Советов Б.Я., Яковлев С.А. Моделирование систем (2001) (1186219), страница 77
Текст из файла (страница 77)
МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРИ РАЗРАБОТКЕ ОРГАНИЗАЦИОННЫХИ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ СИСТЕМЭффективность работы АСОИУ существенно зависит от качества моделей, на базе которых реализуется процесс управления. В силу сложности объекта управления проводится его декомпозиция наотдельные части, т. е. выделяются функциональные подсистемы,включая такие, как технико-экономическое планирование, техническая подготовка производства, оперативное управление производством и т. д. [25, 29, 34, 52].Объект моделирования.
Рассмотрим одну из функциональныхзадач подсистемы оперативного управления основным производством. В качестве примера такой задачи можно привести задачу«Расчет плана сдачи и получения деталей в натуральном выражении».Решение этой задачи на ЭВМ полностью позволяет автоматизировать получение информации по расчету планов сдачи и деталейв натуральном выражении по цехам на год с разбивкой по кварталам и месяцам на предприятиях с подетальной системой планирования. Планы сдачи и получения деталей рассчитываются длявсех цехов-изготовителей и цехов-потребителей предприятия согласно технологическому маршруту.
Основу этих планов составляетразвернутый план потребности в деталях на товарный выпуск продукции, скорректированный с учетом величины плана изменениязаделов и компенсации неизбежных внутрипроизводственных потерь.На предприятиях с дискретным характером производства (например, крупносерийного и массового приборостроения и машиностроения) процесс движения изделий (деталей, узлов) состоит иззаготовительной, механообрабатывающей и сборочной стадий (рис.10.7).
Обычно стадии заготовки и сборки представляют собой детер331Поток покупных комплектующихизделийИПотоПоток СборочныйПотокЛЩЩэаготови«Амеханоа8ра5ателцехцех деталейпоставь>"<ьш W -^^\тывашщийизделийРис. 10.7. Структурная схема движения изделий в процессе дискретного производстваминированные процессы, а механообрабатывающее производствоимеет стохастическую природу. Фактически механообрабатывающие подразделения производства представляют собой некоторуюкибернетическую систему типа «черного ящика», на вход которогопоступает поток заготовок, а на выходе имеется поток партийготовых деталей.
Количество стандартных деталей в партии и время выпуска — случайные величины. Для сглаживания стохастичности и придания потоку партий деталей, поступающих на сборку,ритмичного характера заранее до начала планового периода устанавливаются заделы деталей.Под заделами (запасами) понимаются различного рода заготовки, покупные комплектующие изделия, готовые детали и т. д.,находящиеся на разных стадиях производственного процессав предназначенные для обеспечения бесперебойного хода работы наразличных его стадиях. Обычно выделяют следующие заделы: оборотные, представляющие собой запасы деталей, комплексующихизделий и т.
п., которые возникают из-за неполной согласованностивремени выполнения работы на отдельных линиях или рабочихместах; страховые (резервные), представляющие собой запасы,предназначенные для локализации непредвиденных перебоев и неполадок с тем, чтобы не дать им распространиться далее по направлению технологического маршрута.Для определения оптимального размера задела деталей в функциональной подсистеме оперативного управления основным производством АСУ предприятием решается соответствующая задача,в основе которой лежит модель, построенная на базе аналитического или имитационного подхода.Фрагмент производственного процесса, показывающего взаимодействие цеха 1 (механообрабатывающего) и цеха 2 (сборочного)через оборотный и страховой заделы, представлен в виде структурной схемы (рис. 10.8). В процессе производства возможны следующие ситуации: а) нормальная, когда детали из цеха 1 поступаютв оборотный задел (связь 1), а из оборотного задела — на сборку(связь J); в страховом заделе имеется полный запас деталей;б) аварийная, когда детали из цеха 1 не поступают, оборотныйзадел израсходован, а сборка в цехе 2 обеспечивается только за счетстрахового задела (связь 4); в) простойная, когда нет потока деталей332• Механоо5\ра5атыва\ющий цех I/ ^05оротный2^4заде/^^3Страховай заделУ^иРис.
10.8. Структурная схема взаимодействия механообрабатывающего и сборочного цеховиз цеха 1, а запасы деталей в оборотном и страховом заделахизрасходованы, т. е. цех 2 простаивает; г) переходная, когда в оборотном заделе имеются детали и он пополняется из цеха 1 (связь /),детали поступают на сборку (связь 3), а кроме того, идет комплектование страхового задела (связь 2).Формализация процесса функционирования объекта моделирования. Процесс поступления и потребления деталей в цехе 2 можноформализовать в виде Q-схемы (рис. 10.9).
Здесь И — источник;К — канал; Н — накопитель.Таким образом, процесс заготовки изделий для сборки (деталей,покупных комплектующих изделий) можно представить в виде некоторого источника (И), выдающего детерминированный потокпокупных комплектующих изделий и стохастический поток партийдеталей для сборки. В дальнейшем будем предполагать, что детерминированный поток покупных комплектующих изделий отсутствует, так как в общем случае он может быть рассмотрен как частныйслучай стохастического потока.
