Ученые предлагают подход, который иерархически интегрирует дозирование и локальную поисковую эвристику в планирование производства. Проблема состоит из двух основных взаимосвязанных этапов, встроенных в любую производственно-транспортную цепочку поставок, а именно:
- планирование переработки сырья и работа робота-транспортера внутри каждой отдельной ячейки,
- планирование транспортировки и распределения партий полуфабрикатов между ячейками.
Предложено несколько эффективных эвристических алгоритмов. Это мотивировано реальной проблемой планирования CIM-системы для производства многокомпонентных изделий, обслуживаемых роботами.
Современные гибкие производственные системы
Это крупномасштабные системы. Для их описания, мониторинга и оптимизации требуются огромные объемы информации. Из-за больших размеров проблемы, оптимальное планирование и планирование всей производственной системы невозможно даже при использовании современных высокоскоростных компьютеров и современного программного обеспечения.
Наилучшим практическим способом преодоления такой ситуации является поиск неоптимальных стратегий планирования, основанных на иерархической декомпозиции производственной системы и, в свою очередь, на иерархической декомпозиции проблем планирования.
Существует множество временных и пространственных масштабов, в которых должны приниматься решения по планированию. Наиболее долгосрочные решения связаны с планированием капитальных затрат и стратегией. Самые краткосрочные решения включают в себя графики загрузки/выгрузки отдельных деталей и перемещения робота. Шкалы расстояний включают в себя уровень станка, уровень ячеек, уровень цеха, заводской уровень и т.д.
На практике эти решения принимаются отдельно, хотя они и являются зависимыми. В частности, каждое решение на более высоком уровне представляет собой задание для лица, принимающего решения на следующем уровне. Научный мир рассматривает производственно-транспортную цепочку поставок и изучает соответствующие проблемы планирования, возникающие на уровне машинных ячеек.
Решения будут приниматься с учетом всех проблемных данных, и рассмотрятся решения на двух уровнях в пространственных масштабах: машинном и органическом.
Групповая технология
В последние десятилетия были проведены значительные исследования по планированию производственных систем на основе парадигмы так называемой групповой технологии или GT.
Принцип GT заключается в том, чтобы собрать вместе максимальный набор одинаковых заданий в одно семейство, называемое пакетом для производства, чтобы свести к минимуму операции настройки и время для заданий, относящихся к одному и тому же пакету.
С другой стороны, на многих производственных участках, обслуживаемых роботами, он перемещается, и некоторые операции (или действия) образуют ту же модель поведения, которая повторяется циклически неограниченное количество раз, когда целью является поиск оптимального порядка операций на имеющихся мощностях (например, машины и транспортные устройства), оптимизирующего данный критерий производительности (который обычно связан с качеством процесса, производительностью системы или удовлетворенностью клиентов).
Экспериментальный подход
Ученые предлагают использовать подход, который иерархически интегрирует факторы дозирования и цикличности (периодичности) в планирование производства. Возникает два вопроса для исследования:
- Как в полной мере использовать методологию GT для сведения к минимуму производственных мощностей в обрабатывающей промышленности?
- Как лучше использовать периодическую (повторяющуюся) характеристику процессов производства, транспортировки и доставки?
Проблема состоит из двух основных взаимосвязанных этапов, встроенных в любую производственно-транспортную цепочку поставок, а именно:
- планирование переработки сырья и работы робота-транспортера внутри каждой отдельной ячейки
- планирование транспортировки и распределения партий полуфабрикатов между ячейками.
Первый вопрос решается путем разбора всех деталей на партии, так как каждая партия многократно обрабатывается машинами в отдельной ячейке. Подход заключается в разработке и изучении двухступенчатого алгоритма на основе "сита" для решения общей задачи планирования циклического дозирования, объединяющего факторы дозирования и цикличности (периодичности) на двух этапах в одном объединяющем каркасе.
Это обусловлено реальной проблемой планирования производства CIM-системы, состоящей из многомашинных роботизированных модулей для производства многокомпонентных изделий.