Александр Ромашов - Стратегии развития научно-производственных предприятий аэрокосмического комплекса. Инновационный путь

В качестве целевой функции эффективности организации МСО могут выступать различные функциональные зависимости, характеризующие процесс формирования экономических и финансовых показателей. Например, на практике таким показателем часто служит минимум затрат на приобретение и использование робототехники и технологического оборудования.

В процессе эксплуатации роботизированного производства формулировка задачи организации МСО приобретает другой вид:

● даны N комплектов станков для МСО и M операций, подлежащих выполнению в плановом периоде, которые характеризуются теми же параметрами, что и в предыдущем случае. Причем величина М не должна превышать значение суммарного числа станков во всех комплектах.

В результате решения данной задачи требуется закрепить операции за комплектами таким образом, чтобы минимизировать текущие затраты на содержание и эксплуатацию роботизированной организационно-производственной структуры при тех же, что и в предыдущем случае, требованиях к величине k з j . Эти требования формализуют условия обязательного выполнения планируемой производственной программы организационно-производственной структуры.

Сформулированные задачи организации МСО являются комбинаторными. Точное решение таких задач можно получить только путем полного перебора всех возможных вариантов группировки станков в комплекты или путем проектирования всех возможных вариантов закрепления операций за станками. При достаточно большом количестве станков такие задачи относятся к классу труднорешаемых, т. е. их решение нельзя получить за приемлемое время даже с помощью компьютерных программ.

Разработка приближенных методов решения комбинаторных труднорешаемых задач представляет практический интерес. Мы разработали один из таких методов и довели его до практической реализации.

Идея предлагаемого метода решения основана на аналогии со случаем пропорциональных операций. Пусть даны М операций, характеризующихся величинами t j on, t j з и K j з . Допустимое превышение загрузки станков по отношению к плановой величине составляет Σ. Требуется закрепить заданное количество технологических операций за комплектами для МСО таким образом, чтобы фактически коэффициенты загрузки станков были не меньше планируемых и отличались от них не больше чем на величину Σ.

Для всех заданных операций рассчитываются величины τ j = [ t j on ], где символ [ ] означает целую часть числа. По смыслу τ j представляет собой период повторяемости j операции, при котором коэффициент загрузки выполняющего эту операцию станка с точностью до округления результата деления равен K j з .

Примем d = min τ j

Рассчитанные периоды повторяемости проверяются на пропорциональность. Для этого по каждой операции определяется, во-первых, величина

а во-вторых, фактический коэффициент загрузки k з j при выполнении данной операции в комплекте для МСО с коэффициентом пропорциональности d . Очевидно, что в этом случае

Технологическая операция может быть выполнена в выбранном комплекте для МСО при условии, что k з j находится в пределах допустимого отклонения Σ от K j з . Окончательная проверка допустимости выбора комплекта станков для организации МСО заключается в контроле основного условия МСО: T з = d .

В том случае, если T з > d , то количество станков в комплекте необходимо уменьшить. Аналогично количество станков в комплекте МСО не может превышать допустимое количество станков в зоне обслуживания выбранного промышленного робота.

Для реализации метода аналогии с пропорциональными операциями можно построить соответствующий алгоритм вычислений. При создании такого алгоритма задача разбиения заданного множества станков на комплекты для МСО заменяется задачей последовательного выделения таких комплектов. В этом случае для всех заданных к выполнению операций вначале рассчитывается период повторения τ j . После этого операции упорядочиваются в соответствии с возрастанием τ j , а затем осуществляется пошаговый процесс выделения комплектов. На каждом шаге за величину d следует принимать значение τ j з для первой в последовательности операции. Далее к выбранной операции следует подбирать другие операции, исходя из их пропорциональности, допустимости величины k j з и ограничений по основному условию МСО и количеству станков в зоне обслуживания робота.