Анализ и пути повышения уровня организованности производственной системы

Задача поиска оптимальных пропорций сводится к обоснованию оптимального количества единиц вспомогательного оборудования, исходя из условия обеспечения наиболее высокого уровня использования производственной мощности системы. Недостаточное количество вспомогательного оборудования хотя и обеспечивает высокий уровень использования его производственных мощностей, приводит к недостаточно полной загрузки основного оборудования его простоям. Избыточное количество единиц вспомогательного оборудования хотя и обеспечивает наиболее высокий уровень использования производственной мощности основного участка, приводит к недостаточно полному использованию производственной мощности вспомогательного участка, простоям и потерям (текущим и единовременным). Т.о. для выбора оптимального варианта производственной структуры системы из возможных вариантов, отличающихся количеством единиц вспомогательного оборудования необходимо использовать критерий, учитывающий указанные обстоятельства.

3.2 Формирование критерия оптимальности

В качестве критерия оптимальности при решении задачи обоснования оптимального количества единиц вспомогательного оборудования используется показатель - минимум суммарных издержек (текущих и единовременных) в расчете на одну единицу продукции.

Критерий оптимальности:

, (60)

где – суммарные издержки в системе при h-том варианте организации производственной системы в расчете на одну единицу продукции, руб.:

, (61)

где - значение целевой функции по вариантам организации производственной системы при производстве l-го вида продукции, руб.:

, (62)

где - потери от простоя средств труда в i-й фазе по h-му варианту организации производственной системы при производстве l-го вида продукции за год, руб.;

- потери от пролёживания предметов труда перед i-й фазой по h-му варианту организации производственной системы при производстве l-го вида продукции за год, руб.;

Ен – нормативный коэффициент сравнительной экономической эффективности капитальных вложений, Ен=0,2;

- интервал моделирования (примем  =1 год);

- капиталовложения по h-му варианту организации производственной системы, руб.:

, (63)

где - капитальные вложения в расчете на одну единицу оборудования на вспомогательном участке, руб.;

- количество единиц вспомогательного  оборудования при h-ом варианте организации производственной системы;

объем производимой продукции по h-му варианту организации производственной системы при производстве l-го вида продукции за год, т:

 

(64)

где количество обслуживаемых заявок по h-му варианту организации производственной системы при производстве l-го вида продукции за год;

  средняя масса единицы готовой  продукции, т.

Потери от простоя средств труда в i-й фазе по h-му варианту организации производственной системы при производстве l-го вида продукции за год определяются по формуле:

, (65)

где - продолжительность простоев средств труда в i-й фазе по h-му варианту организации производственной системы при производстве l-го вида продукции за год, машино-мин;

- издержки от простоев канала  обслуживания в i-й фазе, руб./мин.

Потери от пролеживания предметов труда перед i-й фазой по h-му варианту организации производственной системы при производстве l-го вида продукции за год определяются по формуле:

, (66)

где   - продолжительность пролеживания предметов труда перед i-й фазой по h-му варианту организации производственной системы при производстве l-го вида продукции за год, заявко-мин.;

- издержки от простоев заявки  в очереди перед i-й фазой, руб./мин.

3.3 Краткая характеристика  модели

Для моделирования вариантов производственной системы в курсовом проекте используется учебная имитационная модель двухфазной многоканальной системы массового обслуживания. Данная модель относится к классу вероятностных (стохастических) моделей.

Объект моделирования – система массового обслуживания (двухфазная многоканальная СМО) с ожиданием и с ограниченной длинной очереди перед фазой.

В качестве случайных величин в модели выступает временные параметры.

При построении моделирующего алгоритма использован принцип особых состояний. Шаг моделирования – случайный, он равен интервалу между текущим моментом модельно времени и ближайшим особым моментом. В качестве особых моментов времени выступают: моменты прибытия заявок в систему, моменты начала и окончания обслуживания заявки в каждой фазе.

Случайными величинами являются временные параметры работы оборудования (длительности обслуживания заявки), а также интервал поступления заявок в систему.

При построении моделирующей программы использован модульный подход. Схема моделирующей программы представлена на рисунке 10.

 

 

 

Рисунок 10 – Схема моделирующей программы

 

Схема моделирующего алгоритма, расшифровка условных обозначений, используемых в этой схеме, а также описание работы операторов приведены в приложениях Б и В.

3.4 Планирование модельных  экспериментов и проведение моделирования

Планирование модельных экспериментов включает:

1) определение альтернативных вариантов, которые необходимо рассмотреть;

2) определение количества прогонов  модели, которое требуется сделать.

Расчётный и графический методы определения количества потребных единиц оборудования во второй фазе показали, что, целесообразно проводить моделирование и рассчитывать критерий оптимальности при наличии на основной фазе двух, трёх, четырёх единиц оборудования. Однако в целях проверки правильности расчетов моделирование проведение при наличии от двух до 5 единиц включительно.

Состав ситуаций определим тем, что одновременно на ремонте может находиться не более одной единицы оборудования в фазе.

Исходные данные для проведения моделирования по вариантам и всем экспериментам приведены в приложении Д для каждого вида продукции.

Тм примем равным 1 суткам (1440 минут) для удобства дальнейших расчетов. Т3 примем равным нулю, так как процесс рассматривается с начала функционирования системы. М2 возьмем равной 1. М1 примем равным 1 для исключения простоев вспомогательного участка из-за отсутствия заявок. Y(N) примем равной нулю.  Y1(1) также примем равной нулю. S2 примем равной нулю, поскольку внешние факторы не оказывают влияния на данную величину. Значения показателей Р1 и S1 приведены в исходных данных.

На основании исходных данных, подготовленных в приложении Д, по описанной выше модели проведем модельные эксперименты.  Данные для расчета суммарных издержек системы, полученные по результатам экспериментов, разместим в приложении Е.

