Моделювання та оптимізація роботи обладнання гнучких виробничих процесів

Размещено на http://www.allbest.ru

33

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ,МОЛОДІ ТА СПОРТУ УКРАЇНИ

НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ УКРАЇНИ

„КИЇВСЬКИЙ ПОЛІТЕХНІЧНИЙ ІНСТИТУТ”

Кафедра виробництва приладів

МОДЕЛЮВАННЯ ТА ОПТИМІЗАЦІЯ РОБОТИ ОБЛАДНАННЯ ГНУЧКИХ ВИРОБНИЧИХ ПРОЦЕСІВ

ПБ-51c 11.1702.03.001

КУРСОВА РОБОТА

з дисципліни: “Моделювання технологічних процесів”

Керівник: Вислоух С.П.

Виконав:

Мороз Едуард

Київ 2015

ЗМІСТ

Вступ

1. Результати інформаційного пошуку за темою курсової роботи

1.1 Опис ГВС

2. Постановка задачі курсової роботи

2.1 Визначення проблеми

2.2 Постановка задачі

3. Інформаційна модель технологічного процесу

3.1 Виявлення цілей ГВС та побудова дерева цілей

3.2 Склад та структура ГВС

3.3 Декомпозиція та агрегування ГВС

4. Побудова математичної моделі ГВС

5. Алгоритмічна реалізація створеної моделі

5.1 Опис змінних

5.2 Визначення критеріїв ГВС та побудова цільової функції

6. Програмна реалізація алгоритму математичної моделі

6.1 Вибір оптимальних параметрів ГВС

7. Методика використання математичної моделі

8. Приклади використання створеної математичної моделі

Висновки

Список використаної літератури

Додаток А. Схема алгоритму

Додаток Б. Текст програми

Додаток В. Результати розрахунків

Додаток Г. Схема інформаційної моделі

Додаток Д. Схема математичної моделі технологічного процесу

ВСТУП

На сьогоднішній день існує чимало підприємств. Деякі з них процвітають, а деякі, навпаки, приносять лише збитки. Постає питання: як же вирішити це питання? Суттєвим кроком для збільшення прибутку може стати введення гнучкої виробничої системи.

Принцип гнучкої виробничої системи полягає у наступному - за деякими критеріями (інтенсивність потоку заготівок, прибуток від обробки однієї заготовки, вартість обслуговування одного верстата, …) зіставляється таблиця. Потім, обирається рядок, прибуток в якому є максимальним. Значення цього рядка і будуть оптимальними значеннями для виробничої системи.

Під ГВС розуміють сукупність у різних поєднаннях обладнання з ЧПК, РТК, ГВМ, окремих одиниць технологічного обладнання та систем забезпечення їх функціонування в автоматичному режимі протягом заданого інтервалу часу, що мають властивість автоматизованого переналагодження при виробництві виробів довільної номенклатури в установлених межах значень їхніх характеристик. Інакше кажучи, ГВС - це виробнича система, яка працює за безлюдною (автоматичною) безвідходною технологією й дає змогу відмовитись від технічної та супровідної документації заміною останньої інформацією, що передається локальною мережею зв'язку чи зосереджується на машинних носіях[1].

У ГВС здійснюється безпосереднє перетворення початкового матеріалу у кінцевий продукт або напівфабрикат.

Загальноприйнятої методики проектування гнучких інтегрованих систем не має, тому що не існує точних методів, які дозволяють чітко розв'язувати задачі синтезу складних систем. Через це на практиці використовують різні неформальні прийоми, які зводяться до перебору варіантів чи синтезу через аналіз.

Значної уваги потребують питання структуроутворювання ГВС, особливо на етапах їх структурно-компоновочного синтезу. Тут необхідна типізація елементної бази ГВС на рівні функціональних модулів - обробки, складання, транспортування та складування об'єктів виробництва, контролю їхньої якості та атестації готової продукції, що, зрештою, дасть змогу підвищити рівень об'єктивності прийняття рішень при проектуванні складних виробничих систем[2].

Отже, метою цієї роботи є розробка проекту гнучкої виробничої системи з певними параметрами та щоб вона була корисною та діючою.

