Моделирование производственных процессов

Введение

В сегодняшней специализированной литературе, а также многими другими авторами, исследуются на практике и предоставляются решения очень сложных процессов регулирования производства на базе передовых разработок, что способно снизить трудовые затраты и затраты времени, а также дает возможность «наглядного проигрывания» для того чтобы можно было принять верное решение.

Возникновение новых технологий и разработок предоставляет возможность существенного выигрыша в качестве и точности выполнения, причем технологические процессы превращаются в более простые, а экономическая составляющая может гарантировать быструю окупаемость за счет понижения себестоимости продукции.

Сегодня значительное внимание в сфере производства уделяется усовершенствованию оборудования, но по сути, автономная производительность оборудования и уровень его совершенства не способны учесть объем партий, затраты времени на передачу деталей между станками. Самые существенные затраты в технологической цепочке затрачиваются именно на производство. Статическое моделирование не может дать полноценного ответа на многочисленные вопросы, а выходом из этой ситуации является переход к комплексному, имитационному моделированию производственных процессов.

Создав подобную модель, специалисты получают возможность просмотреть во времени как одно испытание, так и некоторое их множество. Как правило, имитационные модели формируются для того, чтобы найти оптимальное решение в условиях ограничений по ресурсам, когда иные математические модели представляются чересчур сложными.

Моделирование производственной системы используется в тех случаях, когда выполнение экспериментов с физической, то есть, реальной системой, является невозможным или нецелесообразным. Имитационное моделирование производственных процессов способно связать все сферы производства изделия, а именно:

1. Процесс разработки производственного процесса.
2. Процесс моделирования производственного процесса и технологическую подготовку производства.
3. Процесс управления производством.

По итогам подобного моделирования может быть осуществлена регламентация параметров передвижения заготовок и деталей. Итоги имитационного моделирования не определяются по математическим формулам, как это делается при использовании аналитических моделей, а выступает как продукт статистической обработки информационных данных, которые наблюдаются и фиксируются в процессе работы моделирующей программы. Имитационная модель в качестве объекта измерений в отличие от реальных систем, считается полностью доступной системой.

Моделирование производственных процессов

Каждое исследование, которое связано с использованием имитационного моделирования, состоит из следующих основных этапов:

1. Этап разработки абстрактной модели.
2. Этап реализации модели с применением программных продуктов.
3. Этап выполнения анализа модели.
4. Этап осуществления экспериментов с действующей моделью.
5. Этап оценки итоговых результатов.

В качестве объекта моделирования могут служить промышленные, системы логистики, транспортные и иные системы. Моделирование производственных систем обладает следующими возможностями:

• позволяет заранее выявить и устранить проблемы, которые могут проявиться на этапе пуско-наладочных работ и потребуют финансовых и временных затрат;
• позволяет уменьшить инвестиции в производство при сохранении параметров производительности;
• позволяет реализовать оптимизацию производства и выбор самого рационального решения из многих возможных вариантов. 

Имитационная модель производственных процессов может быть представлена как модель «черного ящика». Эта форма модели используется на этапе планирования и осуществления численных экспериментов с моделью. На выходе должны быть получены данные о количестве сделанных деталей, времени выпуска продукции, а также данные об уровне загрузки оборудования. Методика имитационного моделирования предоставляет возможность имитации выполнения процесса в таком виде, как будто он происходит в реальности, но в ускоренном режиме. В производственном процессе фактически всегда могут возникать задержки, которые связаны с тем, что может поступить более приоритетная задача, требуемые сотрудники могут быть заняты, или своевременно необеспеченны необходимые поставки материалов.

В качестве примера можно привести моделирование производственного процесса на участке механического цеха, на котором выполнена модернизация оборудования и поставлено шесть токарно-фрезерных обрабатывающих центров. Моделирование производственного процесса может быть реализовано, например, при помощи программного продукта Tecnomatix Plant Simulation. Данная программа позволяет осуществлять управление производством деталей, а также сборочных единиц. Функциональный набор пакета предоставляет возможность реализации следующих действий:

1. Задание и проверка последовательности сборки изделия.
2. Моделирование определенных операций и потоков материалов для оптимизации производственных процессов.
3. Задание времени на исполнение каждой операции.
4. Проверку производительности линий и ритмичности производственных процессов.
5. Осуществление анализа стоимости изделия и производственных затрат.
6. Планирование производственной программы на базе имеющихся данных о предприятии.
7. Получение в режиме реального времени информации об исполнении производственных процессов и отклонениях от планов.

На рисунке ниже изображен фрагмент имитационной модели производственного процесса на участке механического цеха, который выполнен при помощи пакета Plant Simulation.

Рисунок 1. Фрагмент имитационной модели производственного процесса на участке механического цеха, который выполнен при помощи пакета Plant Simulation. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Компоненты SingleProg модели предназначены для обозначения отдельных операций технологического процесса.