Сотрудники факультета вычислительной математики и кибернетики МГУ имени М.В. Ломоносова разработали новую математическую модель, которая позволяет оптимально планировать работу производственных установок, даже если требуется их временное отключение или изменение режима работы. Эта разработка учитывает особенности современного производства и может быть использована в разных отраслях, включая химическую промышленность и энергетику.
Модель направлена на определение оптимального плана управления производством, обеспечивающего выпуск требуемого количества продукции всеми установками, функционирующими по различным рецептурам, в заданный период времени. Отличительной особенностью предложенного подхода является возможность включения в план переходов между режимами работы и периодов полной остановки оборудования, при этом обеспечивается точный учёт материального баланса сырья и готовой продукции на каждом этапе.
«При создании производственных графиков необходимо не просто распределить нагрузку, но и определить моменты, когда можно временно остановить работу оборудования, не рискуя нарушить план производства продукции и потребления сырья. Разработанные алгоритмы позволяют с высокой точностью оценить возможность отключения оборудования в заданный период времени», — рассказывает Надежда Петровна Савенкова, один из авторов работы — ведущий научный сотрудник лаборатории математического моделирования, входящей в состав физического факультета МГУ.
При моделировании были учтены фактические технологические характеристики, режимы работы оборудования и логистика транспортировки продукции. Детально проанализированы изменения в мощности установок и переходы между различными рецептурами, что позволяет с высокой точностью спрогнозировать поведение системы в рамках периода планирования.
«Даже небольшая остановка оборудования способна отразиться на реализации производственного плана. Наша модель позволяет заблаговременно установить, в какие периоды времени это возможно, а в какие — недопустимо, — поясняют доцент кафедры оптимального управления Людмила Анатольевна Артемьева и ассистент кафедры Андрей Александрович Дряженков.
Благодаря возможности настройки под различные технологические процессы и производственные графики, модель является универсальным решением для цифрового планирования. В дальнейшем планируется включить разработку в состав программных комплексов, используемых для автоматизации промышленных предприятий.
«Современная промышленность предъявляет высокие требования к гибкости. Предприятия должны обладать способностью приспосабливаться к меняющимся внешним факторам, начиная от технического обслуживания и заканчивая нестабильностью в поставках. Мы предлагаем им математический инструмент, который позволит решать эти задачи без убытков», — отметил Андрей Юрьевич Мокин, доцент кафедры вычислительных методов ВМК МГУ.
В исследовании приняли участие сотрудники ВМК МГУ, а именно кафедры оптимального управления, кафедры вычислительных методов и лаборатории математического моделирования в физике.