/>АНОТАЦІЯ
В даній роботі проводиться розробка проектуудосконалення нерентабельного підприємства, що спеціалізується на випускумасової продукції. У виробництво впроваджується гнучка виробнича система зметою отримання максимального прибутку.
Данакурсова робота викладена на 22 сторінках друкованого тексту, містить 5рисунків, на яких зображені різноманітні схеми і одна таблиця, має два додатки,які містять текст виконавчої програми і результати її виконання.
Роботавиконана на українській мові.АННОТАЦИЯ
В даннойкурсовой работе проводится разработка проекта усовершенствованиянерентабельного предприятия, которое специализируется на изготовлении вина. Впроизводство внедряется гибкая производственная система.
Работавыполнена на 22 страницах печатного текста, содержит 5 рисунков, 1 таблицу. Работа имеет 2приложения, которые содержат текст и результаты выполнения программы.
Работавыполнена на украинском языке. ABSTRACT
Inthe given course work is developed the project of flexible industrial system,which introduce with the purpose of reception of the maximal profit from workof some enterprise. The opportunity of introduction of flexible industrialsystem at the given entry conditions is proved by accounts.
Thework is done on 22 pages of the printed text, contains 5 figures, 1 table. The work has 2 appendices, which contain thetext and results ofperformance of the program.
Thework is done in the Ukrainian language.
Зміст
АНОТАЦІЯ… 2
Вступ… 4
1 АНАЛІЗ ПРЕДМЕТНОЇ ОБЛАСТІ І ПОСТАНОВКА ЗАДАЧІ… 5
1.1 Опис діяльності… 5
1.2 Огляд існуючих рішень… 6
1.3 Постановка задачі… 8
2 ДЕКОМПОЗИЦІЯ І АГРЕГУВАННЯ ГВС… 10
3 ПОБУДОВА МОДЕЛІ СИСТЕМИ… 13
4 ПОБУДОВА ЦІЛЬОВОЇ ФУНКЦІЇ… 15
5 ВИБІР ОПТИМАЛЬНИХ ПАРАМЕТРІВСИСТЕМИ… 17
Висновок… 18
Список використаної літератури… 19
Додаток А… 20
Додаток Б… 22
Вступ
Ми отримали замовлення на розробку проекту одного з підприємств, щоспеціалізується на виробництві товарів масового споживання з автоматизованимвиробництвом масової продукції.
Підприємство є нерентабельним, тому що прибутки не компенсують видаткина закупівлю сировини, обслуговування верстатів, заробітну плату та інше. Цесталося через неправильне використання прибутку підприємства. В минулому небула проведена модернізація, продукція не змогла конкурувати з іноземною заякістю і за собівартістю.
У проекті розглядається реалізація підвищення рентабельностіпідприємства і отримання максимального прибутку від діяльності. Ми маєморозглянути новітні технології, що пов'зані з автоматизацією виробництва, звикористанням обчислювальної техніки та програмного забезпечення, що допоможескоротити використання людської праці і цим зменшити витрати на заробітнюплатню. Новітні технології допоможуть підняти якість продукції і вона зможеконкурувати з іноземною. Модернізація зможе дозволити зменшити собівартістьпродукції, що привабить покупців і збільшить прибутки підприємства. Необхідноостаткувати складські приміщення для сировини і готової продукції, забезпечитипідприємство високоякісною і недорогою продукцією. Все це складає базу, дляутворення гнучких виробничих комплексів.
1 АНАЛІЗ ПРЕДМЕТНОЇОБЛАСТІ І ПОСТАНОВКА ЗАДАЧІ1.1 Описдіяльності
У цій роботі ми маємо розглянути підприємство, щоспеціалізується на випуску продукції масового споживання.
Проблемою підприємства, яке ми розглядаємо, є йогонерентабельність в умовах ринкової економіки, тому нам потрібно визначити рядпитань, що й призвели до нерентабельності.
Схема виробництва на підприємстві наведена на рисунку 1.
