Шелковий Олександр Миколайович. Організаційно-технологічні основи реінжинірінга виробничих систем металообробки

brief description

Шелковий Олександр Миколайович. Організаційно-технологічні основи реінжинірінга виробничих систем металообробки: дис... д-ра техн. наук: 05.02.08 / Національний технічний ун-т "Харківський політехнічний ін-т". - Х., 2004.

Шелковий О.М.Організаційно-технологічні основи реінжинірінга виробничих систем металообробки. - Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.02.08 - технологія машинобудування. - Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", Харків, 2004.
У дисертації вирішена науково-технічна проблема, що має важливе значення для підвищення ефективності функціонування виробничих систем обробки металів різанням (ВС ОМР). Запропоновано методологію перепроектування організаційно-технологічних структур виробничих систем на основі імітаційного моделювання в режимі реального часу. Уперше розроблені і досліджені: узагальнена модель процесів взаємодії партій обробки і технологічного устаткування, що базується на зв'язку структури і параметрів гнучкої виробничої системи з часом її функціонування; програмний комплекс організаційно-технологічного проектування структур виробничих систем, що реалізує технічну, технологічну й організаційну гнучкість проектування.
Обґрунтовано вихідні положення проектування багатоваріантної технології обробки металів різанням в умовах одиничного і дрібносерійного виробництва. Уперше показане, що підвищення техніко-економічної ефективності виробничої системи базується на обліку взаємовпливу пропускної спроможності з матеріальними та енергетичними витратами на її розробку і функціонування, а так само на багатоваріантності технологій обробки й оптимальному керуванні організаційною, технічною і технологічною структурами виробничої системи. На основі запропонованої методології розроблені і впроваджені у виробництво рекомендації з підвищення техніко-економічної ефективності діючих виробничих систем.

Розроблена методологія організаційно-технологічного проектування виробничих систем металообробки, яка дозволяє реалізувати обґрунтований реінжинірінг” діючих технологічних систем та підвищити їх техніко-економічні показники за рахунок гнучкого проектування технологічних процесів і організаційних компонувань по часовим та енергетичним характеристикам шляхом синтезу імітаційних моделей виробництва в режимі реального часу.
Сформульовано концепцію проектування багатоваріантних технологічних процесів механічної обробки на засадах теорії штучного інтелекту, яка розглядає порядок запуску виробів на обробку, склад устаткування, що використовується, і його взаємозамінність в процесі виконання виробничого завдання, зв’язок організаційної структури виробничої системи з часом її функціонування, можливість зміни структур технологічних процесів.
На цих засадах розроблені імітаційні моделі функціонування виробничих систем, основою яких є принцип формування семантичної моделі перетворення станів устаткування й об’єкта обробки під впливом зміни технологічного процесу, що дозволяє ситуативно формувати організаційну структуру підрозділу виробництва, його планування і послідовність виконання технологічних операцій в залежності від значень критеріїв ефективності.
Модель формування послідовності запуску виробів на обробку, що розроблена, базується на обліку організаційно-технологічних особливостей основного і допоміжного технологічного устаткування, тривалості виконання технологічних операцій і імовірності продовження маршруту обробки без чекання вільного технологічного устаткування, що дозволяє реалізувати оптимальне завантаження виробничої системи в автоматизованому режимі.
Імітаційна модель формування багатоваріантного технологічного процесу базується на концепції проектування типових технологічних процесів і дозволяє реалізувати ситуативний вибір нового типового маршруту обробки з метою мінімізації втрат, що пов’язані з часом чекання партії виробів, і одержувати новий технологічний процес, очікувані втрати при виконанні якого не вище втрат відкинутої частки початкової технології.
Імітаційна модель транспортної мережі виробничої системи, що розроблена на основі модернізованого алгоритму Дейкстри, дозволяє визначати оптимальну довжину шляху транспортування з урахуванням можливих перешкод, що виникають під час виконання виробничого завдання.
Складовими методології організаційно-технологічного реінжинірінгу є методики розробки і корегування в режимі реального часу моделі виробничої системи, формування та переформування в режимі реального часу типових технологічних процесів, функціональне моделювання.
Теоретично обґрунтовано й експериментально підтверджена наявність зв'язку між кількістю використовуваного основного і допоміжного устаткування, розмірами партій обробки, організаційно-технічною структурою виробничої системи і структурами технологічних процесів. Це дозволило в кожному конкретному випадку визначити оптимальне сполучення обробного, транспортного і складського устаткування, а також сформувати графи оптимальних структур технологічних процесів обробки партій виробів і спланувати їхнє виробництво.
Встановлено зв'язок рівня оптимального завантаження обробного модуля з місцем його розміщення відносно складів і інших модулів в умовах існуючого конструктивного компонування виробничої системи, що дозволило виконати оптимальне планування ділянки ВС шляхом обліку середнього завантаження основного технологічного устаткування в процесі виконання виробничого завдання.
На основі теоретичних положень методології реінжинірінгу діючих технологічних систем розроблені методики автоматизованого проектування організаційно-технологічної структури виробничої системи, автоматизованого проектування типових технологічних процесів, поелементного нормування допоміжного часу на операціях з використанням ручної праці, імітаційного моделювання виробничої системи, які дали змогу виконати науково обґрунтоване перепроектування діючих виробництв в рамках науково-технічного співробітництва з Харківськім науково-досліднім і проектно-конструкторським інститутом засобів технологічного устаткування "ВЕЛТ" та Харківськім верстатобудівнім заводі "ХАРВЕРСТ", що дозволило скоротити тривалість виконання виробничих завдань на 2 48% за рахунок перепланування ділянок механічної обробки і використання багатоваріантних структур технологічних процесів, знизити собівартість проектування на 40,6 66,7%, а собівартість виготовлення виробів зменшити на 12%. В результаті впровадження зазначених організаційно-технічних і конструкторсько-технологічних рекомендацій отримано економічний ефект в розмірі 595.65 тисяч гривень.