99411

Определение эффективности работы линии и оценка заторов которые могут возникнуть во время работы

Курсовая

Информатика, кибернетика и программирование

Анализ возможных методов решения поставленной задачи. Разработка концептуальной модели. Выбор программных средств моделирования. Разработка структурной схемы имитационной модели и описания ее функционирования. Оценка адекватности модели. Организация экспериментов с моделью, анализ и оценка результатов

Русский

2016-09-12

149 KB

0 чел.

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 производственного процесса”

Выполнил: студент гр.

Преподаватель: Воронцова Е.В. 

Тольятти

2004

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

Студенту гр. Шафранову Андрею Олеговичу ис - 305

Тема курсовой: Моделирование производственного процесса

Задание: Построить имитационную модель производственного процесса

Исходные данные:

Имеется некоторый производственный процесс, который реализуется линией с тремя последовательно установленными агрегатами:

А,В,С поток продукции поступающий от агрегата А, является пуассоновским со средне нормой выработки 10 изделий за час. Агрегат В функционирует по равномерному закону, продолжительности обработки изделий составляет 6±4 минут, а агрегат С обрабатывает детали с продолжительностью 6 минут.

Промоделировать функционирование линии в течении 100 часов.

Цели моделирования:

Определить эффективность линии, определить наличие затора на входе агрегата С.

Содержание

[1] Содержание

[2] Введение

[3] 1. Анализ возможных методов решения поставленной задачи

[4] 2. Разработка концептуальной модели

[5] 3. Выбор программных средств моделирования

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

[7] 5. Оценка адекватности модели

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

[9] 7. Выводы и рекомендации по использованию модели

[10] Список литературы

Введение

    В исследовании операций широко применяются как аналитические, так и статистические модели. Каждый из этих типов имеет свои преимущества и недостатки. Аналитические модели более грубы, учитывают меньшее число факторов, всегда требуют каких-то допущений и упрощений. Зато результаты расчета по ним легче обозримы, отчетливее отражают присущие явлению основные закономерности. А, главное, аналитические модели больше приспособлены для поиска оптимальных решений. Статистические модели, по сравнению, с аналитическими, более точны и подробны, не требуют столь грубых допущений, позволяют учесть большое (в теории – неограниченно большое) число факторов. Но и у них – свои недостатки: громоздкость, плохая обозримость, большой расход машинного времени, а главное, крайняя трудность поиска оптимальных решений, которые приходятся искать «на ощупь», путем догадок и проб.

     Наилучшие работы в области исследования операций основаны на совместном применении аналитических и статистических моделей. Аналитическая модель дает возможность в общих чертах разобраться в явлении, наметить как бы контур основных закономерностей. Любые уточнения могут быть получены с помощью статистических моделей.

       Имитационное моделирование применяется к процессам, в ход которых может время от времени вмешиваться человеческая воля. Человек,  руководящий операцией, может в зависимости от сложившейся обстановки, принимать те или другие решения, подобно тому, как шахматист, глядя на доску, выбирает свой очередной ход. Затем приводится в действие математическая модель, которая показывает, какое ожидается изменение обстановки в ответ на это решение и к каким последствиям оно приведет спустя некоторое время . Следующее «текущее решение» принимается уже с учетом реальной новой обстановки и т.д. В результате многократного повторения такой процедуры руководитель как бы «набирает опыт», учится на своих и чужих ошибках и постепенно выучивается принимать правильные решения – если не оптимальные, то почти оптимальные.

1. Анализ возможных методов решения поставленной задачи

Поставленную задачу построить имитационную модель производственного цеха, определить его эффективность при имеющихся ограничениях в пропускной способности, а также дать оценку производительности если изменить данные пропускной способности линии производства. Для наглядности процесс производства удобно представить  в виде блок-диаграммы и Q схемы, чтобы оценить и понять принцип работы линии и понять как эффективней её использовать. Также с помощью построенных диаграмм можно воспользоваться языком моделирования GPSS, который дает возможность просмотреть этапы работы линии для проведения всевозможных расчётов и последующего анализа.

