Введение 3
Глава 1. Обзор источников информации 5
1.1. Индустрия 4.0 5
1.2. Компьютерно-интегрированное производство 10
1.3. Имитационное моделирование 17
1.4. Программное обеспечение для имитационного моделирования 25
Глава 2. Теоретическая часть 32
2.1. Постановка задачи 32
2.2. Анализ текущей ситуации «как есть» и «как будет» с внедрением
имитационного моделирования 34
2.3. Технология подлежащая моделированию 36
2.4. Типовые элементы, используемые для построения имитационной
модели сборки 38
Глава 3. Практическая часть 42
3.1. Исходные данные 42
3.2. Построение модели 44
3.3. Результаты моделирования и оптимизации производственных
параметров 66
Заключение 71
Список использованной литературы
В условиях современной конкуренции, необходимо быстро и точно принимать стратегические и тактические решения, при планировании производства. Не редко, для принятия важных решений, руководители и топ- менеджеры крупных организаций вынуждены учитывать многочисленные факторы и критерии, которые сложно рассчитать и обосновать. Быстро и достаточно точно принимать решения помогает имитационное моделирование, избегая больших затрат и рисков.
Учитывая, что моделирование — это теоретический и познавательный процесс, основанный на повторении реальной производственной ситуации, данный термин идеально определяется как распознавание объектов через другие объекты, которые в основном создаются искусственно. Моделирование имитирует структуру и поведение реальной системы, при этом является специфической формой когнитивного процесса. Основной принцип заключается в том, чтобы сделать выводы, используя моделирование в рамках определенной системы с объектами и их взаимодействиями и анализа полученных результатов эксперимента.
Давление конкуренции и требований клиентов неуклонно возрастает и поэтому предприятиям нужно моделировать производственные процессы. Программы моделирования - это инструменты, которые проверяют влияние различных модельных решений, а затем оценивают производственные мощности, продолжительности операций и другие производственные параметры.
По мнению многих современных авторов основными задачами моделирования являются:
- поддержка принятия решений при проектировании и эксплуатации системы;
- анализ и оптимизация;
- прогнозирование и взгляд в будущее;
- замена реальной системы (обучение, тестирование, опасность и т. д.).
Моделирование сборочных систем на рабочих местах помогает в планировании новых и улучшении существующих систем. Оно также часто используется в процессах принятия решений, таких как размер инвестиций, стоимость запланированных изменений, анализ производственных процессов и т. д. Моделирование в сборочных системах повышает эффективность этапа проектирования.
В связи с вышеизложенным, имитационное моделирование сборочных технологий, на сегодняшний день является актуальной и востребованной задачей, что оказывает большое воздействие на развитие данной тематики во всем мире.
1. По результатам разработки имитационной модели был установлен ряд преимуществ, для решения задач моделирования сборки.
2. При разработке модели были использованы стандартные объекты программного обеспечения, что сокращает время проектирования сборочной системы.
3. Было установлено что работа в виртуальной среде с сохранением промежуточных результатов позволяет провести тестирование нескольких версий сборочной системы и выбрать наиболее оптимальную и сбалансированную версию. Из этого следует, что можно устранить конструктивные ошибки перед их вводом в эксплуатацию.
4. Отслеживание и анализ выходных результатов в виде диаграмм позволило сбалансировать загруженность рабочих мест, оптимизировать поставку комплектующих изделий, увеличить пропускную способность сборочной системы. Что в свою очередь, позволило сократить такт сборки и является свидетельством возможности оптимизации производственных показателей сборочной системы.
5. Моделирование производственных систем позволяет заранее обнаружить и устранить проблемы, которые могли проявятся на этапе пусконаладки и потребовали бы финансовых и временных затрат:
- снизить инвестиции в производство при тех же параметрах производительности;
- провести оптимизацию производства и выбрать наиболее рациональное решение из множества вариантов.
6. Визуализация является мощным инструментом моделирования. Она важна не только для представления результатов проекта, но и в ходе работы над моделью, так как позволяет наглядно оценить работу, выявить ошибки и проблемные места в модели.
7. Имитационное моделирование позволяет описать структуру системы и ее процессы в естественном виде, не прибегая к использованию формул и строгих математических зависимостей.
8. На реальных примерах было показано, что имитационное моделирование применимо в отраслях машиностроения для улучшения производственных и экономических показателей.