/>/>
Рисунок 1 – схема виробництвана підприємстві
Розглядаючи діяльність ми бачимо, що проблеми починаються зсировини, тому що зберігати сировину дорого, вона не завжди буває якісною ідорого коштує. До того ж постачальники сировини знаходяться не близько, черезце додатково витрачаються кошти на транспорт.
По-друге, обладнання застаріле, часто виходить з ладу іпотребує застосування великої кількості людської праці. Тому потрібнамодернізація підприємства. Модернізація, а саме заміна старого обладнанняновим, допоможе вирішити більшість проблем. Зараз новітні технології можутьзапропонувати нам нові верстати та системи обслуговування цих верстатів.Завдяки сучасним розробкам нових приладів, що ми маємо на цей час, ми можемооптимізувати виробництво за допомогою автоматизації та використанняобчислювальної техніки та програмного забезпечення. Ще одним плюсом модернізації стане вирішення проблемиякості. Сучасна технологія виробництва дозволить підвищити якість до світовихстандартів. Також можна використовувати нову сировину та інші матеріали, щозабезпечують виробництво.
Зберігання готової продукції є найдорожчим, тому що складдорого коштує, часто переповнюється. Продаж продукту підприємства залежитьчасу: у будні дні він продається набагато гірше, ніж у свята, тому залежуєтьсяна складі, а термін придатності до вживання обмежений, що призводить до втрат.
Характеристики підприємства, що ми вивчаємо, є наступними:
1) інтенсивність потоку заготівок за годину (λ=130 заг/год);
2)середній час обробки однієї заготівки на верстаті (tср=0,13 год);
3 )прибуток від обробки однієї заготовки (d=8 грн) ;
4) витрати на обслуговування одного верстата за годину (Vв=6 грн/год);
5) витрати на обслуговування одного накопичувача за годину (Vн=3 грн/год);
6) стандартна ємність накопичувача (L=20).
Це нам потрібно, щоб з’ясувати кількість верстатів інакопичувачів, які необхідні для оптимальної роботи модернізованогопідприємства, причому випадок виходу каналу із ладу розглядати не будемо.Система є найпростішою багатоканальною з обмеженою чергою. 1.2 Огляд існуючих рішень
Найголовніша ціль нашого підприємства — отримання найбільшогоприбутку, забезпечення найкращої роботи ГВС, тобто забезпечення ринку збуту дляпродукції підприємства та отримання найбільшого прибутку через впровадженняновітніх технологій та вивчення нових галузей знань. Для цього ми повинні,по-перше, провести модернізацію підприємства. Для проведення модернізаціїпотрібно залучити інвесторів, це дуже прибуткова сфера бізнесу, особливо підчас свят, коли продаж вина максимальний. Але потрібно раціональновикористовувати грошові надходження і прибутки.
Також ми можемо відправити робітників у відпуску, щоб неплатити за використання електроенергію та інші послуги. Є потреба розширитисклад і удосконалити зберігання продукції, щоб якомога довше воно зберігалосядля подальшого продажу.
Ми повинні звернутися до різних галузей знань, що вивчають цюпроблему або торкалися її у дослідах. Ми можемо використовувати новепрограмне забезпечення, розроблене саме для підприємств, що займаютьсявипуском цієї продукції, повинні використовувати математичні формули ірозрахунки.
Наше підприємство є складною системою, що включає декількапростих підсистем, тому ми можемо використовувати системний аналіз. Будь-якийоб’єкт у системному аналізі розглядається не як єдине ціле, а як системавзаємозалежних елементів, їхніх властивостей і якостей.
Виробнича система повинна добре адаптуватися до нових умовдля того, щоб параметри функціонування виробничого процесу були постійно напотрібному рівні. Цю властивість називають гнучкістю.
Гнучка виробнича автоматизована система (ГВС) — це виробнича система зіскладною структурою, що у свою чергу має складну функцію і взаємозв'язки міжпідсистемами. Робота усіх компонентів такої системи координується як єдине цілесистемою керування, що забезпечує швидку зміну програми функціонуваннятехнічних способів системи, при зміні об'єкту виробництва.
