7.4. Методика формирования машинной подсистемы пс предприятия

В основе методики формирования машинной подсистемы ПС предприятия в связи с изменениями, вносимыми в его продуктовый портфель, лежит принцип рационального сочетания свойств целостности ПС, уровня универсализма оборудования, входящего в её машинную подсистему и текущего (или прогнозируемого) уровня радикальности изменений продуктового портфеля предприятия.

Уровень целостности ПС определяет возможность её развития по частям, т.е. путем модернизации или замены её отдельных элементов на более прогрессивные. Наличие такой возможности, безусловно, на этапе эволюционного развития фирмы более предпочтительно, по отношению к радикальной перестройке всей ПС. А именно такая перестройка характерна для ПС, когда уровень её целостности высок, а внесение изменений – необходимо.

Рациональный уровень целостности ПС зависит и определяется принятой на предприятии стратегией его развития в данный исторический отрезок времени.

При стратегии развития предприятия ориентированной на массовый характер производства и сбыта однородной продукции, при ориентации на большие рыночные доли, оно может и должно стремиться к повышению целостности ПС, т.к. именно целостные системы позволяют обеспечить высокую производительность процесса, относительно низкие издержки, что в свою очередь, позволяет получать предприятию экономию на масштабе.

При стратегии развития предприятия, ориентированной на диверсификацию производства, на не большие рыночные доли и объемы производства и продаж продукции, на короткие ЖЦ продуктов и высокий уровень инноватики в них, скорее всего, предпочтение должно отдаваться обособленным системам. Именно такие системы обеспечат высокую гибкость ПС, её легкую перестройку при переходе на новый продукт или технологический процесс, относительно «дешёвое» развитие ПС за счет модернизации или замены отдельных её составляющих.

Если же в портфеле предприятия имеются продукты массового производства и сбыта, а так же продукты, выпускаемые не большими разовыми тиражами и частой их сменяемостью, то ПС такого предприятия должна носить смешанный по показателю целостности характер. Отдельные сегменты такой ПС должны иметь высокую степень целостности, другие сегменты – существенно более высокий показатель обособленности.

Для вновь проектируемой машинной подсистемы ПС производственного предприятия алгоритм её построения сводится к следующей очередности этапов, представленный на схеме рис.52.

Дадим краткую характеристику каждому из этапов предложенного алгоритма.

1. Как уже говорилось выше, любое изделие является технической системой, состоящей и комплекса узлов и деталей, которые и определяют формы специализации ПС и методы организации её функционирования. Таким образом, первый этап алгоритма связан с декомпозицией продуктового портфеля фирмы на элементарные составляющие.

Второй этап проектирования машинной подсистемы ПС предполагает классификацию всей совокупности элементарных составляющих изделий по основным конструктивно-технологическим признакам с целью формирования относительно однородных элементарных конструктивно-технологических групп (КТГ). К таким признакам относятся: вид материала, вид заготовки, тип детали, её габаритные размеры, масса и т.д. Формирование КТГ может осуществляться по следующей схеме. Первоначально в целях измерения классифицируемых признаков в одном масштабе осуществляют нормирование их значений. Действительно, габариты детали измеряются в миллиметрах, объем производства - в штуках, вес детали - в килограммах и т.д. Суть нормирования сводится к

тому, что абсолютная величина значения того или иного V-ого признака i-ой детали заменяется на его нормированное значение, вычисленное по формуле

, (80)

где - среднее арифметическое значений величины V-ого признака i-ой детали;

- среднее квадратическое отклонение.

1	Декомпозиция продуктового портфеля фирмы на элементарные составляющие
2	Классификация элементарных составляющих по конструктивно-технологическим признакам. Формирование конструктивно-технологических групп (КТГ)
3	Выбор из альтернатив типовых (групповых) ТП изготовления однородных КТГ
4	Декомпозиция на детале-операции выбранных ТП для каждой КТГ. Формирование их не дублированного списка.
5	Выбор из каталогов возможного для исполнения детале-операций оборудования. Формирование избыточного (дублированного) списка оборудования.
6	Построение целевого дерева специализации оборудования.
7	Определение по объемной модели ПС рационального сочетания -Сп- .
8	Определение на целевом дереве специализации иерархического уровня со степенью специализации близкой к рациональной. Формирование не дублированного минимально достаточного списка оборудования, формирующего машинную подсистему ПС предприятия.
9	Определение расчетного числа единиц каждого вида оборудования , вошедшего в недублированный список.
10	Определение принятого числа единиц каждого вида оборудования , вошедшего в недублированный список.

Рис. 52. Схема алгоритма проектирования новой машинной системы предприятия.

Далее нормированные по признакам объекты подвергаются классификации с построением многоуровневого дерева целей. Схема дерева целевой декомпозиции представлена на рис.53. Корнем его является множество D, в которое входят все анализируемые объекты (детали). Вершиной - слой единичных объектов (деталей). Промежуточные слои (классы, подклассы, типогруппы, группы и т.д.) состоят из сгруппированных по тем или иным признакам объектов (деталей). При построении дерева важно точно определиться с иерархическим уровнем того или иного классификационного признака. Определить этот уровень можно используя экспертный метод парных сравнений, когда все признаки классификации сравниваются друг с другом с целью выявления их значимости в характеристике объектов классификации. Более значимые признаки формируют более высокий слой в иерархии. В результате группирования объектов создаются горизонтальные и вертикальные ряды классификации. Расчетный пример такого построения приводится в Приложении 2.

