3.1 Обоснование целесообразности разработки задачи
Задача "Расчет параметров производства для изготовления изделия" входит в систему технической подготовки производства. Техническая подготовка производства является одной из важнейших функций предприятия и предназначена для проведения комплексной подготовки производства к освоению и выпуску новых или модернизируемых изделий. Назначение данного объекта автоматизации - повышение качества решения задач технической подготовки производства за счёт проведения технических и экономических обоснований получаемых результатов ; снижение стоимости цикла действующей технической подготовки производства , уменьшение времени и стоимости решений технической подготовки производства, выработка нормативных данных для подсистем АСУП.
Техническая подготовка к изготовлению изделия начинается с получения исходных документов на изготовление новых изделий, организацию нового и совершенствование действующего производства. К числу таких документов относятся: чертежи изделия, план производства изделий, директивные указания по выпуску новых видов продукции, план реконструкции предприятия и другие. Техническая подготовка ведётся :
а) для основного производства :
при освоении выпуска нового изделия;
при модернизации и совершенствовании освоенных изделий;
при увеличении объёма выпуска освоенных изделий;
при реализации планов совершенствования технической подготовки производства;
б) для вспомогательного производства ( инструментальное, ремонтное, транспортное, складское хозяйство и т.п. ) - в тех же случаях, что и для основного.
Техническая подготовка к производству изделий на всех предприятиях нашего города. На ОАО " ИРЗ" производство основано на выпуске радиотехники, поэтому для того, чтобы комплексно подготовить производство к изготовлению новых или модернизируемых изделий, а также повысить качество решения задач технической подготовки производства за счёт проведения технических и экономических обоснований получаемых результатов, существуют на заводе службы, которые и занимаются технической подготовкой производства. Непосредственно технической подготовкой производства новых изделий занимается отдел АСУП. Организационная структура отдела АСУП показана в Приложении № 8.
1. Функции бюро постановки и алгоритмизации (БПА) и бюро программного обеспечения (БПО):
разработка программного обеспечения в соответствии с "Требованиями к программному обеспечению для ПЭВМ" (ИВЦ 00 030 105 И);
передача в БИО, БНХ, ЛОИ законченных техпроцессов (т/п) вместе с полным комплектом документации на МД;
определение совместно с БИО, БНХ порядка копирования файлов ( на этапе опытной эксплуатации);
проведение опытной эксплуатации;
определение порядка работы после аварийного восстановления нормативно - справочных баз (НСБ);
определение порядка контроля правильности прохождения т/п;
копирование исходных текстов программ и документации.
2. Функции бюро информационного обеспечения (БИО), бюро нормативного хозяйства (БНХ):
выполнение закрепленных т/п;
выдача в маш. зал заданий на выполнение т/п;
распределение файлов между физическими дисками (на этапе опытной эксплуатации - совместно с БПА, БПО, далее самостоятельно);
копирование файлов и прикладного математического обеспечения (ПМО);
проведение учебы в машинном зале по передаваемым т/п;
ведение учета состояния НСБ;
восстановление файлов и ПМО;
дополнение требований к контролю правильности прохождения т/п;
проведение опытной эксплуатации;
организация обмена информацией в общезаводской ЛВС;
подача ежемесячных заявок на работу ЛВС.
3. Функции бюро обработки информации (БОИ):
подготовка информации в системе подготовки данных СПД;
прием и ввод дискет с входной информацией;
выполнение закрепленных т/п;
выдача заданий в машинный зал на запись МЛ, ГМД и МЛ с СПД;
перезапись файлов из системы подготовки данных на ката-
лог заказчика;
копирование файлов и ПМО;
восстановление файлов и ПМО.
4. Функции группа системных программистов (ГСП):
генерация новых версий СМО;
аварийное восстановление системного математического обеспечения (СМО);
сопровождение СМО;
установление прав пользователей;
определение состава стандартного МО;
обеспечение пользователей сети новыми версиями стандартного МО, в том числе антивирусными программами.
5. Функции бюро обслуживания периферийной техники (БОПТ):
выполнение закрепленных т/п по заданиям БИО, БНХ, ЛОИ;
обеспечение бумагой.
6. Функции бюро обслуживания универсальных ЭВМ (БОУЭВМ):
профилактика и ремонт вычислительной техники из номенклатуры ЕС ЭВМ по утвержденному графику.
3.2 Характеристика задачи
Подсистема " Расчет параметров изготовления изделия " предназначена для расчета цикловых параметров изготовления изделия. Эта подсистема относится к задачам создания модели производственного процесса. Её функцией является определение последовательности изготовления элементов изделия во времени и пространстве.
