Управление процессами в реальном времени

Содержание:

Условия выполнения процессов и их координации

2. Постановка и анализ формирования часовых графиков
3. Режимы координации процессов производства и монтажа изделий

Процессное управление

12.1. УСЛОВИЯ ВЫПОЛНЕНИЯ ПРОЦЕССОВ
И ИХ КООРДИНАЦИИ

Сформированный суточный план в изделиях, для которого имеются на складе требуемые изделия, не гарантирует их своевременной доставки, так как не учитывает следующие условия отгрузки, перевозки, разгрузки и монтажа изделий:

1. Изделия перевозятся не по одному, а комплектами. Поэтому в реальном времени необходимо планировать и контролировать процессы отгрузки, перевозки и монтажа изделий в комплектах изделий. Для этого надо иметь информацию о нормативном составе, характеристиках (вес, объем, габариты) и очередности отгрузки комплектов. Форма представления этой информации показана в табл.12.1.

2. Не все изделия, входящие в комплекты, должны быть смонтированы в планируемые сутки, но все они должны быть в наличии на складе. Так как часть поставленных на объект изделий помещается на склад при объекте строительства, то при формировании плана отгрузки следует учитывать, что часть плановых изделий уже может находиться на складе при объекте, будучи привезена в комплектах ранее.

Таким образом, проверка ограничения по наличию изделий на складах в этих условиях значительно усложняется, так как необходимо проверять, имеются ли на складе изделия, входящие в комплект, а при определении потребности учитывать, что некоторые изделия уже могут находиться на складе при объекте.

3. Для перевозки комплектов используется транспорт разного типа.
4. Заказы выполняются на объектах, находящихся на различных расстояниях от мест отгрузки изделий. Время доставки зависит от маршрута, возможных ситуаций на нем и от скорости движения.

Таблица 12.1 – Очередность отгрузки и характеристика комплектов

№ комплекта					…
Состав комплекта	a:2 b:1	e:1 c:2	r:3 s:2	m:2 d:2	…
Объем	GК1	GК2	GК3	GК4	…

 

При постановке и выборе методов и средств решения задач управления данной системой необходимо учитывать следующие требования:

1. Дополнительно контролировать запас изделий на складах объектов.
2. Потребность в изделиях планируемых суток дополнять изделиями, входящими в комплекты для перевозки, и вести учет состояния комплектации объектов, фиксируя отправленные комплекты.

3. Определять, сколько потребуется транспорта различного типа, для чего надо моделировать его движение с фиксацией времени прибытия на объекты с учетом расстояний, маршрутов движения, графиков работы участников процесса (начало и конец работы, перерывы на обед, технологические перерывы и т.д.).

4. Учитывать динамику процессов, выявляя возможные «узкие места» в местах отгрузки, когда одновременно надо отгружать комплекты для нескольких объектов. Так как из-за таких накладок могут возникать задержки поставок, то следует заранее корректировать графики поставки. Аналогично следует поступать и при нехватке транспорта. Надо принимать решение, кому в первую очередь отгружать комплекты изделий.

5. Учитывать вероятностный характер процессов и определять время в доверительных интервалах для обеспечения адекватности графиков реальным условиям.

6. Использовать геоинформационную систему, в которой должна храниться пространственная информация о размещении объектов и маршрутах перевозки изделий.

7. Учитывать функциональные и информационные связи задач управления, показанные на рис.12.1.

Рис.12.1. Ф ункциональная схема системы управления процессами
монтажа, отгрузки и перевозки изделий

12. 2. ПОСТАНОВКА И АНАЛИЗ
ФОРМИРОВАНИЯ ЧАСОВЫХ ГРАФИКОВ

Схема постановки формирования графиков приведена на рис.12.2.
Результатом планирования являются часовые графики движения транспорта, отгрузки и монтажа. Они позволяют:

1. Синхронизировать связанные разнородные процессы соответственно ограничениям и критериям оптимальности.

2. Учитывать и контролировать выполнение операций и соответственно организовывать работу руководящего персонала.

Основой планирования являются часовые графики монтажа. Затем, вспять процесса, определяются времена отправления транспорта с места отгрузки, время прибытия на место отгрузки, комплект изделий для погрузки, время прибытия на объект, время отправления транспорта с объекта и время выполнения операций с доставленными изделиями.

Рис. 12.2. Схема постановки задачи формирования часовых графиков

При планировании следует учесть следующие ограничения:
- по запасу изделий на складе объекта,
- по наличию транспорта разного типа,
- по средней скорости движения транспорта,
- по распорядку работы участников процесса.

Требования к проверке ограничений:
- необходимое количество транспорта различного типа должно сопоставляться с имеющимся парком машин,
- следует учитывать поступление в течение смены изделий на склад.
Выбор наилучшего решения должен осуществляться по следующим
критериям оптимальности:

1. Минимум простоев при выполнении работ по заказам.

2. Минимум сверхнормативных простоев транспорта при погрузке и разгрузке.

При выполнении графиков возможны различные сбои: поломки транспортных средств, изделий, непредусмотренные ситуации на объектах, задержки транспорта на дорогах, возникновение очередей из-за недисциплинированности водителей, особенно в ночные смены.