ГВС складається із таких підсистем: технологічної,транспортної, забезпечення інструменту, контролю якості, складської тауправління.
Підтехнологічною підсистемою розуміють сукупність взаємопов’язаних технічних машин(верстатів, автоматів), які здійснюють формоутворення деталі в автоматичномурежимі (верстати).
Транспортна підсистема складається з транспортних інакопичуваних пристроїв, які виконують проміжне зберігання й доставкузаготівок, деталей до головної технологічної системи, або до складу. Також вонавиконує орієнтацію і установку заготівок в необхідний момент часу на робочійпозиції, знімання оброблених заготівок (деталей) та їх наступне транспортуванняв накопичувач.
Складська підсистема забезпечує постачання длятехнологічної системи заготівок, деталей та їх зберігання. Складування включаєв себе прийом вантажів, їх розміщення, зберігання, накопичування й видачу.
Підсистема інструментального забезпеченнявідповідає за оперативнупідготовку та зберігання виробничого інструменту, а також за його контроль йдоставку до головного технологічного обладнання.
Підсистема контролюзбезпечує зберігання інформації провиготовлені вироби, налагодження вимірювальних пристроїі, своєчасне виявленнябраку, операційний або приймальний контроль якості, видача результатів.
Підсистема управліннявиготовляє оптимальне управліннятехнологічною системою, організацію виробничого процесу, управлінняпідсистемами, інформаційними потоками. Вона також розроблює оперативні завданнядля верстатів і систем обслуговування, надає контроль виконання виробничогопроцесу і впливає на нього в разі відхилення від запланованого ходувиробництва, підготовлює технологічну й планову документацію. Системауправління складається з управляючого обчислювального комплексу з відповіднимпрограмним забезпеченням.
Розбивши підприємство на підсистеми, ми можемо більшдосконально вивчити проблему і знайти найкраще рішення.1.3 Постановка задачі
Головна задача нашого підприємства – отримання найбільшогоприбутку. Для цього ми маємо виявити оптимальний режим роботи ГВС. Дана цільобумовлює побудову ефективного виробництва, орієнтованого на випуск продукції зпопитом, що забезпечує максимальний економічний інтерес, тобто виробництво, якедає прибуток бажано максимально можливий при даному технічному стані виробничихпотужностей. За допомогою системного аналізу розв’яжемо поставлену задачу,тому що підприємство – складна система, вивчення якої повністю не приведе добажаного результату. Необхідно знайти кількість верстатів і ємкістьнакопичувачів даної виробничої системи з наступними початковими умовами. Мимаємо залучити інвесторів і провести модернізацію підприємства, також знайтипостачальників, які розташовані ближче, що допоможе заощадити кошти. Такожпотрібно звернутися до провідних наук, що допоможуть досягнути головної цілі –найбільшого прибутку, а саме до математики і провідних фірм, що надають програмне забезпечення.
Дерево цілей нашого підприємства наведено на рисунку 2.
/>/>
Рисунок 2 - дерево цілей
2 ДЕКОМПОЗИЦІЯ ІАГРЕГУВАННЯ ГВС
Для того, щоб дослідити, спроектувати або побудувати системунеобхідно її описати. Зазвичай системи описуються за допомогою декомпозиції іагрегації.
Декомпозиція – операція ділення цілого на частки зізберіганням признаку підлеглості.Основою будь-якої декомпозиції є модель системи.
Модель системи – це деяка інша система, яка зберігає істотніякості оригіналу та припускає дослідження фізичним і математичними методами.
Процедура декомпозиції складається з блоків :
1. Блоквизначення обєкту аналізу.
2. Блоквизначення цілевої системи.
3. Блоквибору формальної моделі або фреймів.
4. Блоквизначення моделі основ.
5. Блокоперації декомпозиції.
6. Блоквибору фрагменту (елемента).