гнучкий виробничий верстат заготовка

1. РЕЗУЛЬТАТИ ІНФОРМАЦІЙНОГО ПОШУКУ ЗА ТЕМОЮ КУРСОВОЇ РОБОТИ

Нижче приведена інформація, що зібрана з різних джерел, для виконання курсової роботи на тему «Моделювання та оптимізація роботи обладнання гнучких виробничих процесів»

В книзі [1] детально розглянуті питання щодо гнучких виробничих систем (ГВС) - це якісно новий рівень технічного оснащення і організації виробничих процесів, який визначається наявністю не тільки високоавтоматизованого основного технологічного обладнання, а й таких елементів, як автоматизоване транспортне обладнання, засоби обчислювальної техніки, контрольно-вимірювальне і діагностичне обладнання та ін. Створення сьогодні гнучких виробничих систем має статус самостійної технічної проблеми, що вирішується на основі використання найсучаснішого арсеналу обладнання, а також створення принципово нових технічних і програмних засобів. Проте очевидним є факт, що методологія створення ГВС має виходити за рамки розв'язання тільки технічних проблем. Потрібно розв'язувати проблеми технології, організації і управління, які не тільки пов'язані з технічними проблемами, але мають вагомий вплив на їх правильне вирішення.

В [5] приведені відомості про складність і багатогранність проблем створення ГВС призводить до того, що технічне переозброєння машинобудівних підприємств на основі ГВС вимагає значних трудових і капітальних затрат. Тому дуже важливе значення має підвищення якості й оптимальності прийнятих проектних рішень. Вони мають забезпечувати досягнення найвищих техніко-економічних і експлуатаційних показників функціонування ГВС

В книзі [6] викладенні основні відомості про основні принципи побудови ГВС :гнучкість, тобто здатність системи до швидкої автоматичної перебудови з мінімальними витратами на випуск нової продукції; автоматизація, що забезпечить досягнення максимального підвищення продуктивності праці, підвищення і стабілізацію якості продукції; інтеграція виробничих процесів в ГВС;модульність, що забезпечує компоновку ГВС і її елементів, а також формування окремих підсистем із уніфікованих і стандартних гнучких виробничих агрегатів і модулів. Це одиниця технологічного обладнання для виробництва виробів довільної номенклатури у встановлених границях значень їх характеристик з програмним керуванням, що функціонує автономно, автоматично виконує всі функції і має можливість вбудовуватись в гнучку виробничу систему.

В навчальному посібнику [7] на основі системного підходу до вивчення або проектування ПС, виділено триєдині частини: функціональну, елементну і організаційну. Функціональний аспект організації системи - це структура взаємозв'язаних функцій, яка встановлюється відповідно до мети і подцелями функціонування системи. Розкриття змісту взаємозв'язаної сукупності функцій з однаковою цільовою спрямованістю визначає склад простих функціональних завдань і послідовність їх рішення. У результаті формуються логіка дії кожної функціональної підсистеми і логіка функціонування системи в цілому.

Збірник [12] описує те, що ГПС мають наступні структурні складові частини:-автоматизовану транспортно-складську систему (АТСС);-автоматичну систему інструментального забезпечення (АСИО);- автоматичну систему видалення відходів (АСУО);- автоматизовану систему забезпечення якості (АСОК);- автоматизовану систему забезпечення надійності (АСОН);- автоматизовану систему управління ГПС (АСУ ГПС);- систему автоматизованого проектування (САПР);- автоматизовану систему технологічної підготовки виробництва (АСТПП);- автоматизовану систему оперативного планування виробництва (АСОПП);

1.1 Опис ГВС

Кожна виробнича система повинна добре адаптуватися до нових умов для того, щоб параметри функціонування виробничого процесу були постійно на потрібному рівні. Тобто вона має бути адекватною поточним умовам свого функціонування. Інакше цю властивість називають гнучкістю. Гнучкість - це властивість даного виробництва оперативно перейти на випуск іншої номенклатури виробів, але ця важлива властивість не вичерпується, бо крім номенклатури може змінюватися кількість продукції, часовий такт випуску, характеристики входу. Отже задля більш ефективної праці виробнича система має бути гнучкою.

Гнучкі виробничі системи (ГВС) - це якісно новий рівень технічного оснащення і організації виробничих процесів, який визначається наявністю не тільки високоавтоматизованого основного технологічного обладнання, а й таких елементів, як автоматизоване транспортне обладнання, засоби обчислювальної техніки, контрольно-вимірювальне і діагностичне обладнання та ін. Створення сьогодні гнучких виробничих систем має статус самостійної технічної проблеми, що вирішується на основі використання найсучаснішого арсеналу обладнання, а також створення принципово нових технічних і програмних засобів. Проте очевидним є факт, що методологія створення ГВС має виходити за рамки розв'язання тільки технічних проблем. Потрібно розв'язувати проблеми технології, організації і управління, які не тільки пов'язані з технічними проблемами, але мають вагомий вплив на їх правильне вирішення.