В этих условиях надо иметь резервы транспорта, позволяющие компенсировать отклонения от графиков. Кроме этого, должны быть использованы запланированные на годовом и месячном уровнях резервы производительности участников для ликвидации отставаний от графиков.

При автоматизированном управлении процессами в реальном времени участникам процессов может выдаваться непосредственная управляющая информация на каждое текущее событие, зафиксированное в графиках, – по какой дороге ехать транспорту, чтобы не попасть в «пробку», отмена следующей операции, если изменилась ситуация на объекте и т.п. Для этого необходимы средства связи с информационной системой.

12.3. РЕЖИМЫ КООРДИНАЦИИ
ПРОИЗВОДСТВА И МОНТАЖА ИЗДЕЛИЙ

Следящий режим. В этом режиме план выпуска изделий на текущие сутки формируется, исходя из потребности в них в следующие за текущими сутками. Для иллюстрации этого в табл. 12.2 приведен фрагмент значений показателей для одной марки изделия по суткам в штуках. При реализации таким образом запланированного процесса возникнет нехватка изделий для поставки на монтаж в третьи и в четвертые сутки, что приведет к простою бригад и оборудования на монтаже.

Таблица 12.2 – Иллюстрация следящего режима

Показатели
1. Потребность
2.Мощность оборудования
3.Суточный план выпуска
4.Запас склада	4-4=0	3-3=0	2-2=0	4-5=-1	4-6=-2	4-4=0
5.Нехватка

 

Упреждающий режим. Выпуск изделий планируется с учетом их потребности на монтаже в последующие несколько суток. Это позволит заранее выявить ситуации, когда потребность в изделиях будет превышать суточные возможности их производства и предусмотреть их упреждающий выпуск и складирование.

В табл.12.3 приведен фрагмент значений показателей по суткам в штуках для упреждающего режима, в котором при планировании выпуска одной марки изделия используется информация о потребности в изделиях на 5 суток вперед. Как видно из примера, имеющиеся мощности оборудования обеспечивают возможность создания запаса изделий для бесперебойной поставки изделий одной марки потребителю.

Таблица 12.3 – Иллюстрация упреждающего режима

Показатели
1.Потребность
2.Мощность оборудования
3.Суточный план выпуска
4.Запас склада	4-4=0	4-3=1	1+4-2=3	3+4-5=2	2+4-6=0	4-4=0
5.Нехватка

 

Однако, если используются универсальные агрегаты, которые могут выпускать изделия разных марок, то такое посуточное планирование может приводить к потерям на производстве. Это связано с тем, что для перехода от выпуска одной марки изделия к другой необходимо остановить производство и осуществить переналадку агрегата.

Данная ситуация показана в табл.12.4, где агрегат одновременно может выпускать либо изделие марки а₁, либо марки а₂. Здесь ежедневно должна быть проведена переналадка агрегата, что отмечено крестиками в соответствующей строке. В данном примере надо осуществить 6 переналадок. Стрелки демонстрируют вариант слежения за потребностью.

Таблица 12.4 – Планирование для универсальных агрегатов

Показатели	Марка
1.Мощность оборудования	а1 или а2
2.Потребность	а1 а2		4		4		4
3.Суточный план (вар.1)	а1 а2				4				…
4. Переналадки			+	+	+	+	+	+

 

Для минимизации количества переходов с выпуска изделий одной марки на выпуск изделий другой марки, а, значит, и количества переналадок агрегата, надо создавать и поддерживать такой запас изделий на складе, при котором завод может автономно планировать свою работу в течение определенного интервала времени. В этом случае будет иметь место опережение производства относительно монтажа на этот интервал автономности.

В табл.12.5 показано планирование с опережением на трое суток. В этом случае на складе формируется такой запас изделий, который в каждом интервале опережения обеспечивает бесперебойную поставку изделий на монтаж. А завод в этом интервале производит изделия, ориентируясь на потребность следующего интервала опережения. Это позволяет перейти к выпуску изделий партиями, что уменьшит количество переналадок и тем самым уменьшит потери на производстве, вызываемые простоями бригад и оборудования при переналадке агрегатов. В приведенном примере требуется выполнить всего 2 переналадки в рассматриваемом периоде времени. Стрелками показано движение изделий с завода на склад и далее на монтаж.

 

Таблица 12.5 – Планирование с опережением производства

Показатели	Марка
1.Мощность оборудования	а1 или а2
2.Потребность	а1 а2		4		4		4	4
3.Запас склада	а1 а2	4	4		8	8	8
4.План выпуска (вар.2)	а1 а2								…
5. Переналадки	а1 а2			+			+

 

Схемы ориентации планов во времени для рассмотренных режимов приведены на рис.12.3.

Завод

СЛЕДЯЩИЙ РЕЖИМ

Монтаж

Завод

31

1

УПРЕЖДАЮЩИЙ РЕЖИМ

Монтаж

Завод

3

5

РЕЖИМ С ОПЕРЕЖЕНИЕМ

Монтаж

Рис. 12.3. Схемы ориентации планов во времени