Алгоритм ашиглан үйлдвэрлэлийн хуваарийг оновчтой болгох
Өрсөлдөөн улам бүр нэмэгдэж буй үйлдвэрлэлийн ертөнцөд компаниуд бүтээгдэхүүнээ илүү хурдан, хямд үйлдвэрлэж, өндөр чанарыг хадгалах шаардлагатай болдог. Энэхүү амжилтыг тодорхойлох гол хүчин зүйлсийн нэг бол үйлдвэрлэлийн хуваарь юм: ажлуудыг хэзээ, ямар машин дээр, хэнээр, ямар дарааллаар гүйцэтгэх вэ. Оновчтой бус хуваарь нь түгжрэл, машинуудын сул зогсолт, хүргэлт хойшлогдох, зардлын хэтрэлтэд хүргэж болзошгүй. Тиймээс алгоритм ашиглан үйлдвэрлэлийн хуваарийг оновчтой болгох нь үйл ажиллагааны үр ашгийг хэмжиж болохуйц сайжруулах чухал арга юм.
Үйлдвэрлэлийн хуваарийг оновчтой болгохын ач холбогдол
Үйлдвэрлэлийн хуваарь нь зүгээр л өдөр тутмын хийх ажлын жагсаалт биш юм. Энэ нь машин механизм, хөдөлмөр, түүхий эд, цаг хугацаа зэрэг янз бүрийн нөөцийг зохицуулдаг "үйл ажиллагааны газрын зураг" юм. Хуваарийг гараар эсвэл зүгээр л зуршил дээр үндэслэн гаргахад ихэвчлэн дараах асуудлууд үүсдэг:
1. Машин эсвэл материалыг хүлээж байгаатай холбоотойгоор ажлын зогсолтын хугацаа их байна.
2. Багаж хэрэгсэл эсвэл бүтээгдэхүүний техникийн үзүүлэлтүүдийн өөрчлөлтийг харгалзан үзээгүй ажлын дарааллаас шалтгаалан тохиргооны хугацаа нэмэгддэг.
3. Зарим ажлын байран дээр урт дараалал үүссэнээс болж хүргэлтийн хугацаа нэмэгддэг.
4. Хүргэлтийн саатал (хоцрох) нь хэрэглэгчийн сэтгэл ханамжийг бууруулдаг.
5. Илүү цагаар ажиллах, нөөцийг үр ашиггүй ашиглах зэргээс шалтгаалан үйлдвэрлэлийн зардал нэмэгддэг.
Хуваарийн оновчлол нь өгөгдөл дээр үндэслэн ажлын дараалал болон хуваарилалтыг системтэйгээр зохион байгуулснаар эдгээр нөлөөллийг багасгах зорилготой.
Яагаад алгоритм ашиглах вэ?
Үйлдвэрлэлийн хуваарийн асуудлууд нь нарийн төвөгтэй оновчлолын асуудлуудын ангилалд багтдаг. Олон тохиолдолд ажлын дарааллын боломжит хослолуудын тоо маш их байж болох тул бүгдийг нь нэг бүрчлэн туршиж үзэх нь бодит бус юм. Жишээлбэл, дараалалд оруулах 10 ажил байгаа бол боломжит дарааллын тоо 10 байна! (3.628.800 дараалал). Хэрэв ажлын тоо 20 болж нэмэгдвэл хослолуудын тоо одон оронтой тоо болно.
Алгоритмууд нь хамгийн сайн эсвэл бараг оновчтой шийдлийг илүү үр ашигтай аргаар олоход тусалдаг. Аж үйлдвэрийн практикт хуваарийн алгоритмыг ашиглах нь компаниудад дараахь боломжийг олгодог.
- Илүү хурдан бөгөөд илүү тогтвортой хуваарь гаргах
– Хувь хүний “зөн совин”-оос хамааралтай байдлыг бууруулдаг
– Төрөл бүрийн нөхцөл байдлыг дуурайлган дүрслэх (жишээ нь машины эвдрэл, эрэлт нэмэгдэх)
– Зорилгод суурилсан шийдвэр гаргах (хамгийн бага зардал, хамгийн бага саатал, хамгийн их нэвтрүүлэх чадвар)
Үйлдвэрлэлийн хуваарийн асуудлын төрлүүд
Алгоритм сонгохоосоо өмнө танд тулгарч буй хуваарийн асуудлын төрлийг ойлгох нь чухал юм. Зарим нийтлэг асуудлууд нь:
1. Ганц машины хуваарь
Бүх ажлыг нэг машин дээр боловсруулдаг. Энгийн процесс эсвэл ганц саад бэрхшээлд тохиромжтой.
2. Урсгалын цехийн хуваарь
Ажил бүр машинуудаар ижил дарааллаар дамждаг (жишээлбэл, зүсэх → өрөмдөх → өнгөлгөө). Энэ нь ихэвчлэн үйлдвэрлэлийн шугамууд дээр байдаг.
