Клейнер Б.С., Тарасов В.В. Техническое обслуживание и ремонт автомобилей. Организация и управление

Подождите немного. Документ загружается.

сятся к I группе на следующий плановый период (в данный

net

риод не

обслуживаются).

Поэтому информационная и технологическая подготовка долж-

на вестись по всем трем группам автомобилей с учетом особенно-

стей каждой из них.

Информационная подготовка по I группе автомобилей сводится

к корректировке ранее составленных характеристик с учетом уже

выполненных (в предыдущий плановый период) работ. Диспетчер-

ские (ДХ) и технологические характеристики (ТХ) по автомоби-

лям II группы составляются за двое суток до начала оперативно-

производственного планирования, а по автомобилям III

группы

—

немедленно, при поступлении их в систему обслуживания. Если

технологическая подготовка по определенным автомобилям не мо-

жет быть выполнена из-за отсутствия необходимых ресурсов, то эти

автомобили исключаются из оперативно-производственного плани-

рования.

Передача сведений об отсутствии необходимых ресурсов по

каждому из автомобилей является частью информационной подго-

товки. Поэтому эти сведения должны поступать в ОУП до начала

оперативно-производственного планирования. Основное значение

в этих условиях приобретают работы, связанные с обеспечением

достоверности, полноты и своевременности поступления в ОУП

всей первичной информации, которая содержится в ремонтных

листках (РЛ) (см. гл. 5). Полнота и достоверность информации

о техническом состоянии автомобилей всех трех групп, содержа-

щейся в РЛ, обеспечиваются за счет широкого применения мето-

дов и технических средств диагностики. Диагностика рассматрива-

ется в настоящем случае как информационный блок общей системы

управления процессами ТО и ремонта подвижного состава АТП,

АТО.

Информация, получаемая от различных элементов этого блока

используется:

персоналом ОТК при корректировании календарного плана вы-

полнения ПР по каждому автомобилю и проверке технического

состояния автомобилей (чем обеспечивается полнота и достовер-

ность информации, содержащейся в

РЛ);

рабочими, мастерами (бригадирами) на каналах обслуживания

как технологическая информация при выполнении ремонтно-регу-

лировочных

работ;

персоналом ОУП при составлении и уточнении диспетчерских

характеристик автомобилей, а также индивидуальном прогнозиро-

вании отказов.

В настоящем разделе методы информационной и технологиче-

ской подготовки оперативно-производственного планирования и

процессов реализации этих планов рассматриваются совместно,

так как они оказывают значительное влияние друг на друга. Алго-

ритм проведения информационной и технологической подготовок

приведен на рис. 4.3. Рассмотрим этот алгоритм.

118

УЧЕТ

ПРОБЕГОВ,

РЕМОНТОВ

И ОБСЛУЖИВАНИЯ

СОСТАВЛЕНИЕ

КАЛЕНДАРНОГО

ПЛАНА

ТОЙ

ПР

ДИАГНОСТИКА

АВТОМОБИЛЕЙ

ПЕРЕД

ТО~2,ПР

ПЛАН РАБОТЫ

ВЕРЕН

УСТАНОВЛЕНИЕ

видов

ОБЪЕМОВ РАБОТ

КОРРЕКТИРОВКА ВИДОВ

ОБЪЕМОВ

РАБОТ

СОСТАВЛЕНИЕ

ДХ. ТХ

СОСТАВЛЕНИЕ ДХ. ТХ

^—^:

РЕСУРСЫ

ИМЕЮТСЯ

,—

НЕТ

РЕСУРСЫ ИМЕЮТСЯ

ПОДГОТОВКА РЕСУРСОВ

КОРРЕК-

ТИРОВКА

КАЛЕНДАР-

НОГО

ПЛАНА

ТОиПР

ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ

ПОДГОТОВКА

ПРОИЗВОДСТВА

ОПЕРА

ТИВНО-ПРОИЗВОДСТВЕН-

НОЕ ПЛАНИРОВАНИЕ

КОНЕЦ

)

Рис. 4.3. Общая блок-схема алгоритма информационной и технологической

под-

готовок

Из группы обработки и анализа информации ОУП (ГОАИ) ка-

лендарный план (см. разд. 4.1) передается в филиалы и колонны

АТП (АТО). В соответствии с этим планом технические руководи-

тели филиалов и колонн обеспечивают заблаговременную подго-

товку указанных в плане автомобилей к выполнению ТО-2, ПР и

сопутствующих ТР. Эта подготовка состоит в:

тщательном осмотре автомобилей и оформлении

РЛ.В

РЛ запи-

сываются все ПР (в соответствии с календарным

планом),

а также

обнаруженные при осмотре неисправности;

проведении (в основном в межсменное время) диагностирова-

ния автомобилей

для корректировки перечня ПР и ТР, записан-

ных в РЛ;

119

передаче РЛ (не позднее чем за 2-е суток до плановой даты

проведения ТО-2) в отдел управления производством для обеспе-

чения технологической подготовки.

Используя содержащуюся в РЛ информацию, отдел управления

подготавливает ДХ и ТХ этих заявок и дает указание комплексу

подготовки производства о проведении технологической подготов-

ки. ДХ и ТХ заявок, по которым выполнена технологическая под-

готовка, передаются в ГОАИ для проведения оперативно-произ-

водственного планирования и корректировки календарных планов.

В этом случае корректировка календарных планов состоит в пере-

несении дат постановки на ТО-2 автомобилей, по которым не за-

кончена технологическая подготовка, и в замене их другими авто-

мобилями с целью обеспечения равномерной загрузки производ-

ства.

