Mskolc Egyetem Gépészmérnök Kar SZÁMITÓGÉPES TERMELÉSIRÁNYÍTÁS (Saát felesztéső tananyag) Készítette: Dr. Tóth Tbor egyetem tanár Mskolc 2002.
Tartalomegyzék. Bevezetés. Alapfogalmak 3.. A termelésrányítás tágabb és szőkebb értelmezése.. 3.2. A termelésrányítás elmélet háttere.. 4 2. A számítógépes termelésrányítás rendszerek kalakulása és elsı változata: az IBM által kfelesztett COPICS és MAPICS rendszer 3. Rugalmas gyártórendszerek számítógépes termelésprogramozása 8 3.. Mlyen gyártóberendezés-csoport teknthetı rugalmas gyártórendszernek? 8 3.2. Rugalmas gyártórendszerek típusa (fzka komponensek alapán) 20 3.3. Fzka rugalmas gyártórendszer típusok (Buzacott, Groover) 20 3.4. Rugalmas gyártórendszerek termelésprogramozás alapesete 2 3.5. Off-lne rányítás környezető FMS-ek termelésprogramozás rendszere 25 3.6. A termelésprogramozás rendszer felépítése off-lne rányítás környezetben 27 3.7. A termelésprogramozás rendszer mőködése on-lne üzemmód esetén.. 29 4. A termelésrányítás optmálás problémá.. 3 4.. A termelésrányítás feladata 3 4.2. A termelésrányítás céla, az optmáls rányítás fogalma 3 4.3. A termelésrányítás herarchkus sznte. 32 4.4. Vezetés struktúra 32 4.5. Modellezés 32 4.6. A számítógép és az ember vszonya 33 4.7. Termeléstervezés. 33 4.8. Termelésütemezés 34 4.9. Termelésprogramozás.. 35 4.0. Nagymérető optmálás feladatok megoldása.. 36 4.. Termelésrányítás rendszerek par bevezetése. 38 4.2. Géppar gyártásformák, rányítás feladatok 38 4.2.. Általános szempontok.. 38 4.2.2. A gyártásformákat ellemzı tényezık.. 39 4.2.3. Néhány gyakran elıforduló gyártásforma 4 4.3. Integrált gyártórendszerek termelésrányítása (IGYR).. 44 4.4. Matematka modellek a termelésrányításban.. 44 4.4.. Lneárs programozás 45 4.4.2. Dszkrét programozás problémák 46 4.4.3. Ütemezés problémák és megoldás lehetıségek 5 2
. Bevezetés. Alapfogalmak A "termelésrányítás" szakkfeezés, elteredtsége ellenére, nem egyértelmő és sokféle értelmezésre ad lehetıséget. Nncs szándékunkban az smert eltérı felfogások értékelı áttekntésébe bocsátkozn, de szükségesnek látuk saát álláspontunk kfetését, hogy a késıbbekben a PPS/CAxx kapcsolatok vzsgálatát konzsztens elv alapokra építhessük. A "termelésrányítás" kfeezés pontatlan és nem szerencsés, mert az "rányítás" szó a végrehatást emel k és legfelebb áttételesen utal arra, hogy ezt a tevékenységláncot különféle dıhorzontú tervezés fázsoknak kell megelızne. E pontatlanságot úabban a "termelés tervezése és rányítása" termnológával próbálák a szakrodalomban kküszöböln. A haza szakma köznyelv - praktkus rövdsége matt - általában megmarad a termelésrányítás kfeezés mellett, hallgatólagosan tudomásul véve annak többértelmőségét. A külföld szakrodalomban a termelésrányítás különféle részterületet az alább termnológák fedk: Management Informaton System (MIS), Producton Management (PM), Producton Plannng and Schedulng (PPS), Manufacturng Resource Plannng (MRP), Computer Aded Producton Plannng (CAPP). Ezek közül az ESPRIT avaslatban szereplı utolsó elnevezést a CAPP rövdítés más rányú lekötöttsége matt egyáltalán nem használhatuk. Arra s felhívuk a fgyelmet, hogy a német szakrodalomban a PPS rövdítés a "Produktonsplanung und Steuerung" kfeezést fed. Ez szó szernt megfelel a korábban említett, a "termelés tervezése és rányítása" termnológának. A tovább négy kfeezés közül az általunk vzsgált szakterületet legobban a PPS fed, ha deklaráluk, hogy a tervezést elvleg tetszıleges mértékg számítógép támogathata, továbbá a gyártás folyamat rányítása (különösen az on-lne, real tme rányítás) nem tartozk az általunk elemzett témakörökhöz. Az elıadásvázlatban ezért használuk következetesen a PPS rövdítést... A termelésrányítás tágabb és szőkebb értelmezése Tágabb értelemben a termelésrányítás a termeléssel kapcsolatos döntés feladatok megfogalmazásával és megoldásával foglalkozk, fgyelembe véve a termelés fıbb tényezıt (eszközök, tárgy, feltételek és célok) és ellenırzve a döntések végrehatását. Ez az értelmezés tartalmát tekntve ktered a termelés tervezésére s, a PPS elnevezés éppen a tervezést hangsúlyozza. Szőkebb értelemben termelésrányításon termelés feladatok meghatározását és végrehatásuk megszervezését értük. A szőkebb értelemben vett termelésrányítás feladatanak csoportosításakor az dıhorzont nagysága elent a rendezı elvet, azaz felülrıllefelé haladva egyre ksebb dıhorzontú tevékenységek tervezésérıl és/vagy rányításáról van szó. Az dıhorzontok relatív nagysága a termékek bonyolultságától és egyéb tuladonságatól, a gyártandó darabszámtól és a gyártás rendszerétıl függ. 3
Átlagos bonyolultságú termékek ks- és közép-sorozatgyártására berendezkedett géppar vállalat esetében a szokásos dıhorzontok: termeléstervezés: -3 hónap, termelésütemezés: 5-0 nap, termelésprogramozás: 8-24 óra. Nagy bonyolultságú, súlyos termékek esetén (pl. repülıgépek, tolóhaók, úszódaruk) a három fent dıhorzont rendre például -3 év, 3-6 hónap, 0-30 nap lehet. A gyártás folyamatok rányítása mndkét esetben lehet részben valós deő s (pl. CNC/DNC gyártóberendezésekre alapozott FMC-k, FMS-k on-lne, real tme folyamatrányítása)..2. A termelésrányítás elmélet háttere Fgyelembe véve a pacgazdaság alapvetı követelményet, a termelés tervezését, ütemezését és programozását oly módon kell megoldan, hogy a vevık (megrendelık) gényenek megfelelı szállítókészséget (általában mnél rövdebb termékszállítás határdıket), alacsony készletszntekkel (nyersanyagra, félkész- és késztermékre, pótalkatrészre, stb. egyaránt kteredıen) és a termelı-berendezések és más homogén munkahelyek kapactásának megfelelı mértékő khasználásával valósítsuk meg. Ezt a feladatot egy adott vállalat környezetre adaptálva, nagymérető - gen bonyolult és számításgényes - optmumproblémaként lehet felfogn. A nagyon korszerő szemlélettel készült, osztott ntellgencáú, többtelephelyes haza termelésrányítás rendszer, a KYBERNOS felesztı - elmélet vzsgálatok, heursztkus megfontolások és üzem termelésrányítás tapasztalatok alapán - az alább három, egymással szoros összefüggésben álló következtetést vonták le: () Az elızıekben említett három fı termelés ellemzı (szállítókészség, készletsznt, kapactáskhasználás) bármelyke a másk kettı rovására könnyen