Тогда на выходе И будет иметьместо поток деталей на обработку, который описывается как количество единиц деталей q в партии, каждая из которых поступаетчерез Q часов.Процесс обработки в механообрабатывающем цехе 1 при наличии оборотного и страхового заделов можно представить в видеканала Kt с временем обработки бов = const и временем межоперационного пролеживания Qm=vai, т. е. время обслуживания каналом Kj составит Q1 = Qo6 + Qva, а также двух накопителей: Нх и Н2,причем в результате потерь от брака qe количество выпускаемыхдеталей qx является случайным.Детали после обработки поступают в накопитель Нх, емкостькоторого Li соответствует номинальному значению деталей в оборотном заделе L1 = Zo6.
При достижении номинального значения Lxдетали поступают в накопитель Н2, соответствующий страховомузаделу (если он нуждается в пополнении). При заполнении накопителя Н2, т. е. достижении величины L2, клапан на его входе блокируется, причем начальное значение LY в накопителе H t на планируемый период равно величине одной партии деталей, выпускаемыхиз канала К 1; а необходимое значение страхового задела L2 = Z„должно быть оценено в результате решения задачи.Процесс сборки изделий в сборочном цехе 2 можно представитьв виде канала К2, потребляющего q2 — const деталей через333интервалы времени Q2 ==const.
При нехватке деталейвоборотном заделе (накопиОг2 тель Hj) потребность дляIL—I^ ( к ^ сборки восполняется из страГ"^2Iхового задела (накопительН2) путем разблокировки соРис. 10.9. Представление фрагмента проответствующего клапана наизводства в виде Q-схемывыходе Н 2 .При недостатке деталей в оборотном и страховом заделах сборочный участок, т. е.
канал К2, простаивает до момента поступления из канала Кх необходимого числа деталей.Для возможности выбора необходимого значения оборотногозадела Lx определим вероятность простоя сборочного участка (канала К2) как функцию Ьг, т. е. вероятность Рщ.Таким образом, данная модель является двухфазной Q-схемойс двумя параллельными очередями во второй фазе обслуживанияи с наличием блокировок. При этом потоки поступления и обслуживания заявок имеют как детерминированный, так и стохастический характер. Учитывая сказанное, получение вероятности Рцр аналитическим методом в явном виде невозможно, поэтому воспользуемся методом имитационного моделирования наЭВМ.Для рассматривае(Пуск}мой модели производстенного процесса в ви/Ввод7/ исходных Iде Q-схемы имеют меI данных /сто два выходных потока: поток обработанУстановкаI наначальныхных изделий q2 и потокL Jусловийбракованных деталей q6.Представимпере г-„вг— J ОпределениеОбработкаменные и уравнения моближайшегозапускасобытияво 2-й цехдели в следующем виде:эндогенная переменОбработканая: Рщ, — вероятностьчезультагт.юделирвванияпростоя цеха 2; экзогенные переменные:10Q — интервал времениВыбад'езцлыпатовмежду запуском партийЪодблираНаншдеталей в цех 1; q —размер партий деталей,Останов jпоступающих на обработку в цех 1; Q t = 6o6 +Рис.
10.10. Укрупненная схема моделирующего+ был '— интервал вреалгоритма фрагмента производстваР1334мени между моментами выпуска деталей из цеха 1, гдебое — постоянное время обшработки; QMJt — время меж-2операциоиного пролежива- 10 ^ * > o \ Nния; qi = q—q6 — число выпускаемых деталей цехом 1, W1 \ \ " 0\где q6 = qFe — число бракоfl = 5fl\ 7 0\\ \\ванных деталей; Fe — доля1р .„.. 1i1 —бракованных деталей, котоJ0 W 5060 10вО 30 Z страя считается равномернораспределенной в интервале Рис.
10.11. Результат моделирования фрагмента производства(О, A); Q2 — интервал времени между запуском деталей в цех 2; q2 — количество деталейвпартиидляцеха2;ZCT —страховой задел, значение которого на начало года Z^; Z ^ — оборотный задел, значение которого на начало года ZOBO, уравнениемодели•* 1ф=•» Пр/^1Чгде Фг — годовой фонд времени; Тщ, — время простоя цеха 2 из-заотсутствия деталей. За интервал моделирования (0, 7) примемгодовой фонд времени Г=Ф Г =4080 ч.Моделирующий алгоритм. Укрупненная схема моделирующегоалгоритма фрагмента производства на уровне решения задачи определения страхового задела, т. е.
взаимодействия механообрабатывающего (цех 1) и сборочного (цех 2) цехов, представлена на рис.10.10.Результаты моделирования в виде зависимости Рщ, =f(Z„) для различных значений запуска приведены на рис. 10.11.Контрольные вопросы10.1. Какие освоение этапы моделирования системы можно выделить?10.2. Что представляют собой общие правила построения в способы реалиазцнимоделей систем?10.3. Как осуществляется переход от концептуальной к машинной модели системы?10.4.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
