Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Автоматизированные системы управления и прогрессивные информационные технологии

Диссертационная работа:

Хроменко, Алексей Александрович. Оптимизация управления многономенклатурными распределенными запасами ремонтируемых узлов сложной техники методом имитационного моделирования : диссертация ... кандидата технических наук : 05.13.06 / Хроменко Алексей Александрович; [Место защиты: Рос. ун-т дружбы народов].- Москва, 2011.- 130 с.: ил. РГБ ОД, 61 12-5/1351

смотреть введение
Введение к работе:

1. Актуальность темы

По данным различных исследований на крупных машиностроительных предприятиях в запасах может быть заморожено до 50% оборотных средств. Для решения проблемы производственных запасов на Западе появились такие технологии как ERP, MRP (MRP II), SCM, ЛТ и другие, направленные на минимизацию запасов предприятия, на совершенствование систем поставок и учета движения материальных потоков. Основная цель при этом состоит в минимизации затрат, обусловленных необходимостью хранения товаров, расходных материалов, заготовок и готовой продукции на складах, организацию закупки, транспортировки и доставки указанных ресурсов с учетом колебаний потребительского спроса, сезонности и других факторов.

В то же время задача управления запасами для предприятий, эксплуатирующих технику, простой которой приводит к убыткам, измеряемым сотнями тысяч и миллионами рублей в единицу времени, или влечет за собой серьезные военно-политические последствия, в отечественной научно-технической литературе практически не освещается. На таких предприятиях имеет место управление многономенклатурными запасами узлов, агрегатов и изделий для восстанавливаемой (ремонтируемой) техники в распределенной (обычно иерархической) среде. Речь идет о сложных, дорогостоящих технических изделиях1, обладающей длительным жизненным циклом, характерными примерами которой являются многокоординатные и высокоточные обрабатывающие центры, элементы гибких производственных систем, магистральные пассажирские и транспортные самолеты, самолеты ВВС, простои которых обусловливают снижение обороноспособности государства, магистральные электровозы, танкеры и другие изделия.

Для таких предприятий основной целью содержания запасов является поддержание работоспособности эксплуатируемых КИ, поскольку от их бесперебойной работы (и от скорости восстановления при отказах) зависит конкурентоспособность предприятий и величина убытков в случае простоев. Требуемый коэффициент готовности КИ лежит в пределах от 80 до 99,99%.

Сложность изделий и особенности функционирования указанных предприятий требуют создания системы управления многономенклатурными распреде-ленными запасами ремонтируемых узлов (СУЗ). Такая СУЗ должна соблюдать оптимальный баланс между количеством и номенклатурой хранимых узлов в каждой точке расположения в распределенной структуре предприятия с учетом таких факторов, как:

1 В тексте в качестве синонима технического изделия используется термин конечное изделие (КИ).

2 В тексте вместо термина «запчасть» здесь и далее используется «узел», чтобы подчеркнуть ремонтиру-
емость не только самого изделия, но и его составных частей, и по возможности, избежать тавтологий (запасы -
запасные части).

наличие ремонтных возможностей;

количество КИ и интенсивность их использования;

удаленность от центрального обслуживающего подразделения;

стоимость изделий и время их ремонта.

Сложность задачи усугубляется стохастической природой отказов и восстановлений работоспособности изделий и их узлов, что предопределяет необходимость использования имитационного моделирования как основного средства исследования. Указанные требования существенно усложняют задачу управления запасами (УЗ) по сравнению с ее традиционной постановкой для «обычных» товаров и расходных материалов.

Все вышесказанное свидетельствует об актуальности темы диссертации. Объект исследования

Объектом исследования является система управления многономенклатурными распределенными запасами узлов и агрегатов для сложной ремонтируемой техники. Предмет исследования

Предметом исследования является изучение и оптимизация зависимости коэффициента готовности совокупности КИ от затрат, связанных с запасами, и оценка влияния случайных отказов техники на эту зависимость в рамках системы управления запасами. Цель и задачи работы

Целью диссертации является создание методики анализа и проектирования системы управления распределенными многономенклатурными запасами ремонтируемых узлов сложных изделий, обеспечивающей оптимизацию системы по критерию эффективности, объединяющему затраты и коэффициент готовности совокупности технических изделий, с применением имитационного моделирования.

