Оптимальне планування технологічних режимів механічної обробки при обмежених термінах ремонтних робіт вантажних вагонів
Loading...
Date
2019
Authors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Дніпровський національний університет залізничного транспорту ім. акад. В. Лазаряна, Дніпро
Abstract
UK: Мета. Метою цiєї роботи є розроблення алгоритмiв оптимiзацiї для визначення оптимального групового графiку та оптимальних швидкостей рiзання при ремонтних роботах вантажних вагонiв. Методика. Для
вирiшення задачi оптимального планування режимiв механiчної обробки наведена i проаналiзована
модель групового планування для поточного багатопозицiйного виробництва при обмежених термiнах
виготовлення вiдновлених деталей вантажних вагонiв. Крiм того, у модель групової обробки включено
змiнний час обробки та витрати, якi залежать вiд режимiв технологiчної обробки. Запропонованi
оптимальнi схеми групового планування розробленi в першу чергу iз метою мiнiмiзацiї кiлькостi
деталей iз збiльшенням штучно- операцiйного часу. Для обчислення нижньої границi сумарного часу
технологiчного процесу застосовується наступна теорема, яка являє собою поширення теореми Джонсона
для двопозицiйного планування на метод групового планування. Результати. В статтi розглядаються два
критерiї групового планування. Головним критерiєм є кiлькiсть деталей iз збiльшеним
штучно-операцiйним часом, який необхiдно мiнiмiзувати. Другим критерiєм є сумарний час
технологiчного процесу (цикл обробки), причому сумарний час технологiчного процесу являє собою
час, який триває вiд початку обробки першої деталi першої групи до закiнчення обробки останньої
деталi останньої групи; вiн також повинен бути мiнiмiзований. При визначеннi оптимальних
швидкостей рiзання, пiсля того як встановлена схема оптимального групового планування, швидкостi
рiзання можуть бути змiненими для скорочення виробничих витрат, якщо схема планування передбачае
мiжоперацiйне затримування (вiдлежування) деталей на окремих операцiях. На основi результатiв
попереднього аналiзу розробленi наступнi алгоритми оптимiзацiї для визначення оптимального
групового графiку та оптимальних швидкостей рiзання. Наукова новизна. Запропонована модель
групового планування, яка рунтується на методi групової технологiї, була розроблена для умов
проведення на вагоноремонтних пiдприємствах вiдновлювально-реставрацiйних робiт деталей та вузлiв
вантажних вагонiв серiйного багатопозицiйного виробництва. При груповому плануваннi, коли деталi
класифiкуються за кiлькома групами, оптимальне повинно бути отримане у виглядi послiдовностi груп
i деталей у кожнiй групi. Практична значимiсть. В даному дослiдженнi був запропонований метод
групового планування, який рунтується на методi групової технологiї, що розроблений для потокового
багатопозицiйного ремонтного виробництва за умови змiнних термiнах обробки та витратах, якi
залежать вiд умов рiзання металу.
RU: Цель. Целью настоящей работы является разработка алгоритмов оптимизации для определения оптимального группового графика и оптимальных скоростей резания при ремонтных работах грузовых вагонов. Методика. Для решения задачи оптимального планирования режимов механической обработки приведена и проанализирована модель группового планирования для текущего многопозиционного производства при ограниченных сроках изготовления восстановленных деталей грузовых вагонов. Кроме того, модель групповой обработки включает сменное время обработки и затраты, которые зависят от режимов технологической обработки. Предложенные оптимальные схемы группового планирования разработаны в первую очередь с целью минимизации количества деталей с увеличением искусственно операционного времени. Для вычисления нижней границы суммарного времени технологического процесса применяется следующая теорема, которая представляет собой распространение теоремы Джонсона для двухпозиционного планирования на метод группового планирования. Результаты. В статье рассматриваются два критерия группового планирования. Главным критерием является количество деталей с увеличенным искусственно-операционным временем, который необходимо минимизировать. Вторым критерием является суммарное время технологического процесса (цикл обработки), причем суммарное время технологического процесса представляет собой время, которое длится от начала обработки первой детали первой группы до окончания обработки последней детали последней группы; он также должен быть минимизирован. При определении оптимальных скоростей резания, после того как установлена схема оптимального группового планирования, скорости резания могут быть изменены для сокращения производственных расходов, если схема планирования предусматривает межоперационную задержку (отслеживания) деталей на отдельных операциях. На основе результатов предварительного анализа разработаны следующие алгоритмы оптимизации для определения оптимального группового графика и оптимальных скоростей резания. Научная новизна. Предложенная модель группового планирования, основанная на методе групповой технологии, была разработана для условий проведения на вагоноремонтных предприятиях восстановительно-реставрационных работ деталей и узлов грузовых вагонов серийного многопозиционного производства. При групповом планировании, когда детали классифицируются по нескольким группам, оптимальное должно быть получено в виде последовательности групп и деталей в каждой группе. Практическая значимость. В данном исследовании был предложен метод группового планирования, основанный на методе групповой технологии, разработан для потокового многопозиционного ремонтного производства при переменных сроках обработки и расходах, которые зависят от условий резания металла.
