Przedstawiona praca stanowi zwieńczenie pięciu lat pracy autora. Rozprawa spaja, wokół analizowanego problemu badawczego, zagadnienia zarówno inżynierii zarządzania jak i sztucznej inteligencji. W efekcie zrealizowanych prac uzyskano kompleksową odpowiedź na pytanie jak zarządzać projektowaniem systemów montażu niezautomatyzowanego i uzasadnia, jakie aspekty można poprawić dzięki zastosowaniu synergicznego połączenia narzędzi sztucznej inteligencji oraz Technologii Grupowej.
Poprzez analizę literatury i własnych obserwacji autor szczegółowo określił czym jest projektowanie systemów montażowych niezautomatyzowanych i czym różni się ona od tradycyjnych systemów wytwórczych oraz systemów zautomatyzowanych. W pracy są informacje nt. filozofii Technologii Grupowej oraz wyjaśnienia dot. działań sieci neuronowych jako narzędzi analizy danych. Esencją pracy, a zarazem jej wartością dodaną, jest utworzona metodyka postępowania w postaci rozbudowanego kilku-poziomowego algorytmu projektowania oraz postępowania z narzędziem samoorganizującej się sieci neuronowej i jej mapy topologicznej, jej programowania, interpretacji wyników, odpowiedniej cyfryzacji danych na potrzeby projektowania systemów montażowych.
Celem główny rozprawy wynikającym bezpośrednio z tematu pracy jest.:
1. opracowanie metodyki wykorzystania narzędzi sztucznej inteligencji i Technologii Grupowej w zarządzaniu projektowaniem systemów montażu niezautomatyzowanego.
Dla celu głównego opracowano dwa cele szczegółowe:
1. integracja zastosowania sztucznych sieci neuronowych i Technologii Grupowej;
2. opracowanie algorytmu postępowania w zarządzaniu projektowaniem niezautomatyzowanych systemów montażowych przy wsparciu sieci neuronowych i Technologii Grupowej.
Wszystkie cele uznano za osiągnięte w wyniku realizacji przypisanych odpowiednio zadań tj.:
1. identyfikacja skali zastosowania Technologii Grupowej w środowisku produkcji montażowej;
2. zastosowanie sztucznej inteligencji w połączeniu z Technologią Grupową;
167
3. utworzenie modelu zarządzania projektowaniem systemów montażowych;
4. integracja narzędzi sztucznej inteligencji w procesie projektowania.
Stopień realizacji zadań i osiągnięcia wynikających z nich celów autor uważa za kompletny i potwierdzony w procesie weryfikacji następujących hipotez:
H1: Kryteria grupowania dla części montażowych w zastosowaniu Technologii Grupowej w projektowaniu systemów montażowych są niewspółmierne i wymagają kategoryzacji;
H2: W budowaniu SOM dla badanego zastosowania odpowiednia normalizacja danych wejściowych ma większe znaczenie niż odpowiednia parametryzacja struktury oraz metody uczenia sieci;
H3: Zastosowanie sieci samoorganizujących się zintegrowanych z metodami Technologii Grupowej jest skutecznym narzędziem w projektowaniu jednostek produkcyjnych 1 stopnia w systemach montażowych niezautomatyzowanych.
Każdemu zadaniu czy też procesowi weryfikacji hipotez przypisano odpowiednie metody i narzędzia badawcze przedstawione w tabeli nr 65. Ich realizacja pozwoliła przeprowadzić założony proces badawczy i wygenerować wyniki oraz wnioski. Tabela nr 65 przedstawia dodatkowo końcowy stopień realizacji zadań.
Tabela nr 65. Podsumowanie realizacji celów zadań i weryfikacji hipotez.
Cele szczegółowe prac Zadania Zastosowane narzędzie
oraz podjęte działania: Stopień realizacji
kwestionariusz ankiety,
analiza statystyczna:
procentowa wartość skupienia ankietowanej populacji w ocenie istotności zarówno celów jak i metod optymalizacji procesów montażu
metody inżynierii kreatywności,
analiza literaturowa,
zrealizowany
badanie eksperymentalne polegające na utworzeniu
analiza graficzna efektów działania powstałej sieci
168
Cele szczegółowe prac Zadania Zastosowane narzędzie
oraz podjęte działania: Stopień realizacji
analiza literaturowa wyników normalizacji
analiza macierzowa błędów topologicznych i
opracowanie ramowej sekwencji
odniesienie poziomów zarządzania do
odniesienie wyników mapowania do realiów produkcji montażowej
opracowanie zasad parametryzacji danych na różnych poziomach zarządzania
opracowanie zasad prioryteryzacji cech na
169
Cele szczegółowe prac Zadania Zastosowane narzędzie
oraz podjęte działania: Stopień realizacji modelu do modelu
tradycyjnego metodą Analitycznego Procesu Hierarchicznego_(AHP) Źródło: opracowanie własne.
Zrealizowane prace wpisują się w zidentyfikowane luki badawcze:
1. brak naukowego podejścia oraz niedostatek pozycji literaturowych dla metodycznego połączenia aspektów organizacji montażu i technologii grupowej;
2. brak badań naukowych określających sposób implementacji sztucznej inteligencji w projektowaniu jednostek produkcyjnych montażowych.