Складність і багатогранність проблем створення ГВС призводить до того, що технічне переозброєння машинобудівних підприємств на основі ГВС вимагає значних трудових і капітальних затрат. Тому дуже важливе значення має підвищення якості й оптимальності прийнятих проектних рішень. Вони мають забезпечувати досягнення найвищих техніко-економічних і експлуатаційних показників функціонування ГВС[5].

Проблеми створення ГВС не повинні розглядатися самостійно з відривом від загальних концепцій сучасного розвитку і вдосконалення виробничих систем машинобудівних підприємств. Створення ГВС є важливим, але лише одним із напрямків в загальному обсязі робіт щодо вдосконалення і комплексної автоматизації в усіх сферах виробничої діяльності підприємства. Тому методологія технологічної підготовки і створення ГВС має бути невіддільною складовою частиною єдиної системи технологічної підготовки виробництва (ЄСТПВ). В світлі нових технічних і технологічних можливостей змінюються позиції технологічної підготовки виробництва і проектування гнучких виробничих систем.

Основними принципами побудови ГВС є:

· гнучкість, тобто здатність системи до швидкої автоматичної перебудови з мінімальними витратами на випуск нової продукції;

· автоматизація, що забезпечить досягнення максимального підвищення продуктивності праці, підвищення і стабілізацію якості продукції;

· інтеграція виробничих процесів в ГВС;

· модульність, що забезпечує компоновку ГВС і її елементів, а також формування окремих підсистем із уніфікованих і стандартних гнучких виробничих агрегатів і модулів. Це одиниця технологічного обладнання для виробництва виробів довільної номенклатури у встановлених границях значень їх характеристик з програмним керуванням, що функціонує автономно, автоматично виконує всі функції і має можливість вбудовуватись в гнучку виробничу систему[6].

Ідеальною (теоретично можливою) ГВС вважають таку, при побудові якої реалізовано всі чотири принципи. Проте часто на можливості їх реалізації впливають різні фактори. Це означає, що неможливо побудувати ідеальну систему.

Розрізняють наступні чотири групи гнучких виробництв:

1. Виробництва, принцип побудови і роботи яких ґрунтується на жорсткій технології виробництва. Технологічне обладнання тут призначене для виготовлення однієї деталі (виробу) і після закінчення її випуску не може використовуватися для виготовлення нового виробу. Ступінь гнучкості відсутня.

2. Виробництва, здатні до перебудови. При цьому обладнання при заміні окремих його компонентів або заміні компоновки може використовуватися для виготовлення нового виробу.

3. Виробництва, здатні до переналагоджування. Тут є можливості чергувати обробку різних деталей, перехід на випуск нових деталей.

4. Виробництва, побудовані на гнучкій технології виробництва і обладнання, пристосованого до високого рівня автоматизації.

Впровадження і подальший розвиток ГВС відкриває шлях до створення в машинобудуванні автоматизованого підприємства майбутнього. Це буде повністю інтегроване виробництво, яке включатиме в єдину систему всі необхідні функціональні підсистеми для виготовлення виробів (від ідеї до реалізації готової продукції). Всі підсистеми будуть автоматизовані на базі ЕОМ і мікропроцесорної техніки[8].

Техніко-економічні показники

У виробничому процесі ГВС людина безпосередньої участі не бере. Вони функціонують на основі безлюдної технології. ГВС сприяють різкому підвищенню продуктивності праці в умовах серійного виробництва, дозволяють дуже швидко переходити на виготовлення подібної але іншої продукції, забезпечують підвищення якості продукції, покращують умови праці робітників. Знижуються затрати на виробництво, скорочуються виробничі цикли, тривалість технічної підготовки. Гнучкі виробничі системи швидко адаптуються до зовнішніх і внутрішніх дій, забезпечують автоматизацію як основних, так і допоміжних процесів. Створення ГВС забезпечує ефективне використання нових технологій, нової техніки, матеріалів.

