99401

Моделирование работы транспортного цеха

Курсовая

Производство и промышленные технологии

Задачей моей курсовой работы является разработка имитационной модели работы транспортного цеха. Главная ценность имитационного моделирования состоит в том, что в его основу положена методология системного анализа. Она дает возможность исследовать проектируемую или анализируемую систему по технологии операционного исследования

Русский

2016-09-12

131 KB

0 чел.

13

Волжский университет имени В.Н.Татищева

Факультет “Информатика и телекоммуникации”

Кафедра “Информатика и системы управления”

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине: “Моделирование процессов и систем”

Тема: “:Моделирование работы транспортного цеха ”

Выполнил:     

                             

Преподаватель:

Тольятти

2004

Задание на курсовую работу по дисциплине «Моделирование процессов и систем»

Студенту гр._____________________________________________

Тема курсовой работы: Моделирование работы транспортного цеха.

Задание: Разработать имитационную модель работы транспортного цеха.

Исходные данные:

Транспортный цех обслуживает три филиала А, В и С. Грузовики перевозят изделия из А в В и из В в С, возвращаясь потом в А без груза. Погрузка изделий в филиале А занимает 20 мин, переезд из А в В длится 30 мин, разгрузка и загрузка в филиале В – по 20 мин, переезд в С – 30 мин, разгрузка в С – 20 мин и переезд в А – 20 мин. Если на момент загрузки в филиалах А и В изделия отсутствуют, грузовики уходят дальше по маршруту пустыми. Изделия в А выпускаются партиями по 1000 шт. через 20+- 3 мин, в В – такими же партиями через 20 +- 5 мин. На линии эксплуатируются восемь грузовиков, каждый может перевозить по 1000 изделий. В начальный момент четыре грузовика находятся в А, четыре – в В.

Цели моделирования:

Определить частоту пустых перегонов грузовиков между филиалами А и В, В и С. Промоделировать работу транспортного цеха на протяжении 1000 ч.

Оглавление.

[1] 1. Постановка задачи.

[2] 2. Анализ возможных методов решения поставленной задачи.

[3] 3. Разработка концептуальной модели.

[4] 4. Выбор программных средств моделирования.

[5] 5. Разработка структурной схемы имитационной модели и описания ее функционирования.

[5.1] Филиал А, является накопителем

[6] 6. Организация экспериментов с моделью, анализ и оценка результатов

[7] 7. Выводы и рекомендации по использованию модели

[8] Список литературы

1. Постановка задачи.

Задачей моей курсовой работы является разработка имитационной модели работы транспортного цеха. Главная ценность имитационного моделирования состоит в том, что в его основу положена методология системного анализа. Она дает возможность исследовать проектируемую или анализируемую систему по технологии операционного исследования, включая такие взаимосвязанные этапы, как содержательная постановка задачи; разработка концептуальной модели; разработка и программная реализация имитационной модели; оценка адекватности модели и точности результатов моделирования; планирование экспериментов; принятие решений. Благодаря этому имитационное моделирование можно применять как универсальный подход для принятия решений в условиях неопределенности и для учета в моделях трудно формализуемых факторов.

Целью моей работы является определение частоты пустых перегонов грузовиков между филиалами А и В, В и С с возможностью дальнейшей ее минимизации.

2. Анализ возможных методов решения поставленной задачи.

Данная модель может быть разработана с использованием любых типовых схем моделирования. Но лучше всего при разработки данной модели использовать математическую Q-схему, так как она предназначена для описания систем массового обслуживания.

Q-схема относится к непрерывно-стохастическим моделям, где непрерывность определяется реальным временем функционирования модели, а стохастичность случайными характеристиками входных потоков.

Базовой математикой является теория массового обслуживания и теория очередей, использующие аппарат теории вероятности и свойства агрегативности у моделей обработки очередей.

Элементарная Q-схема имеет 2 компонента:

  1.  накопитель, характеризующий обработку приема потока заявок.
  2.  канал обслуживания, описывающий обработку потока заявок в соответствии с информацией потока обслуживания.

Выходная информация определяется целями моделирования и не зависит от алгоритмов обработки входных потоков.

