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.
або транспортного 
модулів), так і показником відновлюваності (інтенсивності відновлення цих модулів 
вираженої через тривалість у циклах).
— коефіцієнти готовності робочого і транспортного модулів.