4.3. МЕТОДЫ ОПЕРАТИВНОГО ПЛАНИРОВАНИЯ

И УПРАВЛЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВОМ

Задача оперативно-производственного

планирования

процессов

ТО и ремонта заключается в составлении графика поступления ав-

томобилей на посты каналов обслуживания из общей очереди,

а задача оперативно-производственного

управления

—

в обеспече-

нии реализации оперативно-производственного плана и выполнения

максимального количества оперативных заявок при имеющихся ре-

сурсах [24, 50, 53]. При планировании учитывается лишь количество

активных постов на каждом канале (см. разд. 4.4). На пассивные

и оперативные посты планирование не ведется.

При определении методов оперативно-производственного плани-

рования и управления приняты следующие основные предпосылки,

учитывающие

особенности функционирования технических служб

АТП, АТО:

оперативно-производственное

планирование

ТО-2 и ремонтов

(ПР и ТР) подвижного состава ведется раздельно;

при необходимости технологической стыковки времени выполне-

ния этих технических воздействий (если в силу конкретных местных

условий не может быть решено четко — ремонт до ТО-2 или после

ТО-2), посты

(линии),

на которых выполняются ТО-2, могут рас-

сматриваться как отдельный канал системы обслуживания

(рис. 4.4);

любой автомобиль, поступающий в систему обслуживания, рас-

сматривается как сложная заявка в общей очереди, так как для ее

выполнения зачастую необходимо произвести работы на несколь-

ких каналах;

интегральным признаком каждой заявки являются ее ДХ и ТХ

(см. разд.

4.2);

оперативно-производственное планирование производится на

ЭВМ до начала 1-й, а при необходимости и 2-й смен;

120

при планировании учи-

тываются все автомобили,

находящиеся в системе об-

служивания (на постах или

в зоне ожидания), а также

автомобили, которые долж-

ны поступить в систему в со-

ответствии с календарным

планом ТО и ПР (см. разд.

4.1);

автомобили, по которым

к началу планирования не

закончена информационная

и технологическая подготов-

ки (см. разд. 4.2), при пла-

нировании не учитываются

и автоматически сдвигаются

на следующий период пла-

нирования;

оперативно- производст-

венное управление осущест-

вляется из ОУП в условиях

человеко-машинного обще-

ния операторов с ЭВМ (см.

гл.

6).

В качестве критерия

эффективности оперативно-

производственного планирования в данной работе принято количе-

ство автомобилей, отремонтированных за плановый период. Цель

планирования состоит в том, чтобы оптимизировать этот крите-

рий.

Для решения задачи с учетом перечисленных предпосылок раз-

работана следующая модель.

Пусть [О,

Т]

—

период планирования,

—

множество заявок на

обслуживание, поступивших в систему к моменту начала планиро-

вания. Пусть в системе имеется

каналов обслуживания,

/-и

канал

имеет

т,-

активных постов. Как

было_указано

в разд. 4.2, каждый

автомобиль (заявка) из множества N характеризуется ДХ и ТХ.

Задача состоит в том. чтобы определить такое расписание

вы-

полнения заявок из множества N, чтобы обеспечить

Рис. 4.4. Техническая служба как многока-

нальная система обслуживания:

АП — активный пост;

ПП

— пассивный пост;

ОП — оперативный пост

max

АКТ",

R),

(4.17)

где

М(Т,

R)—

число заявок из множества N, выполненных на интервале

{О,

Т] при использовании расписания

Следовательно, задача состоит в том, чтобы найти такое распи-

сание (график очередности выполнения работ)

R*,

при котором

(4.18)

(Т,

Я*)=тахЛ1(Г,

/?).

121

Эта задача является задачей теории расписаний [13, 24, 53J

и в общем виде она еще не решена. В работах [24, 53] можно найти

лишь ряд сообщений об отдельных частных результатах. Особые

трудности при решении задачи (4.18) возникают в случае больших

размерностей. Именно такая ситуация имеет место в рассматри-

ваемой системе обслуживания (например, для Автокомбината № 1

задача сводится к распределению примерно 200 автомобилей по

семи каналам обслуживания, в каждом из которых по

5—25

и бо-

лее активных постов). Строгое решение задачи (4.18) при указан-

ных размерностях неосуществимо. В работах [24, 53] описаны раз-

личные эвристические приемы решения задач, подобных задаче

(4.18). Суть их сводится к тому, что принимается какая-либо есте-

ственная «разумная» дисциплина обслуживания заявок из множе-

ства N, которая позволяет сформировать расписание. В качестве

примеров могут быть приведены следующие дисциплины обслужи-

вания: короткие по времени обслуживания

заявки

—

вперед; заявки

с максимальным временем обслуживания на

/-м

канале — вперед;

и т. д. Далее из содержательных соображений оценивается качест-

во полученного расписания и оно либо принимается, либо отвер-

гается.

В результате усовершенствования этого подхода с учетом осо-

бенностей функционирования технических служб АТП, АТО были

предложены несколько различных дисциплин обслуживания и со-

ставлена программа для ЭВМ, при помощи которой в соответствии

с каждой из дисциплин

формировалось

расписание

для одного

и того же количества заявок N (индекс i обозначает

t-ю

дисципли-

ну

обслуживания).

Далее среди всех

выбиралось такое

/?*,

при

котором

М(Г,

Я*)

= max

(T,

К,).

(4.19)

Таким образом, задача (4.18) заменяется задачей (4.19), решение

которой принимается в качестве оперативно-производственного

плана.

Проверялись и использовались следующие дисциплины обслу-

живания.

