ИМИТАЦИОННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ СИСТЕМЫ С ПРИМЕНЕНИЕМ ПРОГРАММНОГО ПРОДУКТА TECNOMATIX PLANT SIMULATION

Статья опубликована в рамках: LIV Международной научно-практической конференции «Технические науки - от теории к практике» (Россия, г. Новосибирск, 25 января 2016 г.)

Наука: Технические науки

Секция: Машиностроение и машиноведение

Скачать книгу(-и): Сборник статей конференции

Библиографическое описание:

Ильин Р.А., Бусаров Е.И., Шурыгин А.Ю. ИМИТАЦИОННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ СИСТЕМЫ С ПРИМЕНЕНИЕМ ПРОГРАММНОГО ПРОДУКТА TECNOMATIX PLANT SIMULATION // Технические науки - от теории к практике: сб. ст. по матер. LIV междунар. науч.-практ. конф. № 1(49). – Новосибирск: СибАК, 2016.

Проголосовать за статью

Дипломы участников

У данной статьи нет
дипломов

Статья опубликована в рамках:

LIV Международной научно-практической конференции «Технические науки - от теории к практике» (Россия, г. Новосибирск, 25 января 2016 г.)

Выходные данные сборника:

«Технические науки - от теории к практике»: сборник статей по материалам LIV международной научно-практической конференции. (25 января 2016 г.)

ИМИТАЦИОННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ СИСТЕМЫ С ПРИМЕНЕНИЕМ ПРОГРАММНОГО ПРОДУКТА TECNOMATIX PLANT SIMULATION

Ильин Роман Андреевич

магистрант Арзамасского политехнического института (филиала)

Нижегородского государственного технического университета,

РФ, г. Арзамас

E-mail:

Бусаров Евгений Игоревич

магистрант Арзамасского политехнического института (филиала)

Нижегородского государственного технического университета,

РФ, г. Арзамас

E-mail: ew.busaroff@yandex.ru

Шурыгин Алексей Юрьевич

канд. техн. наук, доц. Арзамасского политехнического института (филиал)

Нижегородского государственного технического университета,

РФ, г. Арзамас

E-mail:

IMITATING MODELLING OF THE PRODUCTION SYSTEM WITH APPLICATION OF PROGRAM PRODUKTATECNOMATIX OF PLANT SIMULATION

Ilyin Roman

master student of of API (branch of) NSTU,

Russia, Arzamas

Eugene Busarov

master student of of API (branch of) NSTU,

Russia, Arzamas

Alexey Shurigin

candidate of Technical Sciences,

Associate Professor of API (branch of) NSTU, Russia, Arzamas

АННОТАЦИЯ

Представлены результаты имитационного моделирования производственной системы на примере загрузки участка, состоящего из четырех обрабатывающих центров, партиями деталей четырнадцати наименований. Определена продолжительность цикла обработки всех партий деталей, выполнен анализ загрузки оборудования участка, выявлен резерв для уменьшения продолжительности цикла обработки.

ABSTRACT

Results of imitating modeling of a production system on the example of loading of the site consisting of four processing centers, kits of parts of fourteen names are presented. Duration of an operation cycle of all kits of parts is determined, the analysis of loading of the equipment of a site is made, the reserve for reduction of duration of an operation cycle is revealed.

Ключевые слова: имитационная модель, производственная система, партия деталей, загрузка оборудования, последовательность запуска.

Keywords: simulation model, production system, kit of parts, loading of the equipment, sequence of start.

В настоящее время задача повышения эффективности работы производственных систем машиностроительного производства путем применения САПР как при их проектировании, так и при анализе динамики функционирования и оптимизации их работы является актуальной [1, с. 132]. Подобный подход обеспечивает сокращение времени проектирования, сроков запуска в производство новых изделий, позволяет выявить проблемные участки при работе производственных систем, оперативно внести изменения и спрогнозировать их последствия, а также оптимизировать работу производственных систем с использованием современных методов.

Tecnomatix Plant Simulation является инструментом имитационного моделирования широкого класса систем и процессов. Он разработан в Германии как инженерный инструмент для применения в производстве. В качестве основы использован объектно-ориентированный принцип построения модели, благодаря чему существенно облегчается создание модели, её изменение, анализ и оптимизация.

Исходными данными для построения имитационной модели работы производственного участка, являлись: маршрут обработки деталей на станках, штучное время обработки для каждой детали, время наладки обрабатывающих центров на обработку каждой партии деталей, а также объём партий деталей (таблица 1).

Таблица 1.