7. Блокперевірки фрагмента на елементарність.
8. Блокперевірки чи всі основи та фрейми розглянуті.
Технологічна система на даному підприємстві являє собоюпаралельну конвеєрну систему, тобто деякий транспортний конвеєр паралельнообслуговує визначену кількість верстатів. Структуру цієї системи можна показатиза допомогою схеми на рисункі 3. Але ця структурна схема буде загальної,оскільки ми не знаємо кількісного складу даної технологічної системи. Отже,визначивши кількість елементів, що складають технологічну систему, ми зможемопобудувати схему взаємодії і саму систему в цілому.
Агрегування – операція, яка є протилежною декомпозиції –операція поєднання часток в агрегат. Іншими словами це операція перетвореннябагатовимірної моделі у модель меншої розмірності. При агрегуванні проявляєтьсявластивість внутрішньоі цілісності системи.
Агрегування в загальному виді можна визначити як встановленевідношення на заданній множині елементів. Види агрегування: конфігуратор,оператор та агрегування структур.
Конфігуратор – агрегат, що складається з якісно різних мов описусистеми і має таку властивість, що кількість цих мов мінімальна, але необхіднадля заданої цілі.
Оператор – деяка функція (функціонал), що пертворює множину олнихелементів в множину інших елементів (якщо агрегуємі признаки фіксуються начислових шкалах).
Агрегат структур – поєднання перших двох агрегатів.
При розгляданні поняття агрегування требо розглядати поняттявластивості сумісності внутрішньої системи.
Емерджентність полягає у тому, що властивості системи незводяться тільки до сукупності властивості її частин і не виводяться із неї.
З результатів аналізу системи можна зробити висновок, щодеякі елементи технологічної підсистеми можна об’єднати в окремі агрегати.Об’єднуючи транспортний конвеєр та накопичувач, отримуємо агрегат, який поставляє заготівку та зберігає її в накопичувачі. Об’єднуючи маніпулятор N1,верстат N, маніпулятор N2, отримуємо агрегат, здатний самостійноподати заготовку на верстат, обробити її, перевезти готову продукцію допроміжного складу. Отже, замість сукупності різних підсистем, ми отрималисукупність агрегатів. Агрегування зображено на рисункі 4.
Потік заготівок />/>
Рисунок 3- Декомпозиціясистеми
Потік заготівок />/>
Рисунок 4-Агрегування системи
/>3 ПОБУДОВАМОДЕЛІ СИСТЕМИ
Критерієм якості даної виробничої системи є одержаннямаксимального прибутку а для цього треба визначити оптимальну кількістьверстатів та ємністі накопичувача.
Дану ГВС у нашій роботі представляється за допомогоюСМО(системи масового обслуговування).
СМО – будь-яка система, призначена для обробки заявок(вимог), що надходять до неїу випадкові моменти часу. Будь-який пристрій, щообслуговує заявки, називається каналом обслуговування або просто каналом.
СМО є нацпростішою, коли її потоки найпростіши.
Найпростіши потоки подій – таки потоки, в якихінтервали часу між цими подіями у потоках мають показний (експанційниц)розподіл з параметром, що дорівнює інтенсивності відповідного потоку.
За кількістю каналів СМО може бути одноканальною ібагатоканальною. Також СМО можуть мати черги, а тому вони ще подяляються на СМОз відмовами і СМО з чергою.
При першому наближенні ми вважаємо, що потоки єекспенціальними, тому наша система найпростіша СМО з обмеженою чергою.
ДанаСМО буде мати такі стани системи (S):
S0– початковий стан, система не працює.
S1 — працює один верстат.
…..…………………………….
Sn –усі n верстатівпрацюють.
Sn+1 — усі n верстатів працюють, одна заявка стоїть учерзі.
…..…………………………………………….
Sn+m — усі n верстатів працюють, m заявокстоїть у черзі.
