Сравнение систем моделирования "AnyLogic" и "Каскад" применительно к моделированию гибких производственных систем

стическим методам контроля. В настоящее время кружки качества в Японии - это добровольные объединения работников организаций различного уровня и разных областей деятельности, собирающиеся в свободное от работы время с целью поиска мероприятий по совершенствованию качества.

Обычно такие кружки имеют свои девизы и действуют на основе следующих принципов: добровольность участия; регулярность собраний; конкретность решаемых проблем; выявление, изучение и оценка проблем качества в ходе обсуждения.

Кружки качества являются методом обучения и поощрения персонала. Используя простые статистические инструменты, люди работают в группах, обсуждая, анализируя и решая различные проблемы, нацеленные чаще всего на стоимость, безопасность и продуктивность. Кружки качества очень популярны в Японии: первый кружок был зарегистрирован в 1962 г, к началу 1965 г. их было 3700, а в настоящее время их насчитывается более 300 тысяч.

Японская система управления качеством на производстве ориентирована на предотвращение возможности допущения дефектов. На предприятиях большую популярность завоевала программа "пяти нулей". Суть программы сводится к тому, что каждый рабочий не должен делать следующее:

- принимать дефектную продукцию с предыдущей операции;

- создавать условия для появления дефектов;

- передавать дефектную продукцию на следующую операцию;

- вносить изменения в технологию;

- повторять ошибки.

Программу "пять нулей" невозможно реализовать без максимального использования человеческих ресурсов. Вице-президентом фирмы «Тойота» Таичи Охно была разработана система "делать все вовремя", которая позволяет реализовать программу "пяти нулей" в организации производства и позволяет сократить время от момента получения заказа до момента поставки готового изделия потребителю. Каждая фаза производства при этой системе заканчивается изготовлением детали в тот момент, когда она требуется для последующей операции. Все неиспользуемые какое-то время запасы являются непроизводственными расходами и составляют издержки производителя. Складирование впрок - это выброшенные деньги и нерационально потраченное время.

Практически все перечисленные выше принципы управления качеством были воплощены в системе корпоративного управления производством и снабжением КАНБАН. Система КАНБАН рекомендует начинать изготавливать конкретную продукцию только тогда, когда на нее есть конкретный заказчик (потребитель). Эта система базируется на следующих принципах:

- усиленный контроль качества;

- поставка продукции заказчику точно в срок;

- наладка оборудования, исключающая брак;

- сокращение числа поставщиков;

- максимальное приближение смежников к головному предприятию.

Опыт Японии в области управления качеством изучается многими странами мира. При этом необходимо принимать во внимание то, что особенности японской системы управления качеством обусловлены национальными традициями и социально-экономическими особенностями развития японской промышленности в послевоенный период.

Все концепции TQM представляют интерес для российских компаний. TQM должен стать базисом новой корпоративной культуры предприятий. Однако изменение культурных основ - достаточно медленный процесс. Поэтому, по мнению наших ведущих специалистов в области управления качеством, внедрение TQM в российскую практику надо начинать с пяти основных составляющих:

• создание документированных систем качества;

• взаимоотношения с поставщиками;

• взаимоотношения с потребителями;

• мотивация к улучшению качества;

• обучение в области качества.

Создание систем качества в России неизбежно. Это веление времени. Несмотря на определенные и естественные сложности, TQM и стандарты ИСО серии 9000 приняты мировым сообществом как глобальная концепция. Освоение TQM российскими предприятиями - это стратегический путь по включению отечественной промышленности в мировую экономическую систему.

Список литературы

1. Свиткин М.З. и др. Менеджмент качества продукции на основе

международных стандартов ИСО. - Сиб. изд-во Спб картфабрики ВСЕГЕИ, 1999. - 403 с.

2. Лапидус В.А. Всеобщее качество (TQM) в российских компаниях: Гос.

ун-т управления; нац.фонд подготовки кадров. - М.: ОАО "Типография "Новости", 2000. - 432 с.

3. Стандарт ИСО 9001-2000 "Системы менеджмента качества.

Требования".

Сергеев А.И.

Оренбургский государственный университет, г. Оренбург

СРАВНЕНИЕ СИСТЕМ МОДЕЛИРОВАНИЯ "ANYLOGIC" И "КАСКАД" ПРИМЕНИТЕЛЬНО К МОДЕЛИРОВАНИЮ ГИБКИХ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ СИСТЕМ

Рассматривается проблема выбора инструмента моделирования гибких производственных систем с возможностью синтеза оптимальных производственных параметров. Произведен анализ двух систем отечественной разработки с рекомендациями к применению при проектировании.

