CC BY
19
ТЕХНОЛОГИИ ЛЕГКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
УДК 658.5
МЕТОДИКА ГРУППИРОВАНИЯ СБОРОЧНЫХ ЕДИНИЦ ИЗДЕЛИЯ
© 2011 г. С.В. Яковлева
Новосибирский технологический институт, Novosibirsk Institute of Technology,
филиал МГУДТ branch of MGUDT
Рассматривается совершенствование технической подготовки производства в условиях гибкого экспериментального цеха швейного предприятия на основе применения групповой технологии. Возможность выявить общие признаки и свести их в отдельные группы реализуется применением метода группирования с использованием условного изделия, позволяющего проектировать новые модели на основе выбора допустимого варианта сочетания сборочных единиц с учетом их взаимодействия в изделии и приоритета. Унифицированные технологические решения формируются на основе теории графов.
Ключевые слова: групповая технология; условное изделие; сборочная единица.
Article considers perfection of technical training of manufacture in the conditions of flexible development shop of the sewing enterprise on the basis of use of group technology. Possibility to reveal the general signs and to reduce them in separate groups it is realized by application of a method of grouping with use of the conditional product, allowing to project new models on the basis of a choice of an admissible variant of a combination of assembly units taking into account their interaction in a product and a priority. The unified technological decisions are formed on the basis of the theory of counts.
Keywords: group technology; conditional product; combination of assembly.
Совершенствование технической подготовки производства в условиях гибкого экспериментального цеха швейного предприятия актуально осуществлять на основе использования групповой технологии. Возможность выявить общие признаки и свести их в отдельные группы реализуется применением метода группирования с использованием условного изделия (УИ), позволяющего проектировать новые модели на основе выбора допустимого варианта сочетания сборочных единиц (СЕ) с учетом их взаимодействия в изделии и приоритета.
Информацию о технологии изготовления УИ можно представить рядом признаков, отличающих СЕ друг от друга по влиянию на ход процесса обработки изделия, длительность производ-
ственного цикла и определяющих полную характеристику СЕ. Комплект СЕ в свою очередь дает полную характеристику модели изделия. Значения признаков используются при группировании СЕ и моделей по конструктивно-технологическим отличиям. Влияние признаков группирования на технологический процесс связано с изменением порядка работы лаборанта-портного или с изменением регулировок оборудования.
На основании перечня основных признаков, применяемых для группирования СЕ [1] сформирован укрупненный перечень, представленный в табл. 1, и проведено ранжирование признаков с использованием метода экспертных оценок. Установлено, что степень влияния признаков на технологический процесс и его организацию различ-
но. Так, признаки Р8, Р, Р11 требуют минимальных затрат времени на изменение значений своих параметров; более продолжительного времени требуют признаки Р4, Р5, Р6, Р7; значительное влияние на технологический процесс оказывают признаки Р, Р, Р. После проведения дополнительного анализа выявлено сходство ряда признаков между собой. Так, группа материалов, из которых изготавливаются модели женских демисезонных пальто, взятые для рассмотрения процесса группирования, определяет используемое технологическое оборудование — признак Рг
Таблица 1
Укрупненный перечень признаков группирования
Комплексный признак и его условное обозначение Признаки, образующие комплексный признак
Используемое-технологическое оборудование - Р1 Используемое технологическое оборудование Р1
Обрабатываемые материалы - Р2 Номер игл Р6 Частота стежков Р 9
Сложность обработки - Р3 Количество и разновидность швов Р2 Набор приспособлений малой механизации Р5
Цвет и свойства материала - Р4 Марка, номер и цвет ниток Р4
Используемое оборудование для влажно-тепловой обработки - Р5 Используемое оборудование Р3 Характеристика пара Р7 Давление пара Р8 Температура утюга Р10 Набор колодок Р11
Взаимозависимы признаки Р4, Р6, Р9: при смене марки и номера ниток меняется и номер игл. Кроме того, признак Р4 содержит также сведения о цвете ниток, значимые при переходе лаборанта-портного в течение одной смены с изготовления одного образца на изготовление другого; при обработке подкладки образца, отличающейся по цвету от цвета основного материала; при перезаправке машины для выполнения отделочных строчек. Признак Р5 — приспособления малой механизации зависит от конструкции шва (признак Р2), поэтому, рассматривая какой-либо вид шва, подбирают и приспособления для его выполнения.