В умовах функціонування ГВС забезпечується значне скорочення чисельності основних і допоміжних працівників, які приймають участь у виробничому процесі, одночасно є тенденція на розширення категорій фахівців, необхідних як для створення, так і для експлуатації ГВС. Це означає, що при широкому впровадженні ГВС на машинобудівних підприємствах виникає проблема підготовки відповідних фахівців

ГВС може бути побудована за різними принципами:

o Принцип агрегатно-модульного будування - це побудова ГВС на базі гнучкіх виробничих модулей (ГВМ). ГВМ, як компоненти ГВС, самі можуть складатись із типових елементів: верстатів, маніпулятора, накопичувача та ін.

o Агрегатно-модульний принцип - це формування складу технічних і програмних засобів на основі застосування стандартного апаратно-програмного інтерфейсу і можливість компонування на єдиній конструктивній базі ГВС з різноманітними функціями, розробка типових проектних рішень.

o Принцип розвитку - це забеспечення можливості поповення, удосконалення та обновлення систем й компонентів ГВС, що розсматрює поетапний розвиток ГВС як с точки зору масштабів і організаційної структури системи, так і с точки зору рівня її автоматизазіі[9].

2. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧІ КУРСОВОГО ПРОЕКТУВАННЯ

2.1 Визначення проблеми

В данній роботі розглядається підприємство з 4 типами верстатів: токарні, фрезерні, сверлильні та шліфувальні. Наша задача полягає у визначенні типу пересування заготовок серед цими верстатами, щоб затрати у часі були мінімальними.

Використання методологій системного аналізу призведе до ефективного вирішення існуючих проблем та врахування всіх факторів.

2.2 Постановка задачі

Розробити проект гнучкої виробничої системи. Обрати оптимальний тип виробництва деталей за таких умов:

· Кількість деталей.

· Складання технологічного процесу;

· Обирання часу обробки деталі на кожному з верстатів.

3. ІНФОРМАЦІЙНА МОДЕЛЬ ТЕХНОЛОГІЧНОГО ПРОЕКТУВАННЯ

3.1 Виявлення цілей ГВС та побудова дерева цілей

Оптимальний проект організації повинен відповідати сучасним рівням технології, техніка і культури (знань) організації і управління підприємствами. Розробку оптимального проекту підприємства як високоорганізованої і гнучкої виробничої системи (ПС) можна представити в якості типового процесу, який починається з визначення головної специфічної мети функціонування системи і припускає її типову декомпозицію, відому як "дерево цілей" (мал. 5.1). Що стосується підсистем організації і управління промисловим підприємством, то вони мають інші цілі першого рівня, але однакові цілі другого, третього і четвертого рівнів. На рис. 3 зображена концептуальна схема типового проектування логістичних систем на прикладі узагальненого алгоритму проектування логістичної підсистеми "Організація і управління основним виробничим процесом"

Виходячи з суті поняття системи і мети її функціонування, які розкриваються на основі системного підходу до вивчення або проектування ПС, слід виділити триєдині частини: функціональну, елементну і організаційну. Функціональний аспект організації системи - це структура взаємозв'язаних функцій, яка встановлюється відповідно до мети і подцелями функціонування системи. Розкриття змісту взаємозв'язаної сукупності функцій з однаковою цільовою спрямованістю визначає склад простих функціональних завдань і послідовність їх рішення. У результаті формуються логіка дії кожної функціональної підсистеми і логіка функціонування системи в цілому.

У нашому прикладі (рис. 3.1) для підсистеми організації і управління основним виробництвом головною метою функціонування є забезпечення своєчасного і комплектного постачання продукції відповідно до господарських договорів при мінімізації витрат на досягнення цієї мети. В умовах непотокового виробництва мінімізація витрат на виробництво (мета другого рівня) може бути забезпечена за рахунок організації безперервного завантаження виробничих ділянок і планових робочих місць при максимально можливій безперервності руху предметів праці у виробництві.

Третій рівень цілей, як нам представляється, має бути спрямований на підвищення організованості (ефективності) процесів виробництва, тобто на реалізацію основних і протилежних принципів організації виробництва (базових і протилежних базовим), виходячи з яких здійснюється раціоналізація побудови і організації гнучкого (адаптивного) функціонування і розвитку ПС.

Наприклад, цільова організація виробничих процесів припускає зменшення невпорядкованості, різноманітності і невизначеності в русі предметів праці як в просторі, так і в часі. Так, однонапрямлений рух предметів праці у виробництві забезпечує: а) багатократне зменшення складності ПС і трудомісткості управління виробництвом завдяки скороченню в десятки разів кількості різних міжцехових і внутрішньоцехових технологічних маршрутів і виробничих зв'язків між ділянками; б) створення бази для узгодження термінів виконання робіт з безперервним завантаженням планових робочих місць і виробничих ділянок; в) підвищення технологічної однорідності робіт на кожному робочому місці і т. д.

