Ирина Эланс

Автор который поможет с любыми образовательными и учебными заданиями

Гибкая производственная система

Аннотация

Данная курсовая работа представляет собой проект гибкой производственной системы.

Работа изложена на 21-ти листах, содержит 3 рисунков, 1 приложение и список использованной литературы из 2-х наименований.

Annotation

This term paper is a project of flexible manufacturing system.

The work is set out on 21 pages, contains 3 pictures, 1 addition and the list of used literature in 2 titles.

Анотація

Дана курсова робота являє собою проект гнучкої виробничої системи.

Робота викладена на 22-ій сторінці, містить 3 рисунка, 2 додатки та список використаної літератури з 2-х назв.

Зміст

Вступ..........................................................................................................................................5

Опис предметної області..................................................................................................6
Побудова дерева цілей......................................................................................................7
Визначення проблеми.......................................................................................................8
Виявлення цілей системи..................................................................................................9
Постановка задачі............................................................................................................10
Опис, декомпозиція та агрегування...............................................................................11
Побудова моделі системи...............................................................................................13
Визначення критеріїв якості системи та побудова цільової функції..........................15
Вибір оптимальних параметрів системи........................................................................17

Висновок.................................................................................................................................18

Список використаної літератури..........................................................................................19

Додаток А-текст програми....................................................................................................20

Вступ

У випадку, коли є підприємство, що знаходиться на межі занепаду, одним із шляхів виведення його із цього стану є впровадження нових технологій для виробу масової конкурентно здібної продукції. Впровадженням нових технологій може бути встановлення гнучкої виробничої системи (ГВС).

Одним з важливих етапів розробки гнучкої виробничої системи є етап передескізного проектування, на якому вирішуватиметься можливість побудування такої системи з певними початковими характеристиками.

Тому ціллю роботи є розробка передескізного проекту ГВС з такими початковими характеристиками:

· інтенсивність потоку надходження заготівок (l) – 120 заг./год.;

· середній час обробки заготівки на верстаті (t_ср) – 0,12 год.;

· прибуток від обробки заготівок у гривнях (D) – 6 грн.;

· ємність накопичувача (C) – 20 заг.;

· витрати для обслуговування верстату в одиницю часу (V_в) – 9 грн./год..

· витрати для обслуговування накопичувача в одиницю часу(V_н) – 1.2 грн./год.

Для досягнення цієї цілі необхідно вирішити наступні задачі:

здійснити опис предметної області, побудова дерева цілей системи, визначення проблеми, виявлення цілей системи, постановка задачі
здійснити опис системи
виконати декомпозицію та агрегування системи.
побудувати моделі системи
визначити критеріїв якості системи
побудувати цільової функції системи та її оптимізація
вибрати оптимальні параметри системи.

Опис предметної області .

ГВС - система з комплексно-автоматизованим виробничим процесом, діяльність усіх компонентів якої координується як єдине ціле системою управління, яка забезпечує швидку зміну програм функціонування, технічних засобів системи при зміні об’єкту виробництва.

До ГВС входять такі підсистеми:

Технологічна - сукупність взаємопов’язаних технологічних машин (верстати з чисельно-програмним управлінням(ЧПУ), роботи, маніпулятори та ін.), які здійснюють формоутворення деталей в автоматичному режимі.
Транспортна – складається з транспортних засобів та накопичувачів, які здійснюють меж операційне зберігання та доставку заготівок, деталей до основного технологічного обладнання та складу.
Складська – призначена для зберігання нормативного запасу заготівок, інструментів та ін. та видачі їх у виробництво, а також для накопичування та зберігання готових деталей або виробів.
Підсистема інструментального забезпечення – здійснює оперативну підготовку та зберігання різноманітного інструменту, а також його контроль, облік та доставку до основного технологічного обладнання.
Підсистема контролю – здійснює контроль технічних засобів ГВС та деталей, діагностику працездатності автоматичного обладнання, яке входить до інших підсистем.
Підсистема управління – складається з засобів обчислювальної техніки у вигляді управляючого обчислювального комплексу з засобами програмного забезпечення і здійснює розробку оперативних завдань для верстатів і систем обслуговування, крім того здійснює облік виконання планових завдань, управління технологічним та допоміжним обладнанням.

Побудова дерева цілей

Визначення проблеми та проблематики.

Проблема складається в тому, що підприємство занепадає. На це є декілька причин, таких, як використання підприємством застарілого обладнання, некваліфікованість персоналу, недосконалі методи керування.