avítható, ezért a három ellemzıt (termelés tényezıt) csak együtt lehet kezeln; (2) A körvonalazott optmumprobléma logkalag a teles termelés mnden részletét átfoga. Ez azt s elent, hogy a termelésrányítás optmálásához a három alapvetı termelés ellemzı vzsgálata nemcsak szükséges, hanem egyben elégséges feltétel s. (3) A megoldás módszer logkalag a feldolgozópar összes vállalatára ktereszthetı. Matematka szempontból modellezve a feladatot, egyszerően belátható, hogy a szállítókészség, a készletsznt és a kapactáskhasználás egyaránt függvénye a gyártás és beszerzés rendeléseknek. A termelésrányítás rendszer alapfeladata tehát az, hogy olymódon határozza meg a gyártás és beszerzés rendeléseket az aktuáls termelés környezet fgyelembevételével, hogy az adott - alkatrészgyártó és szerelı típusú - parvállalat a szállítókészség, a készletsznt és a kapactások khasználása szemszögébıl az "optmáls munkapont" környezetében mőködön. Ezt érzékeltet szemléletesen, bár nagyon leegyszerősítve az.. ábra. (Valóában a rendelés szó mögött tetszıleges véges - sok gyártás és beszerzés rendelés összes lényeges 4
nformácóa áll ól strukturált és aktualzált formában, a szállítókészség, készletsznt és a kapactások khasználása pedg a mndenkor összes rendelésre vetítve, szntén strukturáltan és aktualzáltan értelmezett). Az.. ábrát a KYBERNOS felesztı "termelés háromszögnek" nevezk. SZÁLLÍTÓKÉSZSÉG RENDELÉSEK KÉSZLETSZINT KAPACITÁSOK KIHASZNÁLTSÁGA.. ábra. A "termelés háromszög" modell A termelés folyamat matematkalag általánosan modellezhetı a három, egymással s szoros kölcsönkapcsolatban lévı termelés tényezı részmodellével. Ezek a tényezık a következık: A szállítókészség (delvery capablty; readness for delvery) defnícószerően annak az dıtartamnak a recprok értéke (/nap), amely egy adott rendelés elfogadásának vsszagazolásától a kszállítás szerzıdésben rögzített dıpontág eltelk. Ezt az dıtartamot szmulácós módszerekkel, tapasztalat adatokra támaszkodva csak közelítıleg lehet meghatározn, megtervezve a szállítás dıpontát, amely egyaránt függ a pllanatny raktárkészletektıl, a kapactások aktuáls khasználtságától és a beszállítók megbízhatóságától. (Ez utóbb, nehezen számszerősíthetı hatástól elsı közelítésben eltekntenek azáltal, hogy a beszállítók vselkedését raconálsnak és teles mértékben kszámíthatónak tételezk fel.) A készlet (stock) a gyártás tételek, vagys a raktárakban, valamnt a gyártó és szerelı munkahelyeken lévı összes termék, részegység, alkatrész, nyersdarab és egyéb szükséges anyag mennységét elent egy adott dıpontban. A készletgazdálkodás alapfogalmak közül tt négyet, fontosságára való tekntettel, kemelünk: Készletnorma: a termeléshez szükséges egyes anyag eszközök legksebb, legnagyobb vagy általános mennységének elıírása (pl. anyagkészlet, gyártóeszközkészlet, stb.) [Storage standard]. Készlet-dınorma: olyan anyagkészletnorma, amely egy bzonyos anyagból a termelés folyamatosságának bztosítására szükséges anyagkészletet a nap anyagfelhasználás többszöröseként, napokban feez k. [Standard stock]. Törzskészlet (mnmáls készlet, "vastartalék"): az a készletnagyság, amely alá a készlet a termelés folyamatos ellátásának veszélyeztetése nélkül nem eshet. Ez a készlet hvatott pótoln az utánpótlásban bekövetkezett váratlan fennakadás által okozott kesést. Készlet-dınormában írák elı. [Mnmal stock, base stock]. 5
Folyókészlet: egy adott dıpontban meglévı, vagy tervezett készlet és a törzskészlet különbsége abban az esetben, ha a készlet nagyobb a törzskészletnél. A folyókészlet készlet-dınormáa a napokban kfeezett utánpótlás dıvel azonos, tehát a folyókészlet az utánpótlás beérkezése pllanatában a legnagyobb, mad napról-napra csökken és a következı szállítás dıponta elıtt ér el a zérus szntet (törzskészlet). [Current stock]. A kapactáskhasználás a gyártóhelyek, vagys azon összes üzemek, csoportok, munkahelyek és mozgóegységek dıkapactásának százalékos lekötöttségét elent egy adott dıszakban, amelyek a munkaadagolás szempontából önálló egységet képeznek. E tényezık bármelyk szntő gyártás tételre és bármely szntő gyártóhelyre összegezve s létezı realtások. A termelésrányítás célanak megfogalmazásához ezek szükségesek és elégségesek s. A meghatározásokban szereplı fogalmakat smertnek tételezhetük fel. Az anyagáramokat követve gyártmánycsaládfán lehet kmutatn a gyártás tételek (állapotok) és a gyártás folyamatok (mőveletek, tevékenységek) egymásbaépülését. A folyamatrészek gyártóhelyekhez kötıdnek, amelyek között tárolóhelyek (átmenı, készletezı raktárak, ütemtárolók, munkahely rakterületek) vannak. Kereskedı vállalat esetén a gyártás egyszerő készletezésre rendukálódk (esetleg kszerelı mőveletekkel). Magas vertkumú gépgyártás esetén a struktúra tagoltsága a konstrukcó és a technológa bonyolultságától függıen növekszk. A gyártás tétel rendelését az elıkészülés (telesítés) dıpontával kell megadn (ütemezn). Ez azt elent, hogy az adott gyártóhelyen a gyártást elıfeltételezı szükséglet a gyártás átfutás deével korábban elenk meg. A rendelés-kbocsátást tehát ez elé kell ütemezn. A rendelés így termelésrányítás döntés következtében ön létre (mennység, dı); a szükséglet a rendelés telesítésének tárgy feltétele. A rendelések tehát lehetnek: külsı rendelések (a vevı rendelések), amelyek függetlenek a belsı rányítástól és így a beérkezésük révén létreövı gyártmányszükséglet s független szükséglet, továbbá belsı rendelések (a gyártás és beszerzés rendelések), amelyeket a belsı rányítás bocsát k a külsı rendelés tárgyát képezı gyártmány szerkezet, ll. technológa lebontása alapán és így ezek a gyártóegységek elıtt szerelvény-, alkatrész-, ll. anyagszükségleteket, vagys függıszükségleteket okoznak. Az.2. ábrán feltüntetett munkahely készleteket (nyers-, munka- és készdarabokat) szntén a készletgazdálkodás tárgyaként kell kezeln. Ha az ábrából elhagynánk a megmunkálás blokkot, akkor ez egy olyan raktár sémáa lenne, amelyben a kezelés és az átvétel-átadás mőveletek matt tranzt esetben s van átfutás dı, és ez esetleg külön programozható. Ilyen elvont modellben programozás szempontból nncs különbség a raktározó és a gyártóhely között. 6