Zrealizowane w pracy badania pozwalają na sformułowane następujących wniosków ogólnych:
sieć Kohonena cechuje się niejednoznaczną zdolnością do grupowania modułów montażowych na podstawie kryteriów uznanych jako równoważne;
merytorycznie różne kryteria są jednakowe dla sieci Kohonena; oznacza to, że po normalizacji danych każde kryterium jest równoważne. Sieć w ten sposób buduje grupy wektorów (modułów) w sposób chaotyczny zestawiając ze sobą dane, które mogą być niezależne i wpływają na zupełnie inne obszary produkcyjne;
normalizacja danych stanowi najistotniejszy punkt w parametryzowaniu sieci.
Proces uczenia się i dostrajania sieci SOM oraz jego struktura nie wpływają istotnie na błędy kwantyzacji;
projektowanie różnych poziomów jednostek produkcyjnych wymaga zróżnicowanych założeń projektowych i kryteriów selekcjonowania wiedzy;
wykorzystanie sieci SOM w połączeniu z Technologią Grupową jest zasadne przy tworzeniu jednostek produkcyjnych I, II i III stopnia.
W ostatniej części pracy sformułowaną metodykę zarządzania projektowaniem systemów montażowych niezautomatyzowanych poddano wielokryterialnej analizie AHP i stwierdzono jej przydatność i wymierne korzyści.
Linie montażowe zaprojektowane zgodnie z opracowaną w tej rozprawie metodyką są zdolne (wynik średni dla 5 analizowanych przypadków) do:
170
5% skrócenia całego cyklu procesu montażowego;
11% redukcji liczby stanowisk roboczych;
10% redukcji zapotrzebowania na operatorów na liniach produkcyjnych;
8% redukcji wymaganych kosztów wyposażenia linii w maszyny i narzędzia przy zachowaniu stałego taktu wynikającego z zapotrzebowania rynku.
Autor na zakończenie zauważa możliwe, dalsze drogi rozwoju opracowanej metodyki stanowiące jednocześnie kierunki dalszych badań:
Integracja opracowanego algorytmu zarządzania projektowaniem z systemem informatycznym przyjaznym dla użytkownika (menadżerowie procesów montażowych czy menadżerów jednostek R&D). Przedstawiony w rozprawie proces zarządzania bez informatyzacji użytych metod i narzędzi, utworzenia funkcjonalnego i przyjaznego interface’u będzie bardzo czasochłonny i wymagający użycia znacznych zasobów ludzkich oraz zaawansowanej wiedzy zarówno menadżerskiej jak również programistycznej. Bez systemowego sformułowania działań i blokady wobec możliwości pomijania kroków w sekwencji metodyki może powodować błędy wnioskowania, a w konsekwencji brak realnych korzyści. Dla użytkownika końcowego sformułowanej metodyki znacznym wyzwaniem będzie jej szczegółowe poznanie i zrozumienie w sposób całkowity. System informatyczny wspomagałby zatem w unikaniu błędów metodycznych i skracałby czasochłonność wykonywania operacji obróbki i zbierania danych.
Transformacja topografii wygenerowanej w wyniku pracy sieci Kohonena na gotowy plan zagospodarowania obszaru produkcyjnego (layout). Metodyka opracowana w tej pracy pozwala na zdefiniowanie przepływu procesu montażowego. Następnym krokiem jest zagospodarowanie przestrzeni stanowisk pracy i narzędzi montażowych oraz wyposażenie logistyczne linii produkcyjnych.
Zadanie to byłoby ściśle zależne z informatyzacją transformacji topologii Kohonena na graficzną wizualizację hali produkcyjnej.
Analiza wpływu grupowania elementów montażowych na logistykę przedsiębiorstwa. Metodyka opracowana w pracy wykazuje wyraźny wpływ na zmianę zadań logistycznych i ergonomię stanowisk roboczych w przedsiębiorstwie (tabela nr 41.). Praca nie obejmuje jednak wartościowania takiego wpływu, ponieważ przedmiotem rozważań nie są wewnątrzsystemowe
171
łańcuchy logistyczne, lecz wskaźniki wartościujące efektywność produkcyjną systemu. Badanie zmian wskaźników logistycznych takich jak zagospodarowanie miejsc odkładczych lub wyznaczanie i harmonogramowanie łańcuchów dostaw części montażowych możne stanowić kolejny etap badań. W efekcie uzyskanych wyników należało by je uwzględnić w sposobie połączenia Technologii Grupowej i sieci Kohonena.
Realizacja dalszych badań i prac rozwojowych mogłoby przyczynić się do powstania funkcjonalnego systemu komputerowego, który zaproponowałby rozwiązanie w postaci zaprojektowanych linii montażowych. Obecne systemy takie jak Flexsim czy SCADA: CITECT lub ZenOn mają zdolność do wizualizacji i analizy stworzonych już systemów produkcyjno-logistycznych, ale nie potrafią zaproponować takiego systemu.
Ten kierunek badań autor uważa za niezmiernie innowacyjny, rozwojowy i godny uwagi.
172