MagProject у моделюванні та оптимізації планування виробничих процесів

У роботі проаналізовано використання матриці залежності й еволюційного алгоритму у моделюванні й оптимізації планування проекційно-виробничих процесів. Проведено порівняння двох методик, які реалізовано у програмах PSM і MagProject. Кожна з цих методик відрізняється від загальновживаних сіткових мет...

Повний опис

Збережено в:

Бібліографічні деталі
Дата:	2006
Автори:	Нагірний, Т., Кєлєц, Р., Сонсядек, М.
Формат:	Стаття
Мова:	Ukrainian
Опубліковано:	Центр математичного моделювання Інституту прикладних проблем механіки і математики ім. Я.С. Підстригача НАН України 2006
Назва видання:	Фізико-математичне моделювання та інформаційні технології
Онлайн доступ:	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/21360
Теги:	Додати тег Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:	MagProject у моделюванні та оптимізації планування виробничих процесів / Т. Нагірний, Р. Кєлєц, М. Сонсядек // Фіз.-мат. моделювання та інформ. технології. — 2006. — Вип. 4. — С. 151-157. — Бібліогр.: 7 назв. — укр.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	irk-123456789-21360
record_format	dspace
spelling	irk-123456789-213602011-06-16T12:05:25Z MagProject у моделюванні та оптимізації планування виробничих процесів Нагірний, Т. Кєлєц, Р. Сонсядек, М. У роботі проаналізовано використання матриці залежності й еволюційного алгоритму у моделюванні й оптимізації планування проекційно-виробничих процесів. Проведено порівняння двох методик, які реалізовано у програмах PSM і MagProject. Кожна з цих методик відрізняється від загальновживаних сіткових методів можливістю аналізу оптимізації процесів, які мають ітераційний характер. Показано, зокрема, що мінімізація кількості зворотних зв’язків не завжди приводить до оптимальної структури виробничого процесу. The paper presents the application of dependency matrix and evolution algorithm in the problems of modeling and optimization of design and manufacturing processes planning. Comparison of methods which are used in programs PSM and MagProject is carried out. Both methods differ from widely used network methods by possibility of analysis and optimization of iterative processes. It is shown that feedback quantity minimization not always yields optimal structure of manufacturing process. В работе представлено использование матрицы зависимости и эволюционного алгоритма в задачах моделирования и оптимизации планирования проектно-производственных процессов. Выполнено сравнение двух методик, которые реализованы в программах PSM и MagProject. Каждая из этих методик отличается от широко используемых сеточных методов возможностью анализа и оптимизации процессов, имеющих итерационный характер. Показано, в частности, что минимизация количества обратных связей не всегда приводит к оптимальной структуре производственного процесса. 2006 Article MagProject у моделюванні та оптимізації планування виробничих процесів / Т. Нагірний, Р. Кєлєц, М. Сонсядек // Фіз.-мат. моделювання та інформ. технології. — 2006. — Вип. 4. — С. 151-157. — Бібліогр.: 7 назв. — укр. 1816-1545 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/21360 519.1 uk Фізико-математичне моделювання та інформаційні технології Центр математичного моделювання Інституту прикладних проблем механіки і математики ім. Я.С. Підстригача НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Ukrainian
description	У роботі проаналізовано використання матриці залежності й еволюційного алгоритму у моделюванні й оптимізації планування проекційно-виробничих процесів. Проведено порівняння двох методик, які реалізовано у програмах PSM і MagProject. Кожна з цих методик відрізняється від загальновживаних сіткових методів можливістю аналізу оптимізації процесів, які мають ітераційний характер. Показано, зокрема, що мінімізація кількості зворотних зв’язків не завжди приводить до оптимальної структури виробничого процесу.
format	Article
author	Нагірний, Т. Кєлєц, Р. Сонсядек, М.