SEGÉDANYAG HULLADÉK TÁROLÁS FİMŐVELET TÁROLÁS SZÜKSÉGLET GYÁRTÁSI TÉTELRE VONATKOZÓ ÁTFUTÁSI IDİ (t - ) ( ) (t) RENDELÉS NYERSDARABOK MUNKADARAB KÉSZDARAB MUNKAHELYI KÉSZLET.2. ábra: A gyártás helyek általános leírásához szükséges fogalmak vázlata. Egy raktár anyagkezelés-technológa szempontból munkahely, amelynek dıt génylı mővelete éppúgy tervezhetık, mnt a megmunkálás-technológa mőveletek (kezelés = mozgatás + rakodás + tárolás technka eszközökkel, gépekkel). Jelen témában ettıl az absztrakcótól eltekntünk és a raktárakat mnıségleg megkülönböztetük a gyártóhelyektıl. A raktárak kapcsolata az rányítás fogalmakkal az.3. ábrán látható. A termelés tényezı beláthatóan attól függenek, hogy mként változk a külsı rendelésállomány és hogy a termelés rányítása ezt követıen mként ütemez (adagola) a belsı rendeléseket. Ennek alapán elvleg a termelésrányítás általános feladata a termelés folyamat optmálása, amelyben az optmálás változóa a kbocsátott belsı rendelések dıben s változó halmaza, és az optmálás célfüggvénye a termelés tényezık halmazanak összefüggı együttese. Nylvánvaló azonban, hogy a célfüggvény gyakorlatlag kfeezhetetlen a változóhalmazon végzett matematka mőveletekkel és még nkább megvalósíthatatlan az, hogy a célfüggvény optmáls értékébıl vsszafordítva (nvertálva) kfeezzük az optmumhoz tartozó rendeléshalmazt. Az optmálás "célfüggvényben" szereplı tényezık kapcsolataból az s adódk, hogy bármelyket elınyben részesítük a belsı rendelések kosztásában, akkor az elınytelenül befolyásolhata a másk két tényezıt (pl. a szállítókészség növelése károsan növelhet a készleteket és túlzó gényekkel léphet fel a kapactások khasználását lletıen. Ez azt elent, hogy úabb mőszak beállítása válhat szükségessé, am nagyobb bér- és árulékos költségekkel, valamnt gyorsabb berendezés-elhasználódással, kopással ár, így a ráfordítások növekednek.). Szükség van tehát egy termelés poltkára, amely meghatározza a termelés tényezık súlyát az együttes termelés célban. A termelésrányítás probléma szmbolkus megfogalmazása például a következı lehet. Vezessük be a rendeléshalmaz egy tetszıleges, de választás után rögzített dıpontban vett elölésére az R(t) szmbólumot. 7
RAKTÁR (TÁROLÓHELY) RENDELÉS Nİ KÉSZLET FOGY SZÜKSÉGLET RENDELÉS- TELJESÍTÉS RENDELKEZÉSRE- ÁLLÁS KÉSZLET MAX. IND. MIN. EGY TÉTEL IDİFÜGGVÉNYE RENDELÉS SZÜKSÉGLET.3. ábra: Raktárak kapcsolata a termelésrányítás fogalmakkal. A rendeléshalmaztól függı termelés tényezıket elölék a következık: K(R(t)) - készlethalmaz, C(R(t)) - kapactáskhasználás-halmaz, S(R(t)) - szállítókészség-halmaz. Mvel ezek különbözı dmenzóú mennységek, csak akkor vonhatók össze egy függvénybe, ha azonos mértékre konvertálhatuk ıket a termeléspoltkát kfeezı súlyfaktorokkal. Így: Φ(K,C,S) mérték-független számérték, amely a rendeléshalmaznak és ezúton az dınek s közvetett függvénye. A közvetett korlátfeltételek a tényezık esetében részben fzka alapon (pl. kapactáskhasználás esetében), részben üzlet megfontolásokkal (pl. az összkészletállomány esetében) elvleg adottak. A rendelésállományra azonban hagyományos értelemben nehéz közvetlen korlátfeltételeket elképzeln. A termelésrányítás probléma tehát a következıképpen szmbolzálható. A t=0 dıpontban elıre meghatározandó az a t T dıpontra vonatkoztatott R 0 (T) élı rendelésállomány, amelyre nézve Φ ( R 0 (T)) opt., és amelyre nézve a K( R 0(T )) C( R0(T )) S( R 0(T )) együttes az elıírt korlátok közt marad. A (0-T) dıntervallum nem más, mnt a termelés reagálás dee a rendelések kbocsátása után. Fel kell tételeznünk, hogy a termelés sztuácó (a valóságos állapot) a t=0 dıpontban az optmáló mővelet végrehatásakor smert, továbbá azt s, hogy a t T dıpontokra a korább optmálások alapán az R 0 (t) dıfüggvényt már kszámították (szmulálták). Ez az rányítás mód megfelelne a szabályozáselmélet "antcpatív" szabályozásnak, ha realzálható lenne. 8 IDİ
Mvel azonban magának az optmálás mőveletnek s van késleltetése (τ-holtdee), az elızetes (0-T) ntervallumon belül s csak bzonyos dszkrét, szakaszos szabályozás képzelhetı el (vagys nem folytonos), amelyre még nncs kdolgozott matematka modell. Következıleg az R 0 (t) rendeléshalmaz eleme a (0-T) ntervallumban egy dszkrét dısorozatot képeznek, amely mnden optmálás után önmagában s módosul. A valóságos telesülések ugyans a τ dıközben eltérhetnek a (0-T) ntervallumra elızetesen szmulált helyzetképtıl (nemtelesülés, késés, sztornó, készlethány, kapactás-kesés, prortásváltozás, stb.). Az mént optmálás modell megközelítése csak úgy lehetséges, hogy a termelés tényezık halmazanak elemere íruk fel azokat az egyenleteket, amelyekkel a termelés célok részletenként érvényesíthetık és feltételezzük, hogy így az együttes optmum terálva megközelíthetı. A "termelés háromszög" R(t) független változóa, valamnt a háromszög három csúcsának K(R(t)), C(R(t)) és S(R(t)) változó között fennálló összefüggéseket a KYBERNOS felesztı a termelés egyenletek győtınév alatt matematka formában s megfogalmazták. Hangsúlyozzák, hogy a termelésrányítás alapproblémáa a gyártás és beszerzés rendelések, vagys az R(t) meghatározása, ehhez vszont az egyenletrendszer nvertálására lenne szükség. Ez rendkívül nehéz feladatot elent, mvel egy vállalatnál több tízezer féle anyag, lletve alkatrész s lehet, amelyek bonyolult módon épülnek egymásba; a homogén kapactások száma pedg meghaladhata a százat. Nylvánvaló tehát, hogy a termelés egyenleteket csak teratív úton lehet meghatározn. A megoldás lényegét az.4. ábrán látható antcpatív (avító) szabályozókör szemléltet. A szabályozókör felsı ága, amely a rendelésekbıl az smeretlen K(R(t)), C(R(t)) és S(R(t)) paraméterek egy nduló kombnácóát határozza meg ("termelés háromszög"- szmulácó), a termelés egyenletek alapán, egzakt módon kalakítható. A vsszacsatoló ág azonban bzonytalan. külsı gények - szmulácó termelés egyenletek és egyenlıtlenségek szállítókészség készletsznt kapactások khasználása rendelések a kváz - optmum módosítás teratív keresése a termelés egyenletek részleges nvertálása a kezdıértékek alapán stratéga rányítás.3. ábra: A KYBERNOS rendszerben alkalmazott megoldásavító szabályozókör. 9
