Александр Ромашов - Стратегии развития научно-производственных предприятий аэрокосмического комплекса. Инновационный путь

Разработка и использование научно-производственным предприятием совокупности технологических инноваций приводит к появлению других инноваций, в первую очередь организационных и управленческих. Это обусловлено необходимостью проектирования новых организационно-производственных структур, использования новых методов организации и управления производством. В противном случае реализация созданных технологических инноваций в существующих структурах с использованием ранее применявшихся методов организации и управления производством будет неэффективна. При этом необходимо разработать и реализовать совокупность мероприятий по минимизации затрат, возникающих в связи с созданием и использованием новых организационно-производственных структур. Разрабатываемые мероприятия должны быть направлены на экономию как инвестиционных, так и текущих расходов предприятия. Это во многом достигается за счет оптимизации состава организационно-производственных структур путем рационального выбора элементов.

Современные тенденции автоматизации производственных процессов связаны с разработкой стратегии CAD-CAM, включая использование систем гибкой автоматизации и роботизации производства. Для обеспечения экономической эффективности этих систем необходимо максимальное использование их технических и технологических возможностей. Эффективным инструментом решения этой проблемы могут служить разработка и использование систем гибкой автоматизации производства, основанных на применении в этих системах робототехники. При проектировании таких систем возникает задача расширения зоны обслуживания роботом технологического оборудования. Традиционно такая задача рассматривается как задача проектирования и организации многостаночного обслуживания (МСО). Эта задача может решаться применительно как к традиционным, так и к роботизированным организационно-производственным структурам.

Традиционно задача проектирования и организации МСО рассматривается в следующей постановке. Многостаночным называется обслуживание одним рабочим нескольких параллельно работающих единиц технологического оборудования, за каждой из которых на определенный интервал времени закреплено выполнение одной деталеоперации. Для удобства дальнейших рассуждений в качестве технологического оборудования рассмотрены механообрабатывающие станки.

Выполняемая j -м станком технологическая операция характеризуется следующими величинами:

t з j – временем занятости рабочего выполнением вспомогательных приемов технологической операции;

t a j – временем автоматической работы станка.

Тогда оперативное время для j -й операции составляет:

t on j= t a j+ t з j.

При этом всегда предполагается, что все время занятости рабочего сконцентрировано в начале операционного цикла.

Основным условием бесперебойного МСО является определение загрузки рабочего. Станки следует подбирать в комплект таким образом, чтобы за время автоматической работы любого из станков рабочий успевал обслужить все остальные станки комплекта. Тогда для любой из выполняемых в комплекте технологических операций верно соотношение:

где T з – суммарное время занятости рабочего в цикле многостаночного обслуживания.

Суммарное время занятости рабочего в цикле многостаночного обслуживания определяется по следующей формуле:

где С – количество станков в комплекте МСО.

Основное условие МСО необходимо для бесперебойной работы станков. Однако это условие не является достаточным. Формулировка достаточных условий МСО связана с ограничениями на значения величин t on j .

В классике организации МСО исследованы некоторые частные соотношения величин t on j , гарантирующие при выполнении основного условия МСО бесперебойную работу станков:

● кратные по продолжительности операции. В этом случае должно выполняться следующее соотношение:

где β j +1– натуральные числа;

● равные по продолжительности операции. В этом случае t on j = const .

В качестве частного случая равных по продолжительности операций рассматривается использование станков, выполняющих одинаковые деталеоперации. Очевидно, что на самом деле все эти случаи сводятся к кратным операциям. Случай равных операций получается при условии, если β j +1= const = 1

Случай использования при организации МСО станков-дублеров получается при условии, если t З j= const.

Выполненные нами исследования позволяют утверждать, что существует общий по сравнению с кратными операциями случай бесперебойной работы станков комплекта для МСО. Назовем его случаем пропорциональных операций и определим следующим образом.

Пусть

где d – минимальное оперативное время из всех выполняемых в комплекте МСО операций.

Будем считать операции пропорциональными, если для любой из них выполняется соотношение

где A j – натуральные числа.

Можно доказать, что при выполнении основного условия МСО пропорциональность операций является достаточным условием работы станков комплекта без простоев. Для доказательства данного положения предварительно выполним некоторые вспомогательные действия. Упорядочим номера станков в соответствии с возрастанием оперативного времени выполняемой каждым из них операции. Тогда

Преобразуем традиционную запись основного условия МСО:

Величина Tз не зависит от индекса j . Поэтому, если это условие выполнено для станка с минимальным оперативным временем, то оно будет выполняться для любого станка, включаемого в комплект МСО. Таким образом, необходимое условие организации МСО без простоев технологического оборудования можно записать в следующем виде: