Статистичне моделювання сітьового графіка побудови судна

ЗМІСТ
Перелік умовних означень ...................................................................................................... 4
Вступ ............................................................................................................................................. 6
1. Загальна характеристика предметної області............................................................... 6
1.1 Дослідження процесу побудови судна ……………………………………….7
1.1.1 Аналіз процесу побудови судна як об’єкта управління…...……………7
1.1.2 Поняття технологічного та виробничого процесів у суднобудуванні…………………………………….…………………..….8
1.1.3 Особливості виробничого процесу у суднобудуванні............................8
1.1.4 Принципи формування планово-облікових одиниць…...........................9
1.1.5 Етапи побудови суден.................................................................................9
1.1.6 Причини використання СУПС………………………………………..…10
1.2 Аналіз методів управління проектами………………………………………..10
1.2.1 Метод критичного шляху…………………………………………….…11
1.2.2 Метод критичного шляху та основні параметри сітьового графіка…12
1.3Вітчизняний і закордонний досвід використання СУПС…………………...13
1.4Змістовна постановка задачі………………………………………………….16
2. Розробка детермінованої моделі сітьового графіка і моделювання ……………17
2.1 Розробка програмного забезпечення для моделювання детермінованої моделі………………………………………………………………………….....17
3. Моделювання сітьового графіка методом статистичних випробувань …………19
3.1 Описання теоретичної суті методу …………………………………………...19
3.2 Розробка програмного забезпечення для моделювання……………………..23
3.3 Результати розрахунків…………………………………………………….…..24
Висновки ………………………………………………………………………………..29
Список використаної літератури ……………………………………………………...30
Додаток А - Текст програми …………………………………………………………..31

ПЕРЕЛІК УМОВНИХ ОЗНАЧЕНЬ
В курсовій роботі використовуються наступні умовні означення:
1. СУПС – система управління проектами у суднобудуванні
2. СГ–сітьовий граф
3. СПК–сітьове планування і керування
4. CPM – Critical Path Method
5. PERT – Program Evolution and Review Technique
6. ВП – виробничий процес

ВСТУП
Собівартість судна як виду продукції багато в чому визначається прийнятими конструктивними рішеннями. У силу зростання ролі вартості проектних і конструкторських робіт у виробничих витратах варто прагнути до прийняття конструкторами раціональних рішень за мінімальний час. Для цього використовується спеціальне ПЗ, що дозволяє планувати роботи у побудові судна - система управління проектами у суднобудуванні (СУПС). В свою чергу СУПС використовує технологію сітьового планування і керування.
Для дослідження моделювання виробничих процесів у суднобудуванні темою цієї курсової роботи було обрано розробка сітьових графіків побудови судна та їх дослідження методом статистичних випробувань. В ході роботи буде розроблене алгоритмічне та програмне забезпечення.
Для досягнення вказаної мети потрібно зробити наступні кроки:
· проаналізувати предметну область дослідження;
· виконати змістовну постановку задачі, що розв’язується у роботі;
· описати теоретичну суть та послідовність розрахунків імовірнісних
характеристик параметрів проекту для методу статистичних випробувань;
· розробити детерміновану модель сітьового графіка, що дозволяє розрахувати
часові параметри проекту і зобразити модель у виді діаграми Гантта і
провести моделювання за початковими даними;
· розробити програмне забезпечення для статистичного моделювання сітьового
графіка за початковими даними;
· зробити висновки по роботі та досягнутим результатам.

