ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО СВЯЗИ Федеральное государственное образовательное бюджетное учреждение высшего профессионального образования «ПОВОЛЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИЙ И ИНФОРМАТИКИ» Кафедра инженерии знаний ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВЕННЫМ ЦЕХОМ МАШИНОСТРОИТЕЛЬНОГО ПРЕДПРИЯТИЯ Учебное пособие Самара 2014 Авторы: Е.В. Симонова, П.О. Скобелев, И.В.Майоров, Я.Ю. Шепилов, Д.Н. Казанская. <...> И73 Интеллектуальная система управления производственным цехом машиностроительного предприятия: учебное пособие / Е. В. Симонова, П. О. Скобелев, И. В. Майоров, Я. Ю. Шепилов, Д. Н. Казанская; ПГУТИ – ООО «НПК «Разумные решения». <...> Представлены архитектура и функции мультиагентной системы оперативного управления ресурсами цеха в реальном времени. <...> Мультиагентный подход к планированию ресурсов предприятия15 2.2.1 DCOP алгоритмы . <...> 16 3 МЕТОД СОПРЯЖЕННЫХ ВЗАИМОДЕЙСТВИЙ ДЛЯ АДАПТИВНОГО ПЛАНИРОВАНИЯ . <...> 18 4 МОДИФИКАЦИЯ МЕТОДА СОПРЯЖЕННЫХ ВЗАИМОДЕЙСТВИЙ ДЛЯ АДАПТИВНОГО ПЛАНИРОВАНИЯ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ РЕСУРСОВ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ . <...> ДИНАМИЧЕСКОЕ ПЛАНИРОВАНИЕ РАСПИСАНИЯ ЦЕХА МАШИНОСТРОИТЕЛЬНОГО ПРЕДПРИЯТИЯ . <...> 156 7.6 Перепланирование созданного задания с новой датой сдачи . <...> Мультиагентные технологии позволяют задать логику функционирования агентов заказов, продуктов, технологических операций, рабочих и станков, материалов и инструментов, а также обеспечить взаимодействие между ними для эффективного построения и последующего гибкого изменения плана цеха [7]. <...> Применение рассматриваемых новых технологий позволяет строить мультиагентные системы управления ресурсами, постоянно активные и способные адаптивно (без останова и перезапуска) функционировать в условиях неопределенности и высокой динамики изменения условий принятия решений. <...> Данное пособие содержит основные сведения, необходимые для понимания моделей, методов и алгоритмов построения адаптивных планов распределения <...>
Интеллектуальная_система_управления_производственным_цехом_машиностроительного_предприятия_Учебное_пособие.pdf
Авторы: Е.В. Симонова, П.О. Скобелев,
И.В.Майоров, Я.Ю. Шепилов, Д.Н. Казанская.
УДК 004.896(075) +004.9 (075)
ББК 32.97
И73
Рекомендовано к изданию методическим советом ПГУТИ,
протокол № 1, от 05.09.2014 г.
Рецензенты:
СГАУ, каф. ИСТ, д.т.н., проф. Прохоров С.А.
ПГУТИ, каф. инженерии знаний, д.т.н., проф. Смирнов С.В.
И73 Интеллектуальная система управления производственным
цехом машиностроительного предприятия: учебное пособие / Е. В.
Симонова, П. О. Скобелев, И. В. Майоров, Я. Ю. Шепилов, Д. Н.
Казанская; ПГУТИ – ООО «НПК «Разумные решения». - Самара, 2014,
183 с.
Учебное пособие посвящено рассмотрению моделей, методов и
алгоритмов построения плана распределения производственных ресурсов в
реальном времени для цехов машиностроительных предприятий.
Представлены архитектура и функции мультиагентной системы
оперативного управления ресурсами цеха в реальном времени.
Теоретический материал иллюстрируется экранами системы с примерами
решения практических задач оперативного управления ресурсами.
Учебное пособие содержит контрольные вопросы по всем разделам и
лабораторную работу по оперативному планированию расписания цеха.