Mvel a termelésrányítás probléma, mnt láttuk, analtkusan megoldhatatlan, heursztkus elárásokat alkalmaznak a következı két lépés szernt: () A matematka egyenletek többsége részlegesen nvertálható. Ez azt elent, hogy a keresett rendelésvektor (a rendelések, mnt független változók egy ndexelt, rendezett halmaza) elsı közelítésben meghatározható úgy, hogy bzonyos változók értéket konstansnak tekntk, lletve tapasztalat átlagértékeket alkalmaznak. (2) A felhasználó döntésenek és heursztkus megfontolásokra alapuló beavatkozásanak kértékelése - a "szétvágás és próbálkozás" módszerét alkalmazva - szmulácós megoldásokat képes létrehozn, amelyek egymás között összehasonlíthatók. Az elmondottaknak megfelelıen a KYBERNOS rendszer rendelkezk egy automatkus ággal, amely részleges nvertálást hat végre, valamnt egy módosító ággal, amely alkalmas a felhasználó által rányított szmulácóra. A számítógépes reprezentácó kfelesztése során a KYBERNOS tt körvonalazott funkconáls modelle mellett egy specáls szerkezető adatmodell kdolgozására s szükség volt. Az adatmodell létrehozásakor az alább alapelvekbıl ndultak k: () Meg kell határozn azoknak az adategységeknek (adatelemeknek, enttásoknak) a készletét, amelyek a rendszer mőködtetéséhez nélkülözhetetlenek (mnmálsan szükséges adatok készlete). (2) A mnmálsan szükséges enttásokból egy olyan felépítéső relácós adatmodellt kell kalakítan, amelynek eleme funkconálsan függetlenek a Codd szernt ún. "harmadk normál alak"-nak megfelelıen. Ez az adatmodell a KYBERNOS eddg par alkalmazása alapán a következı meglepı tapasztalatokhoz vezetett: () A termelés folyamatnak és rányításának leírására felhasznált adategységek (enttások) összesített száma 40-nél kevesebbnek bzonyult, ellentétben a szakrodalomban sokfelé található, enttások százaról tudósító állításokkal. (2) A funkconálsan független adatmodell lehetıvé tesz, hogy a rendszer felesztését olymódon hatsák végre, hogy ne legyen szükséges a kommunkácó az egyes programmodulokat kfelesztı szakemberek között. A szakrodalomban a termelésrányítás komplex problémakörét általában három nézıpontból szokás megközelíten. Ezeket, tartalma ellemzı alapán, célszerően funkconáls, algortmkus és adatmodell-bázsú megközelítésnek nevezhetük. A funkconáls megközelítés a termelésrányítás legelteredtebb leíró formáa, amelyet már a legelsı termelésrányítás rendszerek (pl. PICS, COPICS, MAPICS, HOSKYNS) esetében s alkalmaztak. Ez a megközelítés egy mőködı vállalat legfontosabb, ndokoltan megkülönböztethetı szakterületebıl ndul k és azokhoz rendel különbözı funkcókat. A termelésrányítás funkcóa az így defnált részfunkcók együttese (unóa) lesz. A szakterületek száma ésszerő korlátok között marad, így pl. a PICS esetében 8, a COPICS és MAPICS esetében 2-2 a megkülönböztetett területek (alrendszerek) száma. A legúabb szoftvertechnológa eszközrendszerre és nformatka nfrastruktúrára épülı komplex vállalatrányítás rendszerek, amelyekben a termelésrányítás csak az egyk összetett alrendszerként szerepel, természetesen ennél óval több szakterület funkconáls alrendszert s magukba foglalnak (a BPCS vállalatrányítás rendszer esetében a funkconáls modulok száma, pl. meghalada az 50-et). 0
A szakterület felosztás nagy elınye, hogy a szakemberek túlnyomó többsége számára ól értelmezhetı, nemzetköz sznten s megfelelı konzsztencáú fogalmakra épül, ezért azt a termelésrányítás alapvetı megközelítésének kell teknten. Az algortmkus megközelítés a termelésrányítás rendszerek felesztınek számára fontos, a felhasználó számára gyakorlatlag érdektelen. A termelésrányítás algortmusa elválaszthatatlanok az egyes szakterületek génye szernt kfelesztett vagy adaptált matematka modellektıl. Ezek túlnyomó többségét az operácókutatás, mnt alkalmazott matematka dszcplína szolgáltata. Az adatmodell-bázsú megközelítés egyaránt fontos a termelésrányítás rendszer felesztı és adaptáló számára, a végfelhasználó szempontából ksebb elentıségő. Az adott rendszer adatmodellében használatos enttásokat természetesen a felhasználónak s pontosan kell smerne, mvel az ezekre való közvetlen vagy közvetett utalások a felhasználó felületen s megelennek (pl. ckkszám, gyártókapactás, független szükséglet). A KYBERNOS rendszer felesztınek alapvetı érdeme az, hogy a vlágon tudomásunk szernt elsıként tettek skeres kísérletet arra, hogy a termelésrányítás egészét egységes elmélet modellel, nevezetesen a "termelés háromszög" koncepcóára épülı dszkrét matematka modellel írák le. Ez a matematka modell a bázsa a KYBERNOS esetében a funkconáls-, algortmkus- és adatmodell-megközelítésnek s, a rendszer összes hozzáférhetı dokumentácóa tükröz ezt a komplex szemléletet. Ennek elınye nemcsak az ár/telesítmény vszony kedvezı értékében mutatkoznak meg, hanem abban s, hogy a mőszak felsıoktatásban a KYBERNOS kválóan alkalmazható egy olyan reprezentatív mntarendszerként, amelyen a számítógépes termelésrányítás elmélet háttere és gyakorlat megvalósítása egyaránt szemléltethetı és gény szernt mélyebben s tanulmányozható. Amennyben a termelésrányítás komplex feladatkörét egy adott vállalaton belül mőködı, csak bzonyos termékek csoportát érntı CIM rendszerre lokalzáluk, olyan PPS rendszert kapunk, amely a CIM rendszer egyk ún. elsıszntő alrendszere. 2. A számítógépes termelésrányítás rendszerek kalakulása és elsı változata: az IBM által kfelesztett COPICS és MAPICS rendszer Az 960-as évek végén kezdett foglalkozn az IBM egész parvállalat gényet kelégítı termelésrányítás rendszer egyes megfogalmazások szernt termelés nformácórendszer kfelesztésével. Elsıként a 8 modulból (alrendszerbıl) felépített PICS (Producton Informaton & Control System) rendszert dolgozták k IBM 360/370-es gépekre, kötegelt feldolgozásokhoz. Kezdetben 4 súlypont alakult k a felesztés során, amelyek a megváltozott hw+sw környezet és az úabb gények mellett s ırzk fontosságukat: () Alapadatok, központ adatbázs struktúra: gyártmányszerkezet; mővelettervek; termelı (gyártó-) berendezések; tétel, termék; (2) Készletgazdálkodás; (3) Anyagszükséglet számítása; (4) Kapactás-terhelés. Az () szernt központ adatbázs-koncepcó az IBM által felesztett termelésrányítás rendszerek flozófáában ma s sarkalatos pont: mnden parcáls felhasználó a központ adatbázsból (komplexebb, telesebb képítettségő verzóknál az adatbankból) dolgozk és ez képez a vállalat feltételekhez való llesztés alapát s.
