Оренбургский государственный университет

Разработка методологии создания высокоэффективных производственных систем нового поколения с заданными свойствами

Номер проекта 1.4.06

Руководитель проекта А.Н. Поляков

Доказано: возможность синхронизации пропускной способности локальных гибких производственных ячеек (ГПЯ) и смежных производственных подразделений ГПС; анализ различных способов оценки производительности ГПЯ; новый подход к выбору технических параметров оборудования и режимов эксплуатации ГПЯ, исходя из пропускной способности заменяемого производственного участка и технологических особенностей изделий; закономерности изменения показателей эффективности функционирования ГПЯ в зависимости от количества и параметров технологического и сервисного оборудования; зависимости между изготавливаемыми изделиями, параметрами оборудования, режимами эксплуатации и производительностью ГПЯ; способ минимизации количества единиц взаимозаменяемого технологического оборудования в ГПЯ за счет уточнения плановых показателей загрузки, длительности цикла безлюдной работы, технических параметров устройств смены заготовок и количества транспортных средств; способ минимизации внутрицикловых потерь при функционировании ГПЯ, состоящий в согласовании параметров технологического и сервисного оборудования; новый метод автоматизированного синтеза расписаний, основанный на использовании эмпирических алгоритмов для моделирования работы оборудования и генетических алгоритмов для поиска оптимальной по текущим критериям очереди запуска заготовок в обработку; компьютерная модель работы гибкой производственной системы, состоящей из произвольного числа гибких производственных модулей различного функционального назначения, транспортных средств и накопителей разной компоновки; формализованное описание процедур оптимизации очереди запуска изделий в обработку, основанных на применении генетического алгоритма, целевая функция в котором рассчитывается по результатам моделирования работы ГПС; новый показатель для оценки расписания — эффективность выпуска изделий в виде математического выражения, учитывающего плановую и фактическую трудоемкость изготовления изделий; закономерности влияния генетических операторов на процесс оптимизации и точность получаемого JIT — расписания, выявленные с использованием разработанной компьютерной модели; результаты натурных тепловых испытаний фрезерно-сверлильного станка DeckelFP3 и многоцелевого станка 400V на различных режимах работы (непрерывный режим работы на разных частотах; повторно-кратковременный режим с хаотичным изменением частот; повторно-кратковременный режим с регулярным изменением частот; режим нагрев-остывание); метод прогнозирования термодеформационного состояния станков, работающих в условиях переменных тепловых режимов работы; метод базируется на геометрическом сложении элементарных функций, описывающих процессы нагревания и остывания, происходящих в несущей системе станка.

Разработано: методика формирования технического предложения на создание ГПЯ, исходя из сложившейся или заданной пропускной способности предприятия; алгоритм имитационного моделирования работы ГПС с широким диапазоном структурно-параметрической настройки производственного оборудования и маршрутных технологических процессов; новая версия ранее разработанной программы Fania как средства поддержки принятия решений, включающей:

а) учет при моделировании ГПЯ нескольких транспортных средств;

б) учет случайного приращения длительности технологических и транспортных операций;

в) аналитический расчет технологического оборудования под требуемую пропускную способность ГПЯ с уточнением требований по плановой загрузке и длительности цикла смены заготовок; генетический алгоритм поиска оптимального расписания работы ГПЯ, основанный на порядковом представлении операторов кроссинговера с применением двух вариантов операторов скрещивания и трех стратегий окончания поиска; программное средство "Расписание", позволяющее по заданным моментам выпуска изделий произвольной номенклатуры и в зависимости от состава и параметров производственного оборудования рассчитать требуемые моменты запуска заготовок в обработку по разным критериям эффективности функционирования ГПС; специализированная методика использования CAE-систем для проведения инженерного анализа НСС — компонента ГПС, выполняемого при глубокой модернизации или создании новых средств технологического оснащения на этапе проектирования ГПС с заданными свойствами. Особенностью методики является использование встроенного в CAE-систему языка программирования.