pronikov_a_s_2000_t_3 (830968), страница 78
Текст из файла (страница 78)
рис.12.18). Один из них связан с планированием ресурсов ГПС во времени: это расписание во всевозможных модификациях. Другой же поток осуществляет пространственное планирование шагов заданий, в качестве которых выступают операции. Этот второй поток в том или ином варианте представляет собой план технологического процесса. Оба информационных потока независимы, но могут найти свое отражение и во всякого рода смешанных входных документах. В любом случае в модели оперативного управления какой-то из этих двух потоков может быть принят в качестве первичного (т.е. главного), и это определит саму концепцию управления.
Таким образом, существуют две ситуации, в которых основным является либо расписание, либо план технологического процесса. Если в качестве основного потока будет принято расписание (которое приобретает в этом случае характер управляющей программы ГПС), то 401 функции оперативного управления сведутся к управлению коллективом технологических алгоритмов, отраженных в управляющих программах ЧПУ. Соответствующей станет и цель оперативного управления: своевременная инициация управляющих программ ЧПУ согласно расписанию с одновременным -разрешением всех коллизий, возникающих из необходимости взаимодействия программ или из-за претензий на одни и те же ресурсы. Пусть основными полагаются планы технологических процессов.
Тогда функции оперативного управления будут сосредоточены на обеспечении шагов заданий (т.е. операций), выделенных из очередей планов технологических процессов (т.е. маршрутов) распределенными ресурсами (т.е. модулями). Математической моделью управления в этом случае будет система массового обслуживания, а само управление проявится в ведении очередей. Пусть основным потоком будет тот, который несет в себе информацию о расписании. Расписание выстраивает к модуля ГПС упорядоченные очереди шагов активных заданий, т.е. операций. (Под модулями понимаем модули хранения, транспортирования, ввода-вывода, технологический) Будем считать, что модуль программно защищен семафором Я';, где ~— порядковый номер модуля на участие.
Схема формирования очередей представлена на рис. 12.26. ° ° ° ° ° ° Ф ° Ф ° ° ° ° ° ° Э ° Э ° 1 ° ° ° Рис. 12.2б. Схема формирования очередей к гибкому производственному модулю из шагов отдельных заданий Одно и то же задание одновременно стоит в разных очередях и в разных местах этих очередей. Текущее состояние очередей будем полагать 402 состоянием расписания. Задания, многократно исполняемые на модуле, стоят в очереди в нескольких местах одновременно. Планы технологических процессов, будучи отраженными в подчиненном входном информационном потоке, представлены заданиями в виде последовательных перечислений используемых в технологических процессах модулей (рис.
12.27). В приведенном на рисунке примере подразумевается: А — модуль хранения;  — транспортный модуль; С, Х), Š— технологические модули. Каждое задание может быть представлено помимо перечисления модулей еще и набором технологических алгоритмов в виде МОЛЛ 0 А Рис.
12,27. Задания, представленные перечислениями модулей, используемых в технологических процессах управляющих программ ЧПУ, выполняемых квазипараллельно в рамках полного периода работы, задания. Каждая программа приписана одному шагу задания. В рамках программы осуществляется захват разделяемого ресурса, в качестве которого выступает деталь — объект задания. Деталь, как и любой разделяемый ресурс, программно защищена семафором БР~, где 1 — номер (имя) задания (рис.12.28).
Управление квазипараллельными программами относится к проблеме управления коллективом алгоритмов. В каждой программе коллектива выделена критическая секция, которая Рис. 12.28. Структурная схема притязаний управляющих систем ЧПУ (в составе расписаний модулей) на деталь как разделяемый ресурс 403 предполагает использование разделяемого ресурса — детали.
Остальная часть программы связана с выполнением независимых от этой конкретной детали действий. На рис.12.28 показана структура притязаний программ на разделяемый ресурс — деталь, причем критические секции заштрихованы. Коллектив, показанный на рис. 12.28, можно назвать «коллективом ®», поскольку от связан с «заданием (~)». При выборе расписанием пары (задание„модуль) управление передается монитору коллектива ®; а тот в свою очередь активизирует программу коллектива, которая соответствует модулю.
