Оптимізація синтезу пакувальних машин за критерієм ефективності

Abstract

У статті розроблено умови синтезу компонувань пакувальної машини на базі критеріальної оцінки окремих функціональних мехатронних модулів (ФММ), об’єднаних двома основними групами оцінок. Для цього було проведено математико-статистичний аналіз технічних і технологічних характеристик основних функціональних модулей пакувальних машин та застосовані методи математичного розрахунку показника загальної ефективності обладнання ОEE (Overall Equipment Effectiveness) з подальшою розробкою програми розрахунку ОЕЕ. Під комплексом технічних засобів розуміють сукупність технічних пристроїв, взаємозв’язаних між собою для виконання виробничого технологічного процесу пакування. Наведено аналіз ієрархічної структури окремої функціональної модульної підсистеми для ФММ машини пакування дрібно-штучних харчових продуктів. Відповідно до запропонованого прикладу проведено оцінювання за допомогою показника ОЕЕ технологічного процесу ФММ подачі рулонного пакувального матеріалу. Розроблено схеми та моделі реалізації багатоетапного покрокового багатокритеріального синтезу на прикладі ФММ подачі рулонного пакувального матеріалу для пакувальної машини із різними функціональними пристроями (ФПj), обґрунтовано доцільність їх використання для різних критеріїв задачі оптимізації. Також обґрунтовано використання критерію ОЕЕ, який має сукупні властивості і відображає узагальнену оцінку ФММі із максимінним (мінімаксним) критерієм за принципом компромісу, що ґрунтується на ідеї оптимальності ФММі машини для пакування харчових продуктів, при додаванні до її складу кожного наступного функціонального модуля. Проведено оптимізаційний синтез структури машини та ФММ протягування плівки для пакування дрібно-штучних виробів. Розроблено підпрограму-таблицю ПП Exel для розв’язання задач оптимізаційного синтезу у напівавтоматизованому режимі для вибору компоновки модулів у пакувальному обладнанні. Результати теоретичних досліджень є адекватними реальним технологічним процесам, що підтверджено експериментальними дослідженнями.

In this article, the conditions for the synthesis of the packaging machine layout were developed. Development was carried out by a criterion evaluation of individual functional mechatronic modules (FMM). These modules were combined with two main groups of evaluations, which are calculated by the cost program developed by the authors. The analysis of the hierarchical structure of an individual functional modular subsystem for the FMM packing machine for small-piece products was presented. In accordance with the proposed example, the evaluation of the overall efficiency of the equipment OEE (Overall Equipment Effectiveness) of the technological processin in FMM for feeding a roll packaging material was performed. On the example of the FMM for feeding a roller packaging material for a packing machine, which had different functional devices (FDj), schemes and models for implementing multi-stage step-by-step multicriteria synthesis were developed. It was also proved the feasibility of using such schemes and models for different criteria of the optimization task. The use of the OEE criterion, which has aggregate properties and reflects the generalized evaluation of the FMMi with maxmin (minmax) criterion on the basis of the compromise principle was substantiated. This principle is based on the idea of optimality of the FMMi of the food packaging machine, with the subsequent addition of each of the following functional module. The optimization synthesis of structures and machines FMM drawing film for packaging small-piece products was conducted. The subprogramme — the table in Exel Software for semi-automated mode solve the problems of synthesis optimization for selecting the layout of modules in the packaging equipmemt was developed. The results of theoretical research are adequate to actual technological processes, which is confirmed by experimental research.