Індивідуальне завдання 2

оптимізація планування цехів та ділянок

Умова завдання

Виконати розрахунки по оптимізації планування робочих місць предметно-предметно-замкнутої ділянки механообробного цеху.

Організація виробничого процесу в просторі припускає створення раціонального планування цехів, ділянок, складів, а також раціональне розміщення встаткування і робочих місць у них.

У самому загальному виді значення планування устаткування полягає в тім, що воно впливає на розмір транспортних витрат, на собівартість продукції, на капіталовкладення, на прямоточність, безперервність і ритмічність виробничого процесу.

Планування устаткування виробничої ділянки впливає на результати його роботи. Розміщення устаткування визначає довжину транспортних шляхів при виготовленні продукції, обсяг вантажообігу цеху.

Під вантажообігом розуміється загальний обсяг транспортних робіт на ділянці. Зі збільшенням довжини транспортного шляху зростає кількість потрібних транспортних засобів, збільшуються капітальні вкладення в ці засоби й витрати по їх експлуатації, що приводить до росту собівартості продукції. Крім того, зі збільшенням довжини транспортування виробів росте тривалість циклу їхнього виготовлення, збільшується розмір і вартість незавершеного виробництва підприємства, а, отже, і вкладення підприємства в оборотні засоби

Таким чином, критерієм кількісної оцінки того або іншого варіанта планування може бути обсяг вантажообігу. У такому показнику відбитий вплив найважливіших факторів: номенклатури деталей, закріплених за предметно-замкнутою ділянкою; програми випуску, ваги деталей, маршруту обробки.

Математична формалізація завдання

У процесі виготовлення залежно від варіантів планування ділянки деталі проходять різний шлях Lі(j), де Lі (j)- загальна довжина транспортного шляху за весь цикл виготовлення і-го найменування деталі при j-му варіанті планування.

m

∑ Li (j) - сумарний шлях деталей ділянки;

i=1

m

Qi = ∑ Ni * gi* Li (j) - сумарний вантажообіг ділянки, залежить від

i=1 плану розташування робочих місць на ділянці;

m - кількість закріплених за ділянкою деталей;

Ni - програмне завдання по і-му найменуванню деталі;

gi - вага і-ої деталі.

Завдання формулюється в такий спосіб.

Потрібно розмістити Со робочих місць на площадці ділянки так, щоб звести до мінімуму вантажообіг ділянки, тобто знайти планування робочих місць jо , що забезпечує Q (jо) min.

Для рішення сформульованого завдання запропоновано метод спрямованого перебору - метод перестановки, заснований на наближенні до оптимуму за допомогою транспозицій матриць.

Методичні вказівки

В процесі виконання роботи необхідно:

1. Визначити вантажообіг ділянки за вихідними даними стосовно до первісно досліджуваного плану розміщення встаткування на ділянці.

2. Визначити вантажообіг ділянки при варіанті плану розташування устаткування, зазначеного викладачем.

3. Порівняти отримані варіанти й зробити висновки щодо впливу на собівартість продукції й цикл виготовлення виробів.

Методику виконання завдання розглянемо на прикладі первісно досліджуваного плану розміщення встаткування на ділянці.

Нехай на предметно-замкнутій ділянці механічного цеху виготовляються деталі А, Б, В, Г, Д.

Планово- технологічні дані по цих деталях наведені в табл.2.1.

Таблиця 2.1.

Планово- технологічні дані

Познач. деталі	Програма випуску Ni,шт	Вага деталі gi ,кг	Вага на програму Ni gi , т	Послідовність виготовлення зо робочими місцями
А	2000	2,5	5,0	1-3-5-4-2-7
Б	1000	10	10,0	1-2-3-4-7
В	5000	5,0	25,0	1-6-2-4-5-7
Г	6500	2,0	13,0	1-2-6-3-7
Д	8000	1,0	8,0	1-2-3-4-5-6-7

Розташування площадок для розміщення робочих місць на ділянці зафіксовано матрицею відстаней між площадками у вигляді табл. 2.2.

Таблиця 2.2.

Матриця відстаней між площадками

№ площадок	І	ІІ	ІІІ	ІV	V	VІ	VІІ
І	0	2	6	8	12	14	18
ІІ	2	0	8	6	14	12	20
ІІІ	6	8	0	2	6	8	12
ІV	8	6	2	0	8	6	14
V	12	14	6	8	0	2	6
VІ	14	12	8	6	2	0	8
VІІ	18	20	12	14	6	8	0

Умовно виділимо й позначимо наступні робочі місця:

1 - комора;

2 - фрезерний верстат;

3 - токарський верстат;

4 - розточувальний верстат;

5 - свердлильний верстат;

6 - шліфувальний верстат;

7 - комора.

Варіант первинно-дослідного плану розміщення устаткування на ділянці

П = 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, коли

на І площадці розміщене 1-е робоче місце;

ІІ площадці розміщене 2-е робоче місце й т.д.

На підставі даних табл. 2.1. складемо шахову відомість у вигляді табл.2.3.

Таблиця 2.3.