1 ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА ПРЕДМЕТНОЇ ОБЛАСТІ
1.1 Дослідження процесу побудови судна
1.1.1Аналіз процесу побудови судна як об’єкта управління
Структура виробничого процесу Р (I ) виготовлення виробу I у машинобудуванні і приладобудуванні визначена державними стандартами Єдиної системи технологічної документації (ЕСТД) і є, як і структура виробу, ієрархічною.
Структуризація виробничого процесу Р (I ) і визначаючої його організаційної і технологічної документації полягає у побудові графа типу „дерево", у якому Р (I ) є коренем (нульовий ступінь входження):
, Æ;
де n - змінна: n ³ 2; Г(Р (I )) визначає сукупність технологічних процесів Т i , що складають нульову ступінь входження структури виробничого процесу;
,
, ; , де n , m - зміннi: n , m ³ 2;
визначає сукупність технологічних операцій Т ij ,, що складають другу ступінь входження структури виробничого процесу, і кожна операція входить тільки в один відповідний технологічний процес.
При побудові певного типу судів складається сітьовий граф технологічних операцій, які формують виробничий процес. В графі фіксуються зв’язки між цими операціями та їх час виконання.
Розмаїтість типів судів, значні номенклатура і число (десятки, сотні тисяч) деталей корпуса судна (середньо -, крупнотоннажного) вимагає автоматизації всіх стадій їхнього створення, що здійснюється інтеграцією систем різного функціонального призначення: автоматизованих систем наукових досліджень, систем автоматизованого проектування судів, систем автоматизованого проектування технологічної підготовки виробництва верфі, нормування трудомісткості, систем управління проектами у суднобудуванні (СУПС).
Проект – сукупність дій, спрямованих на досягнення мети з заданими характеристиками в обмежені строки та з обмеженою множиною ресурсів. В основі методів управління проектами полягає технологія сітьового планування. Системи сітьового планування та управління – методи оптимізації планування та управління комплексом робот, математичною основою яких є теорія графів. Системи сітьового планування та управління відносяться до автоматизованих систем управління та призначені для управління комплексом робот різноманітного ступеня складності.
Робота – деяка діяльність, яка потрібна для досягнення конкретних результатів на самому низькому рівні. Є дискретною компонентою проекту на самому низькому рівні деталізації та є основою для організації даних.
Веха(подія) – визначена дата в процесі виконання проекту. Використовується для відображення стану завершеності тих чи інших дій.
Принцип інтеграції систем можна реалізувати при створенні й експлуатації єдиної бази даних, що включає два види інформації: загального призначення, що не залежить від проектів споруджуваних судів і виробничих умов підприємства-будівельників і специфічної, що формується в процесі функціонування систем і характеризує конструктивні особливості проектів судів і технологічні особливості їхнього будування.
1.1.2 Поняття технологічного та виробничого процесів у суднобудуванні.
Виробничий процес – сукупність усіх дій, спрямованих на перетворення матеріалів та напівфабрикатів в кінцеву продукцію – предмет виробництва.
ВП побудови судна включає отримання та обробку матеріалів для корпуса та обладнання, зборку та зварювання частин корпуса, виготовлення та монтаж різноманітних пристроїв, систем, апаратів та приборів, обробку приміщень, налагодження різноманітних технічних засобів, іспити та здачу судна замовнику. Велика кількість дій зводиться в єдину систему для правильного координування та управління.
Частина виробничого процесу, яка пов’язана зі зміною та наступним визначенням станів предмету виробництва, називається технологічним процесом.
Технологічний процес – сукупність дій необхідних безпосередньо для виробництва або ремонту судна.
У ході технологічного процесу виконуються трудові дії. Вони призводять до зміни форми, зовнішнього виду чи внутрішніх якостей предмету праці.
Технологічний процес ділиться на операції.
Операція – це закінчена частина технологічного процесу, яка виконується на одному робочому місці. Операція є основною частиною при плануванні та обліку процесі виробництва.
1.1.3 Особливості виробничого процесу у суднобудуванні.
Виробничий процес у суднобудуванні має відмінності порівняно з іншими промисловостями. Це обумовлено специфікою об’єкту виробництва. Виробничий процес складається з великою кількості операцій та має наступні особливості:
-Проектування та побудова судів ведеться паралельно з робочим проектуванням та побудовою головного судна.
-Число конструктивних елементів та кількість технологічних змін досягає декількох тисяч.
-Необхідність в використанні спеціальних побудовочних місць.
-Число контрагентів (поставників), які приймають участь в побудові досягає декількох сотен.
-Номенклатура найменованій деталей та зборочних одиниць досягає 106 .
-Нерівномірність споживання матеріальних та трудових ресурсів.
-Конструктивна складність виробу та як висновок необхідність використання планово-облікових одиниць.

