Оптимизация дискретного мелкосерийного производства: задача теории графов о кратчайшем пути.

В рассматриваемом примере вершина «А» в соответствии с направлением стрелок (дуг)является конечной.
Поскольку процесс изготовления ДСЕ представляется определенным образом упорядоченной последовательностью технологических операций, его можно также изобразить в виде ориентированного графа.


Рисунок 3.1 - Представление электронной структуры изделия в виде ориентированного графа-дерева

В итоге структура изделия представлена в виде графа работ, который получается из электронной структуры изделия заменой вершин (ДСЕ) последовательностями технологических операций их изготовления (Рисунок 3.2).
Построенный граф производственной структуры изделия представляет собой модель информационного взаимодействия технологической и конструкторской подготовки.


Рисунок 3.2 - Производственная структура изделия в виде графа-дерева

В ходе изготовления изделия, а, следовательно, и при составлении производственного плана, есть следующие ограничения:
сборочная единица не может производиться раньше, чем составляющие ее детали и другие сборочные единицы;
последовательность выполнения технологических операций строго определена в технологическом процессе и не может изменяться;
начало выполнения следующей технологической операции из технологического процесса является возможным только после завершения текущей операции;
на одном рабочем месте (слесарном верстаке, станке и т. д.) не может выполняться одновременно несколько операций с несколькими различными заготовками;
выполнение всех работ может быть произведено только в рабочее время, которое соответствует графику работы.
Планирование выполняют в следующем порядке. Подбирают перечень заказов (внутренних или покупателя), которые нужно произвести. При планировании изделия выбирают в порядке, который установлен перечнем. Для выбранного изделия строят граф технологических операций согласно структуре изделия (Рисунок 3.2). Затем согласно алгоритму определяют порядок обработки детале-сборочных единиц.
В современных указанных MRP-II, MES и APS системах планирование начинают от заданного заранее срока выполнения заказа и выполняют в обратном порядке к текущей дате (в прошлое по временной шкале) [1, 7, 9]. Разумеется, при этом может возникнуть ситуация, когда не хватает временного интервала для выполнения заказа (Рисунок 2.3). Тогда определяется новый срок исполнения заказа и выполняется перепланирование.


Рисунок 3.3 - Планирование в MRP-II, MES и APS системах

В отличие от подходов MRP-II, MES и APS, специалисты предлагают формировать план на основании моделирования расписания выполнения технологических операций согласно производственной структуре изделия. В качестве начала формирования используют любую дату не ранее текущей. Планирование выполняют от исходной даты в будущее, с учетом существующей занятости каждого рабочего места (Рисунок 3.4).
Процесс планирования при предлагаемом подходе выглядит следующим образом: формирование модели заказа покупателя - формирование модели плана - удаление модели или утверждение модели в качестве плана.
Моделью заказа является предварительный заказ покупателя, в котором отображены его пожелания.


Рисунок 3.4 - Предлагаемая схема производственного планирования

Модель плана формируется с учетом реальной загрузки производства. В итоге планирования определяют дату изготовления заказа и его стоимость. Важным моментом является формирование модели плана до заключения договора с заказчиком.
В итоге моделирования определяют срок исполнения заказа с учетом реальной загрузки оборудования (Рисунок 3.5), при этом для одного и того же изделия длина производственного цикла может быть разной. К примеру, если заказ оформляется в феврале (Рисунок 3.5, а), когда оборудование предприятие почти полностью занято выполнением других работ, то срок исполнения заказа растягивается до декабря. Если заказ оформляется в апреле (Рисунок 3.5, б), когда загрузка оборудования намного меньше, то срок исполнения заказа будет значительно меньше. Говоря другими словами, длина производственного цикла для единичного производства в значительной степени зависит от текущей загрузки оборудования, поэтому такой показатель как срок изготовления не может быть жестко установлен и определен.
По результатам моделирования плана уточняют заказ покупателя и условия его выполнения. Если договоренность с заказчиком достигнута, то оформляют договор на изготовление заказа, модель плана утверждается и становится планом производства. Если по каким-то причинам договоренность с заказчиком не достигнута, то модель плана удаляют, и освободившееся место может использоваться для выполнения другого заказа (Рисунок 3.6).
Действия планировщика в данной ситуации зависят от политики организации и времени работы с моделями планов. Могут рассматриваться следующие ситуации. В процессе моделирования были сформировано две модели планов: «Модель 1» сформирована с учетом реальной текущей загрузки оборудования; «Модель 2» формировалась как с учетом реальной загрузки оборудования, так и с учетом возможной загрузки оборудования при утверждении «Модели 1» (Рисунок 3.6, а).

а)
б)
Рисунок 3.6 - Формирование модели плана

Предположим, что первый заказчик отказался от своего заказа и «Модель 1» удалена (Рисунок 3.6, б). Рассмотрим, какие действия можно предпринять с «Моделью 2». Возможен вариант, когда «Модель 2» не меняется и план остается такой как на Рисунок 3.6, б. В таком случае при появлении нового заказа свободное место учитывается и заполняется при планировании. Или возможен другой вариант, «Модель 2» отменяется и производится перепланирование с учетом изменившейся ситуации. В таком случае работы по второму заказу могут выполняться раньше оговоренных в договоре сроков.