A PICS rendszerbıl felıdött k az IBM cégnek a 80-as évek eleég legskeresebb termelésrányítás rendszere, a COPICS (Communcaton Orented Producton Informaton & Control System). Ez a rendszer mnt elnevezése s utal rá nteraktív felhasználás környezetre készült, vagys on-lne rendszer, amely kkerült a számítóközpont közvetlen kezelésébıl, termnálokon keresztül használták. Koncepcóa 970/72 körül alakult k, mplementálása két rányban történt meg: - System/370 és 43xx típusú man-frame gépekre és termnálhálózatra (eredet COPICS koncepcó); - System/34 ksgépre és termnálhálózatra (szőkített rendeltetéső, ksebb telesítıképességő COPICS leképzés : MAPICS-I és MAPICS-II; MAPICS = Manufacturng & Accountng Producton Informaton & Control System), de úgy, hogy nagyszámítógéppel való összekapcsolás s lehetséges legyen. Történet érdekesség, hogy elente az IBM csak a koncepcót adta el, a programok felesztésében csupán támogatásra vállalkozott. A nagy érdeklıdésre való tekntettel a hetvenes évek középtıl már számítógépes változatok s készültek az IBM-nél, amelyek ellemzı (egyebek között): - Interaktív felhasználás környezet; - Teleskörő vállalat adatbázs (központ adatbank) a következıkre: tételek, termelıkapactások, technológa folyamatok, anyagtervek, rendelések, elıreelzések, szállítók, vevık adata; - Közvetlen hozzáférés; - Nagyszámú felhasználó funkcó támogatása. A COPICS-koncepcó 2 felhasználó területet defnál az parvállalaton belül, amelyek a következık: () Mőszak és termelés (tervezés) adatok kezelése A központ adatbázs(adatbank-) koncepcó szernt az alapvetı mőszak adatok strukturált elıállítása, kezelése, karbantartása. (2) Beérkezı megrendelések kezelése Az értékesítés nformácókat a gyártással köt össze. Ide tartozk a vevıktıl beérkezı megrendelések kezelése, rányítása és követése egészen a kszállításg. (3) Pac elıreelzések A vállalatvezetés számára lehetıvé tesz a késztermékekre vonatkozó gények meghatározását, mennység elıreelzését, egyfelıl becslés algortmusok, másfelıl értékesítés tényadatok kombnált felhasználásával. (4) Nagyvonalú gyártás fıprogram (Master Schedule) Késztermék-kbocsátás (termelés) tervezése, amely azt vzsgála, hogy a különbözı eladás tervek mlyen mértékben veszk génybe a vállalat kapactásat, erıforrásat. Az eredmény egy nagyvonalú termelés terv, amely kndulás alap a fnomprogram készítéséhez. 2
(5) Készletgazdálkodás és anyagszükséglet-tervezés A késztermékekre vonatkozó tervek alapán meghatározza a saát gyártású és a kooperácós tételek megrendelés mennységét. (6) Gyártás tevékenységek tervezése (kapactástervezés) A fnomprogram megvalósításához szükséges kapactásokat kszámíta és összehasonlíta a rendelkezésre álló kapactásokkal, azaz fnomíta a (4) szernt betervezett rendelések ütemezését. Céla a gyártásban lévı készletek és az átfutás dı csökkentése s. (7) Mőhely-megrendelések kbocsátása A tervezés és a gyártás között csatlakozás felületet elent. Egy-egy rendelés gyártásba adásának dıpontában bztosíta a gyártáshoz szükséges dokumentácókat és a szükséges anyagokat. (8) Mőhelyszntő rányítás Ez a funkcó véggkövet az összes mőhelymegrendelést a gyártás folyamán. Koordnála megfelelı prortások szernt az egymáshoz kapcsolódó fı-, segéd-, fenntartó- és környezet folyamatelemeket, így az anyagmozgatást, szerszámellátását, a gyártóberendezéseket, stb. Mvel de tartozk az par folyamatok közvetlen számítógépes rányítása s,a gyártásautomatzálás felıdése révén különösen CIM rendszerekben ez a terület kemelkedı elentıségő a PPS/CAPP, PPS/CAM és természetesen a CAM/CAST nterfészek szempontából s. (9) Tervszerő megelızı karbantartás (TMK) tervezés A TMK munkaerı- és anyagszükségletének, valamnt költségének tervezésére, a meghbásodások fgyelemmel ksérésére és azok elhárítására tered k. (0) Beszerzés és anyagfogadás Ez a funkcó kezel az érvényes aánlatokat, elıállíta a beszerzés megrendeléseket, követ a folyamatot a beszerzés ndításától a vsszagazoláson keresztül a beérkezésg, valamnt a raktárban való elhelyezésg. () Raktárrányítás, fzka raktárfunkcók Ehhez a területhez tartozk a raktárhelyek fgyelése és az anyagok tárolás helyének meghatározása, beleértve az automatzált raktárrányítás fzka funkcót s. A cél a raktár befogadóképességének mnél obb khasználása, az anyagkezelés hbák és dık csökkentése. (2) Pénzügy: költségvetés és ellenırzés A költségvetés (költségtervezés) és elszámolás feladatok megoldásához az detartozó nformácók összeállítását, kezelését és feldolgozását végz a vállalat gazdaság vezetése számára. A felsorolt 2 fı funkcót a 2.. ábra, az egyes területek kapcsolódását és a taglalt funkcók dıhorzontok szernt csoportosítását pedg a 2.2. ábra szemléltet. A COPICS-koncepcó hatékony par bevezetését elısegítendı, az IBM kfelesztette az ún. COPICS Implementaton-t, amelynek 4 fı komponense van: standard adatbázskezelı archtektúra, alkalmazás programrendszerek, gyártópar adatbázs és tervezés, alkalmazásfelesztés kézkönyvek. A standard adatbázskezelı archtektúra a DL/ ll. az IMS/VS adatbázskezelı rendszereket, valamnt a CICS/VS adatkommunkácós rendszert foglalta magába. Ezek 3
használatával egyrészt csökkentek a rendszer bevezetéséhez szükséges ráfordítások, másrészt lehetıvé vált a mndenkor vállalat termelésrányítás rendszer folyamatos bıvítése. 8 MŐHELY- MEGRENDE- LÉSEK KI- BOCSÁ- TÁSA MŐHELYSZINTŐ IRÁNYíTÁS TMK- 9 TERVEZÉS BESZERZÉS ÉS ANYAGFOGADÁS 0 RAKTÁR- IRÁNYíTÁS, FIZIKAI RAKTÁR- FUNKCIÓK 7 6 GYÁRTÁSI TEVÉKENYSÉGEK TERVEZÉSE (KAPACITÁS- TERVEZÉS) PÉNZÜGY: KÖLTSÉGVETÉS ÉS ELLENİRZÉS KÖZPONTI ADATBANK 2 5 KÉSZLET- GAZDÁLKODÁS ÉS ANYAG- SZÜKSÉGLET TERVEZÉS MŐSZAKI ÉS TERVEZÉSI ADATOK KEZELÉSE NAGY- VONALÚ GYÁRTÁSI FİPROGRAM PIACI ELİREJELZÉSEK 3 BEÉRKEZİ MEGRENDELÉSEK KEZELÉSE 2 4 egységes belsı adatnterfész 2.. ábra: A COPICS és MAPICS rendszerek közös funkconáls modul készlete TERMELÉS TAKTIKAI TERVEZÉSE VÉGREHAJTÁS TERVEZÉSE VÉGREHAJTÁS 2. ÜGYFÉL- RENDELÉSEK KEZELÉSE 3. ELİRE- JELZÉS 0. BESZERZÉS. RAKTÁR- NYíLVÁN- TARTÁS. MŐSZAKI ÉS TERMELÉSI ADATOK KEZELÉSE 4. GYÁRTÁSI FİPROGRAM 5. KÉSZLET- GAZDÁL- KODÁS 6. GYÁRTÁSI TEVÉKENY- SÉGEK TERVEZÉSE 7. RENDELÉS - KIADÁS 8. MŐHELY- SZINTŐ IRÁNYíTÁS 9. KARBAN- TARTÁS 2. KÖLTSÉG- ELLENİRZÉS (számbavétel) 2.2. ábra: A COPICS/MAPICS modulok kapcsolata az dıhorzontok fgyelembevételével 4