Шахова відомість

Живильні робочі місця	Споживаючі робочі місця
	1	2	3	4	5	6	7	Усього
1	-	10+13+8=31	5	0	0	25	0	61
2	0	-	10+8=18	25	0	13	5	61
3	0	0	-	10+8=18	5	0	13	36
4	0	5	0	-	25+8=33	0	10	48
5	0	0	0	5	-	8	5	38
6	0	25	13	0	0	-	8	46
7	0	0	0	0	0	0	-	0
Усього	0	61	36	48	38	46	61

Шахову відомість (табл.2.3.) складаємо на підставі технологічних маршрутів виготовлення деталі з урахуванням їх ваги на річну програму випуску. З цією метою, наприклад, відповідно до технічного маршруту деталі А: 1-3-5-4-2-7 - річна вага всіх деталей А записується в клітки 1-3, 3-5, 5-4, 4-2, 2-7 (табл.2.3.). По деталі Б (маршрут 1-2-3-4-7) величина Ni gi = 10,0 заноситься в клітки 1-2, 2-3, 3-4 й 4-7 (табл.2.3.). Аналогічні записи вчиняються по всіх решті деталях ділянки.

Підсумок у кожній клітці показує загальну масу всіх деталей, передані з одного робочого місця на друге. Наприклад, цифра 31 у клітці 1-2 показує, що за рік з комори (робоче місце № I) на робоче місце № 2 надходять деталі загальною масою 31т. При цьому маса деталей, що надходять на робоче місце (підсумок по вертикалі), дорівнює масі деталей, які передані із цього робочого місця на інше (підсумок по горизонталі).

Підсумкові дані шахової відомості представляємо у вигляді матриці мас табл. 2.4.

Таблиця 2.4.

Матриця мас

№	1	2	3	4	5	6	7
1	0	31	5	0	0	25	0
2	0	0	18	25	0	13	5
3	0	0	0	18	5	0	13
4	0	5	0	0	33	0	10
5	0	0	0	5	0	8	25
6	0	25	13	0	0	0	8
7	0	0	0	0	0	0	0

Далі визначаємо вантажообіг ділянки при цьому варіанті планування.

Для цього накладемо матрицю відстаней на матрицю мас, перемножимо значення в клітках матриці й складаючи отримані величини, визначаємо сумарний вантажообіг ділянки при цьому варіанті планування.

Розрахунок виконаємо у вигляді табл. 2.5.

Таблиця 2.5.

Розрахунок вантажообігу ділянки

№	1	2	3	4	5	6	7	Разом
1	0	31*2=62	5*6=30	8*0=0	12*0=0	14*25=350	18*0=0	442
2	0	0*0=0	8*18=144	6*25=150	14*0=0	12*13=156	20*5=100	550
3	0	8*0=0	0*0=0	2*18=36	6*5=30	8*0=0	12*13=156	222
4	0	6*5=30	2*0=0	0*0=0	8*33=264	6*0=0	14*10=140	434
5	0	14*0=0	6*0=0	8*5=40	0*0=0	2*8=16	6*25=150	206
6	0	12*25=3000	5*13=104	6*0=0	2*0=0	0*0=0	8*8=64	468
7	0	0	0	0	0	0	0	0
Разом		392	278	226	294	522	610	2322

Для визначення найбільш оптимального варіанта розміщення робочих місць скористаємося методом перестановок .

У методі перестановок «оптимальний» варіант планування відшукується за допомогою впорядкованого (спрямованого) перебору щодо вихідного , початкового планування устаткування.

Рішення завдань планування устаткування є різноманітні. Кількість важливих варіантів розташування устаткування «П» на ділянці з «К» верстатів визначається кількістю можливих сполучень П= К.

Тривалість знаходження оптимального планування устаткування на ділянці методом перестановок не дозволяє в межах часу виконання лабораторної роботи вирішувати все завдання оптимізації планування від початку по кінця.

У даній роботі пропонується завершити розрахунки вантажообігу стосовно до варіантів перестановки встаткування по робочих місцях, наведеним у табл. 2.6.

Таблиця 2.6.

Розрахунки вантажообігу

№ варіанта	Розміщення устаткування по площадках
1	1, 3, 6, 4, 2, 5, 7
2	1, 6, 3, 4, 2, 5, 7
3	1, 5, 4, 6, 2, 3, 7
4	1, 3, 2, 4, 6, 5, 7
5	1, 6, 2, 4, 3, 5, 7
6	1, 6, 2, 3, 5, 4, 7
7	1, 6, 2, 5, 3, 4, 7
8	1, 6, 2, 3, 4, 5, 7
9	1, 6, 2, 5, 4, 3, 7
10	1, 6, 2, 4, 3, 5, 7
11	1, 6, 2, 4, 5, 3, 7
12	1, 3, 2, 6, 4, 5, 7
13	1, 3, 2, 5, 4, 6, 7
14	1, 3, 2, 4, 5, 6, 7
15	1, 5, 6, 4, 2, 3, 7
16	1, 5, 2, 3, 4, 6, 7
17	1, 5, 2, 4, 6, 3, 7
18	1, 4, 3, 6, 2, 5, 7
19	1, 4, 6, 3, 2, 5, 7
20	1, 4, 2, 5, 3, 6, 7
21	1, 4, 5, 2, 6, 3, 7
22	1, 2, 3, 6, 4, 5, 7
23	1, 2, 6, 4, 3, 5, 7
24	1, 2, 6, 3, 5, 4, 7
25	1, 5, 4, 2, 3, 6, 7
26	1, 3, 4, 2, 6, 5, 7
27	1, 3, 5, 2, 4, 6, 7
28	1, 3, 2, 4, 6, 5, 7
29	1, 5, 6, 2, 4, 3, 7
30	1, 2, 6, 3, 5, 4, 7