EN: Purpose. The purpose of this work is to develop optimization algorithms for determining the optimal group schedule and optimal cutting speeds during the repair work of freight wagon. Methodology. To solve the problem of optimal planning of machining regimes, the group planning model for the current multisite production is given and analyzed with limited production time periods for the restored parts of freight cars. In addition, the batch processing model includes interchangeable processing times and costs, which depend on the processing conditions. The proposed optimal group planning schemes were developed primarily to minimize the number of parts with an increase in artificial operational time. To calculate the lower limit of the total time of the technological process, the following theorem is used, which represents the extension of the Johnson theorem for two-stage planning to the group planning method. Results.The article discusses two criteria for group planning. The main criterion is the number of parts with increased artificial operating time, which must be minimized. The second criterion is the total time of the technological process (processing cycle), the total time of the technological process being the time that lasts from the beginning of processing the first part of the first group to the end of processing the last part of the last group; it should also be minimized. When determining the optimal cutting speeds, after the optimal group planning scheme has been established, cutting speeds can be changed to reduce production costs, if the planning scheme provides for inter-operation delay (tracking) of parts in individual operations. Based on the results of the preliminary analysis, the following optimization algorithms have been developed to determine the optimal group graph and optimal cutting speeds. Scientific novelty. The proposed group planning model, based on the group technology method, was developed for the conditions for carrying out restoration and restoration works on parts and assemblies of freight cars for mass-production production at car-repair enterprises. In group planning, when parts are classified into several groups, the optimal should be obtained as a sequence of groups and details in each group. Practical significance. In this study, a group planning method based on the group technology method was proposed. It was developed for streaming multi-site repair production with variable processing times and costs that depend on the cutting conditions of the metal.
RU: Цель. Целью настоящей работы является разработка алгоритмов оптимизации для определения оптимального группового графика и оптимальных скоростей резания при ремонтных работах грузовых вагонов. Методика. Для решения задачи оптимального планирования режимов механической обработки приведена и проанализирована модель группового планирования для текущего многопозиционного производства при ограниченных сроках изготовления восстановленных деталей грузовых вагонов. Кроме того, модель групповой обработки включает сменное время обработки и затраты, которые зависят от режимов технологической обработки. Предложенные оптимальные схемы группового планирования разработаны в первую очередь с целью минимизации количества деталей с увеличением искусственно операционного времени. Для вычисления нижней границы суммарного времени технологического процесса применяется следующая теорема, которая представляет собой распространение теоремы Джонсона для двухпозиционного планирования на метод группового планирования. Результаты. В статье рассматриваются два критерия группового планирования. Главным критерием является количество деталей с увеличенным искусственно-операционным временем, который необходимо минимизировать. Вторым критерием является суммарное время технологического процесса (цикл обработки), причем суммарное время технологического процесса представляет собой время, которое длится от начала обработки первой детали первой группы до окончания обработки последней детали последней группы; он также должен быть минимизирован. При определении оптимальных скоростей резания, после того как установлена схема оптимального группового планирования, скорости резания могут быть изменены для сокращения производственных расходов, если схема планирования предусматривает межоперационную задержку (отслеживания) деталей на отдельных операциях. На основе результатов предварительного анализа разработаны следующие алгоритмы оптимизации для определения оптимального группового графика и оптимальных скоростей резания. Научная новизна. Предложенная модель группового планирования, основанная на методе групповой технологии, была разработана для условий проведения на вагоноремонтных предприятиях восстановительно-реставрационных работ деталей и узлов грузовых вагонов серийного многопозиционного производства. При групповом планировании, когда детали классифицируются по нескольким группам, оптимальное должно быть получено в виде последовательности групп и деталей в каждой группе. Практическая значимость. В данном исследовании был предложен метод группового планирования, основанный на методе групповой технологии, разработан для потокового многопозиционного ремонтного производства при переменных сроках обработки и расходах, которые зависят от условий резания металла.
EN: Purpose. The purpose of this work is to develop optimization algorithms for determining the optimal group schedule and optimal cutting speeds during the repair work of freight wagon. Methodology. To solve the problem of optimal planning of machining regimes, the group planning model for the current multisite production is given and analyzed with limited production time periods for the restored parts of freight cars. In addition, the batch processing model includes interchangeable processing times and costs, which depend on the processing conditions. The proposed optimal group planning schemes were developed primarily to minimize the number of parts with an increase in artificial operational time. To calculate the lower limit of the total time of the technological process, the following theorem is used, which represents the extension of the Johnson theorem for two-stage planning to the group planning method. Results.The article discusses two criteria for group planning. The main criterion is the number of parts with increased artificial operating time, which must be minimized. The second criterion is the total time of the technological process (processing cycle), the total time of the technological process being the time that lasts from the beginning of processing the first part of the first group to the end of processing the last part of the last group; it should also be minimized. When determining the optimal cutting speeds, after the optimal group planning scheme has been established, cutting speeds can be changed to reduce production costs, if the planning scheme provides for inter-operation delay (tracking) of parts in individual operations. Based on the results of the preliminary analysis, the following optimization algorithms have been developed to determine the optimal group graph and optimal cutting speeds. Scientific novelty. The proposed group planning model, based on the group technology method, was developed for the conditions for carrying out restoration and restoration works on parts and assemblies of freight cars for mass-production production at car-repair enterprises. In group planning, when parts are classified into several groups, the optimal should be obtained as a sequence of groups and details in each group. Practical significance. In this study, a group planning method based on the group technology method was proposed. It was developed for streaming multi-site repair production with variable processing times and costs that depend on the cutting conditions of the metal.
Description
А. Мілянич: ORCID 0000-0003-3583-792X
Keywords
деталь, вантажний ваrон, технологічний процес, оптимальне рішення, rрупова технолоrія, грузовой вагон, технологический процесс, оптимальное решение, групповая технология, item, freight wagon, technological process, optimal solution, group technology, КРС (ЛФ)
Citation
Мілянич, А. Р. Оптимальне планування технологічних режимів механічної обробки при обмежених термінах ремонтних робіт вантажних вагонів // Транспортні системи і технології перевезень : зб. наук. пр. Дніпров. нац. ун-ту залізн. трансп. ім. акад. В. Лазаряна. – Дніпро, 2019. – Вип. 17. – С. 32–40. – DOI:10.15802/tstt2019/178213.