spellingShingle	Нагірний, Т. Кєлєц, Р. Сонсядек, М. MagProject у моделюванні та оптимізації планування виробничих процесів Фізико-математичне моделювання та інформаційні технології
author_facet	Нагірний, Т. Кєлєц, Р. Сонсядек, М.
author_sort	Нагірний, Т.
title	MagProject у моделюванні та оптимізації планування виробничих процесів
title_short	MagProject у моделюванні та оптимізації планування виробничих процесів
title_full	MagProject у моделюванні та оптимізації планування виробничих процесів
title_fullStr	MagProject у моделюванні та оптимізації планування виробничих процесів
title_full_unstemmed	MagProject у моделюванні та оптимізації планування виробничих процесів
title_sort	magproject у моделюванні та оптимізації планування виробничих процесів
publisher	Центр математичного моделювання Інституту прикладних проблем механіки і математики ім. Я.С. Підстригача НАН України
publishDate	2006
url	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/21360
citation_txt	MagProject у моделюванні та оптимізації планування виробничих процесів / Т. Нагірний, Р. Кєлєц, М. Сонсядек // Фіз.-мат. моделювання та інформ. технології. — 2006. — Вип. 4. — С. 151-157. — Бібліогр.: 7 назв. — укр.
series	Фізико-математичне моделювання та інформаційні технології
work_keys_str_mv	AT nagírnijt magprojectumodelûvannítaoptimízacííplanuvannâvirobničihprocesív AT kêlêcr magprojectumodelûvannítaoptimízacííplanuvannâvirobničihprocesív AT sonsâdekm magprojectumodelûvannítaoptimízacííplanuvannâvirobničihprocesív
first_indexed	2025-07-02T21:48:06Z
last_indexed	2025-07-02T21:48:06Z
_version_	1836573405454794752
fulltext	MagProject у моделюванні та оптимізації планування виробничих процесів Тарас Нагірний1, Роман Кєлєц2, Міхал Сонсядек3 1 д. ф.-м. н., професор, Центр математичного моделювання ІППММ ім. Я. С. Підстригача НАН України, вул. Дж. Дудаєва, 15, Львів, 79005, Україна; Зеленогурський університет, вул. проф. Шафрана, 4, Зелена Гура, 65-516, Польща, e-mail: tnagirny@yahoo.com 2 к. т. н., інж., Зеленогурський університет, вул. проф. Шафрана, 4, Зелена Гура, 65-516, Польща, e-mail: R.Kielec@iizp.uz.zgora.pl 3 магістр, інж., Зеленогурський університет, вул. проф. Шафрана, 4, Зелена Гура, 65-516, Польща, e-mail: M.Sasiadek@iizp.uz.zgora.pl У роботі проаналізовано використання матриці залежності й еволюційного алгоритму у моделюванні й оптимізації планування проекційно-виробничих процесів. Проведено порів- няння двох методик, які реалізовано у програмах PSM і MagProject. Кожна з цих методик відрізняється від загальновживаних сіткових методів можливістю аналізу оптимізації процесів, які мають ітераційний характер. Показано, зокрема, що мінімізація кількості зворотних зв’язків не завжди приводить до оптимальної структури виробничого процесу. Ключові слова: матриця залежності, еволюційні алгоритми, оптимізація, виробничі процеси. Вступ. Довільний виробничий процес, у якому можна встановити залежності між окремими завданнями, можна подати у вигляді так званої матриці залежності. Планування процесу на основі матричної форми запису його структури полягає, насамперед, у декомпозиції процесу на окремі завдання та наступному поданні n завдань у вигляді матриці вимірності n × n [1, 2]. Матриця характеризується явним поданням усіх (прямих та зворотних) міжопераційних залежностей. На рис. 1 подано два типи загальноприйнятих матриць залежності. На рис. 1 а пока- зано матрицю, в якій окремі завдання представлено у перших стрічці та стовбці [3]. Залежності між завданнями встановлюються наданням відповідній комірці зна- чення з’єднання. При цьому прямі