1. Пусть

)

TI=

(4.20)

;-i

где через

t,j

обозначено время обслуживания

i'-го

автомобиля (заявки) на

/-м

канале.

Заявки с меньшим значением

—

вперед.

2. Пусть

= max

/•

(4.21)

Заявки с меньшим значением

t,*

—

вперед. Смысл этой дисцип-

лины очевиден. Здесь для каждого автомобиля определяется мак-

122

симальное по всем каналам время обслуживания и упорядочение

проводится по возрастанию этого времени.

3. Пусть

i-l

mjT

(4.22)

где

п,

— удельная нагрузка на один пост

/-го

канала; N — общее число зая-

вок;

т,

— число постов в

/-м

канале; Т — продолжительность планируемого пе-

риода [О, Т].

Рассмотрим величину

(4.23)

Принятая дисциплина обслуживания заключается в следующем:

автомобили с минимальным значением

т,-

—

вперед.

Как следует из (4.22) и (4.23), величина

т,-

обозначает «взве-

шенное» с учетом загрузки различных каналов

время^эбслужи-

вания

г'-го автомобиля на всех каналах. «Взвешивание» произво-

дится за счет множителей

Поэтому для загруженных каналов

величина

n/tij

растет быстрее, чем для незагруженных. Эта дисцип-

лина нацелена на то, чтобы обслужить максимальное количество

автомобилей на наиболее загруженных каналах.

Все три рассмотренные дисциплины порождали расписания

/?,

= l, 2, 3), среди которых в соответствии с (4.19) выбиралось наи-

лучшее R*.

При реализации вышеописанной процедуры оперативно-произ-

водственного планирования ремонтов автомобилей в качестве

входной информации используются перечень свободных и занятых

постов к началу планируемого периода в каждом канале обслу-

живания и перечень подлежащих ремонту автомобилей с указани-

ем их ДХ и ТХ.

Рассмотренная многоканальная система обслуживания совмест-

но с процедурой оперативно-производственного планирования была

промоделирована на языке

«Симула»

и реализована на ЭВМ [61].

Упорядочение выходных массивов и печать результатов произво-

дятся на базе единой для всех программных комплексов операци-

онной системы.

Следует отметить, что в конкретных местных условиях зачастую

возникает необходимость выделения внутри канала постов, на ко-

торых ремонтируются определенные группы автомобилей (напри-

мер, автомобилей с бензиновыми и дизельными двигателями и

др.).

В этом случае канал как бы разделяется на несколько каналов.

Принятые структура и язык моделирования позволяют легко вне-

сти соответствующие изменения. Как известно, в крупных АТП и

АТО ТО подвижного состава выполняется, как правило, на поточ-

ных линиях. В связи с этим значительный практический интерес

представляют

задачи исследования поточных линий с целью опти-

123

мизации их работы. Ряд исследований по этой проблеме выполнен

докторами технических наук М. Н. Бедняком, Е. С. Кузнецовым

и И. А. Луйком [29].

Рассмотрим решение задачи оперативно-производственного пла-

нирования ТО-2 при наиболее часто встречающейся в

АТП

(АТО)

ситуации, когда ТО-2 разномарочного подвижного состава выпол-

няется на двух поточных линиях. Разработанная математическая

модель учитывает разномарочность и различие в объемах работ,

которые необходимо выполнить на подвижном составе разного

«возраста», т. е. находящегося в различных интервалах пробега

с начала эксплуатации. Остановимся на основных

предпосылках,

модели и методике решения этой задачи.

Общепринятыми характеристиками работы поточной линии

ТО-2 являются ее пропускная способность (число выпущенных за

смену автомобилей) и такт (фиксированный интервал времени

между двумя последовательно сходящими с линии

автомобилями).

Эти величины рассчитываются в зависимости от заданной суточ-

ной программы ТО-2.

По

величине такта линии планируется количество рабочих на

ее постах и составляется график поступления автомобилей на по-

точную линию.

Однако в АТП (АТО) число моделей подвижного состава, ко-

торые необходимо обслуживать на одной поточной линии и из од-

ной очереди, довольно значительно.

Для сохранения постоянного такта линии число рабочих на по-

стах выбирают таким образом, чтобы успевать обслужить автомо-

били с большей трудоемкостью. Это приводит к нерациональному

использованию рабочей силы и, следовательно, к увеличению за-

трат на ТО-2. Отказавшись от сохранения фиксированного такта

работы поточной линии, можно с помощью математических методов

расставить автомобили в очереди таким образом, чтобы минимизи-

ровать непроизводительные простои и получить максимальную про-

пускную способность линии как канала обслуживания.

Оперативно-производственное планирование проводится еже-

дневно для составления на следующие сутки графика работы для

каждой линии (канала

обслуживания).

График создается с уче-

том оптимизации производственных процессов, которая заключа-

ется в минимизации общего времени обслуживания всей очереди

автомобилей

на канале. При постоянной продолжительности смены

это приводит либо к сокращению числа рабочих на постах, либо

к увеличению числа обслуживаемых автомобилей.

Как указывалось выше (см. разд. 4.1), проведение ПР целесо-

образно совмещать с ТО-2. Тогда периодичность проведения ПР

кратна периодичности ТО-2 и ПР выполняются перед проведением

ТО-2. Поскольку в большинстве случаев ТО-2 выполняются на каж-

дом автомобиле чаще, чем ПР, а трудоемкость ТО-2 при агрегатно-

узловом методе ремонта в большинстве случаев больше трудоемко-

сти ПР, необходимо в первую очередь обеспечить оптимальную

124

работу линии ТО-2, а затем с графиком ТО-2 согласовать график

выполнения ПР. Следовательно, каналы ПР должны иметь доста-

точную производительность для того, чтобы обеспечить своевремен-

ное поступление автомобилей на линии ТО-2 *.

