WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 | 2 || 4 |
  1. Накладные переменные затраты являются последней составляющей общей суммы затрат на ТОиР. К затратам данного вида относятся затраты на транспортировку запасных частей, агрегатов, расходных материалов и т.п. к месту проведения ремонта (если услуги по транспортировке оказывают сторонние подразделения), расходы на оплату услуг сторонних организаций (когда по данным счета невозможно однозначно определить сумму затрат на конкретный ремонт или обслуживание) и др. Сумма накладных переменных затрат определяется следующим образом:

,

где VCk – накладные переменные расходы на k-й ремонтный маршрут; FCku – накладные переменные расходы u-го вида на k-й ремонтный маршрут, ; VCu –накладные переменные расходы u-го вида; – ставка распределения накладных переменных расходов u-го вида на k-й ремонтный маршрут.

  1. Общая сумма затрат на проведение ТОиР по k-му ремонтному маршруту:

FAMk = PDVCk + FCk + VCk.

Логический уровень. Архитектура приложений

Архитектура комплексной ИСУ ТОиР ОПФ представлена на рис. 5.

Основные информационные потоки между прикладными системами, составляющими комплексную ИСУ ТОиР ОПФ:

  1. Из автоматизированной системы управления технологическими процессами (АСУТП) в систему управления активами предприятия (EAM-систему – Enterprise Asset Management) передается наработка агрегатов и узлов, значения технических показателей и др.
  2. Из EAM-системы в систему оперативного управления производством (MES-систему – Manufacturing Execution System) передаются данные об отказах оборудования, планы ТОиР. В обратном направлении – информация об участии оборудования в производственных заказах и приоритеты производственных заказов.

Рис. 5. Архитектура комплексной ИСУ ТОиР ОПФ

  1. Геоинформационная система (ГИС) предоставляет информацию EAM-системе о географическом положении объектов ОПФ (в том числе с отображением на карте). В то же время в ГИС можно получить необходимую информацию об объекте ОПФ, найденном на карте, из EAM-системы.
  2. Планы ТОиР могут экспортироваться в приложения по управлению проектами, например, MS Project.
  3. Обмен данными с системой планирования ресурсов предприятия (ERP-системой – Enterprise Resource Planning) в основном производится в области учета ресурсов (персонал, запасные части, расходные материалы), затрат на проведение ТОиР, расчетов с подрядными организациями, а также планирования выпуска готовой продукции.
  4. В качестве перспективного направления развития комплексной ИСУ ТОиР рассматривается вопрос об использовании аналитической системы на базе технологий OLAP и Data Mining, решающей задачу поиска неочевидных причин отказов оборудования на основе истории его эксплуатации, хранящейся в EAM-системе.

Уровень разработки. Бизнес-архитектура

В рамках диссертационного исследования разработана математическая модель планирования ТОиР ОПФ на основе прогнозирования его технического состояния.

Постановка задачи

Предприятие производит несколько видов продукции, для каждого из которых определены технологические процессы, имеющие несколько стадий передела, на которых, в свою очередь, выполняется определенный вид элементарных технологических операций. Каждый технологический процесс характеризуется пропускной способностью, которая равна минимальной пропускной способности входящих в технологический процесс переделов.

На предприятии имеется несколько групп оборудования, объединенных по функциональному признаку. Каждый из экземпляров оборудования, входящих в определенную группу, выполняет одинаковый набор элементарных технологических операций, при этом производительность экземпляров оборудования может быть неодинаковой. Для каждого экземпляра оборудования определен набор технических показателей, отражающих состояние этого экземпляра. Сотрудниками ремонтного подразделения предприятия на основе данных технической документации производителей оборудования и частично документированного опыта эксплуатации и ремонта подготовлены для каждого экземпляра оборудования 1) перечень неисправностей и нормы трудозатрат и расходных материалов на их устранение; 2) зависимости состояния каждого конструктивного элемента оборудования от его состояния в прошлом и от состояния других конструктивных элементов. Мониторинг технических показателей производится АСУТП в реальном времени. Исторические данные мониторинга технических показателей, а также достоверная информация о наработке на отказ каждого экземпляра оборудования отсутствуют.