Признаки Р7, Р8, Р11, являющиеся характеристиками процессов влажно-тепловой обработки (ВТО), также взаимозависимы: с изменением
значения давления пара изменяется и значение температуры, влияющей, в свою очередь, на влажность пара. Результатом объединения будет являться комплексный признак, характеризующий режимы ВТО в зависимости от используемых материалов. Оборудование ВТО (признак Р3) также зависит от обрабатываемых материалов, в связи с чем в объединенный комплексный признак можно включить набор колодок.
Унификация значений укрупненных признаков группирования относится к задачам технологической унификации процесса технической подготовки производства. Ее эффективность оценивается с точки зрения принятого критерия оптимальности, на основании которого производится оценка качества системы и ее функционирования. В роли такого критерия выступают затраты на разработку модели изделия. Поскольку выделено пять укрупненных признаков группирования, следует определить целесообразность оценки значений каждого из них. Очевидно, что признаки: Р1 — используемое технологическое оборудование и Р5 — оборудование для ВТО — зависят от признака Р3 — сложность обработки (определяется выбранными методами обработки). Это означает, что признаки Р1 и Р5 можно не анализировать при оценке критерия оптимизации. Признаки Р2— обрабатываемые материалы и Р4— цвет и свойства материала определяют режимы технологической и влажно-тепловой обработки. Изменение значений этих признаков будет влиять на ход технологического процесса в плане регулировки режимов обработки. Влияние признака Р3 на ход технологического процесса значительнее, чем признаков Р2 и Р4, поскольку выбранные методы обработки определяют весь технологический процесс изготовления изделия, а значения режимов обработки поддаются регулировке и практически не требуют дополнительных затрат на их изменение.
Таким образом, затраты на разработку технологии изготовления модели изделия целесообразно оценивать показателем уровня унификации по признаку Р3— сложность обработки. При этом уровень унификации не должен быть менее допустимого, чтобы изготовление модели изделия было экономически оправдано.
Для осуществления группирования СЕ по конструктивно-технологическим признакам необходимо выполнить построение классификационного ряда. Обобщенный маршрут обработки (метод уточненного КР [1]) должен содержать все операции в необходимой последовательности для изготовления любой модели изделия, входящей в состав УИ. Для построения классификационных рядов СЕ проведена их унификация, при этом значения по признакам группирования сконцентрированы в
иерархически выстроенном порядке согласно степени значимости комплексный признаков.
Несмотря на то что процесс построения KP не очень трудоемок, ручной способ выполнения процесса осложняется из-за разнообразия возможный вариантов. Задача поиска оптимального расположения СЕ в классификационном ряду может рассматриваться как задача коммивояжера, т. е. задача поиска маршрута с минимальными затратами [2]. Затратами C.. здесь следует считать количество отличий по каждому из признаков группирования между попарно рассматриваемыми i-й и j-й СЕ. Цель построения маршрута — минимизация отличий между стоящими рядом СЕ УИ. Таким образом, затраты — это своего рода оценка качества составленного маршрута.
Для решения задачи может быть использован один из наиболее эффективных методов разветвленного поиска и оценки — метод «ветвей и границ». Этот метод является реализацией сетевой задачи выбора маршрута. В данном случае под маршрутом понимается переход от изготовления одной СЕ к другой с наименьшими затратами. Количество отличий между значениями признаков группирования (P^P5) по каждой СЕ УИ не должно быть меньше нуля: Cj = ™ . Тогда целевая функция задачи состоит в минимизации общего количества отличий между СЕ УИ:
n m
z = XX CjXj ^ min, (1)
i=i j=i
где i; j = 1,2,..., n; при значении булевыгх переменный:
1, если есть отличия по признакам X J группирования у СЕ УИ; j 0, если нет отличий по признакам ^ группирования у СЕ УИ.