Была реализована следующая, соответствующая наиболее часто

встречающейся ситуации постановка задачи. Имеются два канала

(линии) обслуживания. Каждая линия состоит из четырех постов.

Наиболее трудоемкие работы выполняются на первом и втором

постах, поэтому они являются определяющими. Автомобили по-

ступают на две линии и переходят с постов на посты парами. Пары

автомобилей обслуживаются одновременно. В случае временной

нехватки запасных деталей (материалов) для выполнения работ на

одном из автомобилей они продолжаются более интенсивно на ав-

томобиле, установленном на 2-й линии. Этим достигается уменьше-

ние суммарных потерь времени.

После того как первая пара прошла через пост № 1, она пода-

ется на пост № 2. Как только пост № 1 заканчивает обслуживание

первой пары, начинает ее обслуживать пост № 2. Пост № 2 не

может начать обслуживание второй пары, пока он не закончит об-

служивание первой. Задача состоит в том, чтобы сформировать па-

ры и установить порядок запуска пар автомобилей на линии об-

служивания, минимизирующий суммарное время простоя поста № 2

в ожидании автомобилей от поста № 1, причем время ограничено

продолжительностью

смены**.

Рассмотрим очередь из N автомобилей М моделей. Известно

время обработки на первом и втором постах каждой пары из М

моделей (по группам

автомобилей).

Известна продолжительность

смены Т. Требуется определить оптимальный набор пар автомо-

билей и их очередность в соответствии с вышеуказанными усло-

виями.

Возьмем любой набор из Z пар моделей автомобилей и неогра-

ниченный плановый период. Расставим их таким образом, чтобы

минимизировать общее время обслуживания.

Введем функцию

(t\,

t\, t\,

t\,tl,t}-

(4.24)

время, необходимое для обработки Z пар моделей автомобилей при условии,

что пост № 2 начинает работать на t единиц времени позже поста № 1 с учетом

оптимальной перестановки пар;

— время обслуживания

i'-й

пары моделей ав-

томобилей на посту № 1;

—

время обслуживания

i'-й

пары моделей автомоби-

лей на посту № 2.

* Часть

операций

ПР с небольшой трудоемкостью или ремонтов, технологи-

чески связанных с ТО-2, может совмещаться с ТО-2.

** Задача выравнивания тактов постов может решаться и другими

методами*

например резервированием рабочей силы Кузнецов Е.

С.,

Сорокин В. А.

Исследование работы поточных линий технического обслуживания

автомобилей.

М.:

Транспорт, 1966.

125

Если на поток сначала поступает

i-я

пара автомобилей, то имеет

место следующее соотношение:

f(t\,t\,...,t

£,

,*/»,[<!

/(<}.<i

°.°

....

t\,t\t}

max

(t —

0)].

(4.25)

Здесь на месте пары

(tt

)

состоит пара (О,

О).

Найдем оптимальную перестановку для двух пар. Пусть сле-

дующая пара на потоке имеет номер

Тогда

/С},

*|,')=*} +

0,0 0,0

где

max

if).,

-*}

max

[max

-1\,

0),

<}-

t}~

max

-t},

t},

t -

0] = t]

t}-

t]-

max

[t,

t\-

t*,

t}]

+ maxf*. max

[

t\,

t}]].

Отсюда следует, что если

max

[

+ t] -

t],

t}]

max

[t\

+ t] - t],

t}],

то

t'-ю

У-Ю

пары следует поменять местами.

Окончательно соотношение примет вид

или

max

[

**,

]

г)

max

[

-1],

-1}}

(4.26)

Отсюда

следует алгоритм оптимальной перестановки.

1. Найти наименьшее из

2. Если таковым окажется

(

поставить в очередь соответст-

вующую

пару первой.

3. Если это ti

, то поставить эту пару последней.

4. Вычеркнуть пару, отвечающую условию (min

tt\

min^

из

списка.

5. Повторить этот процесс для оставшегося списка.

6. Если

то пары в очереди должны быть упорядочены по

значению

Из алгоритма следует:

1. При вычеркивании любой пары из очереди последователь-

•ность

расстановки для других пар не меняется.

2. При формировании очереди из конкретных автомобилей пары

с одним и тем же сочетанием времени обслуживания (модулей)

будут стоять в очереди подряд.

В результате реализации описанного выше алгоритма получаем

такую последовательность всех пар моделей подвижного состава,

имеющихся на

ДТП,

которая обеспечивает оптимальную загрузку

каналов (линий).

126

СО

(О

Пусть теперь есть

автомобилей

моделей. Из

моделей

можно составить Ко различных сочетаний пар:

Используя результаты предыдущего решения, из этих

автомо-

билей образуем очередь по следующему алгоритму.

l.i

:=!,/:=!.

2. Выбираем первую модель из

£-й

пары сформированной оче-

реди моделей.

3. Если эта модель есть в списке автомобилей, то запоминаем

его номер

и переходим к п. 4, если нет, то к п. 8.

4. Выбираем вторую модель из

i-й

пары сформированной оче-

реди моделей.

5. Если эта модель есть в списке автомобилей, то запоминаем

его номер N2 и переходим к п. 6, если нет, то к п. 8.

6. Автомобили

и NZ исключаем из списка автомобилей и за-

писываем пару

(Л^

./V

)

в очередь на поток.

=/+1.

Если список автомобилей исчерпан, то это означает

конец, если нет — перейти к п. 2.

=i+l.

Перейти к п. 2.

