В Г Башев - Разработка модели производственного участка машиностроительного предприятия - страница 1

Страницы:
1 

РАЗРАБОТКА МОДЕЛИ ПРОИЗВОДСТВЕННОГО УЧАСТКА МАШИНОСТРОИТЕЛЬНОГО ПРЕДПРИЯТИЯ

 

Башев В.Г., группа ИУС-05м Руководитель проф. каф. АСУ Лаздынь С.В.

 

 

Выбор метода и объектов моделирования.

Производство любого машиностроительного предприятия разбито на производственные цеха, которые в свою очередь делятся на производственные (технологические) участки. На производственных участках размещается ряд технологического, сборочного, контрольного и транспортного оборудования, которое соответственно выполняет операции обработки, сборки, контроля и транспортировки деталей, сборочных единиц независимо от их номенклатуры, габаритов и т.д. [1].

Производственный (технологический) участок представляет собой сложный объект с точки зрения моделирования, поэтому целесообразно применить объектно-ориентированный подход для построения его модели. Объектно-ориентированный подход программирования заключается в рассмотрении задачи с точки зрения абстрактных сущностей (классов и объектов) и связей между ними. Это позволяет не дробить общую задачу на множество подзадач, реализуемых в функциях и процедурах [2].

Исходя из этого, при изучении производственного участка можно выделить ряд типовых элементов, характеризующихся одинаковыми свойствами. Для моделирования участка выбраны следующие типовые объекты: объект «Технологическое оборудование», объект «Сборочное оборудование», объект «Контрольное оборудование», объект «Транспортное средство», объект «Диспетчер участка», объект «Менеджер событий».

Модель работы технологического оборудования.

Для моделирования обработки деталей на станках создан класс объектов «Технологическое оборудование», который позволяет промоделировать обработку транспортной партии деталей на конкретном станке.

Время обработки партии деталей рассчитывается по формуле (1):

 

Тоб  (2 * Тпод_зак+Топф)*Краз_тр_парт+Ккол_нал*Тнал+Ккол_рем*Трем? (1)

где Тпод_зак — среднее время подготовительное (заключительное) операции;

Топер — среднее время операции, которое необходимо для изготовления 1 детали;

Краз_тр_парт — размер транспортной партии;

Ккол_нал — количество переналадок, которое необходимо будет сделать за время выполнения операции, связанных с окончанием срока службы инструмента. Переналадку также делают, если оборудование перед работой над транспортной партией было налажено на другую операцию;

Тнал — среднее время переналадки;

Ккол_рем — количество ремонтов, которое необходимо будет сделать за время работы оборудования.

Трем — среднее время ремонта оборудования.

Длительность работоспособности оборудования определяется по формуле (2):

 

Траб  Тсред_раб±^раб5 (2)

где Тсред_раб — средняя длительность работоспособного состояния оборудования;

£,раб — случайная величина изменения времени работоспособного состояния оборудования.

Время ремонта оборудования определяется по формуле (3):

 

Трем  Тсред_рем±^рем5 (3)где Тсред_рем — средняя длительность ремонта оборудования.

£,рем — случайная величина изменения времени ремонта оборудования. Модель работы сборочного оборудования.

Для моделирования процессов сборки создан класс объектов «Сборочное оборудование», который позволяет промоделировать сборку транспортной партии деталей в сборочную единицу (изделие).

Полное время сборки рассчитывается по формуле (4):

 

Тоб=Тоб,1+Тоб,2+ • • +Тоб,ш (4)

 

где n — количество позиций сборки;

 

Тоб,і  (2 *Тпод_зак+Топер)*Ккол_сб_ед+Ккол_нал*Тнал+Ккол_рем*Трем? (5)

где Тпод_зак — среднее время подготовительное (заключительное) операции;

Топер — среднее время операции, которое необходимо для выполнения 1 позиции сборки;

Ккол_сб_ед — фактическое количество сборочных единиц;

Ккол_нал — количество переналадок, которое необходимо будет сделать за время выполнения операции, связанных с окончанием срока службы инструмента.

Тнал — среднее время переналадки.

Ккол_рем — количество ремонтов, которое необходимо будет сделать за время выполнения операции;

Трем — время ремонта оборудования.

Модель работы контрольного оборудования.

Для моделирования контроля качества изделия (сборочной единицы, детали) создан класс объектов «Контрольное оборудование».

