pronikov_a_s_2000_t_3 (830968), страница 87
Текст из файла (страница 87)
Определим задание на предварительное проектирование ГПС: ЗП= РР'О,Р', УУ,~"У,Е,Р",т Здесь Т вЂ” плановый период для программы выпуска В. В отсутствие априорной информации, чтобы определить показатели критериальных свойств для проектных вариантов, необходимо задать отображение Чо (ПВ,ЗП,Х-+а). Здесь ~ — вектор внешних возмущающих факторов. В этом случае требуется генерировать ПВ по морфологическому описанию, а для определения отображения <р строить детализированную динамическую модель ГПС. Применение такой процедуры оправдано в случае проведения НИР по разработке новых структурных решений ГПС, поскольку отсечению неконкурентоспособных ПВ из морфологического многообразия в общем случае неэффективно.
В настоящее время осуществляется переход к индустриальным методам проектирования на основе отработанных (в том числе с помощью средств моделирования) типовых структурно-компоновочных решений (ТСКР), Каждое ТСКР может быть задано системой морфологических ограничений на отношение, определяющее ПВ производственного подразделения, с Т~ КР / ~У Ртехн УРан Ркомп ~ф.о ~ 1 ~ ! У У ~ Р Р / Тогда каждому варианту состава подразделений Р=((Х,1,),...,(И ) ) соответствуют ограничения а, .
Здесь ае(трап,техн, комп,ф.о ) — ин~ва) декс отношения; о, =1 — операция селекции отношения Я по формуле 1 =1. 445 Совокупность ограничений указанного вида для множества используемых ТСКР включается в задание на типовое проектирование ЗТП = ЗП, ТСКР,, 1 = 1,..., и 14.2. Факторы выбора решения по подсистеме основного технологического оборудования ГПС Определяется ли выбором ТСКР Факторы 1, Технические (конструктивные): сопрягаемые характеристики (согласование) компоновка станочного модуля модернизация (необходимый объем) отвод стружки (способ) емкость магазина инструментов цикл обработки (автоматичность) смена заготовки (автоматичность) переналадка (автоматичность) С точностью до комплекта Частично Полностью Ограничение Частично 2. Технологические: Через состояние оборудования В зависимости от номенклатуры То же экономическая точность методы обработки диапазон габаритов заготовок число управляемых координат технологические процессы обработки технологические процессы переналадки процессы контроля транспортирование и ориентация выносные операции 3.
Эксплуатационные: надежность сменность (допустимая) регламентное обслуживание Частично Полностью 446 Это позволяет генерировать проектный вариант не из универсального множества У, а по локальным морфологическим описаниям. Кроме того, упрощается форма задания отображения д, поскольку имеется принципиальная возможность получить априорные оценки качества проектных решений по результатам наблюдений за функционированием реализованных систем. Факторы выбора оборудования, агрегирующие свойства Р', Р', К, Е представлены в табл. 14.2.
Анализ показал, что для многономенклатурного производства факторы, не являющиеся критериальными, либо фиксируются при задании ТСКР,, либо связаны функционально с отношениями Л"ото(п)= и,„, Л™" (п)~ я й(п) Р,п =1,2,, где Й(п) — структурное описание изготовления множества объектов обработки .0 на и -м уровне детализации, я 34 операция проекции отношения на 2,3,4 компоненты «столбцы). Факторы 4. Экономические и организационные: коэффициент загрузки количество единиц оборудования трудоемкость изготовления стоимость оборудования косвенные затраты подготовка производства номенклатура деталей программа выпуска частота смены объектов обработки повторяемость запуска уровень незавершенного производства производственная площадь численность персонала организация материальных потоков расчетная экономическая эффективность Продолжение табл.