Взагалідану систему обслуговування можна представити за допомогою графа, якийзображено на рисунці 5.
l0 l1 ln ln+m
/>
S0 S1 … Sn-1 … Sn-1+m
m1 m2 mn-1 mn+m-1
Рисунок 5 – Графбагатоканальної СМО з обмеженою чергою (схема погибелі ірозмноження)
Дляподальшої розробки требо визначитись із задачею вибору.
Задачавибору – це операція, яка пов’язана зі зменшенням кількості альтернатив(зазвичай до 1). Вибір – процес прийняття рйшення. Задача вибору може бутисформульована за допомогою таких мов, як критеріальна, мова бінарних відношеньі мова функцій вибору.
Критеріальнамова – найбільш проста та розвинена. Назва її пов’язана з тим припущенням, щокожну окрему альтернативу можна оцінити певним числом (значенням певногокритерію).Пороівняння альтернатив зводиться до порівняння відповідних їмчислам.
Нехайх – деяка альтернатива із множини Х (хєХ). Вважається, що для усіх х може бутизадана функція q(x), яка називається цільовою функцією. Функціяq(x) маєтаку властивість, що якщо альтернатива x1>x2 (х1 краща), то q(x1)> q(x2).
4 ПОБУДОВА ЦІЛЬОВОЇ ФУНКЦІЇ
Враховуючи те, що в цій ГВС требаотримати максимальний прибуток і знайти оптимальну кількість верстатіві ємністьнакопичувачів в якості цільовой функції оберемо прибуток.
Прибуток визначається за формулою:
/> (1),
де V – витрати на обслуговування одноговерстата за одиницю часу
D – загальний прибуток.
Загальнийприбуток обчислюють за формулою
/> (2),
де А — середня кількість заявок, якіобслуговуються СМО за одиницю часу (абсолютно пропускна спроможність);
dз — прибуток від обробки однієїзаготовки на верстаті.
Середнякількість заявок, які обслуговуються СМО за одиницю часу обчислюють заформулою:
/> (3),
де l – інтенсивність потокузаготівок за годину;
Pn+m — ймовірність того,що система знаходиться у стані n+m (n заявок обслуговуються, m– у черзі).
Ймовірність обчислюють за формулою:
/> (4),
де m – довжина черги,
n – кількість верстатів,
P0– ймовірність того, щосистема знаходиться в стані 0 (СМО вільна), обчислюють за формулою :
/> (5),
де
/>– коефіцієтн відношення, причому />
/> (6),
де m – інтенсивність потокуобслуговування :
/> (7),
деt – час обробки однієї заготовки на верстаті.
Довжина черги обчислюється за формулою
/> (8),
де k – кількість накопичувачів;
/> – стандартна ємність накопичувача.
Витрати на обслуговування одного верстата обчислюємо як
/> (9),
де /> –витрати на обслуговування одного верстата
/> – вистрати на обслуговуванняодного накопичувача
Підставивши формули (2) – (9) в формулу (1) ми отрималицільову функцію (10), яка зв’язала прибуток з кількістю верстатів танакопичувачів :
/> (10)
5 ВИБІР ОПТИМАЛЬНИХ ПАРАМЕТРІВСИСТЕМИ
Визначальним критерієм у даній ГВС є прибуток, який вонаприносить за одну годину (П). Прибутковість даної системи буде залежати відкількості верстатів (n) та кількості заготівок в обробляємій черзі (k).
Якщо це врахувати, то формула (10)зазнає деяких змін, і ми отримаємо цільову функцію, яка залежить від двохпараметрів (n, k):
/>
Запрограмувавши дану цільову функцію(див. Додаток А), ми зможемо отримувати її значення при різних кількостяхверстатів та деталей у черзі (див. Додаток Б), тобто оптимізацію даної цільовоїфункції ми виконуємо шляхом перебору цих двох параметрів.