D

признаки уровни

Р1= вид материала . . . классы

Р2= вид заготовки . . . подклассы

Р3 = конструктивный . . . . типогруппы

тип детали

Р4 = габаритные . . . . группы

размеры детали

Рис.53. Схема классификационного дерева целей.

При группировании деталей в КТГ стремятся создать такие группы (классы), затраты на изготовление которых были бы наименьшими. Однако зависимости, устанавливающие влияние группировки деталей на затраты весьма трудно определить. Хотя интуитивно ясно, что чем плотнее группа объектов, тем больше возможностей использования типовых технологических процессов и меньше разнообразие средств технологического оснащения. А это напрямую влечет снижение издержек на технологическую подготовку производства.

Объединение деталей в КТГ может осуществляться вычислением меры близости между деталями как взвешенное расстояние в Евклидовом пространстве. Смысл сказанного может быть пояснен схемой, изображенной для объектов, характеризующихся двумя признаками V1 и V2. (Рис.54). Каждый объект Xi в двухфакторном Евклидовом пространстве (в данном случае - на плоскости) изображается в виде точки. Естественно, легко может быть определено расстояние Ri,j между любыми двумя точками в этом пространстве,

V1

Xi

V1i

Rij

V1j Xj

Xz

V2i V2j V2z V2

Рис. 54. Схема двухмерного Эвклидова пространства с

объектами Xi,Xj,Xz.

которое и есть критерий близости двух объектов друг к другу по - ому признаку.

В общем виде расстояние между базовым и анализируемым объектами в n-мерном Евклидовом пространстве определится так

(81)

где Рv - вес V-ого признака, задаваемый экспертным путем с учетом важности рассматриваемых признаков;

При этом сравнивается j-ый объект с базовым объектом i по каждому V-ому признаку (V = 1  q).

С целью удобства расчетов расстояние R(i,j) преобразуют в коэффициенты подобия, которые являются частным случаем так называемой потенциальной функции

(82)

- безразмерная величина, принимающая значения от 0 до 1, чем она ближе к 1, тем выше сходство анализируемой детали по V-ому признаку с базовой деталью.

Е- коэффициент, влияющий на скорость убывания потенциальной функции, Е0.

Далее задаётся пороговое значение потенциальной функции B и если её реально вычисленное значение для некоторого объекта ниже заданного порогового значения В, то анализируемый объект в группу не включается. По окончанию формирования группы однородных деталей, процесс формирования повторяется для оставшихся объектов, не вошедших в сформированную группу и т.д. до тех пор, пока все объекты не будут включены в ту или иную группу деталей.

В практической деятельности широкое распространение при классификации объектов и формировании КТГ нашел матричный метод, описанный в [20].

3. При формировании маршрутной технологии изготовления m-ой конструктивно-технологической группы (КТГ ), учитываются все возможные типовые альтернативные совместные частичные ТП. Выбор из альтернатив может вестись с привлечением методики, изложенной в главе 6.

4. Построенные, в результате реализации этапа 3 маршрутные технологии дают проектировщику определенность как с числом укрупненных операций обработки, так и с их характером и очередностью исполнения. Такие маршрутные технологии носят типовой (групповой) характер и строятся для каждой КТГ. Далее предполагается декомпозиция всех маршрутных ТП на укрупненные детале-операции и формирование не дублированного их списка. Перечень таких детале-операций является достаточным и необходимым для изготовления всех элементов продуктового набора фирмы.

5. Пятый этап является сложным в исполнении, т.к. связан с выбором из каталогов оборудования, способного реализовать ту или иную детале- операцию обработки, определенную в этапе 4. При этом выборе должны учитываться специфические особенности элементов изделий, такие, как габаритные размеры, вид материала, конструктивный тип и т.п. Выбор оборудования, вообще говоря, производится из относительно небольшого числа сопоставимых вариантов, так как многие варианты схем технологического процесса отпадают на этапе общей оценки условий производства и конструктивных особенностей предметов обработки. Однако, учитывая проведенную ранее классификацию элементов и формирование КТГ, эта работа существенно упрощается. Ещё большая эффективность исполнения этой работы может быть достигнута при формировании электронной базы данных такого оборудования. Полученные множества видов оборудования конечны и пересекаются, в различных операционных группах могут быть одни и те же виды оборудования, т.е. имеется определенное дублирование. Дублирование обусловлено универсализмом того или иного вида оборудования.

6. Шестой этап реализации алгоритма связан с формированием целевого дерева специализации оборудования, используемого для исполнения определенных технологических процессов изготовления КТГ.

Построение целевого дерева специализации ведется следующим образом.

6.1. Строится матрица соответствия «Наименование изделия - деталеоперация», форма которой, для четырех операций изготовления четырех изделий, представлена в табл.20.

Первый столбец матрицы содержит наименования изделий, входящих в продуктовый портфель предприятия.

Второй столбец содержит информацию об объемах производства изделий портфеля.

Таблица 20