3. Ажлын байрны хуваарь гаргах
Ажил бүр өөр өөр процессын маршруттай байж болно (жишээлбэл, А ажил: 1-р машин → 3 → 2, Б ажил: 2-р машин → 1). Энэ нь хамгийн төвөгтэй бөгөөд бүтээгдэхүүний төрөл зүйл ихтэй үйлдвэрлэлд ихэвчлэн тохиолддог.
4. Зэрэгцээ машины хуваарь
Ижил төстэй ажлыг хийж чадах хэд хэдэн ижил төстэй машин байдаг, жишээлбэл, ижил төстэй чадвартай 3 CNC машин.
Үүнээс гадна, хугацаа, дарааллаас хамааралтай тохируулгын хугацаа, операторын бэлэн байдал, урьдчилан сэргийлэх засвар үйлчилгээ, багцын хязгаарлалт зэрэг янз бүрийн хязгаарлалтууд байдаг.
Нийтлэг оновчлолын зорилтууд (зорилгын функцууд)
Хуваарийн оновчлол нь тодорхой зорилттой байх ёстой. Энэ зорилтыг ихэвчлэн зорилтот функцээр илэрхийлдэг, жишээлбэл:
– Хугацааг багасгах (Cmax): бүх ажлын нийт гүйцэтгэлийн хугацааг багасгах.
– Нийт хоцрогдолыг багасгах: хугацаанаас хоцрогдлыг багасгах.
– Боловсруулалтын явцыг (WIP) багасгах: хагас боловсруулсан бүтээгдэхүүний хуримтлалыг багасгах.
– Тохиргооны зардлыг багасгах: тохиргооны өөрчлөлтийг багасгахын тулд ажлуудыг дарааллаар нь хийх.
– Машины ашиглалтыг хамгийн их байлгах: сул зогсолтын хугацааг багасгах.
Бодит байдал дээр компаниуд ихэвчлэн нэгээс олон зорилготой байдаг. Энэ нь олон зорилготой асуудлуудыг бий болгодог, жишээлбэл, ажлын хугацаа бага байхаас гадна саатал бага байх.
Үйлдвэрлэлийн хуваарийн оновчлолд ашигладаг алгоритмууд
Алгоритмын хэд хэдэн түгээмэл хэрэглэгддэг аргууд байдаг:
1. Нэн тэргүүний дүрэм (диспетчерийн дүрэм)
Энэ бол үйлдвэрлэлийн давхарт ихэвчлэн ашиглагддаг хурдан арга юм, тухайлбал:
– SPT (Хамгийн богино боловсруулалтын хугацаа): хамгийн богино боловсруулалтын хугацаатай ажлуудыг эрэмбэлэх.
– EDD (Хамгийн эрт төлөх хугацаа): хамгийн ойрын төлөх хугацаатай ажлуудыг эрэмбэлэх.
– LPT (Хамгийн урт боловсруулалтын хугацаа): заримдаа ажлын ачааллыг тэнцвэржүүлэхэд ашигладаг.
Диспетчерийн дүрмийн давуу тал нь тэдгээрийн энгийн байдал болон хэрэгжүүлэхэд хялбар байдал юм. Гэсэн хэдий ч шийдлийн чанар нь илүү боловсронгуй оновчлолын аргуудаас, ялангуяа нарийн төвөгтэй системүүдийн хувьд доогуур байж болно.
2. Детерминистик оновчлолын алгоритм
Зарим хуваарийн асуудлыг дараах аргуудаар шийдэж болно:
– Шугаман програмчлал (LP) / Бүхэл тоон програмчлал (IP / MILP)
Хэрэв асуудлыг тодорхой шийдвэрийн хувьсагч болон хязгаарлалтаар загварчилж чадвал энэ нь тохиромжтой. Гэсэн хэдий ч томоохон ажлын байрны хувьд MILP нь тооцооллын хувьд шаардсан байж болно.
– Динамик програмчлал
Тодорхой хэмжээний асуудлын үед үр дүнтэй боловч "хэмжээст байдлын хараал"-д өртөж болзошгүй.
Детерминистик аргууд нь математикийн хувьд оновчтой шийдлүүдийг гаргахад маш сайн боловч ихэвчлэн зөвхөн жижиг, дунд хэмжээний хувьд л практик байдаг.
3. Метаэвристик (Генетикийн алгоритм, Симуляцитай хайлт, Табу хайлт)
Метаэвристик нь уян хатан бөгөөд нарийн төвөгтэй хязгаарлалттай томоохон асуудлуудыг шийдвэрлэх чадвартай тул өргөн хэрэглэгддэг.
– Генетикийн алгоритм (GA) нь хувьслын үйл явцыг дуурайдаг: шийдлийн популяци, сонголт, кроссовер, мутаци нь илүү сайн хуваарийг олоход тусалдаг.
– Симуляцилагдсан аннеалинг (SA) нь металлын хөргөлтийн процессыг дуурайдаг: орон нутгийн оновчтой урхинаас гарахын тулд түр зуур муу шийдлийг хүлээн авдаг.
– Tabu хайлт (TS) нь ижил шийдэл рүү буцахаас зайлсхийхийн тулд санах ойг (tabu жагсаалт) ашигладаг.
Метаэвристик нь ихэвчлэн оновчтой шийдлийг баталгаажуулдаггүй ч боломжийн хугацаанд маш сайн шийдлүүдийг гаргадаг.