Дані оптимізації наведені у таблиці 1. n k 1 2 3 4 5
13 604.52 626.87
628.21 626.84 624.97
14 624.48 625.84 623.99 622.00 620.00
15 622.35 620.99 619.00 617.00 615.00
16 617.87 0.00 0.00 612.00 610.00
Таблиця 1 -Таблиця значень цільової функції
Найефективнішесистема працює :
n = 13
k = 3
П = 628.21
/>Висновок
Мирозробили ГВС для підприємства, що було не рентабельним. У даній роботі ми побудували ефективнуГВС. Система приносить найбільший прибуток при кількості верстатів 13 та ємності накопичувача 3 заготівка. Він є додатнім і дорівнює628.21 грн/годину, що свідчить проприбутковість системи.
Список використаної літератури
1. Перегудов Ф.И.,Тарасенко Ф.П. Введение в системный анализ: Учебное пособие для вузов – М.: Высшая школа, 1989.
2. Соломенцева Ю.М., Технологические основы ГПС – М.: Высшаяшкола, 2000.
3. ТимченкоА.А., Основи системного аналізу та системного проектування – Київ, „Либідь”,2003.
4. Конспект лекцій.
Додаток А
Текст програми:
programcursovoi;
usescrt;
constLm=100;
T_sr=0.12;
d=7;
V_n=2;
V_v=5;
L=20;
functionfact(n:integer):double;
vari:integer;
f:double;
begin
f:=1;
for i:=1 to n do
f:=f*i;
fact:=f;
end;
functionsumma (n:integer; ro:real):real;
var
i: integer;
s:real;
factr: real;
begin
s:=1;
factr:=1;
for i:=1 to n do
begin
factr:=factr*ro/i;
s:= s+factr;
end;
summa:=s;
end;
var
n,n1,k,max_k,max_n,znach_n,znach_k,i,j:integer;
ro:real;
Scobka,max:real ;
a,b,c,e,f:double;
p:array [1..100,1..100] of real;
begin
Clrscr;
ro:=Lm*T_sr;
n1:=round(ro)+1;
k:=1;
max:=1;
fork:=1 to 5 do
forn:=n1 to 25 do
begin
f:= fact(n);
Scobka:=1/(1+summa(n,ro)+(exp((n+1)*ln(ro)))/(n*f)*(1-exp(L*k*ln(ro/n))/(1-ro/n)));
P[k,n]:=d*Lm*(1-(exp((n+L*k)*ln(ro)))/(exp(L*k*ln(n))*f)*Scobka)-V_v*n-V_n*k;
inc(znach_k);
if P[k,n]>max then
begin
max:=P[k,n];
max_k:=k;
max_n:=n;
znach_k:=1;
end;
if (znach_k=3) then break;
end;
write(' k');
fori:=1 to max_k+3 do
write(i:7);
writeln;
write('n');
fori:=n1 to 25 do
begin
if i=n1 then write(n1:3,' ')
else write((i):5,' ');
for j:=1 to max_k+3 do
write(p[j,i]:5:2,' ');
writeln;
end;
writeln;
writeln('maxznach = ', max:5:2);
writeln('n= ',max_n,' k= ',max_k);
readln;
end.
Додаток Б
Результати роботи:
k 1 2 3 4 5 6
n 13 604.52 626.87 628.21 626.84 624.97 0.00
14 624.48 625.84 623.99 622.00 620.00 0.00
15 622.35 620.99 619.00 617.00 615.00 0.00
16 617.87 0.00 0.00 612.00 610.00 0.00
17 0.00 0.00 0.00 607.00 605.00 0.00
18 0.00 0.00 0.00 602.00 600.00 0.00
19 0.00 0.00 0.00 597.00 595.00 0.00
20 0.00 0.00 0.00 592.00 590.00 0.00
21 0.00 0.00 0.00 587.00 585.00 0.00
22 0.00 0.00 0.00 582.00 580.00 0.00
23 0.00 0.00 0.00 577.00 575.00 0.00
24 0.00 0.00 0.00 572.00 570.00 0.00
25 0.00 0.00 0.00 567.00 565.00 0.00
max znach = 628.21
n = 13 k= 3