CC BY
68
визуализировать объекты полигона ТБО и своевременно принимать эффективные решения.
Литература
1. Пособие по проектированию полигонов захоронения токсичных промышленных отходов (к СНиП 2.01.27-85). М.: ЦТИП Госстроя, 1990.
2. Технологии автоматизированного управления полигоном твердых бытовых отходов / Н.И. Артемов [и др.]. Пермь, НИИ управляющих машин и систем, 2003.
3. Середа Т.Г., Костарев С.Н. Научные подходы к автоматизированному проектированию полигонов ТБО // Наука -производству. 2007. № 5. С. 43-46.
4. Костарев С.Н. Концепция управления жизненным циклом экосистем депонирования отходов третьего поколения // Система управления экологической безопасностью: сб. тр. Третьей заоч. междунар. науч.-практич. конф. Екатеринбург, УГТУ-УПИ, 2009. С. 116-120.
5. Костарев С.Н., Середа Т.Г., Файзрахманов Р.А. Программный комплекс «Управление жизненным циклом полигона твердых бытовых отходов («АРМ ТБО»)»: свид. о гос. регистр. прогр. для ЭВМ № 2009612494. М.: ФИПС, 2009.
ИНФОРМАЦИОННАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ДВИЖЕНИЕМ ПРОДУКЦИИ НА СКЛАДАХ
(Работа выполнена в рамках мероприятий ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России»
на 2009-2013 годы, мероприятие 1.3.2)
А.Ю. Букреев; В.Д. Тутарова, к.т.н.; А.Н. Калитаев, к.т.н.; С.И. Файнштейн (Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова, [email protected])
В работе приводится описание информационной системы управления движением продукции на складах металлургических предприятий на примере листопрокатного цеха Магнитогорского металлургического комбината. Кратко описываются основные компоненты системы и решаемые ими задачи. Применение информационной системы в условиях производства позволяет минимизировать время, потраченное на размещение и отгрузку продукции на складах.
Ключевые слова: склад, логистика, информационная система, эвристический алгоритм, размещение, отгрузка, оперативное управление.
Перемещение материальных потоков невозможно без концентрации в определенных местах необходимых запасов, для хранения которых предназначены соответствующие склады. Движение через склад связано с затратами живого и овеществленного труда, что увеличивает стоимость товара. В связи с этим проблемы, связанные с функционированием складов, оказывают значительное влияние на рационализацию движения материальных потоков, использование транспортных средств и издержек обращения [1].
Контроль внутреннего товародвижения, усовершенствование процедуры приемки, размещения и отгрузки продукции для более эффективного использования складских площадей - актуальные задачи современного производства.
Эффективное управление движением продукции на складах металлургических предприятий достигается с помощью информационной системы управления движением продукции на уровне административного или оперативного управления. Обработка информации в этой системе должна производиться в темпе, определяемом скоростью ее поступления в ЭВМ, так называемом режиме работы в реальном масштабе времени, который позволяет получать необходимую информацию о движении грузов в текущий момент и своевременно предлагать соответствующие административные и управляющие воздействия на объект управления.
Разработанное алгоритмическое и программное обеспечение информационной системы управления движением продукции на складах металлургических предприятий обеспечивает решение следующих задач:
- задание топологии склада (структура адресов мест хранения и пр.) и учет продукции на нем;
- размещение продукции на складе с учетом приоритетов размещения (размещение в свободные ячейки, в занятые ячейки к такой же продукции, в занятые ячейки к любой продукции; закрепление определенной ячейки за конкретной продукцией и т.д.);
- отбор, отгрузка продукции с учетом заданных приоритетов;
- внутрискладские операции - произвольное перемещение продукции по складу (оптимизация хранения и т.п.) для обеспечения планируемых заказов на отгрузку продукции с контролем доступности перемещаемой продукции и возможности размещения в выбранные оператором ячейки.
В основе алгоритмического обеспечения информационной системы заложен метод штрафных оценочных функций для управления движением готовой продукции на примере склада листопрокатного цеха Магнитогорского металлургического комбината. При этом склад представляется как эвристическая модель (рис. 1), то есть в виде пространства состояний, где размещение и отгрузка готовой продукции производятся с помощью ин-
(^СКЛАД^)
ПРОСТРАНСТВО СОСТОЯНИЙ СТРАТЕГИЯ ПОИСКА ДОПУСТИМЫЕ ОПЕРАЦИИ
> список линий > список штабелей > список пачек внутри штабеля > эвристический поиск > размещение > перекладывание > отгрузка
Рис. 1. Эвристическая модель склада
формированного поиска в пространстве состояний.
Для корректного построения модели были определены:
- состояния задачи с указанием выделенных начального и целевых (терминальных) состояний, по достижении которых задача считается решенной;
- допустимые операции, переводящие задачу из одного состояния в другое, причем каждой операции сопоставляется некоторая вещественная стоимость;
- стратегия управления поиском.
Возможны три типа допустимых операций,
переводящих склад из одного состояния в другое: размещение, перекладывание и отгрузка. Эти операции производятся либо над отдельной пачкой, либо над стопкой - последовательностью не более N пачек, уложенных друг на друга. Ограничение на количество пачек в стопке зависит от типоразмера пачек и грузоподъемности крана на складе.