1.1.4 Принципи побудови планово-облікових одиниць.
Так як судно це складний об’єкт, то планово-облікові одиниці будуються методом “з веху – до низу”. Тобто починаючи з кінцевого продукту і до дрібних операцій. Схема побудови планово-облікових одиниць:
1) Судно (замовлення).
2) Технологічний етап – відносно крупний, кінцевий комплекс робіт, що характеризує досягнення визначеного ступеня фізичної готовності.
3) Цехоетап – комплекс робіт, що виконуються цехом в технологічному етапі.
4) Технологічний комплект – сукупність робіт, що виконуються без перерив у строго технологічній послідовності цехом. Результатом завершення технологічного комплекту є кінцева продукція цеху, яка передається по побудованому документу.
5) Технологічний під комплект – сукупність робіт у складі технологічного комплекту, що виконуються дільницею.
6) Бригадо-комплект – сукупність робіт, що виконуються бригадою.
Дослідження показали, що на кожному підприємстві існує своя система, яка не задовольняє принципам формування планово-облікових одиниць. Методологічною основою для автоматизації календарного планування є методи та системи управління проектами.
1.1.5 Періоди побудови суден.
Так як час побудови судна досить тривалий, то для зручного обліку виконання робіт прийнято поділяти його на періоди. Хоча періоди досить обособлені але вони можуть виконуватись паралельно, але більш раціонально щоб вони виконувались послідовно.
Виробничий цикл побудови судна поділяється на періоди:
- Заготовчий період – частина ВВ, що включає роботи, які виконуються від початку обробки метала до початку зборки секцій та блоків. На протязі заготов чого періоду виготовлюють деталі корпуса судна, вузлові секції корпуса, труби, елементи систем, пристроїв, обладнання суднових приміщень.
- Блочний період – частина ВВ, включає роботи, які виконуються від початку зборки блоків до початку формування корпуса. В цьому періоді збирають блоки, секції, встановлюють в них механізми, ділянки трубопроводів, елементи суднових систем та пристроїв.
- Стапельний період – частина ВВ, включає роботи, які виконуються від початку формування корпуса на стапелі до спуску судна на воду. На протязі цього періоду формується корпус, іспитується на непроникливість блоки секцій, виконується монтаж головних та частини допоміжних механізмів, монтаж валопроводів, систем та пристроїв, монтаж ізоляції.
- Добудовчий період – частина ВВ, включає роботи, які виконуються після спуску судна на воду та до початку швартових випробувань, закінчується монтаж механізмів, систем, вентиляції та систем кондиціювання, робіт по обладнанню та обробці приміщень.
- Здаточний період – роботи, що виконуються від початку швартових випробувань та до здачі замовнику.
1.1.6 Причини використання СУПС.
Відомо, що терміни розробки проектної документації як у цілому так і для окремих етапів будівництва судна, істотно впливають на величину витрат виробництва і ціну судна. Справді, собівартість судна як виду продукції багато в чому визначається прийнятими конструктивними рішеннями. Більш того, вплив цих рішень зростає в міру реалізації проекту судна, тому що вони лежать в основі організації постачань і закупівель комплектуючих виробів, що дуже важко змінити, а також у виготовлені суднові конструкції, які дуже складно переробляти. Роботи ці дорогі, оскільки конструкторські рішення альтернативні, важливо переконатися, що всі основні рішення оптимальні і прийняті настільки вчасно, наскільки це дозволяє специфіка проекту судна.
Радикальні конструкторські зміни, що виникли в ході реалізації проекту судна, впливають на витрати не пропорційно часу просування робіт, а по експонентному законі. Цим підтверджується необхідність прийняття на можливо ранньої стадії максимально можливого числа основних конструкторських рішень. У силу зростання частки вартості проектних і конструкторських робіт у виробничих витратах варто прагнути до прийняття конструкторами раціональних рішень за мінімальний час.
Цього можна досягти за допомогою систем, що дозволяють проаналізувати весь проект і його окремі частини, що забезпечують швидкий доступ до точної інформації. Саме таку можливість надають системи управління проектами у суднобудуванні, яка включає велику кількість підсистем, що контролюють окремі задачі.
1.2 Аналіз методів управління проектами
Технологія сітьового планування і керування (СПК), що є основою систем управління проектами у суднобудуванні, складається з наступних методів: метод діаграм Гантта і мережні методи планування.
Діаграма Гантта (рис. 1) уявляє собою лінійний графік, що задає терміни початку і закінчення взаємозалежних дій, що складають єдиний технологічний процес, який потрібно виконати для досягнення мети проекту. Основні недоліки методу діаграм Гантта: складність формалізації процедур їх (діаграм) аналізу; відсутність можливості встановлення залежностей між різними діями.
Рисунок 1 - Діаграма Гантта