Проблемой непрерывных моделей остается стимуляция реального времени на дискретном множестве событий. Преобразования непрерывности времени, связаны с процедурой прохождения заявки по схеме, имеет разные реализации в дискретном виде. Данные реализации связаны с объектом моделирования и целями моделирования. Данная проблема решается введением в систему дополнительных ограничений, позволяющих учитывать разность между реальным и модельным временем.

Процесс функционирования схемы в теории массового обслуживания имеет 2 шкалы:

  1.  момента времени, как характеристика процесса

    2.  момента времени, как характеристика изменения состояния элементов             схемы.

Поэтому динамика модели напрямую связана с взаимосвязанными алгоритмами обработки входных потоков, изменяющими при этом состояние системы в целом.

Цели моделирования определяют выходную информацию:

  1.  поток не принятых заявок. Этот поток связан с емкостью накопителя.
  2.  поток не обслуженных заявок, связан с каналом обслуживания, критичен к интервалу времени обслуживания.
  3.  поток обслуженных заявок, связан с производительностью накопителя и каналом обслуживания.

3. Разработка концептуальной модели.

Как уже было сказано выше -  целью данной курсовой работы является разработка имитационной модели работы транспортного цеха. С последующим определение частоты пустых перегонов грузовиков между филиалами А и В, В и С, которые уезжают без груза. Также требуется промоделировать транспортного цеха на протяжении 1000 часов.

Для наглядности представим структурную схему нашего процесса (рис.1).

t=20+-3

                   Филиал А   1                      Филиал B    2                    Филиал C      3  

                                                                                                               

                                                                      t=20+-5

                                

Рис. 1.

Таблица определений.

Название объекта

Описание объекта

t =20+-3

Время поступления изделий в филиал А

t=20+-5

Время поступления изделий в филиал В

1

Переезд грузовиков из филиала А в филиал В

2

Переезд грузовиков из филиала В в филиал С

3

Переезд грузовиков из филиала С в филиал А.

Таким образом, входным потоком будут изделия, выпускающиеся в филиале А и филиале В, а выходным – пустые грузовики.

Критерием эффективности данной модели будет частота пустых перегонов грузовиков между филиалами А и В, В и С. Таким образом, чем меньше будет пустых грузовиков переезжающих из А в В, и из В в С, тем эффективней будет разработанная модель системы.

4. Выбор программных средств моделирования.

В качестве программы моделирования самой задачи на мой взгляд наиболее удобно использовать программу GPSSPC которая на языке программирования GPSS позволяет быстро смоделировать процесс работы моего транспортного цеха. Немаловажным фактором использования данного метода является удобная отладка модели, также с помощью дополнительных графиков вызываемых командами (alt+F и alt+B) можно наглядно увидеть работу модели и устранить ошибки которые могут возникнуть в процессе работы.

Основной критерий выбора данного метода решения поставленной задачи является  совместимость его с теорией массового обслуживания и очередей, а также наличие инструментов для решения задач связанных с ними. К ним относятся средства генерации случайных чисел и переменных, возможность отладки и изменения алгоритма во время работы, отображение статистических данных по работе модели и многое другое помогающее организовать вычислительный процесс.

5. Разработка структурной схемы имитационной модели и описания ее функционирования.

Для описания имитационной модели в моём случае исходя из выше перечисленных пунктов рационально использовать Q схему для данной модели и по ней наиболее удобно в дальнейшем будет построить модель в gpss.

Рассмотрим Q-схему данной модели. Она изображена на рисунке 2.

                                                    t1                                                   t2

                                                    K1                                                    K5

                                                    K2                                                   K6

     D            HA                                                   HB                                                       HC

                                                    K3                                                    K7

                                                     

                                                    K4                                                    K8

                                                                          

Рис 2.

Таблица определений.           