Если деталь для этого модуля освобождена из предыдущего шага технологического процесса, то семафор ЯР~ окажется открытым, и модуль приступит к работе. В противном случае модуль будет ожидать завершения предыдущего шага технологического процесса. Выполнение необходимых программных переходов и переКритческая ходов в состояние ожидания поддерживается соответствующей Юакрыль Л7 структурой монитора и критической секции (рис.12.29). Алгоритмический смысл операторов, обрамляющих монитор и критическую секцию, таков: ОлкОб!л7ь д'7 ОсдддАЙии дЗ Закрыть ЬХ 5У = 0; Открыть ЬХ ЯУ= 1, перейти к анаРис.12.29. Стр урымо оран крити- лизУ откРытых семафоРов типа ческой секции, поддерживающих про- ~~ ОгРалить ~~?: 1~ Я~ = 1 ~реп граммные переходы при управлении в ЯЭ: = 0 е1яе, перейти к анализу гибкой производственной системе открытых семафоров типа Я). Освободить ЯВ: Я) = 1, перейти к монитору.
При подобного типа управлении абсолютные метки времени, обозначенные расписанием, не используются. Однако они полезны для оценки расхождения между фактическими и расчетными процессами. Если это расхождение станет чрезмерным, дается команда на перерасчет расписания. Положим в качестве основного информационного потока планы технологических процессов. Они представляют собой множество заданий (маршрутов), выполнение шагов (операций) которых связано с захватом модулей.
Шаги заданий становятся объектами системы оперативного управления, для которой предметом анализа будут отношения шагов заданий к модулям, а не их отношения между собой. Шаги заданий первичны, а программы ЧПУ, связанные с их использованием, вторичны.
Для системы оперативного управления шаги заданий существуют в их состояниях (рис.12.30). К каждому модулю могут быть созданы очереди готовых, задержанных, приостановленных, ожидающих. Чтобы модуль не простаивал, должна быть по крайней мере создана очередь готовых. Очередь задержанных создает определенный резерв, и может оказаться полезным поддерживать ее непустой. Очередь приостановленных возникает при отказе модуля или запуске внеочередных заданий. Очередь готовых должна быть выстроена согласно расписанию.
При этом имеют значение не абсолютные метки времени запуска шага задания на Монитор 404 Рис. 12.30. Состояния шагов заданий с позиций системы оперативного управления гибкой производственной системой модуле, а отношения предшествования. Если фактическая структура очереди готовых не отвечает расписанию, оно должно быть перерассчитано. Одна из модификаций рассмотренного метода указывает на способ организации размещения и движения очередей. Для ГПС вводят понятие «место», которое принадлежит одному из следующих типов: входное место ГПС, место в локальном накопителе ГПС, место на складе, входное место ГПМ.
Все места имеют свое имя, а каждое конкретное место пребывает в одном из трех состояний: свободно, зарезервировано и свободно, зарезервировано и занято. Переходы между свободным и занятым состояниями представляют собой «события». Таким образом, основных событий два: место занято, место свободно. Работа системы оперативного управления состоит в получении сообщений о событиях, в обработке сообщений, в формировании команд, содержанием которых являются директивы относительно смены мест.
Попадание в рабочее место модуля означает передачу управления системе нижнего уровня для выполнения очередного шага задания. Работа системы управления рассмотрена ниже. Пусть занято входное место ГПС, тогда для детали определяется следующая операция и выбирается подходящий ГПМ; устанавливается имя очереди к накопителю ГПМ, а сама деталь включается в эту очередь; определяется целевое место детали; управление передается транспортному модулю. Пусть занято входное место ГПМ, тогда деталь исключается из очереди к ГПМ, а управление передается системе нижнего уровня (т.е. системе самого модуля). 405 щественно возрастает, что учитывается соответствующим тарифным коэффициентом.
К третьей категории относятся фоновые заказы, некритичные ко времени запуска в производство. И г Определим функцию ресурсов Л, ® цеха как Л, = — ~Т(г)], где Т(г)— И1 станкоемкость цеха (с размерностью времени); ~ — текущее время на горизонте планирования. Определим функцию потребляемых заказом г ресур- И сов Л,(г) как Л,. = — [Т,.О)], где Т(~) — станкоемкость заказа.
Определим ' А~, средний потребляемый заказом ~ ресурс Л, как Л,. = — )Лф(Аг), где Лг;— Фо расчетное время выполнения заказа. Управление цехом состоит в наиболее эффективном использовании его ресурсов Яо с учетом ограничений, связанных с параметрами заказов. Существует необходимость в целенаправленном поддержании баланса между Ллг) и ~~Л,. (г).
При планировании и исполнении заказов возникают четыре задачи: воспрепятствовать превышению резерва цеховых ресурсов; выровнять распределение заказов, смещая их с пиковых по загрузке интервалов времени в менее напряженные интервалы; удовлетворить требованиям дифференцированных тарифов, когда некоторым заказам предоставляется наименее дефицитное время ~например, ночное), но по льготным тарифам; обеспечить продвижение запланированных заказов в реальном времени. Система управления цехом распадается на две части: систему оперативного планирования и систему управления в реальном времени (см. рис. 12.33).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
