ПРОЕКТИРОВАНИЕ ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ ДЛЯ ПРЕДПРИЯТИЙ, ЗАНИМАЮЩИХСЯ ИЗГОТОВЛЕНИЕМ ЭЛЕКТРОННОГО ОБОРУДОВАНИЯ

DESIGNING OF THE INFORMATION SYSTEM FOR THE ENTERPRISES PRODUCING ELECTRONIC EQUIPMENT

Zulfiya Khanova

Student, Kazan National Research Technical University. A.N. Tupoleva-KAI,

Russia, Kazan

Niyaz Fattakhov

Student, Kazan National Research Technical University. A.N. Tupoleva-KAI,

Russia, Kazan

АННОТАЦИЯ

В данной работе рассматриваются задачи информационной системы, разрабатываемой для предприятий, использующих в своей работе станки с программным управлением. Предлагаются методы решения управления процессом работы станков. Описывается суть муравьиного алгоритма.

ABSTRACT

This paper discusses the tasks of an information system developed for enterprises using programmed machines in their work. Methods for solving the process control of machine tools are proposed. The essence of the ant algorithm is described.

Ключевые слова: информационная система; станки с программным управлением; муравьиный алгоритм, программа обхода.

Keywords: information system; programmed machines; ant algorithm, bypass program.

В современном мире большинство предприятий, занимающихся сверлением печатных плат на заказ эксплуатируют автоматизированные системы, такие как SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition) и MES (Manufacturing Execution System), однако многие из них несовершенны, они могут не учитывать загруженность работника, время замены сломанных сверл, из-за чего на производстве могут возникать простои в работе, а, следовательно, увеличивается время выполнения заказа. Именно поэтому предлагается создать автоматизированную систему планирования станков с программным управлением, учитывающую все важные факторы.

Рассмотрим предприятие, которое выполняет единичные и мелкосерийные заказы по изготовлению электронного оборудования, печатных плат.

Пользователями данной системы являются мастер предприятия, настройщики и рабочие обслуживающие станки с программным управлением участка, выполняющего операцию по сверлению отверстий в печатных платах после их травления.

К наиболее существенным недостаткам планирования работы станков без применения данной информационной системы является нерациональное распределение работы между станками, а также большое количество времени на их переналадку, что может способствовать увеличению времени выполнения заказа.

Использование данной автоматизированной системы на предприятии позволит значительно минимизировать время исполнения заказов, и оптимизировать работу на производстве, что в свою очередь способствует увеличению прибыли и производительности предприятия.

Ежедневно на участок передается сменное задание с технологической документацией на выполнение операций сверления в соответствии с заказами предприятия из планового отдела.

Выполнение заказа начинается с указания размера печатной платы, координат и диаметра отверстий. После этого мастером формируется программа обхода, определяется необходимое количество сверл каждого диаметра и оценивается время выполнения заказа на каждом допустимом станке с учетом подготовки станка к работе [1].

После этого мастером планируется работа участка в течение смены с учетом незавершенных операций заказов прошлых смен (распределение заказов). Мастер так планирует работу, чтобы последний из запланированных заказов выполнился как можно раньше и не было нарушений в сроков выполнения заказа.

На основе всех этих данных настройщик вводит программу работы станка, а рабочий начинает выполнение операции заказа. На рис. 1 представлена диаграмма А-0 процесса работы компании

Рисунок 1. Управление участком сверлильных станков с программным управлением

Весь процесс управления участком сверлильных станков можно разделить на четыре основные задачи: формирование программы обхода, определение времени выполнения операции заказа на каждом станке, планирование работы станков с программным управлением и подготовка документации о выполнении операций заказа.

Метод решения задачи формирования программы обхода заключается в применении муравьиного алгоритма. Каждый муравей выступает как независимый коммивояжёр и за одну итерацию алгоритма совершает обход всех вершин графа. В качестве положительной обратной связи в задаче выступает оставление феромонного следа. Вероятность включения вершины в маршрут муравья прямо пропорциональна количеству феромона. Из этого следует случайность: чем короче маршрут, тем большее количество феромона будет оставлено на нём. Отрицательной обратной связью является испарение феромонов: его время не должно быть слишком большим, чтобы поиск маршрута не свёлся к единственному варианту, но слишком малое время испарения приведёт к некооперированному поведению муравьёв и оптимальный путь будет иметь значительную погрешность. Для перехода муравья из одного города в другой необходимо учитывать три составляющие: память муравья, видимость, феромонный след. [2]

В задаче планирования станков с программным управлением необходимо оптимально распределить заказы на свободные станки. Распределение самого трудоемкого заказа на минимально загруженный станок обеспечит высокую производительность работы предприятия. Целевая функция решения задачи записывается следующим образом:

где t_{zs -} время выполнения z-го заказа на s-ом станке, w_zs  - время окончания выполнения z-го заказа на s-ом станке.

При этом необходимо также учитывать срок выполнения каждого заказа. Блок- схема решения задачи представлена на рисунке 2.

Рисунок 2. Блок-схема решения задачи распределения заказов

Внедрение информационной системы, решающей вышеперечисленные задачи обеспечит оптимизацию работы сотрудников и повышение прибыли предприятия.

Список литературы:

1. Оператор станков с программным управлением [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://marieltrud.ru/professiograms/detail/77218f01-f100-4ba9-a6ab-bb41759cbc41 (дата обращения: 20.01.21)
2. Муравьиные алгоритмы [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://habr.com/ru/post/105302/ (дата обращения: 23.01.21)