Исходные данные для построения имитационной модели

Наименование детали	Маршрут обработки		t_шт, мин	T_пз, на партию,час	Партия запуска, шт
Наименование детали	Номер операции	Наименов. оборудования	t_шт, мин	T_пз, на партию,час	Партия запуска, шт
Вал 15	Опер 005	FTC 10	12	1,34	50
	Опер 010	FTC 10	9,5	1,96	50
	Опер 015	FTC 10	9,5	1,39	50
	Опер 020	FTC 10	6	1,9	50
Колесо 000	Опер 005	FTC 10	5	0,9	100
	Опер 010	FTC 10	8	1,1	100
	Опер 015	FTC 10	5,5	0,8	100
	Опер 020	ТФЦ 150	9	1,6	100
	Опер 025	ТФЦ 150	6,5	1,6	100
Колесо 001	Опер 005	FTC 10	6	0,9	100
	Опер 010	FTC 10	12	1,1	100
	Опер 015	FTC 10	9	3,2	100
	Опер 020	FTC 10	3	1,7	100
	Опер 025	FTC 10	7	2,46	100
Колесо 016	Опер 005	ТФЦ 150	2,5	0,8	50
	Опер 010	ТФЦ 150	11	2,2	50
	Опер 015	ТФЦ 150	4	1,3	50
Колесо 017	Опер 005	FTC 10	3	0,9	100
	Опер 010	FTC 10	4,5	1,1	100
	Опер 015	FTC 10	5,5	1,3	100
Колесо 018	Опер 005	ТФЦ 150	8	0,9	100
Колесо 018	Опер 010	ТФЦ 150	9	1,1	100
Колесо 020	Опер 005	ТФЦ 150	8	0,8	50
Колесо 020	Опер 010	ТФЦ 150	8	0,8	50
Колесо 023	Опер 005	FTC 10	2	1,53	50
	Опер 010	FTC 10	3	1,8	50
	Опер 015	FTC 10	4	1,86	50
Червяк 000	Опер 005	ТФЦ 150	2	2,09	50
	Опер 010	ТФЦ 150	10	7,09	50
	Опер 015	ТФЦ 150	12	9,17	50
Ось 151	Опер 005	FTC 10	8	1,64	150
	Опер 010	FTC 10	12	1,64	150
	Опер 015	FTC 10	12	1,64	150
Шестерня 152	Опер 005	ТФЦ 150	10	1,84	150
	Опер 010	ТФЦ 150	12	2,35	150
	Опер 015	ТФЦ 150	15	2,2	150
Ось 161	Опер 005	FTC 10	6	1,64	150
	Опер 010	FTC 10	15	1,64	150
	Опер 015	FTC 10	11	1,64	150
Шестерня 162	Опер 005	FTC 10	13,8	3,06	150
	Опер 010	FTC 10	11	2,95	150
	Опер 015	FTC 10	6	2,84	150
Шестерня 192	Опер 005	FTC 10	12	2,83	150
	Опер 010	FTC 10	15	4,28	150
	Опер 015	FTC 10	10,2	2,74	150

Имитационная модель производственной системы (рисунок 1) состоит из двух источников заготовок Source и Source1, четырех единиц обрабатывающего оборудования FTC10_1, FTC10_2, FTC10_3, TFC150, четырех накопителей и стока, то есть выходом с участка (объект Drain). В источнике Source находятся детали, обрабатывающиеся на трёх станках FTC10, а в источнике Source1 находятся детали, обрабатывающиеся на станке TFC150. За каждым из станков закреплен свой накопитель (Buffer, Buffer1, Buffer2 и Buffer3), на которых пришедшие на обработку заготовки ожидают своей очереди на обработку.

Рисунок 1. Имитационная модель производственной системы

Последовательность запуска заготовок на обработку задается таблицами Sequence_FTC10 (рисунок 2) и Sequence_TFC150 (рисунок 3). В эти таблицы занесены детали, обрабатываемые на станках FTC10 и TFC150 соответственно.

Рисунок 2. Таблица последовательности запуска заготовок, обрабатываемых на станках модели FTC10 иTFC150

Рисунок 3. Таблица последовательности запуска заготовок, обрабатываемых на станке модели TFC150

а) б)

Рисунок 4. Таблицы, содержащие времена обработки (а) и наладки (б), для станка FTC10

Времена обработки и наладки станков для станка FTC10 задаются таблицами Proctime_FTC10 (рисунок 4,а) и Setupetime_FTC10 (рисунок 4,б). Времена обработки и наладки заготовок для станка TFC150 задаются таблицами Proctime_TFC150 (рисунок 5,а) и Setupetime_TFC150 (рисунок 5,б). Так как, согласно имитационной модели (рисунок 1) заготовки, обрабатываемые на станках FTC10, проходят через обрабатывающий центрTFC150, но при этом на нем не обрабатываются, время их обработки и наладки в таблицах Proctime_TFC150 и Setupetime _TFC150 равно нулю.

а) б)

Рисунок 5. Таблицы, содержащие время обработки (а) и наладки (б), для станка TFC150

По результатам имитационного моделирования время, которое требуется для обработки всех партий заготовок, составило 13 дней и 4 часа.

Из анализа диаграммы работы оборудования (рисунок 6) можно сделать вывод, что участки ожидания и блокировки достаточно велики, что ведет к увеличению времени простоя станков. Средний коэффициент загрузки оборудования в данном случае составляет примерно 0,51.

Рисунок 6. Диаграмма работы оборудования

Рисунок 7. Диаграмма Ганта

На диаграмме Ганта (рисунок 7) при отображении ресурсов видны те места, где имеются простои в работе оборудования (узкие черные участки). К причинам простоев можно отнести неравномерность распределения деталей между станками, которая вызвана неоптимальной последовательностью запуска партий заготовок. Таким образом, имитатационное моделирование производственной системы позволило определить цикл изготовления продукции, выявить ее «узкие места», а дальнейшая оптимизация последовательности запуска заготовок позволит сократить цикл их изготовления.

Список литературы:

Курненков Д.Н., Шурыгин А.Ю. Моделирование работы участка механического цеха на основе заданного рабочего плана в среде имитационного моделирования Plant Simulation. Техника и технологии машиностроения: материалы IV Международной студенческой научно-практической конференции. (19 марта 2015 г.); Омск: Изд. «ОмГТУ», 2015. – 132–139 с.
Steffen BangSow. Manufacturing Simulation with Plant Simulation and SimTalk: – [Электронный ресурс]: Usage and Programming with Examples and Solutions. – Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2010. – 300 с. Электрон. версия печат. публ. URL: http://lheletronica.url (Дата обращения: 07.09.2015).
Tecnomatix Plant Simulation 10 Step-by-Step Help.-2010. – 618 с. – [Электронный ресурс] – URL: http://m.plm.automation.siemens.com/en_us/ Images/PlantSimulation_Step-By-Step_ENU_tcm1224-143387.pdf (Дата обращения: 07.09.2015).