Таким образом, мы получили очередь из

—

пар автомобилей,

ожидающих обслуживания на поточных линиях.

[

N 1

. Общее время простоя поста № 2 выражается

формулой

при условии, что посты № 1 начинают работу одновременно. Время

работы поста № 2 равно

Если

-^,

0)<Г,

(4.27>

то время обслуживания всех автомобилей из очереди укладывает-

ся в смену. Когда левая часть неравенства значительно меньше

правой, то имеет смысл уменьшить число рабочих на первом и вто-

ром постах. Если же левая часть неравенства (4.27) больше

правой,,

то необходимо вычеркнуть часть пар автомобилей из очереди та-

ким образом, чтобы добиться максимальной загруженности

поста

№ 2 при выполнении условия

(4.27).

Эта задача может быть све-

дена к следующей задаче.

Пусть

т;'

— время обслуживания на посту № 2 i-й пары

моделей

из очереди конкретных автомобилей;

т;

—

время обслуживания

i-й

пары на посту № 1;

—

время простоя поста № 2 до того, как на

него поступит

i-я

пара.

Справедливы следующие рекуррентные соотношения:

= max

(т}

—

— Xi,Q);

Xi+X

max(t{

—

if,

3 2 2

; =

max

;£

tj,

—2

—

^''

=1 '

1=1

и далее по индукции

где

max

Яот,

1 <

/и

'•

т—1

2*1-

/=1

г=1

(4.28)

Введем вектор

г;

размерности Ко

(

—

число пар типа

i).

Тогда

задача сводится к определению

max

(4.29)

при условии

max

(4.30)

— целое,

Решив эту задачу, мы получим набор пар моделей, необходимых

для максимальной загрузки линий ТО-2 при выполнении условия

"(4.30).

При ограниченных ресурсах каналов ПР целесообразно дейст-

вовать по следующему алгоритму.

1. i: =1.

2. Выбираем из очереди на ТО-2

i-ю

пару автомобилей.

3. Ставим ее в очередь на ПР.

4. Проверяем, меньше ли время выхода этой пары из канала

ПР времени ее поступления на поток ТО-2.

5. Если да, то оставляем пару в очереди на каналы ТО-2 и ПР.

Переходим к п. 7.

6. Если нет, то вычеркиваем эту пару из очереди на ПР и

IO-A

£:

=i+l.

Проверка:

успеет

ли

канал (линия) ТО-2

обслужить

i-ю пару до конца смены.

8. Да, переходим на п. 2.

9. Нет, заканчиваем формирование очереди на каналы обслу-

живания.

Таким образом мы получаем оптимальную очередь на поток

ТО-2, удовлетворяющую условию

(4.30).

Следует отметить, что для

реализации этого алгоритма необходимо иметь достаточно боль-

шую начальную очередь на ТО-2.

Оперативно-производственные планы ремонта и ТО-2 переда-

ются из ВЦ в ГОАИ, а оттуда (после проверки) в группу управ-

ления ОУП для реализации.

Обеспечивая управление процессами ТО и ремонта на основе

оперативно-производственного плана, персонал ОУП выполняет в

условиях человеко-машинного общения (см. гл. 6) следующие

функции:

обеспечивает постановку

автомобитей

на рабочие посты каналов обслужива-

ния в установленное планом время;

передает на рабочие места (посты) информацию об операциях, которые дол-

жны быть выполнены на каждом автомобиле;

контролирует время выполнения работ;

обеспечивает (через диспетчерский пункт КПП) своевременную доставку

необходимых запасных частей на посты;

принимает меры к ликвидации возникающих возмущений путем активизации

пассивных постов и других действий;

подготавливает ДХ и ТХ к следующему периоду планирования и

оформляет

всю необходимую документацию;

принимает и реализует ряд других решений, обеспечивающих выполнение

оперативно-производственного плана и минимизацию количества автомобилей,

находящихся в системе обслуживания в предусмотренное для работы на линии

время.

При этом ОУП взаимодействует с диспетчерскими пунктами в

комплексах подготовки производства и РУ, а также с диспетчер-

скими пунктами на филиалах.

4.4. ОБЕСПЕЧЕНИЕ НАДЕЖНОСТИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ

СИСТЕМЫ ТО И РЕМОНТА

Выполненный анализ функционирования производственных под-

разделений технической службы позволил разработать имитацион-

ную модель системы. В данной модели техническая служба рас-

сматривается как многоканальная система обслуживания (см.

рис. 4.4). Под каналом понимается совокупность постов (рабочих

мест), на которых выполняются определенные виды работ по ре-

монту автомобилей.

Рассматриваются каналы:

ремонта двигателей;

ремонта шасси;

ремонта электрооборудования:

ремонта топливной аппаратуры;

сварочно-жестяницких работ;

деревообделочных и обойно-арматурных работ.

5—1892

129

Каждый

/-и

канал содержит

т,

постов (рабочих

мест),

на кото-

рых выполняются однотипные для всего канала операции. Следо-

вательно, вся система обслуживания имеет

от,

постов, где

—

/=i

число каналов в системе обслуживания.

Автомобили поступают на посты для выполнения работ в опре-

деленное время и в определенной последовательности в соответст-

вии с оперативно-производственным планом.

Однако даже при проведении ПР в систему обслуживания по-

ступает значительное количество автомобилей, требующих ТР

(часть из них в межплановые

периоды).

Кроме

того,

при выполне-

нии работ на каналах возникают возмущения и отклонения из-за

несвоевременной постановки автомобилей на посты, несвоевремен-

ной доставки необходимых для ремонта запасных частей и мате-

риалов, необходимости проведения дополнительных работ, которые

обнаружились во время ремонта (при разборке) и оперативно-про-

изводственным планом не предусматривались и т. д.

