Курсовая работа: Статистичне моделювання сітьового графіка побудови судна

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ  І НАУКИ УКРАЇНИ

УКРАЇНСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ МОРСЬКИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

імен адмирала Макарова

Кафедра Інформаційних Технологій

ЗАВДАНЯ

На курсову роботу з курсу

“Моделювання виробничих процесів у суднобудуванні”

Студент  5142 групи       Ковальов Д.В.

1)   Тема курсової роботи : Cтатистичне моделювання сітьового графіка побудови судна           .

2)   Основні початкові дані наведено у таблиці 1.

3)   Структура розрахунково-пояснювальної записки:

a)   Титульний лист;

b)   Завдання на курсову роботу;

c)   Анотація (українською, російською, англійською);

d)   Зміст;

e)   Перелік умовних означень;

f)   Вступ;

g)   Загальна частина (Розділ 1);

1)    Спеціальна частина (Розділ 2, 3);

i)    Висновки;

j)    Список використаної  літератури;

k)   Додатки.

4)   Дата видачі завдання “                ___            2006 року

5)   Строк здачі студентом готово роботи   “     ”           ____            2006 року

Керівник курсово роботи  Шнейдер  О. Б.

Студент                          н

 Таблиця 1 - Початкові дані

АННОТАЦИЯ

В данном курсовом проекте моделируется сетевой график (СГ) построения судна методом статистических испытаний.

В работе проводится разработка программного обеспечения, решающего две задачи:

1)      реализующего модель сетевого графика и позволяющего расчитывать временные параметры проекта, а также изображать модель в виде диаграммы Гантта;

2)      моделирующего  сетевой граф методом статистических испытаний.

Курсовой проект изложен на 41 страницах машинописного текста, содержит 5 рисунков, 3 таблицы, 1 приложение.

Работа выполнена на украинском языке.

АНОТАЦІЯ

В даному курсовому проекті моделюється сітьовий графік (СГ) побудови судна методом статистичних випробувань.

В робот проводиться розробка двох типів програмного забезпечення:

1)   того, що реалізує модель сітьового графіка і дозволяє розрахувати часов параметри проекту, а також зобразити модель у виді діаграми Гантта;

2)   того, що моделює  сітьовий графік методом статистичних випробувань.

Курсовий проект виконано на 41 сторінках друкованого тексту, містить 5 рисунка, 3 таблиці, 1  доданок.

Робота виконана українською мовою.

ANOTATION

The shipbuilding net graph modeling was done in the term work. It’s introduced with the purpose of reception of the maximal profit from work of some enterprise.

The work is done on 41 pages of the printed text, contains 5 illustrations. The work also has 1 appendices, which contain the text and results of performance of the program. For creation of this work were used three sources of information.

    The work is done in the Ukrainian language.

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

1.3   Вітчизняний закордонний досвід використання СУПС…………………...13

1.4   Змістовна 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 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 дозволя 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 ц 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

1.1.1  Аналіз процесу побудови судна як об’єкта управління

Структура виробничого процесу Р(I) виготовлення виробу I   у машинобудуванні і приладобудуванні визначена державними стандартами Єдино системи технологічної документації (ЕСТД) і є, як і структура виробу, рархічною.

Структуризація виробничого процесу Р(I) і визначаючої його організаційно 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 Тi, що складають нульову ступінь входження структури виробничого процесу;

,

,  ;  ,  де n, m - зміннi: n, m ³ 2;

 визначає сукупність технологічних операцій Тij,, 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 обмежен 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 рівн 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 інтеграц 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 специфічної, що формується в процесі функціонування систем і характеризу 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 процес виробництва.

1.1.3 Особливост 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:

² Проектування та побудова судів ведеться паралельно з робочим проектуванням та побудовою головного судна.

² Число конструктивних елементів та кількість технологічних змін досягає декількох тисяч.

² Необхідність в використанні спеціальних побудовочних місць.

² Число контрагентів (поставників), які приймають участь в побудові досягає декількох сотен.

² Номенклатура найменованій деталей та зборочних одиниць  досягає 106.

² Нерівномірність споживання матеріальних та трудових ресурсів.

² 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 задовольня 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:

²  Заготовчий період – частина ВВ, що включає роботи, як виконуються від початку обробки метала до початку зборки секцій та блоків. На протязі заготов чого періоду виготовлюють деталі корпуса судна, вузлові секц корпуса, труби, елементи систем, пристроїв, обладнання суднових приміщень.

²  Блочний період – частина ВВ, включає роботи, як 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.

²  Стапельний період – частина ВВ, включає роботи, як 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.

²  Добудовчий період – частина ВВ, включає роботи, як 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.

²  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 організац постачань і закупівель комплектуючих виробів, що дуже важко змінити, а також у виготовлені суднові конструкції, які дуже складно переробляти. Роботи ц дорогі, оскільки конструкторські рішення альтернативні, важливо переконатися, що всі основні рішення оптимальні і прийняті настільки вчасно, наскільки це дозволяє специфіка проекту судна.

Радикальн 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 можливост встановлення залежностей між різними діями.