Учебное пособие разработано на кафедре инженерии знаний
совместно с Научно-производственной компанией «Разумные решения».
Рассматриваемая мультиагентная система и лабораторный практикум не
могут копироваться или воспроизводиться в любых формах без
специального разрешения.
ISBN
©, Симонова Е.В., 2014
©, Скобелев П.О., 2014
©, Майоров И.В., 2014
©, Шепилов Я.Ю., 2014
©, Казанская Д.Н., 2014
2
Стр.2
ВВЕДЕНИЕ ......................................................................................................... 7
1 ПРОБЛЕМА ОПЕРАТИВНОГО УПРАВЛЕНИЯ
ПРОИЗВОДСТВЕННЫМИ РЕСУРСАМИ В РЕАЛЬНОМ ВРЕМЕНИ
............................................................................................................................. 10
2 ОБЗОР СУЩЕСТВУЮЩИХ МЕТОДОВ ПЛАНИРОВАНИЯ
ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ РЕСУРСОВ ....................................................... 13
2.1 Традиционные комбинаторные методы планирования ресурсов .. 13
2.2. Мультиагентный подход к планированию ресурсов предприятия15
2.2.1 DCOP алгоритмы ....................................................................... 15
2.2.2 Роевая оптимизация в задачах планирования ......................... 16
2.2.3 Рыночный подход ...................................................................... 16
3 МЕТОД СОПРЯЖЕННЫХ ВЗАИМОДЕЙСТВИЙ ДЛЯ
АДАПТИВНОГО ПЛАНИРОВАНИЯ ........................................................ 18
4 МОДИФИКАЦИЯ МЕТОДА СОПРЯЖЕННЫХ
ВЗАИМОДЕЙСТВИЙ ДЛЯ АДАПТИВНОГО ПЛАНИРОВАНИЯ
ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ РЕСУРСОВ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ
ПРОЦЕССОВ ................................................................................................... 21
4.1 Краткое описание модифицированного метода .................................. 21
4.2 Основные классы агентов модифицированного метода ................... 24
4.3. Общая логика работы, стратегии и протоколы взаимодействия
агентов ............................................................................................................... 30
4.4. Пример применения метода адаптивного планирования ............... 36
5 МУЛЬТИАГЕНТНАЯ СИСТЕМА «SMART FACTORY»................... 46
5.1 Назначение и применение ....................................................................... 46
5.2 Функциональные возможности системы ............................................. 47
5.3 Архитектура системы ............................................................................... 48
5.4. Интерфейс пользователя ........................................................................ 52
3
Стр.3
5.5. Определение онтологических свойств ресурсов ................................ 55
5.6. Роли и регламенты взаимодействия пользователей ......................... 57
5.7. Виды отчетов системы ............................................................................ 62
6 РАБОТА С МУЛЬТИАГЕНТНОЙ СИСТЕМОЙ «SMART
FACTORY» ....................................................................................................... 66
6.1 Запуск мультиагентной системы ........................................................... 66
6.2 АРМ «Администратор системы»............................................................ 67
6.2.1 Функциональное назначение .................................................... 67
6.2.2 Интерфейс пользователя ........................................................... 67
6.2.2.1 Роли ...................................................................................... 67
6.2.2.2 Пользователи ....................................................................... 68
6.2.2.3 Добавление нового пользователя ...................................... 69
6.2.2.4 Удаление пользователя ...................................................... 70
6.2.2.5 Редактирование пользовательских данных и изменение
пароля ................................................................................................................. 71
6.2.3 Матрица доступа ........................................................................ 71
6.2.4 Перечень пользователей, зарегистрированных в системе ..... 72
6.3 АРМ «Диспетчер ПДБ» ............................................................................ 73
6.3.1 Функциональное назначение .................................................... 73
6.3.2 Выдача заказа цехам .................................................................. 74
6.3.3 Сортировка и фильтрация данных ........................................... 75
6.3.4 Актуализация заказов ................................................................ 78
6.3.4.1 Добавление нового заказа ....................................................................... 78
6.3.4.2 Создание заказа на основании существующего ..................... 79
6.3.4.3 Редактирование заказа .............................................................................. 79
6.3.5 Замена материала ....................................................................... 79
6.3.6 Работа с формой «Обеспечение» .............................................. 86
6.3.7 Ведение справочников ............................................................... 89
