CC BY
45
УДК 658.5
МОДУЛЬ ОПЕРАТИВНОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВОМ
НА УРОВНЕ ЦЕХА
А. А. Михалёв, А. А. Егоршин
Сибирский федеральный университет Российская Федерация, 660041, г. Красноярск, просп. Свободный, 79 E-mail: mosssr.am@gmail.com
Представлен разработанный программный модуль, выполняющий задачу оперативно-календарного планирования на уровне цеха. В составе модуля реализована библиотека методов оперативного управления, основу которой составляют комбинаторные методы на основе обобщений Джонсона и метода Петрова-Соколицына, позволяющие получить совокупность оптимальных очередей запуска работ в производство.
Ключевые слова: оперативное управление, критерий оптимальности, MES-система, диаграмма Ганта.
THE MODULE OPERATIVE MANAGEMENT OF FACILITY-LEVEL PRODUCTION
А. A. Mikhalev, A. A. Egorshin
Siberian Federal University 79, Svobodny Av., Krasnoyarsk, 660041, Russian Federation E-mail: mosssr.am@gmail.com
The purpose of the present thesis is to studying facility-level operative management methods, and to implement them in the form of applied software with expandable method library.The operative management methods classification is given. The problem of the operative management is solved by two methods: Generalization of Johnson's algorithm and Petrov-Sokolithsyn's method. Software module structure is developed. Algorithmic and software realization of the operative management methods and Gantt's chart building are developed.
Keywords: operative management, optimality criterion, MES-system, Gantt chart.
Оптимизация запуска деталей в производство способна серьезно улучшить ключевые показатели экономической эффективности предприятия: увеличить объемы производства и сбыта (оборот капитала), сократить незавершенное производство, запасы сырья и готовой продукции (оборотные средства), снизить издержки производства (себестоимость), повысить фондоотдачу оборудования (рентабельность капитала). Улучшение этих показателей достигается за счет минимизации простоя станков и времени производства продукции [1].
В современных условиях задачи оперативного управления на уровне цеха предприятий ракетно-космической отрасли решаются с использованием MES-систем, в состав которых входят модули оперативного управления производством. Практика использования подобных систем показала необходимость их адаптации к задачам производственного управления на конкретных предприятиях, что, как правило, требует участия разработчика MES-систем. Это в свою очередь ведёт к увеличению стоимости внедрения информационных решений на предприятии [2]. Таким образом, формирование программного модуля с расширяемой библиотекой методов ОУ (оперативного управления) с открытым кодом позволит частично решить задачу производственного управления на конкретных машиностроительных предприятиях [3].
В разработанном модуле реализована библиотека методов ОУ, включающая комбинаторные методы, такие как методы Петрова-Соколицына и методы, реализующие обобщения Джон-
Секция «Информационно-управляющие системы»
сона. Комбинаторный подход позволяет за приемлемое время получить решение близкое к оптимальному, сводится к целенаправленной перестановке пар работ в некоторой исходной последовательности, пока не будет получено оптимальное (близкое к оптимальному) решение. В результате формируются оптимальные очереди запуска работ.
При разработке данного программного модуля использовался язык программирования C# и интегрированная среда разработки программного обеспечения MicrosoftVisualStudio. При разработке интерфейса пользовательского окна использовались APIWindowsForms. При разработке алгоритмов чтения из файлов использовалась библиотека Microsoft.Office.Interop.Word. Расширяемость данного программного модуля реализована с помощью динамически загружаемых библиотек - DLL (DynamicLinkLibrary). Основным направлением использования DLL являются всевозможные модули расширения функциональности приложений - так называемые plug-in (например, в MatLab, Far).
Проведем тестирование программы, используя документ формата .xlsx. Добавим документ в программу и считаем данные. На рис. 1 представлено главное пользовательское окно программы.