Ця проблема не є новою у світовій практиці . Вона вирішується за рахунок впровадження нових інформативних технологій , а саме гнучкої виробничої системи.

Для цього необхідне впровадження: технологічної підсистеми;

транспортної підсистеми;
підсистеми інструментального забезпечення;
підсистеми контролю;
складської підсистеми;
підсистеми управління;

Для вирішення проблеми збитковості підприємства необхідно розробити проект гнучкої виробничої системи. Розробка проекту містить в собі наступні кроки: перед ескізний проект, технічний проект, розробка робочого проекту.

Після розробки перед ескізного проекту можна буде визначити можливість чи неможливість побудови ГВС із заданими параметрами.

Отже, наприкінці нашої роботи ми маємо отримати оптимізовану прибуткову систему.

Виявлення цілей

Ціллю системи є отримання максимального прибутку від виробництва певних деталей. Для цього треба впровадити гнучку виробничу систему (ГВС) для більш ефективного виробничого процесу і максимального прибутку від ГВС.

Для впровадження у підприємство, ГВС повинна спочатку бути спроектована, для чого будуть потрібні спеціалісти.

Крім вправадження ГВС також потрібно знайти більш дешеву сировину та, якщо це можливо, енергоносії

Також, щоб збільшити кількість та якість виробництва, та зменшити втрати потрібно замінити старе обладнання на нове, більш продуктивне та дешеве в експлуатації.

І, звісно, має сенс вирішити кадрові питання, а саме: підвищити кваліфікацію та рівень праці працівників підприємства.

Постановка задачі

Враховуючи аналіз предметної області, сформулюємо задачу.

В результаті виконання даної роботи треба дати відповідь на запитання: чи можна спроектувати ГВС із такими параметрами:

- інтенсивність потоку надходження заготівок (l) – 120 заг./год.;

- середній час обробки заготівки на верстаті (t_ср) – 0,12 год.;

- прибуток від обробки заготівок у гривнях (D) – 6 грн.;

- ємність накопичувача (C) – 20 заг.;

- витрати для обслуговування верстату в одиницю часу (V_в) – 9 грн./год..

- витрати для обслуговування накопичувача в одиницю часу(V_н) – 1.2 грн./год.

А також визначити оптимальну кількість верстатів у системі, оптимальну кіькість накопичувачів для заготівок, при яких прибуток від виробництва деталей буде найбільшим, та максимальний прибуток від спроектованого підприємства.

Опис, декомпозиція та агрегування

В цьому перед ескізному проекті ми будемо розглядати технологічну систему.

Декомпозиція - це процес розбиття системи на елементи. Мається на увазі те, що при проектуванні ГВС розробник повинен мати інформацію про складові частини системи і для цього треба розбити систему на деякі елементи, тобто виконати декомпозицію системи.

Принцип роботи системи: зі складу заготівка товару прибуває на транспортний засіб. Цей засіб обслуговується накопичувачем. Кожен верстат обладнаний двома спеціальними маніпуляторами( a i b). Коли верстат готовий до обробки цієї заготовки, накопичувач отримує запит на неї, тоді починається обслуговування даного верстату. Маныпулятор а бере заготівку з конвеєру та встановлює її на верстат. Верстат обробляє цю заготовку за певний час. Готовий виріб, встановлюється на ковеєр за допомогою маніпулятору b та транспортується до складу (малюнок 1).

Агрегування - це процес, зворотний декомпозиції. Тобто, це об'єднання деяких елементів системи в єдине ціле. Агрегатом в даній курсовій роботі є транспортний конвеєр, накопичувач, верстат, проміжний склад. Ми маємо сукупність однакових агрегатів, тому можна зробити агрегування системи(малюнок 2).

Потік заготівок

Потік деталей

Малюнок1( результати декомпозиції)

Потік заготівок

Потік деталей

Малюнок 2 (результати агрегації)

Розробка математичної моделі системи

Модель – деяка інша система, яка зберігає істотні якості оригіналу та припускає дослідження фізичними, або математичними методами. Вони бувають фізичними та абстрактними.

Моделювання – процес проведення експериментів на моделі замість проведення на системі.

Математичне моделювання – процес встановлення відповідності між моделлю та її системою з наступним дослідженням цієї моделі

Виходячи з аналізу предметної області та постановки задачі, гнучку виробничу систему, яка розглядається у даній роботі, можна представити, як систему масового обслуговування (далі – СМО), тому що до системи надходять і обробляються заготівки, які фактично є заявками. І ця система є найпростішою багатоканальною СМО з обмеженою чергою, оскільки:

інтервали часу між надходженням заготівок та час обробки кожної з них є випадковими величинами, які мають показниковий розподіл;
система складається з декількох верстатів, до кожного з яких надходять заготівки, тому система є багатоканальною;
ємкість загального накопичувача обмежена, а значить, черга заявок до системи теж є обмеженою.