Все стратегии управления поиском в пространстве состояний делятся на две категории: пробный поиск и безвозвратный поиск. В пробном режиме управления резервируется возможность
возврата, то есть применения к текущему состоянию различных допустимых операций, в результате чего порождается дерево поиска. Различают два типа пробных режимов управления. Если выбор допустимой операции осуществляется по заранее заданной схеме, то это неинформированный поиск. При неинформированном поиске к каждому текущему состоянию поочередно применяются все или почти все допустимые операции. Это значительно увеличивает время поиска, но зато гарантирует получение решения минимальной стоимости, если генерация решения укладывается в реальное время. Если выбор допустимой операции осуществляется из эвристических соображений, взятых из предметной области задачи, это информированный, эвристический поиск, который на каждом шаге выбирает допустимую операцию, наиболее перспективную с точки зрения достижения цели, что позволяет одновременно уменьшить и время генерации решения, и его стоимость. По окончании поиска будет сформирован план - цепочка допустимых операций, переводящая склад из начального состояния в целевое. Выбор той или иной стратегии управления поиском будет влиять и на стоимость полученного плана, и на время его генерации (продолжительность поиска).
Информационная система состоит из следующих структурных частей:
- ввод и подготовка исходных данных о размещаемых/отгружаемых заказах;
- размещение готовой продукции на складах;
- отгрузка готовой продукции со склада;
- формирование инструкций по размещению/отгрузке продукции на складе.
Структура алгоритма размещения готовой продукции на складе приведена на рисунке 2.
Рис. 2. Структурная схема алгоритма размещения продукции на складе
Алгоритм отгрузки готовой продукции состоит из следующих блоков [1]:
- процедура отгрузки заказа;
- процедура набора веса верхними стопками без перекладываний;
- процедура корректировки текущего решения (удаление из решения одной/двух пачек и замена их верхними неиспользованными пачками из других стопок);
- процедура набора веса верхними пачками (взятие со стопки верхней пачки и переход к следующей стопке).
Информационная система позволяет отслеживать текущее состояние склада по типу и количеству размещенной на нем продукции, информацию по вновь размещенным заказам, поиск продукции на складе по заданным критериям и т.д. Результат работы программы по размещению и поиску продукции на складе листопрокатного цеха по заданному критерию (№ заказа) представлен на рисунке 3.
В основе разработанной информационной системы управления движением продукции на складах заложен эвристический алгоритм размещения и отгрузки готовой продукции, являющийся эффективным полиномиальным алгоритмом, который позволит складировать продукцию в режиме реального времени строго по типоразмеру и ГОСТу с малым количеством нарушений и набирать заданный вес с высокой степенью точности, отгружать его с минимальным числом перекладываний и максимально высвобождать рабочее про-
ЗЖ45Ы & 1 ' ЛН4115 - (ЧеЛЛб А
Шгабель: 1-14
14235391 Та
11235391
1123539171
1123539171
1123529171
1123539171
1123529171
1123529171
1123529171
113
!-: 1903^001 В
113
- 11(11507053
114
В 141229010? ИВ
К 1Д2Ш117Э 116
11111- место хранения продукции (линия № 1, ячейка № 15) заказа № 1412290107; м I и
¡1111 - текущие размещенные заказы на складе; - ранее размещенные заказы
Рис. 3. Вид окна информационной системы для графического представления состояния склада
странство склада. Такой принцип складирования позволит повысить эффективность использования грузоподъемных механизмов [2] и существенно сократить время простоя транспорта при последующей отгрузке.
Литература
1. Оперативное планирование отгрузки готовой продукции со складов металлургических предприятий / В.Д. Тутарова [и др.] // Мехатроника, автоматизация, управление. 2008. № 4. С. 36-40.
2. Дыбская В.В. Управление складированием в цепях поставок. М.: Альфа-Пресс, 2009. 720 с.
ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ТЕПЛОВЫХ ПРОЦЕССОВ В ПРОКАТНОМ ВАЛКЕ
Работа выполняется при финансировании федеральной программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России»
И.М. Ячиков, к.т.н.; Л.Г. Егорова, к.т.н.; Ю.Б. Кухта, к.т.н. (Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова,
В данной работе предложена и описана математическая модель температурного поля в прокатном валке при термической обработке с помощью индукционного нагрева токами различных частот. На основе предложенной модели разработан и описан программный продукт, который позволяет определять распределение нестационарных температурных полей в прокатном валке и может использоваться для выбора рациональных режимов термической обработки осесимметричных деталей машиностроения.
Ключевые слова: математическая модель, температурное поле, термическая обработка, прокатный валок, режимы.
Высокая твердость, дисперсность закаленной фазы и отсутствие на поверхности бочки валка во-лосовидности и микротрещин являются условиями получения холоднокатаного листового проката высокого качества. Окончательная термическая обработка является важнейшей и наиболее ответственной операцией в производстве рабочих валков холодной прокатки, обеспечивающей необхо-
димый фазовый состав, распределение этих фаз по объему и допустимое распределение термических напряжений. Неправильный режим нагрева и закалки способствует выходу валка из строя иногда даже до начала эксплуатации.
Экспериментальные работы по выбору оптимальных режимов термообработки трудоемкие и дорогостоящие, так как каждый прокатный валок