Цільова організація виробничих процесів здійснюється відповідно до головної мети підприємства, т. е. на підставі річної виробничої програми підприємства, і формує або уточнює виробничу, або об'єктну, структуру підприємства (ПС). Функціональний склад завдань, що підлягають реалізації в процесі функціонування підприємства, і спроектована виробнича структура підприємства разом визначають організаційну структуру управління підприємством, або його суб'єктну структуру. У свою чергу, об'єктна і суб'єктна структури підприємства утворюють елементну структуру підприємства.

Гнучкість адаптації підприємства до змін зовнішніх і внутрішніх умов роботи забезпечується за рахунок багатьох чинників, основними з яких є гнучкість техніки і технології, рівень професіоналізму кадрів, гнучкість організації і управління виробництвом. Розрізняють тактичну і стратегічну гнучкість. Перша визначає час, необхідне підприємству для освоєння виробництва нового виробу або для реконструкції (створення) окремого виробництва, пов'язаного з нововведеннями в техніці, технології, або те і інше разом. Друга визначає значущість можливих капіталовкладень, ефекти, об'єм і час реконструкції підприємства.

Реалізація базових принципів організації виробництва призводить лише до підвищення організованості (ефективності) функціонування підприємства при відносно стабільних діях зовнішнього середовища; тоді як реалізація базових і протилежних базовим принципів підвищує ще і внутрішню гнучкість виробництва, т. е. здатність оперативно, з мінімальними витратами, адаптуватися до змін виробничої програми, умов на ринку товарів і послуг, норм державного регулювання. У результаті формується динамічна організаційна структура підприємства (ПС). Це як би структура деякої взаємозв'язаної сукупності методів організації і управління процесами виробництва в просторі і в часі, що відповідає досягнутому рівню знань і що забезпечує динамічну взаємодію між компонентами системи відповідно до їх функціонального призначення. Наявність організаційної структури, що об'єднує елементи підприємства і їх функції в єдине цілісне утворення і визначальної правила і спрямованість динамічної взаємодії елементів, - необхідна умова існування системи.

Четвертий рівень цілей - забезпечення функціонування системи, збереження її гнучкості і адаптивності в заданих параметрах (див. рис. 3.4). Тут остаточно уточнюється функціональний склад завдань, що вирішуються в системі. Останніми роками в промислових організаціях склалася негативна практика, коли згорнуті або реалізуються лише частково такі основні функції управління, як прогнозування, нормування і планування. Особливо вселяють побоювання погана організація нормування і недолік фахівців з організації і нормування праці. Слід пам'ятати, що якщо не реалізується в повному об'ємі хоч би одна з основних функцій управління, то система організації і управління матеріальними потоками у виробництві починає деградувати. Це відбувається навіть у тому випадку, коли цілі вищих рівнів досягнуті і можна було б пожинати плоди підвищення ефективності виробництва[10].

Як було з'ясовано, головною проблемою підприємства є його збитковість. Отже, головною метою даної роботи є визначення оптимального типу виробництва для уникнення простою верстатів.

Розіб'ємо нашу ціль на під цілі та побудуємо дерево цілей (Рисунок 3.3).

Размещено на http://www.allbest.ru

33

Рисунок 3.5 Дерево цілей

3.2 Склад та структура ГВС

Так як скорочення часу виробництва напряму залежить від технологічної системи необхідно розглянути її склад та структуру.

ГПС мають наступні структурні складові частини:

- автоматизовану транспортно-складську систему (АТСС);- автоматичну систему інструментального забезпечення (АСИО);- автоматичну систему видалення відходів (АСУО);- автоматизовану систему забезпечення якості (АСОК);- автоматизовану систему забезпечення надійності (АСОН);- автоматизовану систему управління ГПС (АСУ ГПС);- систему автоматизованого проектування (САПР);- автоматизовану систему технологічної підготовки виробництва (АСТПП);- автоматизовану систему оперативного планування виробництва (АСОПП).

Така структура ГВС дозволяє швидко переходити на виготовлення нових виробів, що обумовлено частою змінюваністю продукції на ринку.

Наша система складається зі складів, конвеєра, маніпуляторів, накопичувача і верстатів. Процес виготовлення продукту наступний:

а) Заготівки, за допомогою конвеєра, зі складу надсилаються до накопичувача

б) Якщо верстат вільний, він надсилає відповідний сигнал до накопичувача.

в) Накопичувач, в свою чергу, надає нову деталь для обробки.

г) Коли обробка закінчена деталь надсилається на склад, у верстат, що звільнився, а верстат знову посилає запит на обробку нової деталі[12].