Az alkalmazás programrendszerek az elızıekben felsorolt fı funkcókat támogatták. A számítógépes támogatás mértékét lletıen az IBM bzonyos tapasztalat prortások szernt árt el. A vállalat tapasztalatok alapán nylvánvaló, hogy mnden COPICS-bevezetés egyed gényeket, feltételeket és körülményeket s elentett és a bevezetést modulonként kellett végezn. Az IBM mnd COPICS, mnd MAPICS mplementácók esetében alapelvként deklarálta, hogy a bevezetést megelızıen gondos elemzı vzsgálattal kell eldönten, hogy mely modulokat kell elıször bevezetn Az alkalmazás programrendszerek a legerısebb támogatást az alább területeken nyúták (záróelben az 5. ábrán elzett modul-sorszámok): mőszak és termelés adatok kezelése (); vevı rendelések kezelése (2); elıreelzés (3); készletgazdálkodás, szükséglettervezés (5); mőhelyszntő rányítás (8); beszerzés, áruátvétel (0); raktárrányítás, raktárgazdálkodás (); költségtervezés és ellenırzés (2). Az alrendszerek között automatkus kommunkácót, üzenetközvetítést a CORMES (Communcaton Orented Message System) végezte. A gyártópar adatbázst elvleg csupán a mndenkor felhasználó adatokkal kell feltölten. Gyakorlatlag módosításra, bıvítésre mnden vállalatnál szükség van. A tervezés, alkalmazásfelesztés kézkönyvek a konkrét vállalat tényleges és valós gényenek defnálásában, a programrendszerek és az adatbázsok llesztésében nyútottak nélkülözhetetlen segítséget. Közülük a Rendszerdefnálás-Felhasználó kézkönyv és a Rendszerdefnálás-Adatfeldolgozás kézkönyv a legfontosabb, amelyek mnden egyes alrendszerhez külön-külön rendelkezésre álltak. Természetesen nem mnden vállalatnál volt szükséges a COPICS teles szolgáltatás spektruma. A modulárs felépítés lehetıséget adott a lépésenként bevezetésre. Mután az alkalmazás skere szempontából a közös adatbank, valamnt a mőszak és termelés alapadatok kezelését végzı modul mplementálása elsıdleges fontosságú, ezért a bevezetést ezekkel kellett kezden. Mndez a MAPICS-re s érvényes. A COPICS/MAPICS rendszerek mőszak-ügyvtel alrendszerének (. Mőszak és termelés/tervezés adatok kezelése) telesítıképességét egy kssé részletesebben s megvlágítuk (2.3. ábra). Például a mőveletterv adatok létrehozását (felvtelét), karbantartását és lekérdezését az alábbak ellemzk: - kétféle feltöltés módszer (lassú, gyors); - mővelet részletek másolása, mőveletek úrasorolása; - mőveletterv-családok megelenítése; - helyettesítı (alternatív) mőveletek megkeresése; - több tétel által használt mőveletterv megkeresése; - tételhez, munkahelyhez, szerszámhoz tartozó mőveletek megkeresése. Az IBM nagy erıket koncentrált a nyolcvanas években a számítógéppel ntegrált gyártás (CIM) különbözı részterületen saát kutatás-felesztés eredmények (modulok, ntegrált részrendszerek és rendszerek) elérésére. Az erıfeszítéseket fıként a rugalmas gyártórendszerek gyártáselıkészítésének támogatására, valamnt a meglévı korszerő programrendszerek között kommunkácó megteremtésére fordították (2.4. ábra). Külön említést érdemel a rendkívül nagy telesítıképességő CAD/CAM rendszer, a 7 alrendszerbıl felépülı CATIA, amelynek a COPICS/MAPICS rendszerekkel s vannak csatlakozás felülete (2.5. ábra). 5
Fı funkcók Tételadatok elıkészítése Lekérdezések Karbantartás Tételleíró adatok ADATBÁZISKEZELİ RENDSZER Ú darabegyzék létrehozása Termékadatok Mőszak razok kezelése Mőszak razok adata Darabegyzék karbantartás Darabegyzékek () Szmulácó (2) Átnevezés Mőszak változtatások Mőszak változtatások adata TERMÉK- ÖSSZETÉTEL ELLENÖRZÉS Terméktörténet adatok () Mővelettervek elıállítása (2) Változtatások Mővelettervek Mővelettervekadata Szövegadatbázs Gyártóberendezés adatbázs Gyártóberendezések adatanak kezelése 2.3. ábra: A COPICS/MAPICS rendszerek mőszak-ügyvtel alrendszerének funkcóvázlata Termeléstervezés (IBM 436) COPICS NC program NC programozás (IBM PC-AT) Gyártásvezérlés (IBM 650) Szerszámgazdálkodás (IBM 650) Szerszámgyártás (IBM 7532) H e l y h á l ó z a t ( I B M T o k e n R n g ) Gyártóegység Gyártóegység Kommunkácó Lsták (Vonalkód) T Megmunkáló központ T Göngyöleg Anyag Gyártásköz azonosítók T 2 T Mnıségellenırzés Szerszám azonosítók T 3 Palettázás Szállítás T T= termnál! 2.4. ábra: IBM nformatka eszközök rugalmas gyártórendszer rányításában 6
A COPICS rendszer rendelkezett egy-egy természetes CAD és CAM csatlakozás felülettel. A gyártmánytervezés egyk eredményét a gyártmányszerkezet adatok, a többszntő darabegyzékek elentették, amelyek közvetlenül bekerültek a COPICS mőszak és termelés adatokat tartalmazó adatbázsába. Ugyanakkor a mőhelyszntő termelésrányításnak közvetlenül a CAM-hoz volt output ellegő nterfésze (2.5. ábra). Követelmények Elemzés Elızetes (koncepconáls) tervezés CATIA A felesztés rányítása, vezetése CATIA Részletes konstrukcós tervezés és szerkesztés CATIA Gyártmányszerkezet lebontás, anyag- és darabegyzékek generálása COPICS/MAPICS Ellenörzés funkcók támogatása CATIA Vázlatkészítés, mőszak razok készítése CATIA Adatbázs kezelés Adatbázs Szöveges adatok Razkönyvtár CATIA A gyártás mőszak elıkészítésével kapcsolatos adatok Anyag-és darabegyzékek Anyagszükséglettervezés, gyártás erıforrások tervezése, alkalmazása MAPICS CATIA Szerszámtervezés Folyamattervezés CATIA NC-programozás CATIA Gyártásütemezés és gyártásprogramozás, gyártásrányítás, par automatzálás COPICS/MAPICS Mőszak dokum. Összeépítés, tesztelés, szállítás Ipar automatzálás Robotka CATIA Berendezés rányítás 2.5. ábra: A CATIA és a COPICS/MAPICS rendszerek ntegrácóa az IBM cég CIM koncepcóában A COPICS alkalmazásokról néhány statsztka adat: - A nyolcvanas évek végén vlágszerte kb. 2500 alkalmazást tartottak nylván, amelyek egyes részterületektıl a teleskörő mplementácóg a legkülönfélébb szntőek. - A vállalat proekt-tervezések átlagos adata a következık voltak: kb. 400 emberhét (programozó, szervezı); + kb. 25 % felhasználó részvétel; + kb. 5 % proektvezetés; Összesen: 0-5 emberév ráfordítás. (A fentek feltételezk a megfelelı vállalat nformácós nfrastruktúra meglétét.) 7
3. Rugalmas gyártórendszerek számítógépes termelésprogramozása 3.. Mlyen gyártóberendezés-csoport teknthetı rugalmas gyártó-rendszernek? (Buzacott, Groover, Kusak munká alapán) Szempontok: legyen meg benne a 8 flexbltás-típusból legalább egy; az automatzálás bzonyos mértéke, kteredtsége; a gyártandó alkatrészféleségek elég széles skáláa, amelyet tpkusan ks- és középsorozatokban állt elı a rendszer. Flexbltás típusok () Gép (gyártóberendezés) flexbltás, amely megkönnyít a gépnél (berendezésnél) való változtatásokat (pl. szerszámcsere, NC program csere, stb.), amelyek egy adott alkatrésztípusból álló halmaz legyártásához szükségesek; ez részben felett technológával, részben a gépre való megfelelı mőveletkelöléssel érhetı el. (2) Gyártás folyamat flexbltás: különbözı alkatrésztípusok különféle mőveleteket génylı és anyagokat felhasználó változatos halmazát tuda gyártan a rendszer egydeőleg: ez elérhetı a gépek flexbltása, ll. többcélú, adaptálható CNC megmunkáló központokkal. (3) Termék vagy gyártmány flexbltás az a képesség, hogy a rendszer gazdaságosan és gyorsan tudon átálln ú termék vagy termékcsoport gyártására; ezt a gyors reakcóképességet segít egy hatékony és automatzált termeléstervezés és rányítás rendszer (pl. automatkus mővelet hozzárendelés a gépekhez, automatkus paletta szétosztás képesség, stb.), valamnt a gép flexbltás megvalósítása. (4) Technológa útvonal flexbltás, amely lehetıvé tesz, hogy egy-egy gép kesése (pl. meghbásodása) esetén s folytatn tuda a rendszer az adott alkatrészhalmaz gyártását elıre adott technológa változatok vagy adott helyettesítı gépek révén. Ez elérhetı a technológalag ekvvalens gépek homogén gépcsoportokba való összevonásával, mővelet technológa varánsok felkínálásával, esetleg egy-egy mőveletnek duplkált géphez rendelésével s az összes lyen lehetıség khasználásával a termelésprogramozás során. 8