14.2 Определяется ли выбором ТСКР В зависимости от номенклатуры То же Частично Удельн. — полностью Удельн. — полностью Частично Не зависит То же В значительной степени Удельн. — полностью Удельн. — полностью Полностью + алгоритм Частично Неопределенность функциональных зависимостей, вызванная допустимой в рамках ТСКР, вариантностью компоновки (Я"'"") и структуры транспортных связей (Я'Р ), частично компенсируется априорной информацией и окончательно снимается на следующих стадиях проектирования. Декомпозицию общей задачи проведем на содержательном уровне.
Общую задачу разделим на части, соответствующие уровням детализации описания й(л) и дополнительно потребуем, чтобы в каждой подзадаче окончательные решения принимались относительно одного свойства проектируемой системы, заданного некоторым множеством или отношением. Последнее необходимо для сохранения в автоматизированном режиме структуризации задачи выбора в том виде, для которого проектировщик имеет систему предпочтений, сформировавшуюся на основе неформального анализа осуществленных проектов. Тогда получим, что решение о выборе основного технологического оборудования формируется в три этапа„ которые соответствуют принятым в теории организационно-технологического проектирования.
На первом этапе определяется количество, специализация и морфология производственных подразделений (участков) Р = ( (1, 1, ), ..., ( К 1 ) ) в составе цеха (ОСП); на втором — закрепляются (перераспределяются) объекты обработки между подразделениями Р О(1)(РОО). При этом используется вариантность закрепления в общем случае фрагментов технологических процессов изготовления групп деталей, формирующая различные по масштабам подразделения. Заключительный этап — определение состава оборудования (ОСО) участка с известной морфологией и программой выпуска Я Р Й(2). Модели выделенных подзадач являются основой разработки проектных операций САПР ГПС.
447 чае многокритериальной оптимизационной задачи комбинаторного программирования, область допустимых решений которой включает множество вариантов проектных решений: д' С',х' -+ехй.,х'с-~'с:У„',у=1,п,у':х'-+Ф. (14.1) Здесь р~ — действительная функция, определенная на подмножестве Кр целочисленных неотрицательных векторов, выражающая критериальное свойство; д — индекс критериального свойства; ~3 и ( ОСП, РОО, СОС ~— индекс проектной задачи, ~~ — отображение, устанавливающее соответствие решения оптимизационной задачи отношению, задающему проектный вариант.
Критерии определены так, что можно выделить главный, содержательная интерпретация которого позволяет утверждать, что в ИМА могут входить только ПВ из множества субоптимальных решений, удовлетворяющих критериальному ограничению: ИМА = ~Св,хв и ~а П ~хв~Р(Св, хв )и [фа,, о", ф1а~~~. Здесь д~ — экстремум главного критерия; параметр о" определяет мощность множества и етендентов на включение в ИМА; критерии 4,'(СВ, х ~..., у~~в ~СВ, х~ строго упорядочены по важности, они используются для дополнительного отсева проектных вариантов таким образом, чтобы результирующее ИМА было ограничено по мощности. Для выбора предпочтительного проектного варианта набор критериев рр С, х~, д = 1, и недостаточен по следующим причинам: не все крите- 0 рии, выражающие существенные свойства ГПС, могут быть априорно строго упорядочены по важности; не все критерии могут быть связаны функциональными зависимостями, допустимыми для комбинаторной модели с независимыми переменными этой модели.
Так для расчета некоторых критериев необходимо доопределить модель (14.1), введя в нее новые объекты и соответствующие независимые переменные х~, или перейти к иной модели, часть параметров которой будет определена через независимые переменные первой модели СРС~ С~, х~ . Например, для достоверного расчета динамических характеристик ГПС (время пролеживания, длительность цикла и др.) необходимо перейти к модели производственного процесса, детально отражающей динамические свойства ГПС (например, имитационной). При этом используются сведения о длительности вспомогательных производственных операций и схема планировки с учетом конфигурации производственных площадей (результат доопределения модели).