До позитивних якостей варто віднести простоту і наочність. Сучасні системи планування використовують модифіковані діаграми Гантта, у яких перелічені вище недоліки більшою мірою усунуті.
До класичних методів у групі мережних методів планування відносяться:
- метод критичного шляху (Critical Path Method - CPM);
- метод аналізу й оцінки програм (Program Evalution and Review Techique-PERT).
1.2.1 Метод критичного шляху та основні параметри сітьового графіка
Застосування методу CPM дозволяє представити комплекс взаємозалежних дій у вигляді графічної нотації сітьової моделі - сітьового графіка. Сітьовий графік - це орієнтований граф без контурів. Орієнтовані дуги графа інтерпретують роботи. Вершини графа, з'єднані дугами, називають подіями (віхами). Та сама подія-вершина може служити початком одних і кінцем інших дуг-робіт. Подія виражає готовий результат: усі роботи, що входять у подію, кінчені. Вона також виражає логічний зв'язок між роботами, що полягає в тому, що роботи, що входять у дану подію, безпосередньо передують роботам, що виходять з нього; жодна вихідна з даної події робота не може починатися до закінчення всіх робіт, що входять у цю подію. Якщо робота не має попередньої, то вона виходить з події, що є початком проекту, тобто з події, що не має вхідних дуг. Роботи, що не передують ніяким іншим, входять у подію, що є кінцем проекту, тобто в подію, що не має вихідних дуг. Будь-яка інша подія має вхідні і вихідні дуги.
Основним параметром сітьового графіка є тривалість критичного шляху - самого тривалих зі шляхів від вихідної події до завершальної. Важливість критичного шляху визначається тим, що у випадку затримки виконання дій, що складають критичний шлях, затримується термін виконання всього проекту. Отже, щоб це не відбулося, виконанню даних дій варто приділити більш пильну увагу.
Сітьовий графік - наочне зображення проекту, що відображає технологічний взаємозв'язок між роботами. Початкова інформація про проект повинна містити перелік усіх робіт, послідовність їхнього виконання і тривалість кожної роботи.
До основних розрахункових параметрів сітьового графіка відносяться: t(Lкр ) - довжина критичного шляху; tp (i) - можливий ранній термін настання події i ; tn (i) - пізній припустимий термін настання події i ; P(i) - резерв часу події; tр.н. (ij) - можливий ранній термін початку роботи (ij ); tп.н. (ij) - пізній припустимий термін початку роботи (ij ); tр.о. (ij) - можливий ранній термін закінчення роботи (ij ); tп.о. (ij) - пізній припустимий термін закінчення роботи (ij ); Pп (i) - повний резерв часу роботи (ij ); Pс (i) - вільний резерв часу роботи (ij ).
Найбільш ранній термін здійснення події - це термін, необхідний для виконання всіх робіт, що передують даній події. Цей час знаходиться шляхом вибору максимального значення тривалості всіх шляхів, що передують даній події:
,
де t (L’max ) - тривалість максимального з попередніх події i шляхів.
Пізній припустимий термін настання події i - це такий термін здійснення події, перевищення якого викликає аналогічну затримку настання завершального події. Іншими словами, пізній термін настання події - це різниця між довжиною критичного шляху і максимальним по тривалості шляхом, що виходить з цієї подієї:
tn (i) = t(Lкр ) - t(L”max ),
де t (L”max ) - тривалість максимального з усіх шляхів, що починаються з події i.
Резервом часу події називається різниця між пізнім і раннім терміном настання цієї події:
P(i) = tn (i) - tp (i).
Резерв часу події показує, на який гранично припустимий період часу модно відстрочити настання цієї події без порушення термінів завершення розробки в цілому.
Вихідна і завершальна події сітьового графіка у всіх випадках не мають резервів часу. Крім того, резерв часу дорівнює нулю для всіх подій, що лежать на критичному шляху.
Ранній термін початку роботи (ij ) дорівнює ранньому терміну настання події і :
tр.н. (ij) = tp (i)
Знаючи ранній термін початку роботи і її очікувану тривалість t(ij ), визначають ранній термін закінчення роботи:
tр.о. (ij) = tp.н (ij) + t(ij).
Пізній термін закінчення роботи (ij ) визначається як пізній термін настання події j , тобто події, що є кінцевою для даної роботи:
tп.о. (ij) = tп. (j).
Знаючи пізній термін закінчення роботи й очікувану тривалість, можна визначити пізній термін початку цієї роботи:
tп.н. (ij) = tп.o. (ij) - t(ij).
Повний резерв часу роботи - це різниця між пізнім і раннім термінами початку чи, відповідно, закінчення цієї роботи. Він показує, на яку наявну величину запасу часу може бути збільшена тривалість даної роботи без зміни тривалості критичного шляху:
Pn (ij) = tn (j) - tp (i) - t(ij).
Вільний резерв часу роботи - це максимальна кількість часу, на яке можна збільшити тривалість роботи, не змінюючи при цьому термінів початку наступних робіт. Вільний резерв визначається по формулі
Pс (ij) = tр (j) - tp (i) - t(ij).

Внимание, отключите Adblock

Вы посетили наш сайт со включенным блокировщиком рекламы!
Ссылка для скачивания станет доступной сразу после отключения Adblock!

Скачать полную версию