4. Суралцахад суурилсан алгоритмууд (Машин сургалт ба бэхжүүлэх сургалт)
Аж үйлдвэр 4.0-ийн хүрээнд зарим компаниуд дараахь зүйлийг ашиглаж эхэлж байна.
– Өгөгдлийн нарийвчлалыг сайжруулахын тулд машин механизмд суурилсан процессын хугацааг урьдчилан таамаглах.
– Дасан зохицох хуваарийн бодлого боловсруулахын тулд бэхжүүлэх сургалт (жишээ нь, машин тасалдах эсвэл эрэлт өөрчлөгдөх үед).
Энэ арга нь ирээдүйтэй боловч хангалттай өгөгдөл, нарийн баталгаажуулалтын үйл явц шаарддаг.
Үйлдвэрлэлийн хуваарийн оновчлолыг хэрэгжүүлэх алхамууд
Оновчлол амжилттай болохын тулд компаниуд зүгээр л алгоритм сонгох боломжгүй. Системчилсэн хэрэгжүүлэх үйл явц шаардлагатай:
1. Хүчинтэй мэдээлэл цуглуулах
Процессын хугацаа, тохиргооны хугацаа, дуусах огноо, машины хүчин чадал, операторын ажиллах цаг, зогсолтын мэдээлэл үнэн зөв байх ёстой.
2. Бизнесийн зорилгыг тодорхойлох
Саатал, өртөг эсвэл нэвтрүүлэх чадварт анхаарлаа хандуулж байна уу? Зорилго нь загвар болон алгоритмыг тодорхойлдог.
3. Загварын үйлдвэрлэлийн хязгаарлалтууд
Жишээлбэл, зарим машинууд нь зөвхөн тодорхой бүтээгдэхүүн, гэрчилгээжүүлэлтийн операторууд эсвэл багцлах зориулалттай байдаг.
4. Алгоритм сонгоод симуляцийг ажиллуул.
Хэд хэдэн аргыг туршиж үзээд үр дүнг харьцуулна уу: хуваарийн чанар, тооцооллын хугацаа, нэгтгэхэд хялбар байдал.
5. Системүүдтэй нэгтгэх (ERP/MES)
Хамгийн оновчтой хуваарийг талбай дээр гүйцэтгэх шаардлагатай. Интеграци нь өөрчлөлт гарсан тохиолдолд бодит цагийн шинэчлэлтийг хангахад тусалдаг.
6. Тасралтгүй хяналт ба сайжруулалт
Хуваарь гаргах нь динамик үйл явц юм. Ажлын гүйцэтгэлийн гүйцэтгэл, цаг тухайд нь хүргэлт, ажлын цагийг сунгах зэрэг KPI-уудыг тогтмол үнэлж байгаарай.
Сорилтууд ба тэдгээрийг даван туулах стратегиуд
Үйлдвэрлэлийн хуваарийг оновчтой болгох нь хэд хэдэн бодит бэрхшээлтэй тулгардаг, үүнд:
– Тодорхойгүй байдал: машин эвдэрсэн, материал хоцорсон, захиалгын гэнэтийн өөрчлөлт.
Шийдэл: дахин хуваарьлах, буфер эсвэл дасан зохицох алгоритм ашиглах.
– Буруу мэдээлэл: "цаасан дээрх" боловсруулалтын хугацаа бодит байдлаас өөр байна.
Шийдэл: түүхэн өгөгдөл, IoT мэдрэгч болон стандарт цагийн шинэчлэлтүүдийг ашиглах.
– Бизнесийн тэргүүлэх чиглэлүүдийн өөрчлөлт: стратегийн хэрэглэгчид хурдатгал шаардаж байна.
Шийдэл: жинд суурилсан тэргүүлэх чиглэлийн хуваарь болон хурдан дахин хуваарь гаргах механизм.
Дүгнэлт
Алгоритм ашиглан үйлдвэрлэлийн хуваарийг оновчтой болгох нь үр ашгийг нэмэгдүүлэх, зардлыг бууруулах, цаг тухайд нь хүргэхэд чухал алхам юм. Хуваарийн асуудлын төрлийг ойлгож, зорилтот функцийг тодорхойлж, тэргүүлэх дүрмээс эхлээд метаевристик болон машин сургалт хүртэл зөв алгоритмыг сонгосноор компаниуд илүү оновчтой, дасан зохицох хуваарьт хүрч чадна. Амжилтын түлхүүр нь найдвартай өгөгдөл, бодит хязгаарлалтын загварчлал, алгоритмын шийдвэрүүд газар дээр нь үнэхээр хэрэгжиж байгааг баталгаажуулахын тулд үйлдлийн системтэй нэгтгэхэд оршино.
Хэрэв та хүсвэл би энэ өгүүллийг тодорхой нөхцөл байдалд (жишээлбэл, хоол хүнс, автомашин, оёдлын үйлдвэрлэл) тохируулан өөрчлөх эсвэл илүү тохиромжтой болгохын тулд энгийн тооцооллын алхмуудын жишээ, жишээг нэмж болно.