Средством проверки качества решений при проектировании и эксплуатации гибких производственных систем (ГПС) служит компьютерное моделирование протекающих в них производственных процессов[1]. Наряду с компьютерными моделями ГПС существуют и физические (натурные), но их использование при проектировании ГПС ограничивается высокой стоимостью и сложностью изменения конфигурации. Основным достоинством физических моделей является наглядное представление функционирования систем, поэтому они получили распространение в учебных целях. Однако моделирование является средством анализа параметров системы. Попробуем дать ответ на вопрос: Возможно ли использование моделирования для синтеза параметров при проектировании ГПС?

На сегодняшний день существует большое разнообразие средств моделирования, из которого можно выделить универсальные и проблемно-ориентированные. К универсальным средствам моделирования относятся пакеты: GPSS World, Arena, AnyLogis, Extend, ProModel,

Рис. 1. Структурная схема модели производственного участка

SimProcess, VenSim, Pow-erSim, Stella, ModelMaker и другие [2]. К проблемно-ориентированным средствам можно отнести системы TOMAC, SIRE, "Каскад" и др., предназначенные для моделирования производственных систем различного назначения, MEDMODEL - моделирование медицинского обслуживания, COMNET - моделирование в области телекоммуникаций [2].

Для сопоставления возможностей универсальных и проблемно-ориентированных средств моделирования были выбраны: универсальная система AnyLogic - разработка фирмы XJ Technologies (г Санкт-Петербург) и проблемно-ориентированная система "Каскад" (разработка ОГУ). В обеих системах была смоделирована работа ГПС, включающей 4 станка типа обрабатывающий центр и накопитель палет.

Система AnyLogic поддерживает различные подходы к моделированию (блок-схемы процессов, системную динамику, агентное моделирование, карты состояний, системы уравнений и т.д) [3].

При построении модели использовалась библиотека Enterprise Library, компоненты (классы) которой позволяют быстро создавать сложные дискретно-событийные модели, такие как модели производственных процессов; модели систем обслуживания (банки, аэропорты, и т.д.); модели бизнес-процессов с оценкой затрат операций. Если необходимый класс отсутствует, то его можно создать самостоятельно.

Структурная схема модели представлена на рис. 1. Для реализации модели были созданы следующие классы:

1. Sklad - задает состав сменного задания.

2. Distributor - задает распределение деталей по станкам.

3. Station - моделирует работу станка.

Для наглядности отображения работы участка была создана анимация модели, представленная на рис. 2.

В качестве входных параметров в созданной модели выступают: а) состав сменного задания, состоящий из номенклатуры, времени обработки и количества дета-

лей данного наименования; б) способ распределения деталей между станками - равномерное; в) скорость движения деталей по конвейерам.

На выходе пользователь получает статистику загрузки оборудования по времени, а также числовые параметры в режиме модельного времени, среди которых интерес представляет количество обработанных заявок и усредненный коэффициент загрузки.

Что привлекает пользователя, работающего в данной системе? Это, прежде всего, наличие встроенных библиотек, возможность создания новых классов и новых библиотек элементов для конкретной области, возможность создания анимации модели и аплетов, работающих в браузере Internet Explorer.

Рис. 2. Анимационная модель участка

При составлении модели возникли следующие неудобства: а) сложность в изучении (так как система имеет много возможностей, используя которые пользователь может создать более компактную и адекватную мо-

дель); б) для детального описания объекта необходимо знание языка программирования (в данном случае Java); в) изменение состава оборудования может повлечь детальную переработку (доработку) модели, например, отсутствие или наличие склада, тип склада и т.п.

10,950.90.850.80,750.70,650.6  0,550.50.450.40.35-О.З1 0,250.20.150.1 -0.050

О 5 10 15 20 25  root, station .delay, statsUtilizatbn

Рис. 3. Статистика по работе первого станка

Система "Каскад" специально разработана для моделирования ГПС. Она позволяет выполнять предпро-ектные расчеты, например, предварительный расчет емкости склада деталеустановок и склада инструментов; работать с системой в диалоговом режиме; строить циклограммы работы оборудования; учитывать конкретные характеристики оборудования (скорость, тип инструмента, стойкость инструмента, расстояния, название дета-леустановки, тип накопителя и т.п.); осуществлять моде-

лирование на уровне технологического перехода. Недостатки: большое время, затрачиваемое пользователем на уточнение характеристик ГПС; отсутствие анимации.