Цей процес схематично представлений на рисунку 3.6.

Рисунок 3.6 Схема технологічної системи

3.3 Декомпозиція та агрегування ГВС

Після аналізу декомпозованої системи (Рисунок 3.1) можна зробити висновок, що деякі компоненти технологічної системи можна об'єднати в окремі агрегати:

· Об'єднавши склад заготівок, транспортний конвеєр та накопичувач можна отримати агрегат для поставки та зберігання заготівок.

· Об'єднавши маніпулятор М1.N та М2.N отримаємо агрегат, що здатен самостійно подати заготівку на верстат, обробити її та відправити виріб на склад.

Після таких об'єднань отримуємо сукупність агрегатів (Рисунок 3.7).

Рисунок 3.7 Схема декомпозиції



Рисунок 3.8 Схема агрегування

4. ПОБУДОВА МАТЕМАТИЧНОЇ МОДЕЛІ ГВС

Модель - це деяка інша система, яка зберігає існуючі властивості оригінала та дозволяє дослідження фізиичними чи математичними методами.

Після опису даної виробничої системи, її декомпозиції і агрегування, з'ясувавши взаємодію елементів цієї виробничої системи отримуємо можливість представлення даної системи у вигляді системи масового обслуговування (СМО). Оскільки кількість верстатів і кількість заготівок у черзі обмежені, то цілком логічно , що дана СМО має бути багатоканальною СМО з обмеженою довжиною черги. До того ж, система є найпростішою; моменти надходження заготівок є випадковими, і підлягають експоненційному закону розподілу[14].

Користуючись мовою математичних символів розробимо математичну модель.

1. Розрахунок тривалості технологічного циклу обробки партії деталей при послідовному вигляді рухів предметів праці ведеться за формулою

(1)

де m - число операцій в ТП;

n - кількість деталей в партії;

t_i - норма штучного часу на і-ої операції, хв;

С_прі - прийняте число робочих місць на I-ої операції.

2. При паралельно-послідовному циклі обробки:

, (2)

де р - розмір транспортної партії, шт;

tкі - найменша норма часу між кожною і-ої парою змінних операцій з урахуванням кількості одиниць обладнання.

3. При паралельному циклі:

, (3)

де - норма часу і-ї операції (максимальної за тривалістю) з урахуванням кількості робочих місць, хв.

5. АЛГОРИТМІЧНА РЕАЛІЗАЦІЯ СТВОРЕНОЇ МОДЕЛІ

5.1 Опис змінних

Змінні, які використовуються в програмі, описані у табл. 5. 1

Табл. 5.1 Таблиця змінних

Змінна	Тип	Призначення
n	Int	Кількість деталей
t0	double	Середній час обробки однієї заготовки на токарному верстаті
t1	double	Середній час обробки однієї заготовки на фрезерному верстаті
t2	double	Середній час обробки однієї заготовки на сверлильному верстаті
t3	double	Середній час обробки однієї заготовки на шліфувальному верстаті
T1	double	Час обробки однієї заготовки при послідовному циклі
T2	double	Час обробки однієї заготовки при паралельному циклі
T3	double	Час обробки однієї заготовки при послідовно-паралельному циклі

5.2 Визначення критеріїв ГВС та побудова цільової функції

Головну характеристику системи обираємо виходячи з мети роботи. Найголовнішим критерієм даної ГВС є скорочення часу виробництва приладів.

Цільова функція - це функція, яка поєднує характеристику якості функціонування з параметрами системи.

На основі математичної моделі та обраного критерію якості будуємо цільову функцію (обрання найкоротшого циклу обробки):

T1>T2>T3,

де T1 - час послідовної обробки деталей;

T2 - час послідовно-паралельної обробки;

T3 - час паралельної обробки деталей.

6. ПРОГРАМНА РЕАЛІЗАЦІЯ АЛГОРИТМУ МАТЕМАТИЧНОЇ МОДЕЛІ

6.1 Вибір оптимальних параметрів ГВС

Для того, щоб дізнатися які параметри є оптимальними запрограмуємо цільову функцію. Програма повинна перебирати усі параметри у певному діапазоні та видавати найсприятливіше співвідношення верстатів та накопичувачів.

Частина результату роботи програми наведена в таблиці 1.

Таблиця 1 - Таблиця значень цільової функції

Т1-послідовний цикл, (хв)	Т2-мішаний цикл, (хв)	Т3-паралельний цикл, (хв)
100,4	45,28	23,61

Отже найменше часу витрачається при паралельному циклі виробництва.