Возможность доопределения модели в соответствии с достигнутой степенью детализации определяет совокупность доступных для расчета показателей — критериев входящих в принцип оптимальности ОП . На йпмееадо заалей- ЭОП пуйстйааа 4вьптнаит1ы 30 дыбаа свана ныл Я05ЦЯВУ йапщнапцЬ Йтннтй ФТП 5ь5срю ТИР 3аркнв ТП Мнажесшй дешалз- пребапабтиец Рис.
14.4. Схема описания вариантности проектных решений по подсистеме основного технологического оборудования гибкой производственной системы механической обработки резанием: а — уровень детализации описания ЭО; о — то же, ФТП Я"' = к(А х Б): (а,,к, ) е Я ' = =~ (а,, ю,) ~ Я"', у ~ '. Множество допустимых вариантов выполнения отдельных ЭО также 453 ка точности, чистоты, габаритные размеры. Описание (14.2)...(14.5) задает два уровня вариантности технологии (рис. 14.4). ФТП-уровень представлен выражениями (14.3...14.5); он соответствует задачам ОСИ и РОО. ЭО- уровень вариантности в разрезе подразделений задают выражениями (14.2).
Пример описания вариантности приведен в табл. 14.3. Предполагается, что в множество альтернатив оборудования включены только соответствующие определенному для подразделения ТСКРД = Я,. П Юф). Проектный вариант для задачи ОСО есть множество назначений ЭО на позиции обработки ПВ"' = а,, ю,, ~ = 1, и, что эквивалентно заданию отношения Каждый элемент обработки относится в одной определенной стороне обработки ~„; у, = О, е1 ~ е2. Каждой группе оборудования соответствует в общем случае несколько возможных закреплений данного объекта обработки. Требуется, чтобы у любого объекта И для множества его ЭО, на- значенных на модуль л, существовала выборка из множества закреплений, в котором любой элемент ~а,.
не входил бы в перечень недоступных сторон, Ч(а,, з,)н Л, Я, и Я~эЗ„(И„, Я~). а, и т„т, н 3„(а',, Я~). Мощность определенного таким образом подмножества закреплений дает значение функции и" (Л"'). С учетом возможностей формализации процесса информационную модель можно представить в агрегированном виде (этапы выделены на рис. 14.3). Шаги 1...3 объединены в этап разработки вариантной технологии. Итогом его выполнения является определение; отношения Л"' "(Ах Я), задающего назначения того или иного станка для выполнения ЭО, системы ограничений, а также вычисление потребности в ресурсе времени на выполнение элементов обработки г~а,,з,) и приемов переналадки т(а„з,.). Шаги 4...7 соответствуют этапу формирования ограниченного по мощности ИМА состава оборудования, удовлетворяющего рассмотренным выше условиям.
Шаги 8, 9 требуют доопределения модели эскизной проработкой состава вспомогательного оборудования, средств технологического оснащения, организации материальных потоков. Здесь каждому проектному варианту из состава ША ставится в соответствие множество критериальных оценок. Решение задачи многокритериального выбора множества предпочтительных ПВ в явном виде представлено только в автоматизированном режиме. ПВ, вошедшие в множество предпочтительных, неразличимы по эффективности на данном уровне детализации проекта и ими принимаются для дальнейшей проработки, или производится отсев с помощью неформального анализа.
Анализ ограничений допустимости проектных вариантов. Баланс временных затрат Важнейшим ограничением в задаче определения состава обрабатывающего оборудования является соблюдение баланса временных затрат по формуле (14.6), где требуется раскрыть связь величины суммарного эффективного фонда времени группы взаимозаменяемых модулей ~,. с проектным решением по подсистеме ОТО. Максимально допустимое время работы за год у Раб.д Ткал неРаб где Т" = 8760 ч — полный годовой фонд времени; ~"'Р' — простой, свя- орг2 ож.пер ож.тр ож.опер (14.9) »'р""р — простой по внешним по отношению к ГПС организационным причинам: отсутствие электроэнергии, вспомогательных материалов, средств оснащения на складе.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