 

 

3.5 Оценка результатов модельных экспериментов и выбор оптимального варианта производственной структуры системы

Опираясь на полученные данные, рассчитаем суммарные издержки системы по k-ому варианту организации при производстве одной единицы l-ого вида изделия.

Приведём пример расчёта суммарных издержек системы при производстве продукции по второму варианту организации, то есть при нахождении на вспомогательной фазе трех единиц оборудования.

В связи с тем, что связь между фазами жесткая, то необходимо учитывать и суммарное время простоев заявок в очереди перед первой фазой.

 

 

 

Суммарные издержки в системе по I-ому варианте её организации:

 

Аналогично рассчитаем суммарные издержки в системе по I, III, IV вариантам производственной организации системы и результаты расчетов сведем в таблицу 7.

Таблица 7 – Издержки системы при различных вариантах ее организации

Издержки по видам продукции, j	Вариант производственной организации системы, i
	I	II	III	IV
A, руб/т	53,85	48,06	56,94	69,25
B, руб/т	44,71	46,00	59,26	73,45
C, руб/т	64,94	56,04	66,17	83,75
Суммарные издержки, руб/т	53,16	49,82	61,33	76,43

 

Представим графически зависимость целевой функции от количества каналов обслуживания на вспомогательной ступени.

 

Рисунок 17 – Значение целевой функции в зависимости от количества единиц вспомогательного оборудования

 

 

Таким образом, используется показатель минимум суммарных издержек от простоев оборудования, оптимальным следует признать II-ой вариант организации производственной системы, то есть вариант при наличии трех единиц оборудования на вспомогательном участке. Результаты моделирования подтвердили выводы об оптимальном количестве вспомогательного оборудования, сделанные на основе графического и расчётного методов.

 

 

 

 

3.6 Разработка рекомендаций по повышению уровня организованности производственной системы

На основе произведенных расчетов и исходных данных было выявлено, что производственная система организована оптимальным образом, поскольку наиболее высокий уровень производительности системы при минимуме издержек достигается при наличии на вспомогательном участке трех единиц оборудования. Данное количество и было установлено на первой фазе производственной системы.

Поэтому повышение производительности будет возможным в рассматриваемом случае лишь при изменении технологии производства, замене существующего оборудования на усовершенствованные образцы с более высокими техническими характеристиками как основного, так и вспомогательного оборудования.

 

Заключение

В данном курсовом проекте был осуществлен анализ двухфазной производственной системы, выпускающей 3 вида продукции заданной доли в общем объеме выпуска.

Производственная мощность системы была определена посредством структурно-статического и структурно-динамического анализа и составила соответственно т и т. Расхождение в результатах объясняется изменением узкого места системы. Если бы узкое место оставалось неизменным, то результаты расчетов бы совпали и составил т. Коэффициент структурной согласованности составляет 93,76%, что свидетельствует о средней степени эффективности системы.

Посредством имитационного моделирования было определено оптимальное количество единиц вспомогательного оборудования. Результаты расчетов выявили, что система организована оптимальным образом, поскольку расчетное количество единиц оборудования совпало с исходным.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список использованных источников

1. Производственный менеджмент: Учебник для вузов. 4-е изд. / Р.А. Фатхутдинов. – СПб.: Питер, 2003. – 491 с.
2. Степанов И.Г. Организация производства на предприятиях черной металлургии / И.Г.Степанов. – М.: Металлургия, 1992. – 55 с.
3. Ефимов Н.А., Видяйкин Ю.И., Степанов И.Г. Совершенствование организации и планирования производства в кислородно-конвертерных цехах. – М.: Металлургия, 1992. – 112 с.
4. Организация производства и управление предприятием: Учебник / Туровец О.Г., Бухалков М.И., Родинов В.Б. и др.; под ред. О.Г. Туровца. – 2-е изд. – М.: ИНФРА-М, 2009. – 544 с.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Приложение А

Таблица А.1 – Исходные данные

Наименование показателей	14
Число каналов обслуживания: в фазе 1 в фазе 2	3 3*
Предельная длина очереди (количество заявок) перед фазой 1 фазой 2	4 3
Структура выпускаемого сортамента, % в общем объеме: А В С	15 50 35
Интервал поступления заявок в систему, мин.	30
СКО интервала поступления заявок в систему	0,81
Среднее время обслуживания заявки на основном участке по видам продукции, мин: А В С	85 90 100
СКО времени обслуживания заявки на основном участке по видам продукции: А В С	2,50 2,80 3,00
Среднее время обслуживания заявки на вспомогательном участке по видам продукции, мин:          А В С	90 75 105
СКО времени обслуживания заявки на вспомогательном участке по видам продукции: А В С	4,0 3,6 5,2
Фактический объем производства готовой продукции за год, тыс. т	1800
Коэффициент прямых затрат первой фазы	1,10
Средняя масса единицы готовой продукции, т	150
Фактическое время работы основного оборудования по отчету за год, агрегато-сутки	895
Нормативная величина текущих простоев на основном участке, % к номинальному времени	5
Нормативная величина технически необходимых простоев и нециклических операций на вспомогательном участке за сутки в расчете на одну единицу оборудования, мин.	186
Суммарная продолжительность ремонтов одной единицы основного оборудования за год (по нормативам), сутки	35
Суммарная продолжительность ремонтов одной единицы вспомогательного оборудования за год (по нормативам), сутки	15
Издержки от простоев канала обслуживания, руб./мин.: фазы 1 фазы 2	350 11600
Издержки от простоев заявки в очереди, руб./мин.: фазы 1 фазы 2	8,0 5,0
Капитальные вложения в расчете на один канал обслуживания на вспомогательном участке, млн.руб.	190