Предположим, что на предприятии утверждён квартальный план по производству какого - либо изделия. Данное изделие состоит из отдельных детале - сборочных единиц (ДСЕ) частично или полностью производимых также на этом предприятии. Для того, чтобы успеть произвести данное изделие в заданный срок, необходимо вовремя получить все входящие в него ДСЕ. Причём, различные ДСЕ имеют разные циклы изготовления и различное опережение (ведь ДСЕ могут входить друг в друга и ДСЕ нижнего уровня должны быть изготовлены раньше, чем ДСЕ высшего уровня).
Таким образом, необходимо выявить ДСЕ с максимальным опережением, то есть ту деталь, с которой необходимо начать производство изделия. Одновременно определяется цех - изготовитель по каждой ДСЕ. Причём цехов - изготовителей может быть несколько для одной ДСЕ ( максимальное количество - три ). При этом опережение ДСЕ рассчитывается каждый раз с учётом длительности обработки данной ДСЕ в каждом из цехов - изготовителей. Учитывая календарно - плановые нормативы, рассчитывается конкретная дата начала изготовления для каждой входящей в изделие ДСЕ и строится машинограмма, в которой указаны следующие параметры:
дата построения машинограммы;
номенклатурный номер изделия;
длительность цикла изготовления изделия;
обозначение каждой ДСЕ, входящей в изделие;
цех - изготовитель ДСЕ;
длительность цикла изготовления ДСЕ;
число дней опережения начала производства данной ДСЕ по отношению к плановой дате выпуска готового изделия;
плановая дата выпуска готового изделия.
Данная подсистема прекращает свое решение после получения пользователем вышеперечисленной информации по любому желаемому изделию, входящему в номенклатуру выпуска на предприятии.
Из всего вышесказанного можно уяснить, что объём обрабатываемой информации очень велик. Входной информацией служат файлы календарно - плановых нормативов, классификаторы заказов, применяемости ДСЕ в заказах, перечней отобранных заказов, цехов - изготовителей, состава сборочных единиц в части ДСЕ. Все эти файлы имеют большой объём, и об обработке их вручную не может быть и речи.
Автоматизируя представленную задачу, можно добиться следующего:
снижения трудоёмкости работ;
сокращения стоимости работ;
сокращения сроков технической подготовки производства;
повышения уровня организации и улучшения качества технической подготовки производства;
создания предпосылок рациональной организации хода производственного процесса на предприятии.
На сегодняшний момент на АО "ИРЗ" не существует программы по расчету таких параметров изготовления изделия , поэтому решение данной задачи является очень актуальным.
Для осуществления решения этой задачи необходим следующий комплекс технических средств:
персональный компьютер типа IBM PC AT/XT;
дисплей типа EGA или VGA, желательно с защитным устройством;
клавиатура, совместимая с IBM;
принтер типа EPSON;
жесткий магнитный диск с объемом памяти не менее 40 Мбайт;
НГМД 3,5" или 5,25".
Эта задача должна выполняться под управлением системы управления базами данных. За счет этого достигается оперативность ввода и корректировки. Используемая СУБД должна отвечать следующим требованиям:
простота создания новых баз данных;
возможность корректировки отдельных полей;
частичная логическая независимость представления данных;
полная физическая независимость представления данных;
использование диалоговых режимов работы.
Всем вышеперечисленным требованиям удовлетворяет система управления базами данных FOXPRO версии 2.0 и выше. Это программное обеспечение и рекомендуется для осуществления решения задачи по расчету параметров производства для изделий.
3.4 Информационная база задачи
Для реализации решения данной задачи необходима следующая нормативно-справочная информация :
1. Классификация кодов заказов:
обозначение сборочной единицы;
номер заказа;
порядковый номер ( по производству данной детале-сборочной единицы) цеха - изготовителя;
цех - изготовитель;
наименование заказа;
дата корректировки;
код изменений.
Эти данные находятся в файле базы данных ZAKAZ.DBF. Структура данного файла представлена в таблице 3.1.
Таблица 3.1
Структура файла ZAKAZ.DBF
№
Наименование реквизита
Имя поля
Тип
Длина
1
Обозначение СЕ
SE
символьный
24
2
Номер заказа
ZAK
символьный
6
Данная база данных формируется на основании оперативной информации о количестве сборочных единиц, деталей, стандартных изделий, комплектов и прочих изделий, которые на данный момент имеются на АО " ИРЗ ".
2. Информация о номенклатуре и количестве всех применяемых в изделии составных частей:
обозначение детале - сборочной единицы;
направление расхода;
признак детали ( документ, сборка, спецификация и т.п.);
номер заказа;
вариант поставки;
опережение;
номер комплекта;
количество в заказе;
номер итерации( уровень вхождения );
признак замены( истории );
признак заказа;
цех - получатель;
порядковый номер цеха - изготовителя.