залежності відзначаються під головною діаго- наллю, а зворотні — над нею. На рис. 1 б наведено іншу форму подання реаліза- ції процесу [4]. У цьому випадку окремі завдання відзначаються на головній діагоналі, прямі залежності — над діагоналлю, а зворотні — під нею. У зв’язку з громіздкістю практичне використання матричного подання структури реального процесу є можливим винятково за їх комп’ютерного опрацювання. Тому інтен- сивне використання матриці залежності до розв’язування різноманітних інженер- них проблем припадає на 90-ті роки минулого століття. УДК 519.1 151 Тарас Нагірний, Роман Кєлєц, Міхал Сонсядек MagProject у моделюванні та оптимізації планування виробничих процесів 152 A B F E D C F E D C B A FEDCBA F E D C B A X X X X X XX XX REALIZACJA SEKWENCYJNA REALIZACJA RÓWNOLEGŁA REALIZACJA WSPÓŁBIEŻNA a) b) Рис. 1. Матричне подання ітераційних виробничих процесів У даній роботі проведено порівняння популярної програми PSM (Problem Solving Matrix) та програми MagProject, опрацьованої Р. Кєлцем. Програма PSM на першому етапі формує матрицю, яка відповідає виробничому процесові, на цій основі шукає завдання з чітко визначеною черговістю, завдання, які можна виконати паралельно, а також блоки завдань, які реалізуються ітераційно. Наступ- ний етап пов’язаний із встановленням черговості реалізації завдань в ітераційних блоках. Таким чином відбувається ідентифікація пріоритетної стежки реалізації завдань в ітераційному блоці. На основі статистичного аналізу встановлюється вага зв’язків між окремими завданнями ітераційного блоку. Завдання з наймен- шою вагою розміщується на початку ітераційного блоку. Після встановлення черговості реалізації завдань в ітераційному блоці пропонується кінцева структу- ра реалізації процесу. Для оптимізації гармонограми виробничих процесів MagProject використо- вує спеціально опрацьований еволюційний алгоритм. Його основою є агрегація окремих завдань у різноманітні комбінації, серед яких вибираються варіанти, що допускають практичну реалізацію при оптимальних коштах та часі реалізації процесу. Докладний опис програми та еволюційного алгоритму подано в [5]. 1. Оптимізація процесу виробництва нового продукту Для порівняння результатів оптимізації виробництва нового продукту програма- ми PSM і MagProject використано приклад, представлений у [3]. Процес склада- ється з 16 завдань (див. табл. 1), починаючи від часу встановлення попиту на продукт до готового продукту. Після декомпозиції процесу встановлено 50 зв’яз- ків між окремими завданнями. б а реалізація послідовна реалізація паралельна реалізація ітераційна ISSN 1816-1545 Фізико-математичне моделювання та інформаційні технології 2006, вип. 4,151-157 153 Таблиця 1 Окремі завдання процесу № Опис завдання Ідентифікатор Вхідна інформація 1 Projected New Technologies PNT - 2 Projected Trends In Customer PTIC PNT, PC 3 Product Concept PC CKB, PNT, CF, CFR, PE-P, NMF, PE-C, TTM-P, PTIC, PP, MPFTC, NCF, NSR, POP 4 Corporate Knowledge Base CKB - 5 Corporate Facilities CF - 6 Corporate Financial Resources CFR - 7 Time To Market - Projected TTM-P CKB, CF, CFR, PD, NMF, PC 8 Market Projection For This Concept MPFTC PE-P, TTM-P, PTIC, PP, PC 9 Product Design PD CKB, PNT, PC 10 Product Evaluation - Performance PE-P PD 11 Product Evaluation - Costs PE-C PD, NMF 12 Product Price PP PE-C, MPFTC 13 Projections Of Profits POP PE-C, TTM-P, PP, MPFTC 14 Needed Manufacturing Facilities NMF CF, PD, PC 15 Needed Supplier Relations NSR PD, PC 16 Needed Cash Flow NCF CFR, NMF, PE-C, TTM-P, PP, MPFTC 1.1 Реорганізація процесу програмою PSM. Початково