Информационная система подготовки и планирования производства приборов радиационного мониторинга: На примере завода «Импульс» г. Пятигорск

В условиях многономенклатурного производства, характеризующегося наличием разветвленных параллельных технологических ветвей, насчитывающих сотни тысяч операций, возникает необходимость в планировании и оптимизации процессов производства, что невозможно осуществить без применения информационных технологий.

Создание информационных систем и их внедрение на современном этапе в России характеризуется следующими особенностями. Во-первых, за начальные годы реформ были практически полностью остановлены многие предприятия, особенно мелкие и средние, и высококвалифицированный персонал этих предприятий разбежался. В связи с восстановлением в последние годы потенциала предприятий на них были набраны новые неопытные рабочие, что привело к значительному увеличению сроков выпуска продукции и росту её себестоимости. Существенное сокращение сроков изготовления продукции может быть достигнуто благодаря использованию информационных систем при подготовке технической документации, составлении расписаний изготовления комплектующих деталей для рабочих мест, планировании работ и т. д. Во-вторых, ранее вычислительно-информационную базу предприятия составляли вычислительные машины класса ЕС и СМ, а новые информационные системы повсеместно создаются на основе локальных вычислительных сетей на персональных компьютерах на платформах IBM PC 486 и Intel Pentium .

На международном рынке программного обеспечения существовует более 150 программных пакетов, позволяющих расчитывать временные параметры сетевых моделей и анализировать сети с применеием метода критических путей или ПЕРТ-метода. На российском рынке представлены две наиболее популярных информационных системы — Time Line 1.0 for Windows компании Symantec и Microsoft Project 4.1.

Однако анализ перечисленных информационных систем показал, что они непосредственно без предварительной адоптации не могут быть использованы для планирования и управления производством приборов для радиационного мониторинга.

Основные причины это: ограничение на допустимое количество работ проекта — 10 ООО для Time Line и 2000 для Microsoft Project, следовательно, данные программы можно применить только к относительно простым изделиямограничение на иерархическую структуру задач для Microsoft Project — до 10 уровней, а это означает, что узлы, входящие в изделие должны состоять не более чем из 10 комплектующих деталей, что противоречит большинству технологических процессов и самое главное, все эти системы предназначены только для расчета параметров сети и ее оптимизации и не решают проблем подготовки технической документации .

Таким образом, необходимость создания новой информационной системы для всесторонней подготовки процессов производства, учитывающих конкретные условия производства, безусловно является актуальной.

При написании данной работы был проведен анализ информационных потоков, используемых при производстве приборов радиационного мониторинга (дозиметрических и оптических датчиков, радиометров газов, бета-радиометров, спектрометрических и индикаторных приборов) — всего 408 наименований изделий, изготавливаемых на заводе «Импульс» город Пятигорск Ставропольского края. Было выявлено, что схемы сборки всех изделий состоят из параллельных технологических ветвей и имеют иерархическую структуру с одной вершиной соответствующей готовому изделию. При этом технологические процессы очень объемны — от 233 до 14 054 комплектующих деталей, на изготовление каждой из которых требуется порядка десяти механических, электролитических и химических операций.

Цель данной работы — создание информационного и программного обеспечения системы подготовки и планирования процессов производства, характеризующихся сложной иерархической структурой с параллельными непересекающимися технологическими ветвями насчитывающими десятки тысяч комплектующих деталей, сотни тысяч механических, электрохимических и химических операций на примере производства приборов радиационного мониторинга на заводе «Импульс» г. Пятигорск. Конечной производственной целью является организация выпуска готовых изделий за минимальное время.

В данной работе математически сформулирована и решена задача изготовления изделия, имеющего сложный иерархический граф сборки с параллельными непересекающимися ветвями, за минимальное время.

Подробно описана новая информационная система, предназначенная для всестороннего информационного обеспечения процессов подготовки и планирования производства, формирования конструкторской, экономической и технологической документации (сводные спецификации, комплектовочные ведомости, сдаточные накладные, наряды на работы в цехах и т. д.).

Для построения графов сборки изделий были созданы алгоритмы, позволяющие не только рассчитать временные параметры сетевых графов, но и сократить срок изготовления продукции в среднем на 15−20%, в частности, за счет применения нового алгоритма расчета порядка выполнения работ в сложных иерархических графах с параллельными не пересекающимися.

При построении сетевых моделей на начальном этапе мы объединили все последовательные технологические операции по каждой детали, абстрагируясь от их технологической сущности, в единую работу по данной детали. Это позволило несколько упростить граф сборки и алгоритмы его обработки, и как показали результаты внедрения информационной системы, явилось оправданным упрощением.

Представляет интерес так же техническая реализация работы, т.к. при скромных аппаратных требованиях удалось создать сетевую многопользовательскую информационную систему и повысить надежность хранения и обработки информации при работе с пользовательскими системами управления базами данных и технологией «файл-сервер» .

Основные результаты.

1. Проанализированы с точки зрения сокращения срока изготовления изделий информационные потоки производства многономенклатурной продукции на примере изделий завода «Импульс» г. Пятигорск.

2. Математически сформулирована и решена задача построения оптимальных графиков изготовления изделий за минимальное время. Причем это изделие имеет сложный граф сборки, характеризующийся иерархической структурой с одной вершиной соответствующей готовому изделию, и состоящий из параллельных непересекающихся технологических ветвей.

3. На основе комплексного анализа информации о структуре многономенклатурного производства, технологических маршрутах и продолжительности технологических процессов был разработан эвристический алгоритм, позволяющий с помощью сложных иерархических графов с параллельными ветвями определять порядок выполнения работ при изготовлении изделия, состоящего из десятков тысяч комплектующих деталей, сотен тысяч технологических операций.

4. Разработана новая сетевая многопользовательская информационная система «Производство», предназначенная для всестороннего информационного обеспечения процессов подготовки и планирования производства приборов радиационного мониторинга.

5. Разработанная информационная система была внедрена на приборостроительном заводе «Импульс» г. Пятигорск для производства радиометрических и оптических датчиков, бета-радиометров, спектрометрических и индикаторных приборов, что подтверждено отзывом на новую информационную систему. При этом сроки изготовления продукции сократились в среднем на 15−20%, что благоприятно сказалось на экономических показателях завода.

Представленные информационная система и алгоритм могут быть применены не только к процессам изготовления приборов радиационного мониторинга, но и к изготовлению любых изделий, имеющих подобную структуру графа сборки и соответствующую исходную информацию.