Время контроля качества партии деталей рассчитывается по формуле (6):

 

Тконт  (2 *Тпод_зак+Топер)*Краз_тр_парт+Ккол_нал*Тнал+Ккол_рем*Трем+

+Тисп_бр * раз_тр_парт*Рпроц_бр) ? (6)где Тпод_зак — среднее время подготовительное (заключительное) операции; Топер — среднее время операции, которое необходимо для контроля 1 детали; Краз_тр_парт — размер транспортной партии;

Ккол_нал — количество переналадок, которое необходимо будет сделать за время выполнения операции, связанных с окончанием времени службы инструмента. Переналадку также делают, если оборудование перед работой над транспортной партией было налажено на другую операцию;

Тнал — среднее время переналадки;

Ккол_рем — количество ремонтов, которое необходимо будет сделать за время выполнения операции, связанных с окончанием длительности работоспособности оборудования;

Трем — время ремонта оборудования;

Тисп_бр — время исправления брака у 1 сборочной единицы (для детали время равно нулю);

Рпроц_бр — средний процент бракованных деталей, сборочных единиц.

Время исправления брака у 1 сборочной единицы определяется по формуле (7):

 

Тисп_бр  Тсред_исп_бр±^>исп_бр 5 (7)

 

где Тсред_исп_бр — среднее время исправления брака у 1 сборочной единицы;

£,исп_бр — случайная величина изменения времени исправления брака у 1 сборочной единицы.

Модель работы транспортного оборудования.

Для моделирования транспортировки партий деталей (сборочных единиц) создан класс объектов «Транспортное средство». Транспортные средства представлены тремя типами оборудования: кран; автотранспорт; рельсовый транспорт.

Время подъезда-перевозки для автотранспорта и рельсового транспорта рассчитывается по формуле (8):

 

Тпп_арт -расУ^*скор+Ккол_рем*Трем (8)

 

Время подъезда-перевозки для крана рассчитывается по формуле (9):

 

Тпп_кр Краст/8скор+Ккол_тр_партзаір+Ккол_рем*Трем5 (9)

где Яраст — расстояние, которое проезжает транспорт в процессе перемещения партии деталей;

8скор — средняя скорость перемещения транспорта;

Кколтр_парт — количество транспортных партий в партии запуска, учитывается, если перевозится вся партия запуска, иначе равно 1;

Тзагр — средняя длительность загрузки-разгрузки 1 транспортной партии;

Ккол_рем — количество ремонтов, которое необходимо будет сделать за время транспортировки, связанных с окончанием длительности работоспособности оборудования;

Трем — время ремонта оборудования.

Модель работы диспетчера участка.

Диспетчер участка координирует работу всего оборудования и транспорта на участке, контролирует их занятость, а также по мере изготовления партий изделий ведет учет выполнения производственной программы участка. Для моделирования процессов управления производственным участком разработан класс объектов «Диспетчер участка». Этот объект получает от различных видов оборудования на участке сигналы в виде сообщений об окончании выполнения ими операций.

Объект «Диспетчер участка» выполняет следующие функции:

-     анализ состояния партий деталей и изделий;

-     анализ технологического оборудования;анализ сборочного оборудования;

-     анализ контрольного оборудования;

-     анализ транспортных средств.

В результате выполнения указанных функций диспетчер участка формирует команды на выполнения операций обработки, сборки, контроля или транспортировки соответствующим видам оборудования.

Построение общей модели технологического участка.

Весь обмен информации в модели происходит с помощью сообщений или событий, которыми активные объекты обмениваются друг с другом. Потоком событий занимается класс объектов «Менеджер событий». В его обязанности входит установка сообщения в очередь событий, с учетом времени окончания события, считывание первого события из очереди и направление его получателю. Произошедшие события менеджер событий сохраняет в базу данных. Взаимодействие менеджера событий с другими объектами можно представить схемой (рис. 1).

Перед сохранением в базу данных произошедшего события оно сохраняется во временный массив структур «Произошедшее событие» (рис. 1). Это делается для того, чтобы сократить количество обращений к жесткому диску во время моделирования. Массив имеет определенный размер. Как только массив произошедших событий полностью заполняется, он сохраняется в базу данных и очищается.

Моделирование может проходить в двух режимах: моделирование до тех пор, пока производственная программа не будет выполнена, либо моделирование ограничивается временем окончания моделирования.

Объект «Менеджер событий» выполняет следующие функции:

-     помещение события в очередь;

-     чтение события из очереди;

-     сохранение события в базу данных.


База данных

Чтение события


И-


Диспетчер участка


Установка события

і

Технолог. оборудов.


И-

Рисунок 1 — Схема взаимодействия менеджера событий с объектами модели

 

 

Таким образом, разработана модель производственного участка машиностроительного предприятия, которая построена как система взаимодействующих объектных моделей типовых компонентов участка: технологического, сборочного и контрольного оборудования, транспортных средств, диспетчера участка, менеджера событий.

 

 

Перечень ссылок

1.     Суслов А.Г. Научные основы технологии машиностроения. — М. Машиностроение,

2002.

2.     Гради Буч. Объектно-ориентированное проектирование с примерами применения. — М.: НПФ "Диалектика", 1993.

Страницы:
1 


Похожие статьи

В Г Башев - Разработка модели производственного участка машиностроительного предприятия