9. Главным экономическим критерием данной системы являются суммарные потери системы. А основная задача исследования и последующей оптимизации заключается в выборе наилучшего экономического решения проблемы для системы в целом, т. е. отыскивается такой режим или такие условия работы системы, при которых функция, отображающая принятый экономический критерий, достигает минимального значения. Несмотря на то что, эти показатели эффективности достигнуты в модели перепроектированного бизнес процесса, при внедрении этой модели на предприятии эффект от внедрения превысит все расходы на него, а эффективность системы будет значительно выше, чем у существующей на сегодняшний день.
10. Ожидаемые эффекты от имитационного моделирования технологий в ПАО «КАМАЗ»:
- повышение точности формирования планов производства;
- повышение эффективности рабочих мест и производства;
- выявление возможных проблем на ранних этапах, в цифровой среде,
а не на этапе сборочного процесса (исполнения заказа).
11. Предлагается реализовать инвестиционный проект категории А по развертыванию имитационного моделирования технологических процессов сборки основных узлов (шасси, кабин, рам, силовых агрегатов, коробок передач и т. д.) охватывающий все подразделения и создать Центр компетенций имитационного моделирования технологий, состоящего из разработчиков и конструкторов моделей, что позволит перейти с оператора- диспетчерского управления производством на цифровое-имитационное.
1. Краснолуцкий Е.А., Средства мониторинга и анализа системы взаимодействия программных агентов производственной IOT системы планирования // Новые технологии в научных исследованиях, проектировании, управлении, производстве: труды Междунар. науч.-техн. конф. Воронеж: ФГБОУ ВО «Воронежский государственный технический университет», 2017, Т. 1, 404 с. ISBN 978-5-7731-0568-8 (Т.1)
2. Л61 Липкин Е. ИНДУСТРИЯ 4.0: Умные технологии - ключевой элемент в промышленной конкуренции М.: ООО «Остек-СМТ», 2017. - 224 стр. ISBN 978-5-9907248-2-2 При поддержке Группы компаний Остек
3. J. Harrington, Computer Integrated Manufacturing. Krieger Pub Co., 1979.
4. Компьютерно-интегрированные производства и CALS технологии в машиностроении: Учебное пособие / Под Ред. проф. Б.И. Черпакова. М.: ГУП «ВИМИ», 1999. - 512 с.
5. Калачев О.Н., Компьютерно-интегрированное машиностроение и CAD/CAM Cimatron // Информационные технологии., изд-во «Машиностроение». - М: 1998. - № 10 с.43-47, 49стр.
6. Акопов, А. С., Имитационное моделирование: учебник и практикум для академического бакалавриата / М. : Издательство Юрайт, 2014. - 389 с.
7. P. Trebuna, M. Kliment, M. Petrik, Creation of simulation model of expansion of production in manufacturing companies. Modeling of mechanical and Mechatronic Systems MMaMS (2014).
8. Гречишников В.А., Чемборисов Н.А., Хисамутдинов Р.М., Егорова Е.И., Моделирование систем инструментального обеспечения машиностроительного производства // Старый Оскол:ТНТ.- 2011.-208стр.
9. Имитационное моделирование производственных систем предприятия TecnomatixPlantSimulaton [Электронный ресурс]: электрон. метод. указания к лаб. работам / М-во образования и науки РФ, Самар. гос. аэрокосм. ун-т им. С. П. Королева (нац. исслед. ун-т); авт.-сост. Е.А.
Рамзаева, В.Г. Смелов, В.В. Кокарева. - Электрон. текстовые и граф. дан. (4,6 Мбайт). - Самара, 2013. - 1 эл. опт. диск (CD-ROM).
10. TECNOMATIX Plant Simulation, Product overview, SIEMENS (2016)
11. J. Burieta, Simulacia. In Ipaslovakia (2007)
12. Обзор продукта «Tecnomatix Plant Simulation» - [электронный ресурс] - Режим доступа - URL: http://www.plm.automation.siemens.com/ ru_ru/products/ tecnomatix/plant_design/plant_simulation.shtml (дата обращения
17.11.2018)
13. Система Plant Simulation - [электронный ресурс] - Режим доступа - URL: http://simulation.su/static/plant-simulation-full-info.print (дата обращения 01.12.2018)
14. Хисамутдинов Р.М., Хисамутдинов М.Р., Моделирование обмена данными между разноплатформенными информационными системами для решения задач подготовки производства // Национальная Ассоциация Ученых. - 2015.- № 6-2 (11).- с.72-75.
15. ГОСТ Р 12.4.026-2001 Система стандартов безопасности труда (ССБТ). Цвета сигнальные, знаки безопасности и разметка сигнальная. Назначение и правила применения. Общие технические требования и характеристики. Методы испытаний (с Изменением N 1) - 76 с.
16. Tecnomatix Plant Simulation: Siemens PLM Software - [электронный ресурс] - Программное обеспечение