Все эти возмущения носят случайный характер и создают зна-

чительные трудности при реализации плана, а зачастую срывают

его полностью, что делает бессмысленным проведение оперативно-

производственного планирования вообще.

В связи с этим возникла необходимость придания системе об-

служивания таких потенциальных свойств [33], которые обеспечили

бы возможность адаптации ее к постоянно возникающим на прак-

тике помехам

(возмущениям).

В результате проведенных исследований разработана методика

формирования потенциальных адаптивных свойств системы обслу-

(

живания путем внутреннего резервирования, т. е. вывода в резерв

/ части имеющихся постов (рабочих мест).

При этом все посты разделяются на:

активные,

на которых находится необходимое количество ра-

бочих в течение периода планирования. Активные посты учитыва-

ются в качестве имеющихся ресурсов при оперативно-производст-

венном планировании;

пассивные,

на которых нет рабочих. Они не учитываются при

планировании и являются резервными;

оперативные, на которых выполняются мелкие ТР авто-

мобилей, поступивших в систему после окончания периода плани-

рования (назовем заявки на выполнение этих ТР «оперативными

заявками»).

Эти посты также не учитываются при оперативно-про-

изводственном планировании, хотя они и укомплектованы рабо-

чими.

Когда на активном посту прекращаются работы из-за указан-

ных выше помех, рабочие переходят на пассивный пост. В этом

случае мы будем говорить, что пассивный пост активизируется,

а активный становится пассивным. Для создания необходимых

предпосылок реализации этого правила на пассивные посты забла-

говременно устанавливаются следующие (очередные) по плану

автомобили.

130

Активный пост (АП), на котором работы закончены досрочно

(относительно плана), также становится пассивным, а рабочие по

указанию ЦУП переходят на пассивный пост (который в этом

случае

активизируется),

чем

значительно,

сокращаются простои

рабочих в ожидании подачи очередного автомобиля.

Такая идеология совпадает с предложенной академиком

В. А. Трапезниковым в работе [58] системой резервов в экономике,

направленной на обеспечение возможностей выполнения планов.

С другой стороны, такая система идеологически близка к теории

потенциальных свойств, предложенной д-ром техн. наук, проф.

А. Н.

Островцовым.

В данном случае речь идет об исследовании и разработке мето-

дологии формирования потенциальных адаптивных свойств боль-

ших организационных систем. Именно эти потенциальные свойства

должны дать возможность системе обслуживания в значительной

мере адаптироваться к возникающим

помехам

и отклонениям.

Исследуем вопрос о том, увеличивает или уменьшает пропуск-

ную способность (производительность) канала (системы) обслу-

живания выделение пассивных постов из числа имеющихся. С этой

целью сравним по производительности две стратегии: стратегию

полной активизации (все посты активные) и стратегию постоянно-

го пассивного поста.

Стратегия постоянного пассивного поста означает, что пассив-

ный пост активизируется лишь в случае отказа * на одном из ак-

тивных постов. После устранения отказа первый из активных по-

стов, на котором закончена работа по ремонту автомобиля, стано-

вится пассивным, а ранее отказавший пост активизируется.

При сравнении этих двух стратегий будем считать выполнен-

ным предположение о том, что в каждый момент времени в состоя-

нии «отказа» находится лишь один пост. В силу этого предполо-

жения использование второй

стратегии

—

стратегии постоянного

пассивного поста — означает, что в системе все время безотказно

функционирует

(т—1)

активный пост.

Для того чтобы сравнить

потенциальн'ые

возможности двух

стратегий обслуживания на интервале планирования [О, Т], будем

считать, что число заявок неограничено, время их выполнения т при

использовании стратегии полной активизации имеет функцию рас-

пределения

.FI(TI),

а при использовании стратегии постоянного пас-

сивного

поста

—

(tz)-

При этом в силу того, что во втором слу-

чае ресурсы с т постов перераспределяются на

(т—1)

пост, для

средних значений времени обслуживания выполнено неравенство

Ti>t2.

Функции

F\(i\)

Fz(tz)

могут быть построены по гисто-

грамме частот обслуживания исходной очереди из N заявок. Будем

считать также, что «отказ» активного поста происходит с вероят-

ностью Р, а его восстановление (устранение отказа) продолжается

* Отказом активного поста будем называть событие, заключающееся в пре-

кращении на нем работ из-за отсутствия необходимых запасных частей, из-за

поломки

оборудования, оснастки, инструмента и из-за других пвмех

S* 131

в течение случайного отрезка времени Э с функцией распределения

0(8).

Рассмотрим стратегию полной активизации. Для этого опреде-

лим среднее число заявок, которое может быть обслужено на од-

ном посту за время Т. Эта ситуация описывается следующим урав-

нением:

+ Дл, л = 1,2,...;

* (4.31)

где

—

момент окончания обслуживания

п-й

заявки, а

Дк(К=1,

...)

—

независимые одинаково распределенные случайные величины, которые в соответ-

ствии с работой [23] с вероятностью

(1—Р)

имеют распределение

Fi(A),

а с ве-

роятностью Р — распределение

Я (Д) = J

(Д - X)

(X) =

(PjG)

(Д).

(4.32)

Иными словами, случайные величины

Ак

распределены в соот-

ветствии с функцией распределения

<?(Д)

Р//(Д)

(1-Р)^(Д).

(4.33)

Пусть

Ki(t)—функция

восстановления, т. е.

