Проектирование автоматизированнь2х станков и комплексов (831035), страница 44

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 44)

Тогдабезотказность работы этой АСС за t == 8 ч составитготовыхгибкие производственные-изделий;автоматический складТР-робот5Pr(t) = ПР;(8) =0,98 ·0,95 ·0,95 ·0,98 ·0,92 = О, 797.i= Iтранспортный21 О14. Проектирование автоматизированных станочных системВ случае параллельно включенных п шлифовальных станков вероятностьбезотказной работы АСС может быть вычислена по формулепP'i.(t) = ПР;=1-(1-Р)п,i=lгде Р -вероятность безотказной работы одного станка.Использование метода логических схем для расчета надежности рассмот­рим на примере ГПС, состоящей из двух ГПМ, координатно-измерительноймашины К.ИМ, АТСС и АСУ (рис.14.11,а). Из анализа структурной схемыможно сделать вывод, что все ее элементы влияют на надежность ГПС.Работа ГПС начинается с включения АСУ, далее работает АТСС, ГПМ1 ,ГПМ2 , а затем К.ИМ (рис.14.11, 6).Пусть АГПМ 1ГПМ 2~~]11iш!-событие, заключающееся вким1АСУ1Шg1rтсс1!i• • • • •t9аВзВ1В2В5АСУАТССким84бЕСЛИилиЕСЛИАЕСЛИвРис.14.11.Структурная схема ГПС (а), схема взаимодействияее подсистем(6) и логическая схема взаимодействия событий (в)14.3.

Расчетосновных napaiwempoв и характеристик станочных системтом, что ГПС полностью исправна и работает, а В1,211... , В5 - работоспособно­сти ее отдельных подсистем: АСУ, АТСС, ГПМ 1 , ГПМ2 , КИМ. Используялогические соотношения(операции)14.11, в).ИЛИ и ЕСЛИ, можно составить схемуреализации события А (рис.Выражение для определения безотказной работы ГПС на основе алгебрылогики будет иметь вид(14.7)где черточка над событиями В3 и В4 означает их отказ.Если в алгебраическом уравнении(14.7) заменитьсобытия А и В; их веро­ятностями, получим выражение для вычисления вероятности безотказнойработы всей системы:(14.8)Из этого уравнения можно определить вероятности четырех интересую­щих нас состояний: отказа, полностью исправного состояния и состояний с--отказами В3 и В4 •Например, если вероятности безотказной работы подсистем ГПС в тече­ние8 ч Р1(8) = 0,975, Р2(8) = 0,96, Р3 (8) = Р4(8) = 0,92(14.8), получими Ps(8)= 0,992, то,пре­образовав уравнениеPr (8) = 0,975 · 0,96 · 0,992 · (0,92 2 + 0,92 · 0,08 + 0,92 · 0,08) = 0,92.Тогда вероятность безотказной работы ГПС в течение8ч, когда не отка­зал ни ОДИН модуль,PL (8) = 0,975 · 0,96 · 0,922•0,992 = О, 78;вероятность отказа модулей Р3 и Р4Рз,4 (8)= О, 07,а вероятность отказа всей системыF(8) = 1-(0, 78 + 2-0,07) = 0,08.14.3.6.

Расчет АССс использованием теории массово.го обслуживанияТеория массового обслуживания-область прикладной математики, за­нимающаяся анализом процессов в системах производства, обслуживания иуправления,вкоторыходнородныесобытияповторяютсямногократно(например, на предприятиях машиностроения, в системах приема, переработ­ки и передачи информации; автоматических линиях производства и др.). Приэтом она опирается на теорию вероятностей и математическую статистику.Предметом теории массового обслуживания является нахождение зави­симостей между характером потока заявок, числом каналов обслуживания,производительностью отдельного канала и эффективностью для нахождениянаилучших путей управления этими процессами.21214.