Переменные должны удовлетворять ограничениям:
n
X Xij = 1 i = 1.2,...,n; (2)
i=1
n
X Xj = 1 j = 1.2,..., n, (3)
j=1
кроме того, для каждой целочисленной переменной можно задать верхнюю и нижнюю границу, в пределах которых, безусловно, содержатся её оптимальные значения
Lj < Xj < Uj, j = 1,2...,P . (4)
Рассматривается любая переменная X и принимается, что I есты некоторое целое число, где Ь. < I < и. -1. Тогда оптималыное решение задачи (1)—(4) будет удовлетворяты линейному ограничению:
X. > I +1 или X. < I.
Решение X. достигается в цикле, посредством несколыких операций. Для исключения возможности появления в оптималыном решении значений Хй = 1, не имеющих смысла, принимается условие Си = . Ограничения (2)—(4) обеспечивают равенство каждой переменной X. либо нулю, либо единице. Соотношение (2) требует, чтобы цикл включал отличие одной СЕ (/) от другой (/); аналогично, соотношение (3) требует наличия отличий /-й СЕ от 1-й СЕ. Исключим полный комбинаторный перебор всех возможных маршрутов путём формирования нового бинарного дерева, где разветвлению на каждом шаге подлежат вершины с лучшей оценкой.
На каждой итерации (?) алгоритма имеется нижняя граница (оценка) X* оптималыного значения целевой функции. Предполагается, что на первой итерации значение XI! либо строго мены-ше оптималыного значения, либо равно значению целевой функции, соответствующему фиксированному допустимому решению. При отсутствии какой-либо дополнителыной информации об особенностях рассматриваемой задачи в самом неблагоприятном случае можно приняты XI = . Помимо нижней границы имеется основной список задач линейного программирования, подлежащих решению. Единственное отличие этих задач друг от друга связано с изменением условия (4). На итерации 1 основной список содержит всего одну задачу (1).
Таким образом, решениям оптимизационной задачи формирования последователыности обработки СЕ с минималыными затратами соответствуют варианты КР СЕ, построенные по каждому из признаков Р1—Р, представленные в табл. 2.
Далее в соответствии с методикой группирования строится уточненный классификационный ряд СЕ УИ, при этом учитываются полученные закономерности по каждому признаку группирования.
По признаку Р1 — исполызуемое технологическое оборудование — классификационный ряд выглядит следующим образом:
Р1: 01 « 02 « 03 « 04; 05.
Эта записы означает, что сначала необходимо выполниты обработку переда (СЕ 01), затем спинки (СЕ 02), рукава (СЕ 03), воротника или подкладки (СЕ 04, СЕ 05 соответ-
ственно) в любой последовательности, поскольку применяемое технологическое оборудование (признак Р1) у лаборантов-портных одного состава.
Таблица 2
Варианты классификационного ряда по признакам группирования
Условное обозначение признака Варианты классификационного ряда (в общем виде)
P1 01 « 02 « 03 « 04; 05
P2 01 « 02 « 03; 04 « 05
P3 01 « 02 « 04 « 03 « 05
P4 01; 02 « 03 « 04; 05
P5 01 « 02 « 04 « 05 « 03
Учитывая расположение СЕ в классификационном ряду, сформированному по признаку Р2— обрабатываемые материалы, можно уточнить классификационный ряд:
Р1 (Р2): 01 « 02 « 03 « 04 « 05.
Анализ дальнейших вариантов классификационных рядов, полученных по признакам Р3—
Поступила в редакцию
сложность обработки, Р4— цвет и свойства материала и Р5— используемое оборудование для ВТО, показывает, что последовательность СЕ в них, с одной стороны, не противоречит полученному уточненному классификационному ряду, с другой — не может повлиять на изменение порядка СЕ в нем.
Раскодировав обозначения СЕ УИ, получаем итоговый классификационный ряд сборочных единиц условного изделия:
перед ^ спинка ^ воротник ^ рукав ^ подкладка.
Таким образом, на основе использования метода уточненного классификационного ряда, учитывающего признаки группирования с учетом степени их влияния на технологический процесс, получен классификационный ряд для УИ, позволяющий определить оптимальную последовательность обработки СЕ.
Литература
1. Мокеева Н. С. Методологические основы проектирования гибких швейных потоков в условиях мелкосерийного производства : дис. ... д-ра техн. наук-.Новосибирск, 2003. 353 с.
2. Вагнер Г. Основы исследования операций. М., 1973. Т. 2. 488 с.
26 октября 2010 г.
Яковлева Светлана Вениаминовна — канд. техн. наук, доцент, Новосибирский технологический институт, филиал МГУДТ. Тел. 8(383)222 14 94. E-mail: [email protected]
Yakovleva Svetlana Veniaminovna — Candidate of Technical Sciences, assistant professor, Novosibirsk Institute of Technology, branch of MGUDT. Tel. 8(383)222 14 94. E-mail: [email protected]
