Раздел 1 т еоретические положения построения моделей

Глава 1. Анализ производственных задач

1.1. Актуальность моделирования при решении производственных задач

Необходимость применения моделирования в промышленном производстве можно объяснить следующими причинами:

в первую очередь, это необходимость изготовления прецизионных изделий небольшими партиями с использованием оборудования с программным оборудованием, точность позиционирования которого ниже точности изготовления изделия;

во вторую очередь, как отмечается в [3],

• конкуренция во многих отраслях промышленности привела к необходимости автоматизации производственных процессов с целью увеличения производительности, улучшения и стабильности качества продукции, уменьшения себестоимости изготовления машин, приборов и систем;

• повышение качества продукции требует, как правило, дорогостоящих систем и оборудования;

• вычислительные системы становятся все производительней, а вычислительные ресурсы – дешевле. Это привело к уменьшению стоимости компьютерных вычислений;

• развитие программных систем (например, появление графических интерфейсов, ориентированных на моделирование процессов и устройств) позволило сократить трудоемкость, сроки и наглядность разработки моделей и моделирования;

• наличие анимации способствует лучшему пониманию производственными управленцами сути и результатов моделирования, а рабочими – приемов выполнения работ.

Целесообразность моделирования производственных систем состоит в том, что результаты моделирования позволяют руководителю получить представление о влиянии «локальных» изменений в масштабе всей производственной системы. Например, если изменение вносить на некоторой рабочей станции линии сборки, то его влияние на работу этой станции будет вполне предсказуемо. Но заранее определить, каким образом оно скажется на работе всей линии сборки в целом, будет затруднительно.

Использование систем и средств визуального моделирования целесообразно для построения таких сложных систем как автоматизированная система технологической подготовки производства (АСТПП). Эта связь может быть и не совсем очевидна, однако, именно с помощью подобных систем наглядно выполняется значительная часть работы при описании процессов управления, проектирования и изготовления оснащения в технологической подготовке производства (ТПП).

Моделирование производственных процессов (управление ТПП, технологическим проектированием и технологическими системами изготовления изделий) может обеспечить:

• увеличение производительности инженерных служб;

• увеличение занятости работников инженерных служб;

• формирование оптимального состава инженерных служб;

• увеличение производительность производства;

• сокращение времени пролёживания или перемещения заготовок и деталей;

• уменьшение запасов заготовок и деталей в процессе производства;

• увеличение занятости оборудования и обслуживающего персонала;

• своевременность доставки готовой продукции потребителям;

• сокращение эксплуатационные расходы.

Следует отметить и тот факт, что современный рынок ориентирован на удовлетворение потребностей конкретного клиента. Клиенты сегодня осведомлены о своем положении на рынке и о тех возможностях выбора, которые у них имеются. Таким образом, продукция должна не только соответствовать запросам потребителя, но и поставляться наиболее подходящим способом и именно тогда, когда в ней возникает потребность.

Исследования показывают, что наибольший процент ошибок при производстве продукции возникает в процессе анализа и проектирования. Цена (временная и денежная) обнаружения и исправления ошибок становится выше на более поздних этапах осуществления проекта. Например, исправление ошибки на стадии проектирования стоит в 2 раза, на стадии тестирования – в 10 раз, а на стадии производства – в 100 раз дороже, чем на стадии анализа. Рост объема и сложности проектов является реальностью.

В условиях жесткой конкуренции критичными становятся параметры времени и стоимости выпускаемой продукции. Чтобы сохранить свое положение на рынке в этих условиях, компании вынуждены кардинально переосмыслить формы и способы ведения своего бизнеса. Необходимо использовать подходы, которые позволят в полной мере реализовать возможности новых технологий.

И это подтверждено практическими решениями многих производственных задач. Например,

1. Потребность в количестве оборудования и в персонале:

• количество, тип и расположение станков для выполнения определенной задачи;

• требования к погрузочно-разгрузочным устройствам и другому вспомогательному оборудованию (например, поддоны и приспособления для закрепления);

• расположение и объем материально-производственных запасов;

• оценка изменений в объеме продукции или ассортименте изделий (например, влияние новых товаров);

• оценка влияния установки нового оборудования (например, робота) в существующую производственную линию;

• оценка капиталовложений;

• число смен.

2. Оценка производительности:

• анализ производительности;

• анализ времени пребывания в системе;

• анализ недостатка ресурсов.

3. Оценка технологических операций:

• производственное планирование (например, оценка предлагаемых режимов выдачи заказов цеху, определение объемов партии продукции, загрузка деталей на рабочую станцию и установление последовательности прохождения деталями рабочих станций в системе);

• стратегия управления запасами комплектующих деталей или сырья;

• стратегия управления (например, для конвейерного устройства или автоматизированной транспортной системы);

• анализ надежности (скажем, влияние профилактического обслуживания);

• политики контроля качества;

• стратегии синхронной работы.

При этом используются различные показатели эффективности производства:

• производительность,

• продолжительность цикла изготовления изделия (время пребывания заготовок и деталей в технологической системе),

• время пролёживания (нахождения в очередях) в ожидании обработки или сборки,

• время транспортировки заготовок и деталей,

• своевременность доставки,

• объем незавершенного производства (запасов заготовок и деталей в процессе производства),

• время простоя оборудования (ожидание доставки заготовок или деталей на рабочую позицию; съема заготовок, деталей или сборочных узлов с оборудования; обслуживание станка),

• доля деталей или изделий с исправимым или неисправимым браком.