Предполагается, что минимальный спрос на каждое наименование продукции предприятия точно установлен. В таком случае можно определить минимальную пропускную способность каждого передела для всех технологических процессов. Пропускная способность любого передела равна либо превышает установленную минимальную пропускную способность. Однако любой экземпляр оборудования может выйти из строя с некоторой вероятностью (зависит от текущего технического состояния, наработки, даты последних ремонтных работ), что может повлечь за собой недостаточность пропускной способности передела.

Установлено, что реальный спрос на некоторые наименования продукции предприятия превышает минимальный. Однако возможный их выпуск всегда ограничен максимальной пропускной способностью технического процесса.

Для предотвращения выхода оборудования из строя проводится его техническое обслуживание, стоимость и длительность которого установлены с достаточно небольшой погрешностью. Предполагается, что затраты на ТОиР всех экземпляров оборудования, вероятность отказа которых достаточна, превышают бюджет на эти цели. В таком случае сначала проводится ТОиР оборудования, вероятность отказа которого достигает критической.

Требуется определить, на обслуживание каких экземпляров оборудования выделить средства, при условии минимизации возможной упущенной выгоды и обеспечения минимального требуемого выпуска каждого наименования продукции.

Формализация

Целевая функция имеет следующий вид:

,

где n(Yn) – известная функция прибыли от выпуска n-го наименования продукции, ; Yn – выпуск n-го наименования продукции, ; Y*n – минимальный необходимый выпуск n-го наименования продукции, ; G – количество наименований продукции (количество технологических процессов); Wn(Yn) – минимальные средние затраты на ремонт оборудования за один период для n-го процесса, ; В – бюджет на ремонт оборудования; b – средний бюджет на ремонт оборудования за один период (под периодом понимается некоторый неделимый в рамках модели квант времени).

Целевая функция имеет вид задачи нелинейного программирования, которая решается методом множителей Лагранжа. Однако, вначале необходимо для каждого технологического процесса определить зависимость минимальных средних затрат на ремонт оборудования от выпуска продукции Wn(Yn). Эта зависимость определяется с помощью имитационной модели.

Максимизация прибыли будет достигаться за счет максимальных продаж наиболее прибыльных наименований продукции, спрос на которые превышает минимальный необходимый. Следовательно, необходима такая пропускная способность технологических процессов, выпускающих наиболее прибыльные товары, которая соответствует реальному спросу. Это требует определенных затрат на ремонт соответствующего оборудования. Учитывая ограниченность бюджета на ТОиР, минимальная необходимая пропускная способность каждого передела должна достигаться с минимальными затратами на техническое обслуживание.

Рассмотрим n-й технологический процесс производства продукции. Обозначим:

  • К – количество переделов технологического процесса;
  • Vj – количество экземпляров оборудования на j-м переделе, ;
  • Tj*(Y*) – минимальная необходимая пропускная способность j-го передела (определяется исходя из минимального необходимого выпуска продукции Y*), ;
  • Mij – производительность i-го станка j-го передела согласно технической документации;
  • Aj – размер склада полуфабрикатов для j-го передела: на каждом технологическом переделе существует возможность складирования избыточно произведенных полуфабрикатов в целях формирования страхового запаса и обеспечения ритмичности производства.

Для i-го контролируемого объекта оборудования j-го передела существует qij технических показателей, полностью определяющих его состояние:

Lij =,

где,.

Состояние конструктивного элемента оборудования определяется, исходя из динамки изменения его состояния и состояний смежных конструктивных элементов в прошлые периоды. При количестве рассматриваемых периодов, равном I, зависимость значения технического показателя в момент времени t от его значений и значений смежных показателей в прошлые периоды выражается следующим образом:

,,,.

