Моделювання розташування віртуального розподіленого виробництва в умовах обмежених можливостей розвитку підприємства

Abstract

Ставиться та вирішується задача дослідження підприємств при розміщенні їх на нових площах. Актуальність задачі пов’язана з моральним та фізичним старінням виробничих систем, що призводить до необхідності їх модернізації та реінжинірингу. Для розвитку підприємства потрібні нові площі для розміщення сучасного технологічного обладнання. Через диверсифікацію діяльності підприємства і появи нових замовлень доцільно на нових площах розміщувати сучасні виробничі лінії з високим ступенем автоматизації. Вимоги щодо організації нових виробництв, з урахуванням концепції Industry 4.0, призвели до створення підприємств у вигляді віртуальних виробництв, які орієнтовані на створення нових інноваційних виробів. Ціллю роботи є розробка моделей раціонального розміщення віртуального виробництва на нових площах в умовах обмежених можливостей підприємства. З-за складності задачі, що вирішується, дослідження проводиться у три етапи: оптимізація розміщення на земній поверхні; формування комунікаційної інфраструктури віртуального виробництва; моделювання виробничого циклу віртуального підприємства. Раціональне розміщення віртуального виробництва проводиться з використанням як локальної, так і багатокритеріальної оптимізації. Для формування комунікаційної інфраструктури віртуального підприємства здійснюється вибір оптимальної траси прокладки магістралі. Моделювання виробничого циклу здійснюється з урахуванням часових затримок та черг при виконанні технологічних операцій. Новим науковим результатом є рішення задачі розміщення віртуальної виробничої системи на земній поверхні з урахуванням запропонованих показників та обмежень, які включають вартість оренди (придбання) земельних ділянок, а також витрати, пов’язані з проведенням земельних та будівних робіт. Використані математичні методи: цілочисельна оптимізація, імітаційне моделювання, агентне моделювання.

The task to research the enterprises when locating them in the new areas is posed and solved. The relevance of the problem is related to both moral and physical aging of production systems, which leads to the need for their modernization and reengineering. For the development of the enterprise, new areas are required to accommodate modern technological equipment. Due to the diversification of the company's activities and the appearance of new orders, it is advisable to place modern production lines with a high degree of automation in new areas. The requirements for the organization of new industries, taking into account the concept of Industry 4.0, have led to the creation of enterprises in the form of virtual industries focused on the creation of new innovative products. The aim of the work is to develop models for the rational location of virtual production in the new areas in conditions of limited enterprise capabilities. Due to the complexity of the problem being solved, the study is carried out in three stages: optimization of location on the earth's surface; creation of the communication infrastructure for virtual production; simulation of the virtual enterprise production cycle. The efficient location of virtual production is carried out using both local and multicriteria optimization. In order to create the communication infrastructure of the virtual enterprise the selection of the optimal route for highway laying is carried out. Simulation of the production cycle is carried out considering time delays and queues when performing technological operations. The new scientific result is the solution of the problem of virtu al production system locating on the earth's surface, taking into account the proposed indicators and restrictions, which includ e the cost of land plots renting (acquiring), as well as the costs associated with earth and construction works. Mathematical methods were used: integer optimization, simulation modeling, agent-based modeling.