Проектирование автоматизированных станочных системЗадача теории массового обслуживания-установить зависимость ре­зультирующих показателей работы системы массового обслуживания (веро­ятности того, что заявка будет обслужена; математического ожидания числаобслуженных заявок и т. д.) от входных показателей (количества каналов всистеме, параметров входящего потока заявок и т. д.). Результирующими по­казателями или интересующиминас характеристикамисистемы массовогообслуживания являются показатели эффективности, которые описывают,способна ли данная система справляться с потоком заявок.Задачи теории массового обслуживания носят оптимизационный характери в итоге содержат экономический аспект по определению такого вариантасистемы, при котором будет обеспечен минимум суммарных затрат от ожи­дания обслуживания, потерь времени и ресурсов на обслуживание и простоевканалов обслуживания.Система обслуживания считается заданной, если известны поток требова­ний и его характер, множество обслуживающих приборов, а также дисципли­на обслуживания (совокупность правил, задающих процесс обслуживания).Каждая система массового обслуживания состоит из какого-то числа об­служивающих единиц, которые называются каналами обслуживания.

В каче­стве последних могут фигурировать технологические машины, различныеприборы, промышленные роботы, выполняющие те или иные операции, ит. п. Всякая такая система предназначена для обслуживания какого-то потоказаявок, поступающих в какие-то случайные моменты времени.

Обслуживаниезаявок продолжается какое-то случайное время, после чего канал освобожда­ется и готов к приему следующей заявки. Случайный характер потока заявоки времени обслуживания приводит к тому, что в какие-то периоды временина входе системы скапливается излишне большое число заявок(онилибоставятся в очередь, либо покидают систему необслуженными); в другие жепериоды система массового обслуживания будет работать с недогрузкой иливообще простаивать.Процесс работы системы массового обслуживания представляет собойслучайный процесс с дискретными состояниями и непрерывным временем;состояние системы меняется скачком в моменты появления каких-то событий(прихода новой заявки; окончания обслуживания; момента, когда заявка, ко­торая долго не обслуживается, выбывает из очереди). Наиболее распростра­ненные компоновки токарных РТК приведены на рис.14.12.В компоновке РТК с транспортно-загрузочным роботом ТР, имеющимодно захватывающее устройство для заготовки или детали (см.

рис.14.12,а),робот обслуживает токарные станки С 1 , С2 , С3 , используя для этого цен­тральный накопитель ЦН заготовок и деталей. На рис. 14.12, 6 ТР имеет двазахватных устройства (для заготовок и деталей), которые он перемещаетпоочередно-одним захватным устройством снимает со станка обработан­ную деталь, а вторым-загружает на освободившийся станок новую заго­товку. Устройства П 1 , П2, П 3 (см. рис.14.12,в) осуществляют перезагрузку14.3. РасчетСШDшосновных napaiwempoв и характеристик станочных системшТР I!~шшТРашСШDш14.12.fЗУ®I !®ТРцн::,ICEJ®®®IвРис.fшfЗУQ}П2ТРIбшQ}П ,213гВарианты станочных систем при обслуживании трех станков однимтранспортным устройством:С 1 , С2 , Сз-станки; ЦН - центральный накопитель; ТР - транспортный робот; П 1 , П2 , П3 -перезагружатели; ЗУ -загрузочные устройства; К -кассетызаготовок и деталей и их временное хранение до момента обслуживаниятранспортно-загрузочным роботом.

Наконец, компоновка РТК, приведеннаяна рис.14.12, г,предусматривает наличие у каждого станка С 1 , С 2 , С 3 загру­зочных устройств ЗУ и кассет К для загрузки станков заготовками и одно­временного складирования в освобождающихся местах в кассетах обрабо­танных деталей.Чтобы установить структуру автоматического транспорта деталей в си­стеме и организацию ввода заготовок и вывода готовых изделий, нужноопределить, сколько станков может обслужить загрузочный робот. При мно­гостаночном обслуживании создаются условия для временных потерь наожидание обслуживания станков, если одновременно на нескольких позици­ях возникает потребность в новых заготовках. В этом случае загрузочныйробот может подать заготовку только на один станок, при этом остальныестанки вынуждены простаивать.При исследовании процессов обработки, загрузки-разгрузки заготовок идеталей, контроля смены инструмента и других затрат времени в пределахобработки одной заготовки можно использовать общее уравнение затрат вре­мени на выполнение одного цикла Т обработки:Т = l p.x + lx.xгде !с.ин, fс.заг -fк-и -+!с.ин+fк-и + fс.заг+fобсл,время на смену инструмента и заготовки соответственно;время выполнения контрольно-измерительных операций; fобсл -времяна ожидание обслуживания станков транспортно-загрузочным роботом.Различия в конструктивном исполнении РТК (см.