Название объекта

Описание объекта

НА

Филиал А, является накопителем

НВ

Филиал В, является накопителем

НС

Филиал С, является накопителем

D

Время поступления изделий в НА равное 20+-3

К1, К2, К3, К4

Перевоз груза из НА в НВ за время t1=70

К5, К6, К7, К8

Перевоз груза из НВ в НС за время t2=70

К1, К2, К3, К4, К5, К6, К7, К8

Емкость равна 1000 изделий

Программная часть написанная на языке gpss выглядит так:

10          GENERATE     20,3       ; В филиале А генерируются изделия

20          QUEUE        H1             ; В филиале А образуется очередь

30          SEIZE        K1                ; Занять К1

40          DEPART       H1            ; K1 покидает очередь

50          ADVANCE      70          ; Задержка на переезд

60          RELEASE      K1           ; Освобождаем К1

70          TERMINATE            

80          GENERATE     20,3       ; В филиале А генерируются изделия     

90          QUEUE        H1              ;В филиале А образуется очередь

100          SEIZE        K2               ; Занять К2

110          DEPART       H1           ; K2 покидает очередь

120          ADVANCE      70         ; Задержка на переезд  

130          RELEASE      K2           ; Освобождаем К2  

140          TERMINATE               

150          GENERATE     20,3      ; В филиале А генерируются изделия        

160          QUEUE        H1             ; В филиале А образуется очередь

170          SEIZE        K3                ;  Занять К3

180          DEPART       H1            ; Освобождаем К3

190          ADVANCE      70          ;Задержка на переезд      

200          RELEASE      K3           ; Освобождаем К3

210          TERMINATE                   

220          GENERATE     20,3      ; В филиале А генерируются изделия           

230          QUEUE        H1             ; В филиале А образуется очередь     

240          SEIZE        K4                ; Занять К4   

250          DEPART       H1            ; K4 покидает очередь   

260          ADVANCE      70          ;Задержка на переезд   

270          RELEASE      K4           ; Освобождаем К4

280          TERMINATE            

290          GENERATE     20,5       ; В филиале B генерируются изделия     

300          QUEUE        H2              ; В филиале B образуется очередь

310          SEIZE        K5                 ; Занять К5     

320          DEPART       H2             ; K5 покидает очередь     

330          ADVANCE      70           ;Задержка на переезд

340          RELEASE      K5            ; Освобождаем К5

350          TERMINATE            

360          GENERATE     20,5       ; В филиале B генерируются изделия  

370          QUEUE        H2              ; В филиале B образуется очередь    

380          SEIZE        K6                 ; Занять К6    

390          DEPART       H2             ; K6 покидает очередь

400          ADVANCE      70           ; Задержка на переезд  

410          RELEASE      K6            ; Освобождаем К6

420          TERMINATE            

430          GENERATE     20,5       ; В филиале B генерируются изделия  

440          QUEUE        H2              ; В филиале B образуется очередь    

450          SEIZE        K7                 ; Занять К7

460          DEPART       H2             ; K7 покидает очередь   

470          ADVANCE      70           ; Задержка на переезд

480          RELEASE      K7            ; Освобождаем К7

490          TERMINATE            

500          GENERATE     20,5        ; В филиале B генерируются изделия     

510          QUEUE        H2               ; В филиале B образуется очередь      

520          SEIZE        K8                  ; Занять К8

530          DEPART       H2               ; K8 покидает очередь   

540          ADVANCE      70             ;Задержка на переезд   

550          RELEASE      K8              ; Освобождаем К8

560          TERMINATE  

6. Организация экспериментов с моделью, анализ и оценка результатов

Основная цель планирования экспериментов - изучение поведения моделированной системы при наименьших затратах на экспериментирование. Поэтому оговорим некоторые особенности модели. У нас филиалы А и В работают синхронно простои образуются по вине медленном производстве деталей в филиалах А и В на рисунке 3 видна величина простоя грузовиков по сравнению с перевозом груза.

Чтобы обеспечить эффективную работу всей системы время производства деталей в филиалах А и В должно быть минимальным. В филиале А и В должна быть равна 15 минутам. Здесь мы видим что простой уже меньше. Если же мы сделаем  еще и переезд грузовиков будет составлять 50 мин то получим такую картину рисунок 4, здесь у нас получается меньше простоя. Точность результатов данной модели является достаточной чтобы использовать её для увеличения эффективности работы смоделированной нами модели.

