Совершенствование проектирования производственных единиц в условиях многономенклатурного производства



В статье рассмотрены вопросы проектирования производственных единиц в условиях многономенклатурного производства. Формализуется решение задачи выбора детали-представителя для определения приведенной программы выпуска на основе использования аппарата нечеткой логики. Применяемый подход позволяет более корректно производить расчеты по определению состава основного технологического оборудования производственных цехов (участков). Также имеются возможности для автоматизации анализа номенклатуры изготавливаемых изделий и производственных расчетов при проектировании планировок.

Ключевые слова: участки, деталь, программа выпуска.

При проектных расчетах производственных единиц (участки, линии, цеха и т. д.) основным исходным параметром является программа выпуска. Выделяют точную и приведенную программы выпуска. Для того, чтобы возможно было определить точную программу, необходим большой объем исходной информации, включающий детальную разработку технологических процессов изготовления всех деталей, входящих в номенклатуру. Такая ситуация в большей степени характерна для массового и крупносерийного типов производства [1,2].

Современное промышленное производство характеризуется снижением серийности выпуска и переходом к среднесерийному и даже мелкосерийному типам. Поэтому детальная разработка технологических процессов в данном случае нецелесообразна. Кроме того, снижение серийности порождает неустойчивую номенклатуру выпускаемых изделий. Поэтому для таких типов производства используют метод проектирования по приведенной программе [1,2].

При использовании методики проектирования по приведенной программе, необходимо определить деталь-представитель, для которой в дальнейшем будет разработан детальный технологический процесс, а все остальные будут приведены к детали-представителю посредством определения соответствующих коэффициентов приведения [3]. К данному объекту предъявляются следующие требования:

– выполняется свойство конструкторско-технологического подобия деталей в номенклатуре по размерам, массе и т. д.;

– деталь-представитель должна быть преобладающей по объему выпуска в номенклатуре;

– доля детали-представителя в общей трудоемкости изготовления выбранной номенклатуры деталей должна быть существенной.

Первым условием при формировании номенклатуры деталей проверяется ее равномерность [3]:

,

где — пределы изменения массы и объема выпуска деталей, которые входят в рассматриваемую номенклатуру. В случае невыполнения условий равномерности, дальнейшее решение задачи не имеет смысла.

Общая величина коэффициента приведения включает три составляющие [3]:

,

где — коэффициент, учитывающий массу детали;

— коэффициент, учитывающий объем выпуска детали в номенклатуре;

коэффициент, учитывающий трудоемкость изготовления;

Составляющие можно определить, используя следующие формулы:

,

где — масса рассматриваемой детали и детали-представителя;

,

где — объем выпуска рассматриваемой детали и детали-представителя, поправочный коэффициент;

,

где — квалитеты и среднеарифметические отклонения профилей соответственно.

Анализируя выражения для определения составляющих коэффициента приведения, можно сказать, что для детали-представителя должны выполняться следующие условия [3]:

Сам по себе процесс выбора детали-представителя целесообразно реализовать на базе нечеткой логики [4,5]. При этом в качестве входных лингвистических переменных будут использоваться значения K₁, K₂, P₁^α1 и P₂^α2.

Выходной переменной будет уровень детали в рассматриваемой номенклатуре S. Тогда искомую функцию нечеткой логики можно будет сформулировать при помощи системы правил, которая представлена в таблице 1.

Процесс вычисления является циклическим, т. е. сначала в качестве детали-представителя берется деталь 1 и определяется значения в таблице 1, потом вторая деталь и т. д.

Таблица 1

Функция нечеткой логики по выбору детали-представителя

Значения входных переменных	Значения выходной переменной
Если K1<1 и K2>1 и P1α1<1 и P2α2<1	S=«высокий»
Если K1>1 и K2>1 и P1α1<1 и P2α2<1	S=«средний»
Если K1<1 и K2<1 и P1α1<1 и P2α2<1	S=«средний»
Если K1<1 и K2>1 и P1α1>1 и P2α2<1	S=«средний»
Если K1<1 и K2>1 и P1α1>1 и P2α2>1	S=«средний»
Если K1>1 и K2<1 и P1α1>1 и P2α2>1	S=«ниже среднего»
Если K1>1 и K2>1 и P1α1<1 и P2α2>1	S=«ниже среднего»
…	…
Если K1<1 и K2>1 и P1α1<1 и P2α2>1	S=«ниже среднего»
Если K1>1 и K2<1 и P1α1>1 и P2α2>1	S=«высокий»

Алгоритм представлен на рис. 1.

Рис. 1. Алгоритм определения детали-представителя

На основе данного алгоритма была разработана компьютерная программа с использованием среды Borland Delphi 7.0. Пример вычисления приведен на рис. 2.

Рис. 2. Пример вычисления приведенной программы

Для оценки адекватности полученных результатов было проведено тестирование на 20 номенклатурах изделий. Было установлено, что результаты компьютерных и ручных вычислений сходятся на 100 %.

Литература:

1. Егоров М. Г. Основы проектирования машиностроительных заводов. — М.: Высшая школа, 1969. — 480 с.

2. Мельников Г. Н., Вороненко В. П. Проектирование механосборочных цехов. — М.: Машиностроение, 1990. — 351 с.

3. Ямпольский Е. С. Проектирование машиностроительных заводов и цехов: справочник в 6 томах. — М.: Машиностроение, 1974.

4. Заде Л. А. Понятие лингвистической переменной и ее применение к принятию приближенных решений: пер. с англ. — М.: Мир, 1976. — 168 с.

5. Кофман А. Введение в теорию нечетких множеств: пер. с франц. — М.: Радио и связь, 1982. — 432 с.