6.3.7.1 Справочник «Сотрудники» .................................................................... 89
6.3.7.2 Индивидуальный график работы сотрудников ....................... 90
6.3.7.3 Организационный состав цеха ............................................................ 91
6.3.8 Планирование потребности в комплектующих, сырье и
материалах ..................................................................................................... 92
6.3.9 Планирование межцехового взаимодействия ......................... 93
6.3.10 План выпуска изделий ............................................................. 94
6.4 АРМ «Технолог» ........................................................................................ 96
6.4.1 Функциональное назначение .................................................... 96
4
Стр.4
6.4.2 Форма «Текущие заказы» .......................................................... 96
6.4.3 Форма «Дерево ДСЕ» ................................................................ 97
6.4.4 Добавление деталей и заготовок .............................................. 98
6.4.5 Редактирование и удаление деталей и заготовок ................. 101
6.4.6 Форма «Технолог» ................................................................... 101
6.4.7 Секция «Технологический процесс» ..................................... 102
6.4.8 Секция «Необходимые детали» .............................................. 103
6.4.9 Отчетные формы ...................................................................... 105
6.5 АРМ «Нормировщик» ............................................................................ 106
6.5.1 Функциональное назначение .................................................. 106
6.5.2 Форма «Текущие заказы» ........................................................ 106
6.5.3 Форма «Дерево ДСЕ» .............................................................. 107
6.5.4 Форма «Технологические процессы» .................................... 108
6.5.5 Секция «Коэффициент масштабирования норм» ................. 111
6.5.6 Справочник специальностей ................................................... 112
6.6 АРМ «Мастер» ......................................................................................... 112
6.6.2.1 Планирование заказа ............................................................ 116
6.6.2.2 Корректировка плана ............................................................ 117
6.6.2.3 Перепланирование заказа ..................................................... 117
6.6.2.4 Распланирование заказа ....................................................... 118
6.6.2.5 События .................................................................................. 118
6.7 АРМ «Начальник цеха» ......................................................................... 125
6.8 АРМ «Распределитель работ» ................................................... 131
6.9 АРМ «Контроль ОТК» ................................................................ 136
6.10 АРМ «Экономист» .................................................................... 143
6.11 Оценка результатов внедрения МАС «Smart Factory» .......... 146
6.12 Контрольные вопросы .............................................................. 149
7 ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА. ДИНАМИЧЕСКОЕ ПЛАНИРОВАНИЕ
РАСПИСАНИЯ ЦЕХА МАШИНОСТРОИТЕЛЬНОГО
ПРЕДПРИЯТИЯ ............................................................................................ 151
7.1 Цели и задачи лабораторной работы .................................................. 151
7.2 Описание модельного цеха .................................................................... 151
7.2.1 Исходные данные ..................................................................... 151
7.2.2 Предлагаемый сценарий поступления событий ................... 153
7.3. Запуск системы «Smart Factory» на выполнение ............................ 154
7.4 Просмотр списка текущих заказов цеха ............................................. 154
5
Стр.5
7.5 Создание и планирование нового заказа ............................................ 156
7.6 Перепланирование созданного задания с новой датой сдачи ........ 161
7.7 Доводка расписания с учётом знаний мастера ................................. 163
7.8 Адаптивное перепланирование расписания по событиям ............. 165
7.8.1 Изменение ситуации с обеспеченностью комплектующими
....................................................................................................................... 165
7.8.2 Изменение технологии производства .................................... 167
7.8.3 Событие изменения доступности рабочих ............................ 169
7.8.4 Задание онтологических свойств рабочих ............................ 171
7.9 Получение рабочим задания на выполнение .................................... 173
7.10 Контрольные вопросы ......................................................................... 176
7.11 Индивидуальные задания .................................................................... 176
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК ...................................................... 180
6
Стр.6