загрузка...
 
4.7.2.Оптимізація структури технологічного комплексу
Повернутись до змісту

4.7.2.Оптимізація структури технологічного комплексу

В основу оптимізації покладена графова модель транспортно-тех­нологічної схеми виготовлення виробу (див. рис. 2.5), вершини якої за­дають технологічні переходи на одній робочій позиції, а дуги — міжпозиційні переміщення виробу чи його деталей.

Кожен елемент графа характеризується двома параметрами — три­валістю реалізації технологічної або транспортної операції та показни­ком функціональної точності робочого чи транспортного модуля, який цю операцію реалізує. При аналізі продуктивності технологічної систе­ми Доцільніше замінити показник функціональної точності на комплекс­ний показник надійності робочого або транспортного модуля — на його коефіцієнт готовності. У цьому випадку кожний технічний засіб, що входить до складу технологічного комплексу, оціниться як показником безвідмовності (інтенсивність відмови робочого  або транспортного  модулів), так і показником відновлюваності (інтенсивності відновлен­ня цих модулів  вираженої через тривалість у циклах).

Елемент структури (рис. 4.32) технологіч­ного комплексу являтиме собою однопозиційний технологічний комплекс, продуктивність якого визначиться як

Коефіцієнт готовності залежить від характеру відновлення відмов технологічного і транспортного модулів. Розглянемо два випадки.

Якщо технологічні і транспортні відмови є стійкими і переривають функціонування технологічного комплексу для проведення відновлен­ня його працездатності, то коефіцієнт готовності визначається як

де  — коефіцієнти готовності робочого і транспортного мо­дулів.

У випадку, коли технологічні відмови самоусуваються,

Для оптимізації багатопозиційного технологічного комплексу, кож­на позиція якого відповідає окремому етапові перетворення предмета виробництва в напрямі від заготовки до виробу, побудуємо з елементів, представлених на рис. 4.32, графову модель оптимізації структури цього комплексу. Врахуємо, що кожний етап перетворення виробу, заданий тех­нологічною і транспортною операціями, може бути реалізований різними технічними засобами (рис. 4.33). Нехай технологічний комплекс реалі­зує п етапів перетворення виробу, які зв’язані між собою n транспортними функціями.

 


Безпосереднє застосування методу динамічного програ­мування ускладнюється тим, що критерій оптимізації (технічна продук­тивність) не має потрібних властивостей адитивності або мультиплікативності. Тому для пошуку оптимальної структури використаємо лише ос­новні моменти методу динамічного програмування.

Поетапну оптимізацію проведемо таким чином, щоб забезпечити максимальну технічну продуктивність не тільки на кожному окремому етапі, а й на ньому та всіх наступних, разом узятих. Оскільки ця вимога ставиться до всіх етапів виготовлення виробу, крім останнього, то саме з етапу створення останньої технологічної позиції почнемо оптимізацію структури технологічного комплексу. Решту позицій створюватимемо в порядку, оберненому до послідовності виготовлення виробу. Для кожної вершини графа оптимізаційної моделі обчислюється локальне значення технічної продуктивності. Розмічування вершин графа здійснюється по­чинаючи з останньої. Причому кожній розміченій вершині відповідає новостворена робоча позиція технологічного комплексу. При розмічуванні на кожній вершині оптимізаційного графа позначимо максимально досяж­не значення технічної продуктивності, яке відповідає максимальному шляху до неї з кінцевої позиції. Значення інших шляхів, які забезпечують нижчу технічну продуктивність, опускаємо.

При послідовному розгляді етапів виготовлення виробу кожний нас­тупний перетворюється на робочу позицію, яка приєднується до вже створених. При об’єднанні двох елементів слід брати до уваги можли­вість послідовного або паралельного об’єднання технологічних опера­цій. При послідовному об’єднанні нова робоча функція виконується на одній із уже створених позицій шляхом встановлення на ній відповід­ного робочого модуля. В цьому випадку надійність транспортної підсис­теми не змінюється, тоді як зростає тривалість обробки на цій позиції та знижується надійність технологічної підсистеми. При паралельному об’єднанні робочий модуль, що виконує приєднувану технологічну опера­цію, встановлюється на новій робочій позиції, що знижує надійність транс­портної підсистеми.

Під час приєднання робочих модулів слід також враховувати харак­тер відновлення працездатності — зупинка для відновлення при стій­ких відмовах та самоусунення відмов при збоях. Із викладених раніше міркувань вважатимемо, що функціонування технологічної підсисте­ми характеризується збоями, а транспортної — стійкими відмовами.

Проведемо розмічування оптимізаційного графа. Продуктивність останньої (вихідної, або кінцевої) робочої позиції технологічної системи визначиться як

При переході до розмічування (n - 1) етапу обробки врахуємо мож­ливість паралельного і послідовного приєднання робочого модуля, що реалізує технологічну операцію цього етапу. Із двох значень технічної продуктивності виберемо більше:

Відповідні значення продуктивності обчислюються як


 

При визначенні технічної продуктивності враховано, що переміщен­ня заготовок на крок у реальних технологічних машинах здійснюються синхронно між усіма позиціями.

На наступних кроках оптимізації процедура розмічування повторю­ється до повного розмічування всіх вершин оптимізаційного графа. Біля кожної вершини проставляються тільки ті значення технічної продуктив­ності, які є для даної вершини максимальними. При зворотному прогоні оптимізаційної моделі позначається маршрут, який забезпечує макси­мальну сумарну технічну продуктивність технологічної системи, тобто в початковій вершині графа. Отриманий максимальний шлях на оптимізаційному графі дає також інформацію про характер приєднання кожно­го модуля до технологічного комплексу, а сама процедура оптимізації легко алгоритмізується.



загрузка...