ваги існуючих зв’язків між завданнями приймаються рівними нулеві. У матриці залежності виокремлено 32 прямих і 18 зворотних залежностей, що ілюструє рис. 2. На наступному кроці ідентифікується ітераційний блок. У розглядуваному випадку до нього входять усі завдання за винятком 1, 4, 5, 6. Черговість реалізації окремих завдань у кінцевому варіанті суттєво зале- жить від реорганізації ітераційного блоку. У цьому блоці виокремлено головний ітераційний цикл, який складається із завдань 9-(PD), 14-(NMF), 11-(PE-C), 12-(PP), 8-(MPFTC), 13-(POP) i 3-(PC). Граф ітераційного циклу обігу інформації показа- но на рис. 2. На цьому рисунку опущено залежності від решти завдань. Зазначимо, що поділ циклу визначається вибором завдання, яке буде вико- нуватися першочергово. На рис. 3 показано схему реорганізованого процесу. Тарас Нагірний, Роман Кєлєц, Міхал Сонсядек MagProject у моделюванні та оптимізації планування виробничих процесів 154 PD MPF TC PP PE- C NMF POP PC Рис. 2. Ітераційна петля процесу Рис. 3. Реорганізована матриця реалізації процесу у програмі PSM Бачимо, що у реорганізованій таким чином матриці процесу кількість зво- ротних зв’язків зменшено до 11. 1.2. Реорганізація процесу програмою MagProject. У цьому випадку потрібно окреслити кількість окремих завдань, залежність між ними, а також час реалізації кожного завдання. Реорганізована структура процесу складається з 12 зворотних зв’язків. Час реалізації завдань дорівнює 71 умовній одиниці, з яких 55 одиниць відповідають за реалізацію зворотних зв’язків. Графи, що відповідають реалізації розглядуваного процесу, показано на рис. 5. На графах не відображено зворотних зв’язків у зв’язку з їх очевидністю. Для розглянутих випадків процеси реалізуються у 8 послідовних етапах. Згідно з MagProject процес розпочинається паралельним виконанням зав- дань PE-P, CFR, CKB, PNT i CF. Зазначимо, що завдання PP може бути виконане вже після завдання PE-C, однак у зв’язку з наявністю зворотного зв’язку із зав- данням MPFTC доцільно, щоб вони виконувалися паралельно. Оптимальна струк- тура процесу згідно MagProject характеризується 12 зворотними зв’язками, що на 1 ISSN 1816-1545 Фізико-математичне моделювання та інформаційні технології 2006, вип. 4,151-157 155 Рис. 4. Подання процесу програмою MagProject MagProject PSM CKB POPNCF NSR PC MPFT C PP TTM- PS PE- C NMF PE- P PTI C PD CFR CFPNT POPNCF PP MPFT C PE-CTTM- PS NMF NSR PE- P PD PC PTI C CFRCFCKBPNT Рис. 5. Графи процесу після оптимізації Тарас Нагірний, Роман Кєлєц, Міхал Сонсядек MagProject у моделюванні та оптимізації планування виробничих процесів 156 більше порівняно з PSM. Разом із тим, час реалізації оптимального процесу згід- но MagProject дорівнює 71 умовним одиницям, тоді як згідно PSM — 92 одини- цям. Це спростовує базове положення PSM, яке ґрунтується на мінімізації кіль- кості зворотних зв’язків. Зменшення тривалості реалізації виробничого процесу MagProject порівняно з оптимальним часом, отриманим на основі PSM, стано- вить майже 23 %. Зазначимо також, що застосування MagProject до планування реальних виробничих процесів [6, 7] дало змогу суттєво зменшити час, а відпо- відно і кошти на їх реалізацію. Висновки. Вибір структури реалізації виробничого процесу залежить від значної кількості параметрів, які окреслюються виробничими можливостями підприємст- ва. У процесі вибору знаряддя для оптимізації структури процесу визначальними є дані, які є у нашому розпорядженні. Якщо відомими є лише зв’язки між окре- мими завданнями процесу, то доцільно використовувати програму PSM. Якщо ж можна оцінити кошти, які