(5) Gyártás volumen flexbltás: képesség a különbözı (esetleg ks) volumenek mellett gazdaságos gyártásra; ezt elısegítk a többcélú gépek, a gyártás folyamathoz nem kötött mőhelyelrendezés, az anyagmozgató-, kezelı rendszer automatzáltsága és rugalmassága, továbbá a technológa útvonalak rugalmassága. (6) A gyártórendszer ktereszthetıség flexbltása: lehetıség a gyártórendszer fokozatos, modulárs képítésére és kteresztésére; ezt elısegít a gyártás folyamathoz nem kötött mőhelyelrendezés, rugalmas anyagmozgató rendszer, modulárs gyártócellákból való építkezés és a technológa útvonalak rugalmassága. (7) A gyártórendszer mőködés flexbltása felcserélhetıség bzonyos mőveletek között (precedenca-struktúrán belül); nytott technológa útvonal. (8) Termelés flexbltás: a meglévı technológa színvonallal függ össze és a rendszerben egyáltalán gyártható alkatrésztípusok által meghatározott. TERMÉK FLEXIBILITÁS GÉP FLEXIBILITÁS GYÁRT.FOLY. FLEXIBILITÁS TECHNOLÓGIAI ÚTVONAL FLEXIBILITÁS MŐKÖDÉSI FLEXIBILITÁS VOLUMEN FLEXIBILITÁS KITERJESZT- HETİSÉG FLEXIBILITÁS TERMELÉSI FLEXIBILITÁS 9
3.2. Rugalmas gyártórendszerek típusa (fzka komponensek alapán) (a) szerszámgépek általános vagy specáls célú gépek; automatkus szerszámcsere képesség, szerszámtár kapactás, szerszámcsereszükséglet, stb.; (b) anyagmozgató és szállító rendszerek változatos típusúak (pl. felrakógép, konveyor); az alkatrészek mozgatása (pl. raklapon, palettán); szerszámszállítás megoldása (pl. kéz, automatkus); (c) mőveletköz tárolás helyek központ puffertár; decentralzált puffer mnden egyes gépnél; lokáls tárolás; (d) számítógépes rányítás elosztott döntés rendszer; nformácós rendszerre építkezés, centralzált döntés; a gyártandó alkatrészek összetételét egyszerő perodkus nput szabályozza, vagy vsszacsatoláson alapuló prortás szabály. 3.3. Fzka rugalmas gyártórendszer típusok (Buzacott, Groover) I. Rugalmas gyártócella (FMC) A legegyszerőbb és ezért legrugalmasabb autonóm gyártóegység, amely egy CNC szerszámgépbıl, automatzált anyagkezelı berendezésbıl (pl. robot) és nput-output puffer-tárolókból tevıdk össze. Lényegében megvannak benne egy rugalmas gyártórendszer összes komponense. II. Rugalmas gyártórendszer (FMS) Döntıen on-lne, real-tme rányítású rendszer, amely általános célú szerszámgépekbıl, vagy lyeneket tartalmazó gyártócellákból áll. A rendszerben ks sorozatban gyártandó munkadaraboknak számos különbözı technológa utat kell megtennük a készregyártásg. 20
Az lyen FMS az anyagmozgató és szállító berendezések változatos fatával lehet felszerelve. Jellemzı rá a gép-gyártás folyamat- és termék-flexbltás, valamnt a technológa útvonal flexbltás, amnek következtében könnyen és automatkusan áthdala a gép-meghbásodásokat. Job-shop típusú mőhelynek felel meg. III. Rugalmas transzfersor (FML) Az alkatrésztípusok technológa útvonala azonos, a gyártórendszer elrendezése a gyártás folyamat által meghatározott. 3.4. Rugalmas gyártórendszerek termelésprogramozás alapesete () Hagyományos gyártás környezetbe telepített FMS esetén egységesen off-lne termelésrányítás és gyártás folyamatrányítás valósul meg; az FMS-nek a befogadó mőhely szerves részeként kell mőködne; az FMS termelésprogramozás rendszerének a befogadó mőhely termelésprogramozásával összhangban kell mőködne, mvel a termelésütemezés szntérıl kapott, ugyanazon tervperódusra szóló gyártás feladaton osztoznak. (2) Önmagában funkconáló, egységes egészként kezelendı FMS esetén az FMS, önálló mőhelyhez hasonlóan, készregyárt munkadarab-sorozatokat; on-lne, real-tme gyártás folyamat-rányítással rendelkezk, amely lehetıvé tesz az ugyancsak on-lne termelésprogramozást; a gyáron belül rá kteredı felsıbb szntő termelésrányítás döntéset és a rá kszabott gyártás feladatokat önállóan valósíta meg. Az automatzáltság sznte magasabb, mnt az () típusé. A termelésprogramozás rendszer feladata, hogy a magasabb dıhorzontú termelésrányítás sznttıl egy rövdebb tervdıszakra (pl. hét, dekád) kapott termelés feladat gyártás mőveletet dıben és térben konkrét gépekre (munkahelyekre) ütemezze és ezzel elıállítsa az operatív mőhelyszntő rányítás alapát képezı fnomprogramokat. Mndezt adott gazdaság célok és korlátozó feltételek, valamnt a termelés aktuáls állapotának fgyelembevételével kell ellátna. 2
Követelmények: () A termelésprogramozás rendszernek fgyelembe kell venne a termelésrányítás magasabb szntén elıírt, az adott szntre aktualzált gazdaság célokat. Ilyenek: a termelésütemezés szntén deklarált határdık betartása; a gyártórendszer erıforrásanak hatékony khasználása; a sorozatok átfutás dınek csökkentése; a mőveletköz készletekben lekötött érték csökkentése. (2) A termelésprogramozás rendszernek az aktuálsan adott kapactás- és gyártóeszköz korlátok között kell mőködne, vagys: a termelıkapactások (gépek) korlátos kapactására általában, a kalakuló szők keresztmetszetekre vagy gépkesésekre aktuálsan felkészültnek kell lenne; a mőveletköz szállítás módától függıen tekntettel kell lenne a sorozatok egyszerre mozgatható adagara (pl. raklapos továbbításnál az egységrakományokra, palettás rendszernél a palettán mozgatott darabok számára); a gyártóeszköz-korlátok (pl. palettás rendszereknél a véges palettaszám) fgyelembevételével kell kalakítana az optmáls sorozatnagyságokat; (3) A fnomprogramok összeállítása során összhangot kell teremtene a befogadó gyártás környezet termelésprogramozás döntésevel; (4) A fnomprogram-készítést aánlat elleggel (különösen on-lne folyamatrányítás estén) k kell tereszten a gyártás segédfolyamatokra (pl. gyártáselıkészítésre) s; (5) Az FMS flexbltás-típusanak megvalósítását szoftver-oldalról támogatna kell a munkadarab-sorozatok gyártásánál választható technológa útvonal varánsok, mőveletenként redundáns gépek (pl. homogén gépcsoport gépe) közül való választással, fgyelembe véve a mőveletek egymás között felcserélhetıségét; (6) Real-tme, on-lne rányítású rendszereknél lehetıvé kell tenne az ún. elosztott döntést a fnomprogramozás során (dnamkus ütemezés); (7) Fgyelembe kell venne a döntések elıkészítésekor a termelés mndenkor aktuáls állapotát (státuszát), ugyans csak a termelésbıl vsszacsatolt nformácón alapuló döntések eredményezhetnek végrehatható fnomprogramokat. On-lne folyamatrányítás megvalósulása esetén a vsszacsatolt nformácót egy real-tme termeléskövetés nylvántartásnak kell szolgáltatna. 22
