РОЗПОДІЛЕНА ДИНАМІЧНА PDE-МОДЕЛЬ ПРОГРАМНОГО КЕРУВАННЯ ЗАВАНТАЖЕННЯМИ ТЕХНОЛОГІЧНОГО ОБЛАДНАННЯ ВИРОБНИЧОЇ ЛІНІЇ

Abstract

Purpose. The article is aimed at designing a control system for the parameters of a production line for an enterprise with a straight flow method of organizing production. Methodology. The production line at the enterprise with a straight flow method of organizing production is a complex dynamic distributed system. The flow route for manufacturing a product for many modern enterprises contains several hundreds of technological operations, in the inter-operating reserve each of which there are thousands of products waiting to be processed. The flow routes of different parts of the same type of products intersect (re-entrant manufacturing systems). This leads to the fact that the distribution of subjects of labor along the technological route has a significant impact on the throughput capacity of the production line. To describe such systems, a new class of production line models (PDE-model) has been introduced. To describe the behavior of the flow parameters of the production line, a production line model containing partial differential equations (PDE model) was used. The PDE-model of the production line is built in the article, the flow parameters of which depend on the value of utilization rate of the technological equipment for each operation. Findings. The authors obtained the optimal control of the flow parameters of the production line, which is based on the algorithm for changing the utilization rate of the technological equipment of the production line. The single-shift working time pattern is considered as a basic regulatory treatment of the production line operation. To simulate the work of technological equipment after the shift, the generalized Dirac function was used. Originality consists in the development of a method for designing control systems for the parameters of the production line of enterprises with a straight flow method of organizing production based on the PDE-model of the control object. The authors proposed a method for constructing an optimal control of the parameters of the production line through the control of the utilization rate of the technological equipment. When designing a control system, the production line is represented by a dynamic system with distributed flow parameters. Practical value. The proposed method for designing a control system for the flow parameters of a production line can be used as the basis for designing highly efficient production flow control systems for enterprises manufacturing semiconductor products of the automobile industry.

Цель. В работе необходимо рассмотреть проектирование системы управления параметрами производственной линии для предприятия с поточным методом организации производства. Методика. Производственная линия предприятия с поточным методом организации производства – это сложная динамическая распределенная система. Технологический маршрут изготовления изделия для многих современных предприятий содержит несколько сотен технологических операций, в межоперационном заделе каждой из которых содержатся тысячи изделий, ожидающих обработку. Технологические маршруты разных деталей одного вида изделий пересекаются. Это приводит к тому, что распределение предметов труда вдоль технологического маршрута оказывает значительное влияние на пропускную способность производственной линии. Для описания таких систем введен новый класс моделей производственных линий (PDE-model). Модели этого класса используют уравнения в частных производных для описания поведения потоковых параметров производственной линии. В данной статье построена PDE-модель производственной линии, потоковые параметры которой зависят от величины коэффициента загрузки технологического оборудования для каждой операции. Результаты. Авторы получили оптимальное управление потоковыми параметрами производственной линии, в основу которого положен алгоритм изменения коэффициента загрузки технологического оборудования производственной линии. В качестве базового нормативного режима функционирования поточной линии рассмотрен односменный режим работы. Для моделирования работы технологического оборудования после смены использована обобщенная функция Дирака. Научная новизна заключается в разработке метода проектирования систем управления параметрами производственной линии предприятий с поточным методом организации производства, основанного на PDE-модели объекта управления. Авторы предложили метод построения оптимального управления параметрами поточной линии через управление коэффициентом загрузки технологического оборудования. При проектировании системы управления поточная линия представлена динамической системой с распределенными потоковыми параметрами. Практическая значимость. Предложенный метод проектирования системы управления потоковыми параметрами производственной линии может быть положен в основу проектирования высокоэффективных систем управления потоковыми параметрами производства для предприятий по изготовлению полупроводниковой продукции автомобильной отрасли.

Мета. У роботі необхідно розглянути проектування системи управління параметрами виробничої лінії для підприємства з потоковим методом організації виробництва. Методика. Виробнича лінія підприємства з потоковим методом організації виробництва – це складна динамічна розподілена система. Технологічний шлях виготовлення продукції для багатьох сучасних підприємств містить кілька сотень технологічних операцій, в міжопераційному резерві кожної з яких є тисячі продуктів, що чекають на обробку. Технологічні маршрути різних деталей одного виду виробів перетинаються. Це призводить до того, що розподіл предметів праці уздовж технологічного маршруту значно впливає на пропускну здатність виробничої лінії. Для опису таких систем введений новий клас моделей виробничих ліній (PDE-model). Моделі цього класу використовують рівняння в частинних похідних для опису поведінки потокових параметрів виробничої лінії. У цій статті побудована PDE-модель виробничої лінії, потокові параметри якої залежать від величини коефіцієнта завантаження технологічного обладнання для кожної операції. Результати. Автори отримали оптимальне управління потоковими параметрами виробничої лінії, в основу покладено алгоритм зміни коефіцієнта завантаження технологічного обладнання виробничої лінії. Як базовий нормативний режим функціонування потокової лінії розглянуто однозмінний режим роботи. Наукова новизна полягає в розробці методу проектування систем управління параметрами виробничої лінії підприємств із потоковим методом організації виробництва, заснованого на PDE-моделі об’єкта управління. Автори запропонували метод побудови оптимального управління параметрами потокової лінії через управління коефіцієнтом завантаження технологічного обладнання. Під час проектування системи управління потокова лінія представлена динамічною розподіленою системою. Практична значимість. Запропонований метод проектування системи управління потоковими параметрами виробничої лінії може бути покладено в основу проектування високоефективних систем управління потоковими параметрами виробництва для підприємств із виготовлення напівпровідникової продукції автомобільної галузі.