рис.14.12), в осуществ­лении на них загрузки-разгрузки, соотношении времени рабочих и холостыхходов, а также по ряду других факторов приводят к существенному измене-21414. Проектирование автоматизированных станочных системнию цикла обработки Т. Среднее время цикла Тер для п различных партий де­талей, обрабатываемых в РТК, можно определить по формуле1 пТер=- LТ;·п i ;]Средняя частота л поступления заказов на обслуживание станков транс­портно-загрузочным роботом будет определяться выражениемл = 1/Тер.Поскольку распределение заказов близко к распределению Пуассона,функция вероятности для заказов на обслуживание объектов РТК имеет видPk -_где т--"'/k .,l k -- 1, ...

, т,число объектов РТК.Вероятность р0 прир,'Iлkеk =О означает отсутствие заказов на обслуживание,вероятность одного заказа, Рт--одновременное требование на обслу­живание от всех т объектов РТК.Будем считать, что РТК с однозахватным загрузочным роботомрис.14.12,(см.а) представляет собой замкнутую систему, для которой характер­но следующее:каждая заявка станка на обслуживание удовлетворяется;в случае, когда загрузочный робот занят (т. е. обслуживает другой ста­нок), заявка ставится в очередь и станок ожидает, пока загрузочный робот неосвободится;загрузочный робот рассматривается как замкнутая система, так как числообслуживаемых станков и соответственно число заявок осуществляется в не­которой последовательности, при которой приоритет остается за ранее по­данной заявкой;при наличии нескольких неисполненных заявок устанавливается очеред­ность их исполнения;характер заявок и процесс обслуживания соответствуют марковскомупроцессу, а число обслуживающих устройств равно единице (форма WМ/1 втеории массового обслуживания).Соответствие марковскому процессу означает, что случайная выдача за­явки на обслуживание в определенный момент времениtoне зависит отпредыдущих заявок, т.

е. от течения процесса в предшествующий период.Продолжительность исполнения заявки может быть различной и являетсяслучайной величиной, не зависящей от числа ранее поданных заявок. Весьtпроцесс не зависит от того, что произошло ранее момента времени 0 .В РТК число заявок на обслуживаниеk =О,1, ...,т, поэтому возможныследующие состояния:Е0 -все станки работают, загрузочный робот стоит;Е1 -все станки, кроме одного, работают, загрузочный робот обслужива­ет станок, от которого поступила заявка на смену заготовок;14.3. РасчетЕ2 -основных napaiwempoв и характеристик станочных системработают т- 2215станка (на одном станке идет смена заготовки, ещеодин ожидает обслуживания);Е3 -работают т -3станка ( один станок обслуживается загрузочным ро­ботом, еще два ожидают в очереди исполнения заказа);Ет-все станки не работают( одинстанок обслуживается загрузочнымроботом, остальные ожидают очереди исполнения заказа).Вероятность того, что одно из этих состояний РТК к моменту времениt0изменится, зависит от следующих факторов:1)находится ли загрузочный робот в работе к моменту времениt0(поокончании обслуживания станка);2) поступает ли заказ на новое обслуживание после момента времени t0 ;3) какое время требуется для обслуживания заказов, поступившихпозднее.Вероятность перехода одного из возможных состоянийяниеEk зависитEi, ...

Характеристики

Список файлов книги