розвиток підприємства та своєчасно на основі аналізу приймаються об’єктивні управлінські рішення.

6. Розроблені в дисертаційній роботі методи, моделі і програма оптимального технологічного процесу впроваджені на ВАТ по виробництву сільськогосподарської техніки „Червона Зірка” м. Кіровоград і в ВАТ „Кіровоградський завод дозуючих автоматів”.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ АВТОРОМ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Тарандушка Л.А. Імітаційна модель дискретного процесу виробництва // Вісник Хмельницького національного університету. – Хмельницький, 2005. - №1. – С. 45-48.

2. Тарандушка Л.А. Імітаційні моделі виробничих систем механообробки // Вісник Вінницького політехнічного інституту. – Вінниця, 2004. - №6. – С. 48-51.

3. Тарандушка Л.А. Імітаційна модель функціонування виробничої дільниці автоматизованої системи механообробки // Вісник Хмельницького національного університету. - Хмельницький, 2005. - №5. – С. 138-142.

4. Кожухівський А.Д., Єфименко Н.А., Тарандушка Л.А. Стан та перспективи розвитку виробничих систем механообробки як об’єктів автоматизації // Вісник ЧДТУ. – Черкаси, 2004. - №3. – С. 56-58.

5. Кожухівський А.Д., Тарандушка Л.А. Автоматизація оптимального технологічного процесу підготовки виробництва // Вісник ЧДТУ. – Черкаси, 2005. - №2. – С. 24-28.

6. Тарандушка Л.А. Розробка моделі системних процесів технологічної підготовки виробництва // VIII міжнародна науково-практична конференція “Наука і освіта 2005”. - Дніпропетровськ: Наука і освіта, 2005. - Т. 56. – С. 32-34.

7. Тарандушка Л.А. Імітаційна модель виробничого процесу механообробки // Міжнародна науково-методична конф. “МатИнформТех”. – Маріуполь: ПГТУ, 2005. – С. 16-17.

8. Тарандушка Л.А. Моделювання організаційно-технологічної структури виробничих систем механообробки // І Міжнародна науково-практична конф. “Науковий потенціал світу 2004”. – Дніпропетровськ: Наука і освіта, 2004. - Т. 58. – С. 15-17.

АНОТАЦІЯ

Тарандушка Л.А. Методи та моделі організаційно-технологічної структури автоматизованих систем механообробки. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 01.05.02 – математичне моделювання та обчислювальні методи.– Черкаський державний технологічний університет. – Черкаси, 2005.

Вирішена наукова задача побудови математичних моделей, що дозволяє підвищити ефективність функціонування автоматизованих виробничих систем, скоротити часові та вартісні витрати на впровадження нових виробів у виробництво.

На основі структурного аналізу автоматизованих виробничих систем механооброблюючого виробництва набув подальшого розвитку комплексний підхід до аналітичного і імітаційного моделювання виробничих систем. Удосконалено модель організаційно-технологічної структури автоматизованих виробничих систем, яка відрізняється від існуючої двосторонніми миттєвими зв’язками між всіма елементами структури, які забезпечує комплексна автоматизована система.

Ключові слова: моделі, методи, автоматизовані виробничі системи, система механообробки, технологічний процес.

АННОТАЦИЯ

Тарандушка Л.А. Методы и модели организационно-технологической структуры автоматизированных систем механообработки. – Рукопись. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 01.05.02 – математическое моделирование и вычислительные методы. – Черкасский государственный технологический университет. – Черкассы 2005.

На основе структурного анализа автоматизированных производственных систем (АПС) механообрабатывающего производства приобрел дальнейшее развитие комплексный подход к аналитическому и имитационному моделированию производственных систем.

Решена научная задача построения математических моделей, которые позволяют повысить эффективность функционирования автоматизированных производственных систем, сократить временные и стоимостные расходы при внедрении новой продукции в производство.

Разработано имитационную модель дискретного производственного процесса на основе ориентированного графа, главная задача которой состоит в усовершенствовании организации и управления производственным процессом;

Построино имитационную модель составных элементов системы механообработки, на базе основных определений сетей Петри, которая используется для определения технических характеристик системы механообработки, таких как производительность системы на заданом интервале времени, загруженность всех единиц оборудования, коэффициент загрузки склада, уровень незавершенного производства, время простоя станков, время пролеживания детали в ожидании обработки.

Разработано имитационную модель функционирования производственного участка, которая базируется на логистической модели материальных потоков с учетом их задержек. Производственные мощности определяются рядом констант, которые вводятся перед началом работы модели: максимальная производительность робочих и оборудования, продолжительность производственного цикла. С помощью этой модели определяется темп поступления материальных ресурсов в производство.

Разработано метод проектирования оптимального технологического процесса на основе линейного програмирования и комплексного похода к производству, на базе котрого разработана програма проектирования технологического процесса на языке Fox Pro.

Усовершенствовано модель организационно-технологической структуры автоматизированных производственных систем, которая отличается от существующей мгновенными двухсторонними связями между всеми элементами структуры, которые обеспечивает комплексная автоматизированная система.

Благодаря разработанному алгоритму и программе, на основе объединения аналитического и имитационного моделирования, уменьшается время на внедрение в производство новых видов продукции в 3 раза, увеличивается продуктивность и гибкость автоматизированных производственных систем механообработки и снижается себестоимость изготовления продукции на 3-10%.

Ключевые слова: модели, методы, автоматизированные производственные системы, система механообработки, технологический процесс.

SUMMARY

Tarandushka L.A. The methods and models of automatic mechanic manufacturing system’s organizational technological structure. – Manuscript.

Thesis for a candidate’s degree by speciality 01.05.02 – mathematical modeling and computing methods. – Cherkasy State Technological University, Cherkasy, 2005.

The scientific problem of mathematical models’ building is solved, that allows to improve the functioning of automatic industrial systems’ efficiency, to reduce the temporary and monitory costs for introduction of new products in manufacture.

On the basis of structural analysis of mechanical manufacturing’s automatic industrial system the complex approach to analytic and imitational modeling of productional systems, talking into account reliability and refixing has been developed.

The model of organizational technological automatic productional system’s structure has been improved, which is different from those existing by bilateral instantaneous bonds between all the complex automatic system.

Key words: models, methods, automatic production systems, the mechanic manufacturing systems, technological process.