а)
б)
Рисунок 3.6 - Манипулирование моделями плана

Предлагаемый подход предполагает формирование одного детального плана производства вместо трех (укрупненного, объемно-календарного, оперативно-календарного).
Следовательно, предложенная методика формирования единого интегрального плана производства предназначена для мелкосерийного машиностроительного дискретного производства и основывается на следующих основных принципах формирования плана:
1. формирование плана осуществляется на основании всей достаточной и необходимой информации как об изделии (технологическая и конструкторская информация), так и внутренней (загрузка оборудования и т. д.) и внешней (спрос на продукцию, заказы покупателей и т. д.) среде предприятия;
2. формирование плана начинается с даты запуска изделия или заказа в производство вперед, в будущее. Дата запуска изделия/заказа в производство указывается перед началом планирования и может равняться текущей дате или быть больше ее. Данный подход позволяет избежать необходимости перепланирования в итоге пересечения границы сегодняшнего дня и ухода в прошлое;
3. план формируется за один цикл. Поскольку планирование выполняется от даты запуска вперед, в будущее, то будет однозначно найдена конечная дата изготовления изделия;
4. план формируется с учетом имеющейся загрузки оборудования. Поскольку план формируется на весь период изготовления изделий, то загрузка оборудования известна на любой период (месяц, неделю, год). Исходя из данной информации, всегда можно поставить в план изготовление нового заказа с учетом изготовления всех имеющихся изделий и заказов;
5. план может быть сформирован на любой период, срок, который зависит только от времени изготовления изделия.

Заключение

Таким образом, можно сделать следующие выводы.
Дискретное производство включает производство электроники и компьютеров, транспортное машиностроение, медицинского оборудования, электро- и промышленного оборудования и др.
Следовательно, можно заключить, что на основании предложенной методики на машиностроительном предприятии может быть внедрена оригинальная система формирования интегрального производственного плана на платформе 1С:УПП. Эта система позволяет определять оперативно сроки исполнения заказов с учетом реальной загрузки мощностей.

Список использованных источников

Баранова, В.А. Применение методики «частного случая» на практическом занятии по математике при изучении темы «Вычисление площади фигуры, ограниченной графиками двух функций»/ В.А. Баранова// СТЭЖ. – 2011. – № 14. – С.5-10.
Гаврилов Д.А. Управление производством на базе стандарта MRPII. 2-е изд. СПб.:Питер, 2008. — 416 с.: ил.
Горфинкель, В.Я. Предпринимательство: Учебник для вузов [Текст] / В. Я. Горфинкель, Г.Б. Поляк, В.А. Швандар. – М.: ЮНИТИ–ДАНА, 2002..
ГОСТ 2.053-2006. Единая система конструкторской документации. Электронная структура изделия. Общие положения. М. Стандартинформ. 2007.
Ковальский В.И. Организация и планирование производства на машиностроительном предприятии.: Учеб.пособие для машиностроительных техникумов / В.И. Ковальский. М.: Машиностроение, 1986. — 288 с.: ил.
Леоненков, А.В. Решение задач оптимизации в среде MS Excel/ А.В. Леоненков. – Санкт-Петербург: BHV-CПб, 2005. – 704 с.
Мауэргауз Ю.Е. «Продвинутое» планирование и расписания (AP&S) в производстве и цепочках поставок. М.: Экономика, 2012. — 574 с.
Мезенцев Ю.А. Оптимизация расписаний последовательно-параллельных обслуживающих систем // Программные продукты и системы. — 2009. — № 1. — С. 22—26.
Организация и планирование машиностроительного производства (производственный менеджмент): Учебник / К.А. Грачева, М.К. Захарова, Л.А. Одинцова и др.; Под ред. Ю.В. Скворцова, Л.А. Некрасова. М.: Высш. шк., 2003. — 470 с.: ил.
Питеркин С.В. Точно вовремя для России. Практика применения ERP-систем. / С.В. Питеркин, Н.А. Оладов, Д.В. Исаев. М.: Альпина Бизнес Букс, 2005. — 368 с.
Пчельник, В.К. Исследование операций: Методические рекомендации/ В.К. Пчельник, И.Н. Ревчук. – Гродно: ГрГУ им. Я. Купалы, 2010. – 104 с.
Ревчук, И.Н., Пчельник, В.К. Реализация алгоритма Прима в электронных таблицах MS EXCEL. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.rusedu.ru/detail_3396.html (28.11.11). – Название с экрана.
Романовская А.М. Задачи оптимизации на графах: Учебное пособие/ А.М. Романовская. – Омск: Типография «С-Принт», 2007. – 89 с.
Скороход, С.В. Решение модельных оптимизационных задач на графах средствами Excel / С.В. Скороход// Исследовано в России. – 2006. – № 155. – С.1436-1445.
Технология машиностроения. Часть I: Учебное пособие/ Э.Л. Жуков, И.И. Козарь, Б.Я. Розовский, В.В. Дегтярев, А.М. Соловейчик; Под ред. С.Л. Мурашкина. СПб.: Изд-во СПбГТУ, 1999. — 190 с.
Туровец,О.Г. Организация производства и управление предприятием [Текст] /О.Г. Туровец, В.Б.Родионов, М.И.Бухалков. – М.:ИНФРА–М, 2005.
Сергеев, В.И. Логистика в бизнесе. [Текст]/ В.И. Сергеев, ИНФРА. – М, 2001. Сергеев В.И. Логистика: Информационные системы и технологии / В.И. Сергеев, М.Н. Григорьев, С.А. Уваров. – М.: Альфа – Пресс, 2008.
Юрченко К. А. Зависимость эффективности деятельности предприятия от ряда характеризующих факторов // Молодой ученый. — 2012. — №2. — С. 162-165.
Фролов Е.Б. MES-системы, как они есть или эволюция систем планирования производства. Часть II. / Е.Б Фролов, Р.Р. Загиддулин [Электронный ресурс] — Режим доступа. — URL: http://12news.ru/doc2593.html












32



31