Сущность поиска оптимального структурно-компоновочного решения заключается в следующем. Для изготовления изделий возможно множество G{g1,g2,…,gn} вариантов компоновочных решений, которые можно разделить на несколько видов: однопозиционное технологическое оборудование многопозиционное технологическое оборудование g2, система из многопозиционного оборудования (линии) g3. На первом шаге выбирают вид компоновочной схемы с минимальным значением выбранного критерия, для которого будет продолжаться поиск. С этой целью для каждого из трех видов разрабатывают варианты с максимальной (параллельной или параллельно-последовательной) концентрацией переходов в операции, обеспечивающие минимальные значения станкоемкости изготовления изделий и числа оборудования для полного их изготовления.

Для каждого вида компоновочного решения производят расчет приведенных затрат по формуле

где N — годовой объем выпуска изделий; m — общее число концентрированных операций изготовления изделий; ?, ? — коэффициенты доплат и накладных расходов в относительных единицах; S₀ — минутная заработная плата оператора; Tиi — трудоемкость изготовления i-го изделия; Ai — годовые затраты на оборудование; аi — число однотипного оборудования на каждой операции; Ен — нормативный коэффициент экономической эффективности.

Трудоемкость изготовления изделия Tи = Tс / f, где Тс — станкоемкость выполнения операции или время цикла работы станка; f > 2 — коэффициент многостаночного обслуживания.

Так как расчеты выполняют на ранних этапах проектирования и они носят укрупненный характер, в них не учитывают затраты на электроэнергию и инструмент, отнесенные к единице продукции, амортизационные отчисления рассчитывают по нормативным коэффициентам в зависимости от стоимости. Аналогичным образом учитывают и затраты на текущий ремонт и обслуживание, не учитывают сумму удельных потерь времени вследствие отказов оборудования, замены и настройки инструментов, ожидание наладчика.

На последующих шагах поиска производят выбор класса и группы выполнения операции из генерируемых вариантов. Этот выбор может быть выполнен по уточненному критерию с учетом всех вышеперечисленных факторов. При этом оптимальный вариант структурно-компоновочного решения не всегда будет иметь параллельную структуру выполнения операции. Разница между максимальной и оптимальной концентрацией тем больше, чем сложнее рассматриваемое оборудование и чем меньше объем выпуска изделий. При выборе оптимального варианта следует учитывать конкурирующие варианты и поэтому можно воспользоваться результатами предыдущих расчетов.?

Целенаправленный поиск оптимального структурно-компоновочного решения технологического оборудования позволяет сократить число рассматриваемых вариантов структуры выполнения операций, причем на последних шагах поиска используют уточненный критерий. Все это приводит к значительному сокращению трудоемкости проектных работ.

При окончательном выборе структурно-компоновочной схемы технологического оборудования необходимо учесть ограничения, накладываемые конструкцией изготовляемых изделий (например, минимально возможное расстояние между шпинделями в многошпиндельной головке, доступность для обработки или сборки с одного установа и т. п.), технологическую последовательность выполнения операции и жесткость технологической системы, обеспечивающие выполнение требований к качеству изготовляемых изделий, надежность и габаритные размеры технологического оборудования. При начальных стадиях проектирования учесть эти ограничения невозможно вследствие значительного усложнения целевой функции, по которой просчитывают множество вариантов проектных решений.

Принятие оптимального решения по выбору компоновочного варианта технологического оборудования может осуществлять ЭВМ, выполняющая как расчетные работы, так и моделирование процессов изготовления изделий. Вследствие сложности формализации сквозного проектирования автоматических линий ЭВМ чаще всего используют в режиме диалога специалиста-технолога и ЭВМ. При этом творческие вопросы проектирования решает технолог, а рутинные вычислительные работы, оценку решения и определение направления поиска оптимального варианта выполняет ЭВМ.