7. МЕТОДИКА ВИКОРИСТАННЯ МАТЕМАТИЧНОЇ МОДЕЛІ ПРИ РОЗРОБЦІ ТП

При розробці нових технологічних процесів можна використовувати наступним чином: після того, як складено технологічний процес виробництва деталей та визначено час обробки деталі на кожній операції, розрахована необхідна кількість, вводимо ці данні у програму. Результатом буде оптимальна ГВС для вказаної кількості деталей та ТП.

8. ПРИКЛАДИ ВИКОРИСТАННЯ СТВОРЕНОЇ МАТЕМАТИЧНОЇ МОДЕЛІ ПРИ РОЗРОБЦІ НОВИХ ТП

Наприклад, в нас є наступний технологічний процес:

1. Токарна операція (час обробки 4.5 хв);

2. Фрезерна операція (час обробки 3.4 хв);

3. Свердлильна операція (час обробки 3.6 хв.);

4. Шліфувальна операція (час обробки 4.2 хв.).

Також відомо, що необхідно виготовити 100 деталей.

Результатом виконання програми є:

- При паралельному циклі час 372.1 хв;

- при послідовному - 1570 хв;

- при мішаному - 435.7 хв.

ВИСНОВКИ

В даній роботі був розроблений проект гнучкої виробничої системи. Знайдена оптимальний цикл виробництва даної виробничої системи.

Код програми, що використовувалася при розрахунках та результати її роботи можна побачити у додатках Б та В відповідно.

СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ

1. Перегудов Ф.І. Тарасенко Ф.П. Введення в системний аналіз - М.:Вища шк., 1989. - 367 с.

2. Медвєдєв В.А. Вороненко В.П. Технологічні основи ГПС - М.: Машинобудування, 1991. - 240 с.

3. Грачов Л. Н. Автоматизированние ділянки для точної розмірної обробкидеталей. - М.: Машинобудування, 1981,-240с., мул.

5. Майорова С.А. і Орловського Г.В. Гибкое автоматичне виробництво - Л.: Машинобудування, Ленінградське відділення, 1983, -376с., мул.

6. Гавриш О.П. Роботизированние механообробні комплекси машинобудівного виробництва. - До.: Техніка, 1984, - 198 з., мул.

7. П.Н. Белянина, В.А.Лещенко. Гибкие виробничі комплекси - М.: Машинобудування, 1984, -384 з., мул.

8. Дащенка А.І. Проектування автоматичних ліній. - М.: Вищу школу, 1983, - 328 з., мул.

9. Полєтаєв В.А., Третьякова Н.В., Розробка компонування і планування гнучких виробничих систем. Методичні вказівки. м. Іваново, ИГЭУ, 1999.

10. Харченко А.О. Верстати з ЧПУ та обладнання гнучких виробничих систем: Навчальний посібник для студентів вузів. - К.: ВД В «Професіонал В», 2004. - 304 с.

11. Гжіров Р.І., Серебреніцкій П.П. Програмування обробки на верстатах з чпу. Довідник, - Л.: Машинобудування, 1990. - 592 с.

12. Костюк Г. І., Баранов О. О. Роботизовані технологічні комплекси Учеб. Посібник. - Харків. Нац. аерокосмічний університет В«ХАІВ», 2003. - 214с.

13. Меткін Н.П., Лапін М.С. Гнучкі виробничі системи. - М.: Видавництво стандартів, 1989. - 309с.

14. Гавриш А. П., Ямпольський Л. С. Гнучкі робототехнічні системи/, - Київ, Головне видавництво видавничого об'єднання "Вища школа", 1989. - 408с.

15. Широков А.Г. Склади в ГПС. - М.: Машинобудування, 1988. - 216с.

16. Проніков А.С. Проектування металорізальних верстатів і верстатних систем: Довідник-підручник в 3-х т. Т. 3: Проектування верстатних систем - М.: Изд-во МГТУ ім. Н.Е.Баумана; Вид-во МГТУ "СтанкинВ», 2000. - 584 с.

17. Іванов Ю.В., Лакота Н.А. Гнучка автоматизація виробництва виробництва РЕА із застосуванням мікропроцесорів і роботів: Учеб. посібник для вузів. - М.: Радіо і зв'язок, 1987. - 464 с.

18. Ямпільський Л.С., Карлів А.Г. Промислові роботи: Конструкція, управління, експлуатаці: Висш.шк., 1985. - 359 с.

19. Беляніна П.Н.Гнучкі виробничі комплекси. - М.: Машинобудування, 1984. - 384.