Эти данные находятся в файле базы данных PRIM.DBF. Структура данного файла представлена в таблице 3.2.
Таблица 3.2
Структура файла PRIM.DBF
№
Наименование реквизита
Имя поля
Тип
Длина
1
Обозначение ДСЕ
DSE
символьный
24
2
Направление расхода
NR
символьный
1
3
Признак детали
PRD
символьный
1
4
Номер заказа
ZAK
символьный
6
5
Вариант поставки
VP
символьный
2
6
Порядковый номер цеха -изготовителя
PNCI
символьный
1
7
Цех -изготовитель
CI
символьный
3
8
Цех -получатель
CP
символьный
3
9
Максимальное опережение
OPER
числовой
3
10
Номер комплекта
NK
числовой
8
11
Количество в заказе
KOL
числовой
9
12
Номер итерации
NI
числовой
2
13
Признак замены (истории)
PZI
символьный
1
14
Признак заказа
PZ
символьный
1
Данная база формируется на основании исходных данных, содержащихся в первичных конструкторских документах - единичных и групповых спецификациях, оформленных с учётом требований обработки информации на ЭВМ.
3. Календарно - плановые нормативы:
- обозначение детале - сборочной единицы;
- цех - изготовитель;
- порядковый номер цеха - изготовителя;
- цикл;
- партия;
- максимальное опережение;
- номер уровня.
Эти данные находятся в файле базы данных KPN.DBF. Структура данного файла представлена в таблице 3.3.
Таблица 3.3
Структура файла KPN.DBF
№
Наименование реквизита
Имя поля
Тип
Длина
1
Обозначение ДСЕ
DSE
символьный
24
2
Цех - изготовитель
CI
символьный
3
3
Порядковый номер цеха -изготовителя
PNCI
символьный
1
4
Цикл
CIKL
числовой
5
5
Партия
PART
числовой
8
6
Максимальное опережение
OPER
числовой
3
7
Номер уровня
NU
числовой
3
Данная база формируется на основании исходных данных, содержащихся в первичных нормативно - плановых документах, оформленных с учётом требований обработки информации на ЭВМ.
Оперативная информация для изготовления изделия:
номер заказа;
обозначение детале - сборочной единицы;
цех - изготовитель;
максимальное опережение.
цикл;
партия;
номер итерации( уровень вхождения );
Эти данные находятся в файле базы данных RESULT.DBF. . Структура данного файла представлена в таблице 3.4.
Таблица № 3.4.
Структура файла RESULT.DBF
№
Наименование реквизита
Имя поля
Тип
Длина
1
Номер заказа
ZAK
символьный
6
2
Обозначение ДСЕ
DSE
символьный
24
3
Цех - изготовитель
CI
символьный
3
4
Максимальное опережение
OPER
числовой
3
5
Цикл
CIKL
числовой
5
6
Партия
PART
числовой
8
7
Номер итерации
NI
числовой
2
Данная база формируется в процессе работы подсистемы " Расчёт цикловых графиков изготовления изделия ".
3.5 Выходная информация
Выходная информация формируется в виде машинограммы в процессе работы подсистемы " Расчёт параметров изготовления изделия ". Ниже приведена маска выходной машинограммы:
Параметры производства изделия по заказу № ZAK
№
Обозначение ДСЕ
Партия
Номер итерации
Цех-изготовитель
Максимал. Опережение
Цикл
DSE
PART
NI
CI
OPER
CIKL
Данная машинограмма содержит перечень детале - сборочных единиц, входящих в заданный заказ, перечень их опережений, начиная с нижнего уровня до головной сборочной единицы, перечень цехов - изготовителей по каждой ДСЕ, а также другую информацию, необходимую для создания производственных графиков для изготовления изделия.
3.6 Математическая постановка задачи
Математическую постановку задачи в данном случае можно условно разделить на два этапа:
1. Пусть существует двумерный массив А(i,j), где i - это заказы ( изделия ), а j - это опережения ДСЕ, входящих в заказ.
Пусть задан какой - либо заказ k, причём k - A(i,j). Необходимо найти такой элемент массива A - a ,что j - максимальное для заказа k. Таким образом, максимальное опережение по заданному заказу найдено. Для данной задачи возможно наличие нескольких задаваемых заказов, тогда максимальное опережение определяется по каждому из них. Из найденных максимальных опережений по заданным заказам формируется массив Т(m), где m - количество заказов.