рис. 3

рис. 4

7. Выводы и рекомендации по использованию модели

Данная модель является простым в использовании и анализе средством моделирования процесса работы транспортного цеха. После проведения эксперимента можно дать рекомендации по увеличению производительности и эффективности работы цеха, они заключаются в том чтобы уменьшить время производства изделий и время переезда из одного филиала в другой, точнее чтобы филиал В стабильно производил изделия за 15 минут, а время переезда составляло 50 мин. Если выполнить эти рекомендации, то мы получим модель более эффективной работы транспортного цеха.

Список литературы

Девдориани А.С., Грейсух В.С. Поль кибернетических методов в изучении преобразований природных комплексов М.: Известия

Кочергин А.Н. Моделирование мышления М.: Наука, 1969

Михай Н.Г., Граневский В.В. Методологические и мировоззренческие проблемы естественнонаучного знания Кишинев: Шнитица, 1987

Фролов И.Т. Гносеологические проблемы моделирования М.: Наука, 1961 год.

Штофф В.А. Моделирование и философия М.: Наука, 1966

Эксперимент. Модель. Теория. М.- Берлин: Наука, 1982


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

59733. Свято весни. Методична розробка уроку 40.5 KB
  Здрастуй день і здрастуй сонце ясне Промені червоні вище підіймай Хай земля всміхається прекрасна Виграє веселкою весна. В сиву давнину пора року весна відзначалась великою кількістю розмаїтих обрядів ігор пісень.
59734. Інсценівка для дітей. На лісовій галявині 40.5 KB
  На сцені розкладені вирізані з паперу квіти, на кожній квіточці — цукерка. Це галявина. На галявину вибігає дівчинка, одягнена в одяг жовто-брунатного кольору, на голові великий жовтий бант. Це — Бджілка. В руці кошик. Вона побачила квіти і (почала збирати цукерки-нектар).
59735. Олександр Олесь «Печенізька облога Києва» 34.5 KB
  Олександр Олесь Печенізька облога Києва. Виразне читання поезії Олександра Олеся Печенізька облога Києва. Розкажіть про становище Києва в облозі.
59736. Разработка приложения, поддерживающего диагностику электрических линий и устройств для легковых автомобилей 8.07 MB
  При современном развитии техники и технологии идет непрерывный процесс совершенствования как самой продукции, так и средств ее производства. Появляются новые системы САПР и модернизируются старые, максимально упрощая путь от идеи до готового изделия
59737. Сценарій до свята Святого Миколая 46 KB
  Ангел: Як же Миколай святий Знайде стежку до дітей Вітер вбігає з метлою: Не турбуйтесь слуги Божі Вітер радо вам поможе. Виходять з санчатами Яринка та Тарасик Яринка: Чом Тарасе не видати Ні одного агеляти Ні дзвіночків не чувати Може Миколай Святий...
59738. Свято Миколая – вірші, оповідання, пісні, народні звичаї та прикмети 45.5 KB
  Листопад Біла молитва братика Хто він той святий Миколай гість з неба на которого так чекають діти Легенда опівадає що у дитинстві а ріс Миколай у заможній родині горнувся хлопчик до бідних нужденних скривджених голодних та калік. Святий Миколай лужком бережком.
59739. Новела М.Хвильового Я (Романтика) 46 KB
  Дослідити образну систему новели, проблематику, стилістичні особливості та ідейний зміст для досягнення розуміння учнями світоглядних позицій автора та ствердження гуманістичних ідей твору на противагу антигуманним.
59740. Основные типы отношений в системе: иерархические и синтагматические, парадигматические 23.5 KB
  Синтагматические отношения – отношения сочетаемости, устанавливающиеся между однотипными единицами в речевой цепи, отношения, в кот. вступает яз. единица при совпадении ее признаков с аналогичными ед.; отношения линейной связи.
59741. Сценарій уроку: Свято Матері 42.5 KB
  Шановні гості Дорогі діти батьки Вітаємо Вас з Святом Матері Мати. ВЕДУЧА II: У травні коли прокидається від сну природа коли дзвенить у блакиті пташиний спів коли травами і квітами замаїться земля теплий весняний вітер приносить до нас Свято Матері.