ДОДАТОК А. АЛГОРИТМ ПРОГРАМИ

ДОДАТОК Б. ТЕКСТ ПРОГРАМИ

program kursovik1;

uses crt;

var

ft:text;

name:string;

i, k, NUM: integer;

t0, t1, t2, t3, n, sum:double;

begin

t0:=0; t1:=0; t2:=0; t3:=0;

writeln(' Министерство образования и науки Украины');

writeln(' "Киевский политехнический институт"');

writeln(' Курсовая работа по курсу');

writeln(' математическое моделирование технологических процессов');

writeln(' на тему:"Моделирование и оптимизация ГВС"');

writeln('Выполнил:');

writeln ();

writeln('студент 5-го курса ПБФ');

writeln('группы ПБ-51с');

writeln('Мороз Едуард Олександрович);

writeln ();

writeln('моб. тел.: 066-487-18-76');

writeln('e-mail: eddisonxt@gmail.com');

writeln();

writeln('Проверил и утвердил:');

writeln();

writeln('Вислоух Сергей Петрович');

readln;

writeln('Введите имя файла для записи информации:');read(name);

Assign(ft,name);

Rewrite(ft);

clrscr;

writeln('Введите количество деталей');read(n);

writeln();

writeln(ft,'Введите количество деталей: ',n);

writeln('Введите количество операций: ');

readln (i);

writeln(ft,'Введите количество операций: ', i);

for k:=1 to i do

begin

writeln('Выберите операцию числом от 0 до 3:');

writeln('0 - Токарная');

writeln('1 - Фрезерная');

writeln('2 - Сверлильная');

writeln('3 - Шлифовальная');

readln (NUM);

if NUM=0 then

begin

writeln ('Токарная');

writeln ('Время обработки на токарном станке:'); read (t0);

end;

if NUM=1 then

begin

writeln ('Фрезерная');

writeln ('Время обработки на фрезерном станке:'); read (t1);

end;

if NUM=2 then

begin

writeln ('Сверлильная');

writeln ('Время обработки на сверлильном станке:'); read (t2);

end;

if NUM=3 then

begin

writeln ('Шлифовальная');

writeln ('Время обработки на шлифовальном станке: '); read (t3);

writeln (ft,'Токарная');

writeln (ft,'Время обработки на токарном станке: ', t0);

writeln (ft,'Фрезерная');

writeln (ft,'Время обработки на фрезерном станке: ', t1);

writeln (ft,'Сверлильная');

writeln (ft,'Время обработки на сверлильном станке: ',t2);

writeln (ft,'Шлифовальная');

writeln (ft,'Время обработки на шлифовальном станке: ',t3);

sum:=t0+t1+t2+t3;

end;

end;

T1:=sum+(n-1)*t2;

T2:=sum*n;

T3:=sum+n*t3;

writeln ('Общее время (в мин) при:');

writeln ();

writeln ('- параллельной обработке: Tпар=Et+(n-1)*t3=', T1);

writeln ();

writeln ('- последовательной обработке: Tпос=Et*n=', T2);

writeln ();

writeln ('- смешанной обработке: Tпп=(Et-t1)+n*t3=', T3);

writeln (ft,'Общее время (в мин) при:');

writeln (ft,'- параллельной обработке: Tпар=Et+(n-1)*t3=', T1);

writeln (ft,'- последовательной обработке: Tпос=Et*n=', T2);

writeln (ft,'- смешанной обработке: Tпп=(Et-t1)+n*t3=', T3);

close (ft);

end.

ДОДАТОК В. РЕЗУЛЬТАТИ РОЗРАХУНКІВ

ДОДАТОК Г. СХЕМА ІНФОРМАЦІЙНОЇ МОДЕЛІ ТЕХНОЛОГІЧНОГО ПРОЦЕСУ

1. Інформаційна модель

2. Вхідна інформація

3. Вихідна інформація

4. Функціональна

5. Елементна

6. Організаційна

7. Оптимальний час обробки

8. Комплексне постачання продукції

9. Своєчасне постачання продукції

10. Підвищення гнучкості виробництва

11. Адаптування з мін. витратами до змін виробничого прогресу

12. Нормування державного регулювання

13. Можливість або неможливість існування виробничої системи

14. Динамічна структура підприємства

15. Отримання мінімального часу обробки

16. Динамічна взаємодія між компонентами системи

Додаток Д. Схема математичної моделі технологічного процесу

Размещено на http://www.allbest.ru

33

Размещено на Allbest.ru

...