Определение данной зависимости для каждого экземпляра оборудования возможно:

  1. с помощью регрессионных моделей – при наличии достаточных статистических данных;
  2. с использованием экспертных оценок – в противном случае.

Зависимость вероятности отказа Pij i-го экземпляра оборудования на j-м технологическом переделе от его текущего состояния представим в виде следующей функции:

Pij = f(Lij),,.

При отсутствии достаточных статистических данных об истории изменения состояния оборудования в процессе его эксплуатации Pij определяются с помощью экспертных оценок и представляется в виде:

,

где lmij – коэффициент, характеризующий значимость m-го технического показателя в общем состоянии станка, ;.

Для каждого технического показателя определен критический уровень его значения, сигнализирующий о неисправности соответствующего конструктивного элемента. Набор критических значений технических показателей выглядит следующим образом:

Lijкр = {,…,},,.

Аналогично, для каждого технического показателя задан рабочий диапазон значений:

Lijр = {,…,},,.

Под ТОиР оборудования будем понимать процесс мероприятий, направленный на приведение значений всех его технических показателей в рабочий диапазон.

Каждому виду профилактического обслуживания и ремонта соответствует ремонтный маршрут, задающий последовательность выполнения некоторых технологических операций, для каждой из которых заданы стоимость и продолжительность. Для них определены функции, характеризующие зависимость от текущего состояния оборудования:

  • стоимость: Zij = Zij (Lij),, ;
  • продолжительность Tij = Tij (Lij),,.

Для обеспечения требуемой пропускной способности с минимальными затратами на ТОиР необходимо определить условия, при которых требуется начинать ремонтные работы. Для этого введем понятие критической вероятности отказа i-го объекта оборудования j-го технологического передела Pijкр, представляющей собой значение вероятности отказа оборудования Pij, при котором следует немедленно приступать к выполнению ТОиР.

В контексте решаемой задачи необходимо найти оптимальные критические вероятности Pijкр, то есть такие вероятности, которые позволят, с одной стороны, минимизировать риски отказа оборудования по причине несвоевременного проведения ТОиР, обеспечивая тем самым минимальную необходимую пропускную способность Tj*(Y*), а с другой стороны, не допустить чрезмерных расходов.

Нахождение критических вероятностей аналитическим путем не представляется возможным, поэтому было принято решение применить инструментарий имитационного моделирования.

Описание имитационной модели

Введем дополнительные обозначения:

  • Fijt – фактическая производительность i-го станка j-го технологического передела;
  • Sjt – количество полуфабрикатов j-го технологического передела, находящееся на складе;

Согласно постановке задачи требуется обеспечить Tj*(Y*):

(1)

Входные данные:

  1. Pijкр устанавливаем равными нулю. Кроме того, указывается шаг, на который будет увеличиваться Pijкр (например, 0,01).
  2. Минимальный необходимый объем выпуска продукции Y*, определяющий минимальную необходимую пропускную способность Tj*(Y*).
  3. Размер склада полуфабрикатов для j-го передела Aj. Если возможность складирования отсутствует, Aj устанавливается равным нулю.
  4. Количество периодов моделирования N (при увеличении количества периодов достоверность расчетов повышается).

Алгоритм выполнения (отдельно для каждого технологического передела):

  1. Рассчитываются показатели (табл. 1) при заданных минимальных вероятностях Pijкр для каждой единицы оборудования. Если неравенство (1) выполняется, то для обеспечения минимального необходимого выпуска продукции проведение ТОиР не требуется. Иначе переходим к п. 2.

При этом, если, то полуфабрикатов поступает на склад.

Таблица 1

Расчетные данные

Станок

1

2

i

Vj

Вероятность поломки в следующем периоде

Pijt

Стоимость требуемого ремонта

Zijt

Время требуемого ремонта

Tijt

Производительность по паспорту

Mij

Запас на складе на начало периода

Sjt

Состояние (логический).

Работает / Не работает

Реальная производительность

Fijt=

Pages:     | 1 | 2 || 4 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»