Ki(t)

представля-

ет собой среднее число заявок, прошедших обслуживание за время

[О, t]. Тогда, как известно из работы [23],

(4.34)

где

Ki*(S)

—

преобразование

Лапласа от

К\

(t)',

q*(S)

—

преобразование

Лап-

ласа от плотности вероятности распределения

Q(t);

— комплексная переменная

Используя формулу (4.34) и переходя на временную область

[от

Ki*

(S) к

(t)],

можно определить интересующую нас вели-

чину

К\(Т)

—

среднее

число заявок

(автомобилей),

обслуженных

за время [О, Т]. Например, при

/?!

(Д)

= 1 -

(Д)

= 1 -

е~^

находим, что (при

Я^=ц)

плотность вероятности

h(А),

соответст-

вующая функции распределения

(А),

имеет вид

А(Д)

(4.35>

Отсюда плотность вероятности

q(k)

функции распределения

Q(A)

представляется в виде

(4.36)

„-Ml

Переходя в комплексную область с помощью преобразования

Лапласа,

<?*

(5) =

+ S) (a +

(4.37)

132

Исходя из уравнений (4.34) и (4.37),

„*,оч

(1-Р)5

(4.38)

Возвращаясь в уравнении (4.38) к временной области с по-

мощью обратного преобразования Лапласа,

(4.39)

При

P<Cl

потоки заявок на разные посты можно считать «поч-

ти» независимыми друг от друга. Тогда среднее число заявок, ко-

торые можно выполнить за время [О, Т] на канале обслуживания,

состоящем из m потоков при использовании стратегии полной ак-

тивизации, составит:

T), (4.40)

где

К(Т)

—

вычислено

по формуле (4.39).

Рассмотрим вторую стратегию — стратегию постоянного пассив-

ного поста. В этом случае на каждом активном посту, а их в этом

случае будет всего

—

имеет место простой процесс восстанов-

ления [23] с функцией распределения

/^(А).

Тогда так же, как и

при рассмотрении первой стратегии, можно записать

(441)

где

f*(S)

—преобразование

Лапласа от плотности вероятности распределения

Для/

(А)=1—е

из выражения (4.41) найдем:

А-

(0=-Х

(4.42)

Следовательно, в случае стратегии постоянного активного поста

на каждом из активных постов канала за время [О, Т] в среднем

выполняется количество заявок

(Т)

Т.

Значит на всем канале,

состоящем из m постов, один из которых постоянно является пас-

сивным, будет выполнено заявок

(T)=(m—l)

(T).

(4.43)

Следовательно, стратегия постоянного пассивного поста оказыва-

ется более выгодной, чем стратегия полной активизации в том слу-

чае, когда

(Т)

(Т). (4.44)

Подставляя в это неравенство величины

М\

из выражений

(4.40) и

(4.43),

получим

_-Ux

Г+

МЧМ1-*»)-*]

e-fc+x^T-j.

(445>

133

Таким образом, если функция распределения времени выполнения

заявок и функция распределения времени восстановления отказав-

шего активного поста

таковы,

что выполняется неравенство

(4.45),

то стратегия постоянного пассивного поста оказывается более вы-

годной, более производительной, чем стратегия полной активиза-

ции.

Если же функции

FI,

и G таковы, что неравенство (4.45)

не имеет места (справедливо противоположное

неравенство),

то

более выгодной является стратегия полной активизации.

Следовательно, существуют такие условия, при которых наличие

постоянного пассивного поста, выделенного из общего количества

постов канала, является выгодным. Анализ выражения (4.45) по-

казывает, что стратегия выделения пассивных постов оказывается

выгодной в том случае, когда вероятность отказа, время его устра-

нения и количество постов в каналах достаточно велики. Именно

такая ситуация

имеет

место в АТП (АТО), где вероятность воз-

никновения отказа колеблется в пределах

0,3-ьО,4,

среднее факти-

ческое время устранения отказа сравнимо со временем выполнения

заявки, а количество постов в ряде каналов часто превышает

10—

25 ед.

Таким образом, для системы обслуживания (ТО и ремонта) АТП

(АТО) целесообразность выделения пассивных постов является

обоснованной.

При исследовании эффективности выделения оперативных по-

стов был также проведен сравнительный анализ двух

стратегий

—

стратегии отсутствия в системе оперативных постов (в этом случае

оперативные заявки, как правило, обслуживаются вне очереди на

активных постах) и стратегии постоянно выделенного оперативно-

го поста.

Исследование проводилось по той же методике, что и вышеопи-

санные исследования эффективности выделения постоянного пас-

сивного поста.

В результате было получено выражение, аналогичное неравен-

ству (4.45), анализ которого показал целесообразность выделения

оперативных постов в том случае, когда вероятность поступления в

систему оперативных заявок и число постов в каналах достаточно

велики, что фактически имеет место в АТП

(АТО).

Если к тому же

учесть, что обслуживание оперативных заявок на активных постах

создает значительное количество дополнительных возмущений и

тем самым дезорганизует весь процесс выполнения оперативно-

производственного плана, то необходимость организации оператив-

ных постов станет очевидна.

Таким образом, предложенное разделение постов в каналах сис-

темы обслуживания на активные, пассивные и оперативные позво-

ляет придать системе определенные потенциальные свойства, кото-

рые позволяют ей адаптироваться к возникающим в процессе

реализации оперативно-производственного плана помехам и созда-

ют необходимые предпосылки для его выполнения, т. е. обеспечи-

вает надежность функционирования системы.