Для достижения поставленной цели в диссертации необходимо решить следующие задачи:

  1. Проанализировать проблему УЗ и математические методы, используемые при создании и описании функционирования СУЗ.

  2. Разработать и исследовать имитационные модели СУЗ, отражающие статистическую природу протекающих в ней процессов.

  3. Разработать научные основы и методику оптимизации системы управления распределенными многономенклатурными запасами ремонтируемых узлов в статистической постановке.

  4. Апробировать разработанную методику оптимизации СУЗ, включающую имитационную модель, алгоритм расчёта и программный модуль оптимизации.

  5. Провести сравнение эффективности предложенной методики с известными подходами.

Методы исследования

В работе использованы методы и математический аппарат теории массового обслуживания, теории вероятностей и математической статистики. В качестве основного метода исследования используется имитационное моделирование в программной среде MATLAB. В частности, на внутреннем языке программы реализован оптимизационный алгоритм граничного анализа. Научная новизна

В работе получены следующие новые научные результаты, выносимые на защиту:

  1. Обоснование системного подхода к управлению запасами и выбор алгоритма граничного анализа в качестве методической основы оптимизационной процедуры.

  2. Построенные по блочно-модульному принципу имитационные модели одноуровневой и двухуровневой СУЗ, отражающие полный цикл работы СУЗ: потоки отказов узлов, процессы проведения ремонтных работ, маршрутизацию и доставку узлов, отслеживание наличия и дефицитов узлов на всех уровнях распределенной системы по всем типам узлов.

  3. Методика анализа и оптимизации распределенных систем управления многономенклатурными запасами ремонтируемых узлов, которая выводит оптимальную зависимость КГ от затрат на запасы. Методика основана на программной реализации алгоритма граничного анализа и использовании имитационной модели в качестве вычислительного ядра программного модуля.

Достоверность результатов работы

Для оценки адекватности разработанных моделей было принято решение о сравнении результатов с другой моделью (METRIC), поскольку получить данные по реальному предприятию и провести на нем испытания в рамках данной исследовательской работы не представляется возможным, так как это требует серьезных капиталовложений и специальной организации деятельности предприятия, направленной на сбор и анализ данных. С другой стороны, из литературных источников известно, что компания RAND Corporation по заказу ВВС США проводила разработку и натурные испытания модели METRIC, длившиеся более года, с положительными итоговыми результатами.

Оценка адекватности разработанных моделей и достоверности результатов работы проведена путем сравнения данных имитационного моделирования тестовой СУЗ с опубликованными результатами, полученными с помощью модели METRIC. В среднем отклонение составляет около 5%. Практическая ценность

Практическая ценность работы заключается в том, что разработанная методика, включающая имитационные модели, алгоритм и программный модуль оптимизации СУЗ, являются основой для создания информационно-моделирующей системы управления запасами предприятия в составе системы

интеллектуальной поддержки принятия решений. На конкретном примере показано, что предложенный метод эффективнее известных подходов в отношении комплексного критерия, учитывающего снижение затрат на закупку запчастей и повышение коэффициента готовности парка КИ. Апробация работы

Результаты работы докладывались на конференции «Неделя горняка» в МГГУ (2010 г.), на аспирантских семинарах в ЭНИМС (2009, 2010 г.), на научно-практической конференции «Опыт и проблемы внедрения систем управления жизненным циклом изделий авиационной техники» (Ульяновск, 06-07.10.2010). Имитационная модель и методика оптимизации прошли апробацию на предприятии «Авиаприбор» (Москва, 16-24.05.2011). Публикации

Результаты диссертации опубликованы в 5 статьях, в том числе в трех статьях в журналах, рекомендованных ВАК. Структура работы

Работа состоит из оглавления, списка сокращений, введения, пяти глав, заключения, списка литературы из 86 позиций, 2 приложений, 40 рисунков, 40 таблиц. Общий объем текста составляет 131 страницу машинописного текста.


© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net