4 <u п| _'<п
ОМНХЫ* "З Pkw<1 Т - .1' .-.<h, г ,11мм, г
3|ГЗЛ1 II III И1 ФЯЙ1Ч Cirf irt« лякп «■ к "■ — | "ПТТ! ^'"ппп I '■ ОбвСщм» Дкалал
Добмпь Фойг IbhiMi Файл ■ -I | Оутдтьдмм "]
Cttnl Сток 2 Ст«ж 3 с™ J
1 w 2 10 ,1
0 0
s i
ibrvkl 0 II ^^ ФгДл считан.
II •
Деть 6 9 Е
11 11
ОК
г а
Otmv! 13 а
J>r№ ID 9 7 1 I
н
Рис. 1. Главное пользовательское окно
После успешного считывания данных нажимаем на кнопку «Расчёт (данные из файла)» и переходим во вкладку «Метод Петрова-Соколицына». На рис. 2 представлено окно результатов планирования на основе метода Петрова-Соколицына.
4 МаЫглп Расчет (д*№4мс из файл!) Расчет (случайнм данные} Зап&лн»«е Hi Сдурел-«« Метод ГЫрсы&копипа Обобш*«* 1Ъянмма
□птмяахмаа nocnaaowreifcHocTv По owi 1 Пас»*» 2 Порыкости
9 ь-24 ТО 358796 1 эдела -49
Оптичшъпав послыввате/ы«ст Шмтмъпость произвол: тмгиог Мвсштвб мс-ет метода - 14 мс
0 • 16 24 32 40 « se м 72 (ОНИ
Станок 2 СчиоО Станок 4
mm lieszs « ,
Рис. 2. Окно результатов планирования
В пользовательском окне можно найти информацию по расчёту метода (оптимальная последовательность и т. д.), диаграмму Ганта с ползунком для масштабирования. Изменим масштаб
диаграммы Ганта. На рис. 3 представлено пользовательское окно на вкладке метода Петрова-Соколицына с изменённым масштабом диаграммы Ганта.
Рис. 3. Метод Петрова-Соколицына
Для оценки эффективности методов ОУ с исходными данными: 6 станков, 6 деталей был проведен вычислительный эксперимент. Каждым реализованным методом ОУ было рассчитано по 50 технологических процессов следующих типов:
• с малым временем технологической обработки (от 1 до 10 условных единиц);
• с длительным временем технологической обработки (от 10 до 100 условных единиц);
• с комбинированным временем технологической обработки (от 1 до 100 условных единиц).
Исходя из полученных данных, можно сделать вывод, что по критерию оптимальности -минимизация длительности технологического цикла, самым эффективным методом ОУ является метод Петрова-Соколицына. Однако этот метод не так эффективен по другим критериям оптимальности, например, минимизации простоя станков.
Разработанная библиотека методов ОУ в рамках программного модуля, может быть встроена в информационную систему управления производством на цеховом уровне. Реализованный программный модуль имеет открытую архитектуру, что позволяет проанализировать и адаптировать любой из методов библиотеки ОУ к условиям конкретного производства. Использование DLL при реализации методов оперативно-календарного планирования позволяет расширять библиотеку, оценивать эффективность решения задач ОУ заданного класса. Для оценки результатов оперативно-календарного планирования разработан модуль визуализации с построением диаграммы Ганта, позволяющий оценить время и последовательность выполнения производственных задач.
Библиографические ссылки
1. Лазарев А., Гафаров Е. Теория расписан. Задачи и алгоритмы. М. : МГУ, 2011. 222 с.
2. Загидуллин Р. Управление машиностроительным производством с помощью систем MES, APS, ERP. Старый Оскол : ТНТ, 2011. 372 с.
3. Проблемы автоматизации производства [Электронный ресурс]. URL: http://www. rusnauka.com/28_PRNT_2011/Tecnic/12_93839.doc.htm (дата обращения: 12.02.2017).
© Михалёв А. А., Егоршин А. А., 2017