134

Глава 5

ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ПРОЦЕССОВ

. УПРАВЛЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВОМ

ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ ЭВМ

5.1. ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ И МЕТОДОЛОГИЯ РАЗРАБОТКИ

ИНФОРМАЦИОННОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ

Эффективное управление объектом, в том числе и АТП (АТО),

должно базироваться на непрерывном, полном и достоверном по-

токе информации об окружающей обстановке и внутренних измене-

ниях в системе, поступающем на определенные уровни иерархии

принятия решений в пределах компетенции каждого из

уровней.

Непрерывность потока информации

-в

данном случае означает

поступление ее в пункты принятия решений с необходимой дискрет-

ностью в установленное время. При этом дискретность не проти-

воречит понятию непрерывности, так как информация поступает

в орган управления в моменты его активизации, т. е. в моменты,

когда возникает необходимость в принятии решений. Полнота ин-

формации подразумевает поступление ее в соответствующий орган

управления в объеме (количестве и качестве), обеспечивающем

возможность принятия обоснованных решений. Только при этих ус-

ловиях управляющий орган будет располагать информацией, на

основе которой возможно эффективное управление объектом.

Для обеспечения органов управления АТП (АТО) информаци-

ей, соответствующей вышеуказанным требованиям, на основе си-

стемного анализа функционирования объекта и синтеза информа-

ционных блоков была разработана общая методология построения

информационной базы АТП

(АТО).

Как известно, системный анализ функционирования объекта

предполагает выделение из всей системы функционально-автоном-

ных подсистем и определение на этой основе крута задач, решае-

мых каждой подсистемой. При этом функциональная автономность

подсистемы определяется исходя из следующих условий:

подсистема должна являться частью объекта управления вместе

соответствующей

частью управляющей системы;

число информационных связей между подсистемами мало по

сравнению с внутренними связями подсистем;

внешние связи преимущественно более высокого уровня иерар-

хии, т. е. подсистемы в основном обмениваются агрегатированной

информацией.

Задачи, решаемые каждой подсистемой, определяются с учетом

строгого разграничения функций аппарата управления по рутинной

обработке информации от основной его

деятельности

—

принятия

решений и их реализации. Это позволяет освободить персонал,

принимающий решения, от трудоемкой работы по учету и отчетно-

135

Рис. 5.1. Структурно-функциональная матрица информационного обеспечения

сти, передать большинство этих функций вычислительному ком-

плексу и получить информацию на машинных носителях.

Обладая машинным эквивалентом информации, управляющий

орган сможет осуществлять эффективное планирование и управ-

ление

на основе экономико-математических методов.

В результате анализа функционирования объекта была постро-

ена структурно-функциональная матрица (рис. 5.1), которая отра-

жает взаимосвязь функционально автономных подсистем, а также

круг задач, решаемых каждой из них.

Данная структурно-функциональная матрица является основой

для синтеза информационной базы предприятия.

Эффективное функционирование органов управления каждой из

подсистем и системы в целом обеспечивается информационной ба-

зой, которая строится как совокупность информационных подсис-

тем, в свою очередь, состоящих из информационных блоков.

Такая структура дает возможность взаимосвязанного решения

всего круга задач.

Построение информационных блоков и всей системы в целом

базируется на принципах интеграции, исходя и?

которых

разрабо-

136

таны первичные документы и технология их предмашинной обра-

ботки, а также структура программных комплексов и технология

их функционирования.

Идеология построения систем интегрированной обработки дан-

ных СИОД известна, ее основные принципы сводятся к следую-

щему:

комплексная обработка данных на основе полной централизации вычисли-

тельных процессов и использования единой нормативно-справочной базы;

упорядочение системы документов и рационализация схемы документообо-

рота;

строгое разделение первичной информации, описывающей осуществляемые

технологические процессы и воздействия внешней среды, от постоянной (на опре-

деленные интервалы времени) нормативно-справочной информации:

организация массивов информации по классам решаемых задач;

однократный ввод в ЭВМ возникающей первичной информации

Методология создания и синтеза информационных блоков в ин-

формационные подсистемы на основе принципов интеграции заклю-

чается в следующем:

а) в результате анализа всей информации, использующейся на

АТП

(АТО),

выделяются первичные показатели (т. е. такие, кото-

рые отображают ход производственных процессов или оперативно

задаются внешней

средой).

Эти показатели в дальнейшем исполь-

зуются для формирования первичных документов в системе управ-

ления;

б) рационализируются первичные документы, в которых содер-

жатся з основном только первичные показатели, причем рациона-

лизация касается как содержания документа, так и его формы. При

этом учитывается человеко-машинный характер обработки доку-

мента. Это означает, что документ должен быть удобен в обраще-

нии на всех этапах обработки при движении в системе управления:

этапах заполнения, шифровки, переноса на машинные носители

(перфорации) и собственно работы с документом в аппарате управ-

ления;

в) вся информация организуется в массивы постоянной, услов-

но-постоянной и переменной информации. В состав массивов входят

нормативно-справочные данные, первичные показатели и показате-

ли, вычисляемые при обработке

входных

документов. Эти массивы

формируются в блоки, используемые всеми задачами, и являются

так называемыми базовыми массивами. Базовые массивы, как

правило, располагаются во внешней памяти ЭВМ и при синтезе

информационных блоков обеспечивают исходной информацией весь

комплекс задач подсистемы;

г) разрабатывается и создается развитый программный ком-

плекс вычислительной системы, который является средством по-

лучения необходимой информации для решения всех задач сис-

темы управления. Программный комплекс включает в себя опера-

ционную систему и библиотеку стандартных программ,

являющих-

ся едиными для всех информационных блоков и подсистем. Это

обеспечивает возможность стыковки и взаимосвязи информацион-

137