Главная  //  Теория  //  Теория структур-стратегий производственных систем  //  Выбор технологического обеспечения структур-стратегий производственных систем

Реализация методики принятия решений при выборе технологических обеспечения структур-стратегий ПС машиностроения основывается на методах теории конструктивно-технологической сложности и математическом аппарате алгебры логики, теории множеств и методах комбинаторного анализа. Модель выбора технологического обеспечения использует в качестве входных данных конструкторско-технологические параметры детали и базу данных параметров металлорежущего оборудования, содержащую необходимые технические характеристики конкретных станков [2]. В качестве выходных данных в рассматриваемой модели выступают варианты технологического обеспечения структуры-стратегии производственной системы, полученный в зависимости от критериев синтеза.

Выбор технологического обеспечения ПС машиностроения подразумевает обработку некоторого исходного множества оборудования и последовательное исключение из него элементов, не удовлетворяющих заданным критериям.

Общая модель синтеза вариантов структур-стратегий показана ниже:

На начальном этапе синтеза, формируется множество A, содержащее набор параметров технологического оборудования, обеспечивающего выполнение технологических операций:

, (7)

где – подмножество параметров технологического обеспечения ПС машиностроения.

Опишем технологическое оборудование в виде кортежа его конструкторско-технологических параметров:

, (8)

где pta – конечное множество типов оборудования; pca – признак наличия ЧПУ; pma – максимальный размер заготовки; pwa – вес станка; ppa – класс точности оборудования; paa – множество технологических операций, выполняемых на оборудовании; pda – стоимость оборудования.

Также может быть сформировано множество параметров изготавливаемых деталей:

, (9)

Множество А включает в себя параметры оборудования, используемого для формообразования всех возможных деталей ПС, поэтому оно не является оптимальным для конкретной детали. Для оптимизации множества A с точки зрения выбора оборудования для обработки конкретной детали di, предлагается произвести декомпозицию детали на составляющие её конструктивно-технологические элементы. В качестве метода реализующего такой подход предлагается использовать элементы теории сложности [3,4].

Опишем деталь di в виде кортежа параметров характеризующего её конструкторские и технологические свойства:

, (10)

где ptd – тип детали – множество допустимых типов деталей (корпусная, тела вращения и т.д.); pdd – вектор размеров детали; pmd – материал, из которого изготавливается деталь; K – множество конструктивно-технологических элементов, описывающих обрабатываемые поверхности детали. Для каждого di должно быть сформировано множество технологического оборудования, необходимого для формообразования всех КТЭ детали.

Множество КТЭ образующих деталь будет иметь следующий вид:

, (11)

где ki – конструктивно-технологический элемент заданный кортежем параметров:

, (12)

где pckкод конструктивно-технологического элемента; ptkтип элемента (корпусной, тела вращения и т.д.); pcpkпризнак необходимости использования при формообразовании КТЭ станка с числовым программным управлением; psk вектор размеров элемента; pprk класс точности изготавливаемого конструктивно-технологического элемента; pclk класс оборудования, на котором может быть изготовлен данный КТЭ (токарные, фрезерные, ОЦ и т.д.); pok типовая технологическая операция, необходимая для формообразования КТЭ.

На основе сформированных ранее множеств, может быть получено множество оборудования А', каждый элемент которого содержит параметры технологического оборудования необходимого для изготовления конкретной детали [2]:

, (13)

где X – подмножество параметров технологического оборудования, на которых функция может принимать единичное или нулевое значение, fi – функция принадлежности для элементов подмножеств A– логическая функция, определенная в терминах алгебры логики:

, (14)

где  фi – дизъюнктивный терм, принимающий единичное значение на наборе высказываний xi, в случае, если каждое высказывание принимает истинное значение.

Синтез вариантов технологического обеспечения структур-стратегийНа следующем этапе осуществляется синтез вариантов технологического обеспечения структур-стратегий производственных систем. В зависимости от типажа оборудования все элементы множества A' подлежат группировке в m упорядоченных множеств ti с T, при этом каждое такое множество содержит станки, относящееся к одной и той же группе технологического оборудования. В этом случае количество вариантов структур-стратегий ПС машиностроения будет равно сумме комбинаторных конфигураций, полученных сочетанием всех элементов ранее сформированных множеств [5].

Таким образом, на данном этапе может быть сформировано множество B вариантов структур-стратегий ПС машиностроения, имеющее вид, показанный ниже:

, (15)

, (16)

где tk,j – комбинаторные конфигурации элементов k и j множества T:

, (17)

, (18)

Учитывая, что в сформированные варианты структур-стратегий ПС машиностроения войдет оборудование разной ценовой категории, необходимо осуществить отсечение вариантов, не удовлетворяющих финансово-экономическим потребностям предприятия.

Таким образом, может быть синтезировано множество вариантов структур-стратегий ПС машиностроения, каждый из которых характеризуется технико-экономическими показателями, позволяющими лицам принимающим решение осуществить выбор варианта модернизации. Для каждого из синтезированных вариантов может быть рассчитан показатель эффективности. На основе проведенных исследований [1] в качестве показателя эффективности варианта i- ой ПС предлагается использовать показатель f:

(19)

где

k1i показатель, учитывающий потери при i- ой ПС;

k2i показатель интегративности i- ой ПС;

k3i– показатель гибкости i- ой ПС;

a1, a2, a3– коэффициенты важности показателей.

Данные показатели рассчитываются по следующим зависимостям:

Показатель, учитывающий потери:

, (20)

где

fi – показатель потерь i- ой ПС, рассчитывается как:

Таким образом, использование представленных выше моделей дает в руки руководителя эффективный инструмент, помогающий принять правильное решение при формализации задач модернизации или реинжиниринга производственных систем машиностроительных предприятий.