В качестве входных данных здесь выступают: количество станков, наличие и тип склада деталеустановок и инструментов, параметры станков (число позиций в накопителе станка, время смены ДУ, число гнезд в магазине станка, расстояние между гнездами магазина, скорость поворота магазина, время смены инструмента в шпинделе станка и т.п.), складов (число позиций в складе, расстояние между позициями) параметры транспортных средств (скорость перемещения, ускорение-замедление, время смены), алгоритмы взаимодействия оборудования, координатная привязка по оборудованию.

Модель, построенная в системе "Каскад", позволяет в автоматизированном режиме строить циклограмму работы оборудования (рис. 5), позволяющую визуально оценить работу участка за заданный период времени.

г..... . .: ¡oot.station 1 delay st .. _ ШШ

Count 7

Mean 0.2(554867256637163

Kin С. С!

Max i.0

Variance 0.19500552416007516

Deviation 0.44159203362388133

MearjCoiif 0.2574767862056874

Рис. 4. Числовые параметры по работе первого станка

После прогона модели система выдает следующие результаты: время обработки операционное, фактическое; коэффициент загрузки станка, коэффициент загрузки участка, время выполнения сменного задания, плановая и фактическая станкоемкость заготовки, параметры работы вспомогательного технологического оборудования (рис. 6), а также статистические зависимости загрузки оборудования от изменения состава сменного задания.

При использовании моделирования для анализа

I ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫЙ РОБОТ

СТАНКИ

4' .! J ИжЯ: 'штИШВИ

A \ «И 1 ци 111ШЕ Si^p1!-

If« ад s pisi US йУШШЙ sii

El \ M sws 4- ! SI ijsresi jiiSis iHsssss

TP A H С П ) P г

48.28 96.56 144.84 153.12 241.4 289.68 337,96 386.24 434,52 482.8

3 Ш1  РАБОТА | ПРОСТОИ

Рис. 5. Циклограмма работы участка (Каскад).

Рис.6. Общие сведения о работе участка

параметров ГПС возможно применение как универсальных, так и проблемно-ориентированных систем. Выбор зачастую зависит от направления квалификации пользователя. Предпочтение системе "Каскад" можно отдать по следующим причинам: позволяет более точно оценить работу участка, удобна в использовании для проектировщика, технолога и диспетчера ГПС [1], не требует дополнительного изучения в области моделирования и программирования.

Таким образом, подход, применяемый в системе "Каскад", себя оправдывает и дает возможность синтеза оптимальных организационно-технических параметров, при которых достигаются заданные условия, например, срок окупаемости или коэффициент загрузки.

Список литературы

1. Бондаренко, В.А. Основы создания ГПС механообработки: Учебное

пособие для вузов/ В.А. Бондаренко, А.И. Сердюк. - Оренбург: Оренбургский гос. ун-т, 2000. - 206 с.

2. Лычкина Н.Н. Опыт применения GPSS в Государственном универси-

тете управления. - http://lichkina.imis.ru/Nau_rab/Nau_rab5.htm.

3. Карпов Ю.Г., Борщев А.В. Anylogic - инструмент имитационного моде-

лирования нового поколения//XI Всероссийская научно-методическая конфе-ренция "Телематика 2004". - http://tm.ifmo.ru/tm2004/ db/doc/get_ thes.php ?id=388.

Глинская Н.Ю.

Оренбургский государственный университет, г. Оренбург

ИНТЕГРАЦИЯ СИСТЕМ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ НА ОСНОВЕ СТАНДАРТОВ STEP CALS -ТЕХНОЛОГИЙ

Материал посвящен проблемам комплексной интеграции конструкторских и технологических систем автоматизированного проектирования на основе международных стандартов обмена информации об изделии STEP.

Автоматизация проектирования занимает особое место среди информационных технологий и уже давно и успешно применяется на практике. Однако автоматизация различных бизнес-процессов наиболее эффективна в том случае, если она охватывает все этапы жизненного цикла изделия.

В настоящее время существует множество систем автоматизированной подготовки производства, все они обладают приблизительно одним набором функций и различаются, по сути, только степенью проработки этих функций (например, функцией параметризации моделей) и удобством интерфейса пользователя. Проектирование конструкции объекта выполняется системами, которые в отечественной литературе принято называть САПР(К), а в зарубежных источниках - CAD-системами. Автоматизированное проектирование технологических процессов и разработка управляющих программ ЧПУ выполняется системами, которые у нас приято называть САПРТП И САП ЧПУ, а за рубежом - CAM-системами. Таким образом, автоматизированы практически все этапы жизнен-