На n-канальну СМО надходить потік заявок з інтенсивністю l і час обробки кожної з

них – експоненційний, з параметром m. Стани даної СМО нумеруються за кількістю заявок у системі таким чином:

S₀ – СМО вільна;

S₁ – зайнятий один канал;

...

S_k – зайнято k каналів;

...

S_n – зайняті всі канали;

S_n+1 – зайняті всі канали, одна заявка у черзі;

S_n+r – зайняті всі канали, r заявок у черзі;

S_n+m – зайняті всі канали, m заявок у черзі (m – максимальна довжина черги).

Ймовірності перебування системи в тому чи іншому стані існують тільки тоді, коли

c < 1, (1)

де c - параметр, який знаходиться за формулою:

(2)

В свою чергу, параметр r знаходиться як:

, (3)

де l – інтенсивність потоку заявок до системи,

m – параметр розподілу.

Параметр розподілу m є величиною, оберненою до середнього часу t_обс обслуговування заявки системою:

(4)

Самі ймовірності P_i перебування системи в стані S_i знаходяться за наступними формулами:

(5)

(6)

де ,

r – параметр, що знаходиться за формулою (3).

Абсолютна пропускна спроможність СМО (середня кількість заявок, які обслуговуються системою у одиницю часу) обчислюється за формулою:

(7)

де А – абсолютна пропускна спроможність

P_n+m – ймовірність, що знаходиться за формулою (6).

Визначення критеріїв якості системи та побудова цільової функції

Взагалі, для оцінки якості функціонування систем застосовуються такі характеристики:

швидкодія – оцїнює швидкість функціонування системи;
характеристики завантаження – оцінюють ступінь зайнятості окремих блоків та сукупності блоків при досягненні цілі системи;
характеристики стійкості – оцінюють можливіість системи продовжувати вірно функціонувати при виникненні відмов у певних блоках;
характеристики витрат – показують узагальнені витрати (фінансові, матеріальні та інші), які необхідні для нормального функціонування системи;
характеристики доходу – оцінюють загальний доход (фінансовий, матеріальний тощо), який з’являється у результаті функціонування системи;
характеристики ефективності – узагальнені характеристики, які з’єднують оцінки всіх складових якостей функціонування системи.

Виходячи із цілі системи, приймемо за критерій якості прибуток від системи за годину. Цей прибуток має бути максимальним

Поєднаємо параметри системи з критерієм якості. Як відомо, прибуток від системи – це доход від системи мінус витрати на її обслуговування. На підставі цього будуємо цільову функцію П:

(8)

де П – прибуток від системи за годину,

D – доход від системи за годину,

V - витрати на обслуговування системи

Доход від системи за годину дорівнює добуткові доходу d від обробки однієї заготівки на абсолютну пропускну спроможність A системи:

(9)

де А знаходиться за формулою (7)

Витрати на обслуговування системи дорівнюють різниці між витратою на обслуговування усіх верстатів і часткою витрати на обслуговування усіх накопичувачів : та ємності одного накопичувача С:

(10)

де V_вер - витрати для обслуговування одного верстату за годину.

V_нак -витрати для обслуговування одного накопичувача за годину

C -ємність накопичувача

n – кількість верстатів

m – кількість накопичувачів

Враховуючи формули (9) та (10), розпишемо формулу (8) більш подробно. Тоді вираз для цільової функції T буде виглядати таким чином:

(11)

де l – інтенсивність потоку заготівок,

d– прибуток від обробки однієї заготівки,

V_вер - витрати для обслуговування одного верстату за годину.

V_нак -витрати для обслуговування одного накопичувача за годину

C -ємність накопичувача

n – кількість верстатів

m – кількість накопичувачів

Параметр r, виходячи із формул (3) та (4), знаходиться як:

, (12)

де t_обр – час обробки заготівки на верстаті.

Під час застосування формули (11) треба бути впевненим у тому, що виконується (1).

Вибір оптимальних параметрів системи

Оптимальні параметри системи m та n, які відповідають оптимальному значенню цільової функції, знайдемо методом перебору: будемо табулювати цільову функцію по m та n, слідкуючи за зміної її значення.

Гибкая производственная система 📙 Курсовая → 🆔 60402