2. Теперь необходимо вычислить опережение для каждой ДСЕ, входящей в заданные m заказов. Каждая ДСЕ имеет своё опережение b и свою длительность изготовления d, которая входит в b. Если у ДСЕ несколько цехов - изготовителей ( не больше трёх ), то длительности изготовления в каждом из них в сумме дают общую длительность изготовления ДСЕ. Таким образом, каждому изделию ставится в соответствие массив опережений, входящих в него ДСЕ - - B(n), где n - количество ДСЕ. Итак, вычислим опережения для каждой ДСЕ, входящей в каждый из m заданных заказов, и занесём их в массив опережений B(n). Для этого необходимо произвести следующую последовательность действий :
1. Присвоить :
i := 1.
2. Пока i <= m, переход к пункту 3, иначе - к пункту 12.
3. Присвоить :
n := 1.
4. Вычислить :
d = с ,где с - количество цехов - изготовителей для данной ДСЕ. Причём с = 1, 2, 3.
5. Присвоить :
b := t , где b - B, t - T.
6. Вычислить :
b = t - d .
7. Пока b > 0, переход к пункту 8, иначе - к пункту 11.
8. Присвоить :
n := n + 1.
9. Вычислить :
d = с - d .
10. Вычислить :
b = b - d . Переход к пункту 7.
11. Присвоить :
i := i + 1. Переход к пункту 2.
12. Конец.
Таким образом, получен массив опережений B(n), который в дальнейшем используется для создания машинограммы с параметрами для изготовления изделия.
3.7 Алгоритм решения
Алгоритм определения ДСЕ с максимальным опережением по заданному заказу можно представить следующим образом.
1. Открыть нормативно-справочные файлы баз данных с одновременной проверкой на их существование, если какой-либо файл отсутствует, выдать соответствующее сообщение об ошибке.
2. Вывод меню на экран дисплея :
1. Определение ДСЕ с максимальным опережением.
Просмотр выходного файла RESULT.DBF.
Печать машинограммы
4. Выход в верхнее меню.
3. Если выбран пункт меню 1 , то переход к пункту 4, пункт меню 2 - к пункту 23. Если выбран пункт меню 3 - переход к пункту 24, пункт меню 4 - переход к пункту 25.
4. Вывод на экран дисплея файла - справочника ZAKAZ.DBF в виде таблицы.
5. Определение ДСЕ с максимальным опережением.
6. Вывод на экран дисплея информации о дате выполнения программы, её версии, о количестве записей в каждом входном файле и последней дате его обновления.
7. Вывод на экран запроса о продолжении работы. Если подтверждение не получено, то переход к пункту 2.
8. Вывод на экран запроса на очистку существующего файла RESULT.DBF. Если нужно, очистить файл.
9. Вывод на экран файла - справочника - ZAKAZ.DBF
10. Пока не конец файла, читать справочник, иначе - переход к пункту 2. В прочитанной записи запомнить поле номера заказа в переменную Z.
11. Пока не конец файла PRIM.DBF, и номер заказа больше Z, читать PRIM.DBF.
12. Если номер заказа из PRIM ZP=Z, то переход к пункту 13, иначе - к пункту 20.
13. Пока не конец файла и ZP=Z, переход к пункту 14, иначе - к пункту - 19.
14. Запомнить значение поля "номер ДСЕ" заказа Z в переменную D.
15. Поиск D в файле KPN.DBF. Если запись найдена, то переход к пункту 16, иначе - к пункту 18.
16. Присвоить:
T := OPER, где Т - рабочая переменная для определения максимального опережения; OPER - опережение, соответствующее полю OPER в файле PRIM для данной ДСЕ.
17. Если T > MAX , где MAX - максимальное опережение, то запомнить все поля данной ДСЕ в соответствующие переменные.
18. Читать следующую запись из файла PRIM. Переход к пункту 13.
19. Запись полученной записи с максимальным опережением в выходной файл RESULT.DBF.
20. Вернуться в файле PRIM на одну запись назад. Переход к пункту 10.
21. Если не начало файла PRIM, вернуться в нём на одну запись назад. Переход к пункту 10.
22. Выдать сообщение о количестве записей в выходном файле RESULT.DBF. Переход к пункту 2.
23. Выдать на экран дисплея файл RESULT.DBF, сгенерированный в ходе работы программы, в виде таблицы. Выход из режима просмотра - нажатие клавиши Escape, при этом переход к пункту 2.
24. Печать машинограммы, сгенерированной на основе выходного файла RESULT.DBF Переход к пункту 2.
25. Конец.
3.8 Требования к программе, реализующей алгоритм
Текст программы рекомендуется писать на языке программирования FOXPRO, который широко используется в сети ЛВС ОАО "Ижевский радиозавод". Программа должна быть ориентирована на оператора с минимальными знаниями, то есть на пользователя-непрофессионала.