«Вектор развития» 1 комментарий

Гид по цифровому производству: цифровое имитационное моделирование производственных систем

Что же это такое, как шло внедрение, и как оно уже работает в АО «ОДК»?

Благодарим Пресс-службу АО «ОДК» за предоставление данного материала.

Автор: Соколов Илья Львович, начальник отдела технологического проектирования АО «ОДК»

Не так давно в лексикон сотрудников АО «ОДК» вошло словосочетание «имитационное моделирование производственных систем» (ИМ ПС). Что же это такое, и почему руководство холдинга возлагает большие надежды на широкое внедрение этого процесса в производственную деятельность?

По определению, имитационное моделирование – это метод исследования, при котором изучаемая система заменяется моделью, описывающей ее с достаточной степенью приближения, с которой проводятся эксперименты для получения информации об этой системе. Исходя из определения, ИМ ПС применяется для изучения производственных подразделений (участков, цехов, предприятий) путем создания их цифровых моделей в специальном программном обеспечении и проведении симуляции их работы. 

Основная цель, с которой применяется любое моделирование – предупредить возможные ошибки, которые могут в дальнейшем стоить больших потерь времени, денег, а возможно и репутации. 

Имитационное моделирование уже достаточно давно применяется в АО «ОДК». В наиболее близкой нам сфере технологической подготовки производства моделирование нашло свое применение при проектировании технологических процессов и технологической оснастки для литья и обработки металлов давлением, в механической обработке моделирование процессов широко распространено для проверки управляющей программы станков с ЧПУ на предмет возможных столкновений режущего инструмента с элементами рабочей зоны оборудования и оснастки.

Все самое интересное и уникальное мы публикуем в альманахе «Управление производством». 300+ мощных кейсов, готовых к использованию чек-листов и других полезных материалов ждут вас в полном комплекте номеров. Оформляйте подписку и получайте самое лучшее!

Имитационное моделирование в механической обработке

При проектировании нового производства необходимо понимать, сможет ли оно обеспечить выпуск продукции в соответствии с заданной программой, а также какой состав оборудования и в каком количестве потребуется для этого. Ответив на данные вопросы, можно понять, какой объем инвестиций потребуется, каким будет срок окупаемости этого проекта и, наконец, стоит ли вообще реализовывать проект. 

Технически имитационные модели представляют собой очередной этап развития информационных систем управления производством, в модели автоматизируются следующие основные процессы:

  1. Оперативное планирование производства;
  2. Диспетчеризация производства;
  3. Технологические процессы изготовления и сборки ДСЕ.

ИМ ПС, в отличие от аналитических расчетов, по итогам проведения симуляции позволяет получить такие показатели работы производственного подразделения, как длительность циклов выпускаемой продукции, уровень и динамику изменения незавершенного производства, размеры очередей деталей на обработку перед оборудованием и многие другие.

При этом важно понимать, что имитационное моделирование производственных и технологических процессов в используемой нами ИС является дискретно-событийным, то есть работа цеха представляется как хронологическая последовательность событий от расчета производственного плана до выпуска продукции.

Внедрение ИМ ПС в АО «ОДК» началось в целях поддержки создания центров специализации. Целью работы было поставлено обеспечение возможности расчета и дальнейшего управления производственной мощностью создаваемых центров специализации. По итогам работы было необходимо получить решение, в котором нужно было лишь изменить количество изделий в программе выпуска и задать необходимые настройки правил управления производством, а всё остальное модель должна выполнить автоматически.

Процесс внедрения ИМ ПС предусматривал несколько основных этапов реализации

Во-первых, было принято принципиальное решение о том, что модель должна быть одна, а логика ее поведения должна со временем развиваться «в ширину», охватывая новые сущности и процессы. 

Следующий, и он же самый важный этап – разработка требований к имитационной модели. Нужно было определить периметр автоматизируемых процессов, основные правила и допущения. В числе процессов, которые мы определили для автоматизации в создаваемой имитационной модели, вошли оперативное планирование, диспетчеризация, обработка и сборка ДСЕ. Разработанные требования были представлены и согласованы внутри дирекции по производству. На основании технических требований были разработаны архитектура модели, алгоритмы функционирования основных подсистем, сформирована модель данных. С учетом того, что в имитационную модель должны загружаться данные из имеющихся информационных систем предприятий, она формировалась таким образом, чтобы максимально сократить ручной ввод. Получившееся решение получило название универсальная имитационная модель ОДК (УИМ ОДК).


 
Универсальная имитационная модель АО «ОДК»

Загрузка групп оборудования (рабочих центров)

График выпуска изделий

Динамика незавершенного производства.

Самыми трудоемкими этапами стали разработка и тестирование модели на различных данных, так как чем больше требований закладывается в модель, тем сложнее добиться адекватности получаемых результатов. Наиболее сложным было реализовать логику поведения модели для разных видов производств. В АО «ОДК» существуют производственные подразделения как с дискретным, так и с рецептурным, сборочным и непрерывным видами производств. Правила управления в них на уровне цехового пола существенно отличаются, ведь в термическом цехе, например, нужно принимать решение, в какой момент целесообразно загружать в садку в печь для проведения термообработки на длительный период, если она не полностью укомплектована. В механосборочных и сборочных цехах при сборке разных узлов, имеющих в составе одинаковые детали, необходимо определять, какой из них нужно укомплектовать этими деталями раньше для достижения лучшего результата. Необходимо реализовать это в модели, причем так чтобы данные решения принимались программой автоматически и были с точки зрения человека логичными. Подтверждение адекватности модели выполнялось как расчетами, так и заключением руководителей моделируемых производственных подразделений.

В результате к сегодняшнему дню удалось создать решение, с помощью которого можно провести оценку пропускной способности уровня цеха с получением всех основных его характеристик, которое уже сейчас можно применять, в первую очередь, для оценки целесообразности реализации инвестиционных проектов. В целях внедрения ИМ ПС в операционную деятельность в 2020 году была утверждена инструкция И ОДК 369, согласно которой с текущего года целесообразность реализации инвестиционных проектов для включения в Инвестиционную программу АО «ОДК» подтверждается имитационным моделированием.

В дальнейшем с расширением функциональных характеристик и повышения достоверности имитационного моделирования УИМ ОДК можно будет применять для оценки выполнимости производственного плана в действующем производстве, а также при реализации проектов в области развития производственной системы.

1 комментарий
Отправить
обсуждения
Мне кажется, что разногласий может и вовсе не быть. Я на практике применяю всё то, что когда-то чита... Барьер на пути брака: новый ПСР-проект «Летучий контроль»
Никакой контроль не образует качество. Качество должно быть встроено в процессы. Полностью согласен ... Барьер на пути брака: новый ПСР-проект «Летучий контроль»
Летучий контроль, ОТК и т.д. выдаётся за какую-то новизну. Качество продукции - это результат систем... Барьер на пути брака: новый ПСР-проект «Летучий контроль»
Поздравляем с Днем печати участников этого проекта, а также всех, кто создаёт корпоративные газеты и... Рейтинг корпоративных изданий промышленных компаний - 2022
Узнайте больше Система 5S 15 чек-листов, примеры, фото и многое другое
Система 5S