(8) A termelésprogramozás rendszernek tovább kell adna a gyártásba vett munkadarabsorozatok készültség fokára vonatkozóan a termelésbıl vsszacsatolt nformácót a termelésrányítás felettes szntének; (9) A gyártás folyamatban bekövetkezı esetleges zavarok, váratlan események áthdalásában a termelésprogramozás rendszernek támogatna kell a gyártás folyamatrányítást; (0) A termelésprogramozás rendszer szoftver realzácóának modulárs felépítésőnek kell lenne a könnyő adaptálhatóság érdekében. A követelmények kelégítésére avasolt elv megoldások: ad(): Prortás szabály-bázs szükséges az ütemezés eláráshoz, amelybıl a gyártás fnomprogramok generálásakor az aktuáls gazdaság cél és az adott termelés helyzet elemzése alapán a megfelelı prortás szabály kválasztható egy gép aktuáls terheléséhez. Az egyes prortás szabályok szubrutnok formáában lehívhatók a döntésnél. A prortás szabályok több cél egydeő fgyelembevétele esetén kegészíthetık bzonyos heursztkákkal (Például: átszerszámozások számának mnmalzálása, mőveletek átlapolt végrehatása). ad(2): A termelıkapactások (nap munkadı) norma adata a termelésprogramozás rendszer alapadata közé sorolandók és ezeket a termelésbıl való vssza-csatolással aktualzáln kell. A termelésprogramozás rendszernek a kalakuló szők keresztmetszető gépeket (bottleneck) kemelten kell kezelne: az ütemezés elárás döntése során mndg elıször ezekre történk döntés a szabad gépek közül. Az ütemezés során megfelelı szmulácós elárás gondoskodk a paletták vssza-crkuláltatásáról a gyártásba és csak elégtelen számú paletta esetén kezdeményez sorozatbontást. ad(3): Hagyományos gyártás környezetbe telepített FMS esetén a termelés-programozás rendszer összhangban mőködk a hagyományos mőhely termelésprogramozásával: ugyanazon gyártás feladat egy-egy munkadarab sorozatán osztoznak. ad(4): Az FMS-ek termelésprogramozás rendszere az operatív gyártáselıkészítéssel való összehangolt mőködést a gördülı-(csúszó-) tervezés elvének alkalmazásával tesz lehetıvé (mellék- és segédfolyamatok). Ennek elsısorban a gyors termékátfutásokra és termékváltásokra felkészített on-lne, real-tme FMS-ek esetében van elentısége, amelyeknél a termelésprogramozás rendszer nap gyakorsággal való futtatására az gény és lehetıség megvan. 23
A termelésprogramozás rendszer a felettes rányítás által adott T tervperóduson (pl. egy dekádon) belül mnden egyes napra (vagy tetszés szernt T<T dıszakra) ún. "éles" fnomprogramot szolgáltat az esedékes végrehatható gyártás mőveletre. Az "éles" fnomprogram folytatásaként a felhasználó kívánsága szernt tovább néhány napra (T2 dıperódusra, ahol T+T2 T) ún. aánlat fnomprogramot állít elı (ha T2 0) a gyártás feltételekkel még nem rendelkezı tovább gyártás tevékenységekre. Az operatív gyártáselıkészítés így megteremthet a következı T peródus gyártás feltételet. ad(5): A termelésprogramozás szntén hozott ütemezés döntéseknél érvényesített technológa útvonal flexbltás szoftver oldalról végsı soron a termelés flexbltáshoz árul hozzá. Ehhez a termelésprogramozás rendszer bemenetén meg kell adn a technológa útvonal varánsokat leíró gráfokat vagy fákat a mővelet törzsadatállományban. Az ütemezés elárás során a technológa varánsok fgyelembevételével tehermentesíthetık a szők keresztmetszető gépek, azáltal, hogy egyes munkák számára az lyen gépet megkerülı útvonal lesz választva. Ugyancsak felhasználhatók a szők keresztmetszetek feloldására a mőveletekhez megadott duplkált gépek vagy homogén gépcsoportok, amelyek az ütemezés döntés számára meghagyák azt a szabadság fokot, hogy a kevésbé terhelt gépre lehessen ütemezn a munkákat. Szokás használn az ún. elıretekntés heursztkákat s az üres gépre vonatkozó ütemezés döntéseknél, fgyelembe véve a gépre késıbb beérkezı munkákat s. ad(6): On-lne, real-tme folyamatrányítású FMS-eknél a folyamatrányításban megvalósítható a real-tme termeléskövetés. A termeléskövetés nylvántartásában mnden, a valóságos gyártásban elkezdett vagy befeezett szgnfkáns gyártás tevékenység vagy esemény azonnal naplózható. Ennek alapán egy real-tme döntésekre alkalmas dnamkus ütemezı modullal - amely a termelés-programo-zás rendszer része - kvtelezhetık magából a gyártás folyamatból az egyes gépek felszabadulása által kváltott, real-tme és gépekre elosztott döntések. Ilyenkor a gyártás folyamatrányító rendszer aktvála mőködésre a dnamkus ütemezı modult, valahányszor egy gép felszabadul a fzka termelés folyamatban. Ezért a dnamkus ütemezı modulnak rendkívül gyorsnak kell lenne. A döntésnek ezen a sznten már csak a felszabaduló (vagy meghbásodott) gép fzka várakozó sorában lévı munkára kell kteredne. Ezek már mnd a szükséges gyártás feltételekkel rendelkezı munkák, tehát a döntés eredményeként a gépre terhelt munka (a munkadarab-sorozat valamely mővelete) bztosan végrehatható. 24
ad(7): Csaks a gyártás folyamatból vsszacsatolt nformácót fgyelembevenn képes termelés-programozás rendszert teknthetünk elfogadhatónak. A vsszacsatolás móda off-lne és on-lne, real-tme FMS-eknél nagyon eltérı (v.ö.: ad(6)). ad(8): A termelésprogramozás rendszer mőködéséhez tehát mnden úrafuttatásánál szükség van a gyártás valóságos elırehaladásáról vsszacsatolt nformácóra (Off-lne esetben pl. a termelés bérbzonylatok adatállományából, on-lne esetben pedg a gyártás folyamatrányítás termeléskövetés nylvántartásából nyerhetı). Nylvánvaló, hogy mnden úrafuttatás kezdetén maga a termelésprogramozás rendszer módosíta a felettes rányítás (pl. dekádtervezés) valamely adatállományban rögzített és az adott tervdıszakra elırt gyártás feladatának mővelet rekordat, leírva belılük a már elkészült tételeket, lletve mőveleteket (Vsszacsatolás a mőhelyszntő rányításból a termelésütemezéshez). ad(9): Off-lne folyamatrányítás esetén magát a folyamatrányítást az ntellgens mőhelydszpécser láta el. Az ı megítélésétıl függıen aktválódk úra a termelésprogramozás rendszer az ú adatokkal. On-lne folyamatrányítás esetén az "éles" fnomprogramban ütemezett (tehát elızetesen tervezett) folyamat bármkor összehasonlítható a dnamkus ütemezés döntések alapán megvalósuló folyamattal. Ha a zavarok mértéke következtében a valóságos folyamat ún. fatáls mértékben eltér a tervezettıl, akkor a folyamatrányítás a statkus (éles) úraütemezést kezdeményez. ad(0): A modulárs felépítés elınye közsmertek. Hármas követelményt elent: kapcsolhatóság csatlakoztathatóság úra-felhasználhatóság. Bevált gyakorlat az egyes modulok funkcóuk által defnícóát használn. 3.5. Off-lne rányítás környezető FMS-ek termelésprogramozás rendszere Hagyományos gyártás környezetben az FMS-nek a befogadó mőhely szerves részeként kell mőködne. Idıhorzont: 8-24 óra (-3 mőszak). Felettes sznt: termelésütemezés (max. dıhorzont: dekád). 25