необхідні на виконання окремих завдань, або час їх реалізації, тоді рекомендується обирати MagProject, який дає змогу оптимізувати структуру процесу з точки зору вибраних критеріїв. Мінімізація кількості зворотних зв’язків не завжди приводить до оптималь- ної структури виробничого процесу. Зазначимо також, що опрацьований еволюційний алгоритм є особливо ефективний у випадку існування ітераційних підпроцесів. Оптимальна структура процесу спрощує контроль над потоком інформації, яка є необхідною для реалі- зації окремих завдань. Література [1] Mazur Ł., Shi-Jie Chen, Sąsiadek M., Kielec R., Semik W. Project task coordination using Design Structure Matrix and Genetic Algorithm // Portland International Conference on Management of Engineering and Technology — PICMET '05: Proceedings Technology Management: A unifying discipline for melting the boundaries. Portland, USA, 2005. [2] Rohatyński R., Kielec R. Artificial Evolution in Design Process Optimization, Computer Integrated Manufacturing // International Conference on Zakopane, CIM-2001. [3] Steward D. V. The Design Structure Systems: A Method for Managing the Design of Complex Systems // IEEE Transactions on Engineering Management. Aug. 1981. [4] Rogers James. L. Reducing Design Cycle Time and Cost Through Process Resequen- cing. // International Conf. On Engineering Design, ICED 97, Tampere 1997. [5] Kielec R., Metoda planowania procesów projektowo-konstrukcyjnych z uwzględnieniem sprzężeń zwrotnych // Rozprawa doktorska, Zielona Góra 2003. [6] Rohatyński R., Kielec R. Sąsiadek M. Implementation of the dependency matrix in the assembly process planning // Computer integrated manufacturing: advanced design and management, Warszawa: Wydaw. Naukowo-Techniczne, 2003. [7] Rohatyński R., Kielec R., Sąsiadek M. Implementation of matrix method and evolution algorithm for reorganization of design processes. Engineering Design in integrated Product Development — EDIPROD 2002: third international seminar and workshop. Zielona Góra-Łagów, Polska, 2002. — Zielona Góra: Redakcja WNT UZ, 2002. ISSN 1816-1545 Фізико-математичне моделювання та інформаційні технології 2006, вип. 4,151-157 157 MagProject in Modeling and Optimization of Manufacturing Processes Planning Taras Nahirnyj, Roman Kielec, Mikhal Sasiadek The paper presents the application of dependency matrix and evolution algorithm in the problems of modeling and optimization of design and manufacturing processes planning. Comparison of me- thods which are used in programs PSM and MagProject is carried out. Both methods differ from widely used network methods by possibility of analysis and optimization of iterative processes. It is shown that feedback quantity minimization not always yields optimal structure of manufacturing process. MagProject в моделировании и оптимизации планирования производственных процессов Тарас Нагирный, Роман Келец, Михал Сонсядек В работе представлено использование матрицы зависимости и эволюционного алгоритма в задачах моделирования и оптимизации планирования проектно-производственных процес- сов. Выполнено сравнение двух методик, которые реализованы в программах PSM и MagProject. Каждая из этих методик отличается от широко используемых сеточных ме- тодов возможностью анализа и оптимизации процессов, имеющих итерационный харак- тер. Показано, в частности, что минимизация количества обратных связей не всегда при- водит к оптимальной структуре производственного процесса. Отримано 09.11.06

MagProject у моделюванні та оптимізації планування виробничих процесів

Репозитарії

Схожі ресурси