2. Разработка концептуальной модели

 Целью данного моделирования является определение эффективности работы линии и  оценка заторов которые могут возникнуть во время работы. Для наглядности представим структурную схему нашего процесса (рис.1).

                                                                                                                 

                                                                                                                                       Рис.1        

Суть процесса заключается в обработке изделий последовательно тремя станками для удобства моделирования представим что станок А есть источник деталей для двух последующих станков, он производит одну деталь в течении 6 минут. Следующий станок В обрабатывает деталь со скоростью 6±4 минуты и передаёт её дальше следующему станку С который обрабатывает её со скоростью 6 минут после чего мы получаем готовую деталь.

Время обработки детали станком В создаёт возможность образования затора на входе станка С, идеальный вариант работы всей линии был бы если второй станок обрабатывал деталь со скоростью обработки первого и второго , в этом случае бы невозможно было бы образование затора, а также простоя станков.

Основная задача это эффективное использование времени и ресурсов если эти два параметра сойдутся то мы получим действительно эффективную модель.

3. Выбор программных средств моделирования

В данной работе из программных средств я буду использовать Visio 2000 для построения схем т.к. данный программный продукт относится к наиболее распространенным по построению различных графиков, диаграмм и блок схем. В качестве программы моделирования самой задачи на мой взгляд наиболее удобно использовать программу GPSSPC которая на языке программирования gpss позволяет быстро смоделировать процесс работы моей линии. 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.

4. Разработка структурной схемы имитационной модели и описания ее функционирования

Для описания имитационной модели в моём случае исходя из выше перечисленных пунктов наиболее удобно и рационально использовать Q схему для данной модели и по ней наиболее удобно в дальнейшем будет построить модель в gpss. Моделирование заключается в обработке изделий последовательно тремя станками для удобства моделирования представим что станок А есть источник деталей для двух последующих станков, он производит одну деталь в течении 6 минут. Следующий станок В обрабатывает деталь со скоростью 6±4 минуты и передаёт её дальше следующему станку С который обрабатывает её со скоростью 6 минут после чего мы получаем готовую деталь. На рисунке 4.1 представлена Q-схема данной модели.

рис.4.1

Программная часть написанная на языке gpss выглядит так:

1           GENERATE     6        ; Станок А в котором генерируются детали

2           SEIZE               B        ; Занимаем станок В

3           ADVANCE      6,4      ; Устанавливаем задержку на обработку 6±4

4           RELEASE        B        ; Освобождаем станок В

5           QUEUE            H1      ; Организовываем очередь перед станком С

6           SEIZE               C        ; Занимаем станок С

7           DEPART          H1      ; Покидаем очередь

8           ADVANCE      6        ; Выставляем задержку на обработку

9           RELEASE        C        ; Освобождаем станок С

10         TERMINATE   

5. Оценка адекватности модели

Ожидаемый мною результат моделирование это образование затора на входе станка С, т.к. второй станок В по статистике будет выдавать количество деталей превышающее пропускную способность станка С, но также возможно что затор будет динамически изменятся сходя на нет и появляться снова. И только что он будет можно сказать с уверенностью.

Возможно также определить вероятность обслуживания по требованию

Роб=Nоб/N=60/80=0,75 при текущих параметрах

Роб=Nоб/N=80/80=1 при обработке станком В детали за 6 минут

В результате мы видим что вероятность обслуживания по требованию равна 1, что означает каждая поступившая деталь будет обработана

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 станок А и В работают синхронно все заторы и простои образуются по вине станка В на рисунке 6.1 видна величина затора по сравнению с обработанными деталями (красная линия – затор, зелёная обработанные детали).

рис.6.1

Чтобы обеспечить эффективную работу всей системы пропускная способность станка В должна быть равна 6 минутам как у станков А и С на рисунке 6.2 показана схема работы такой модели. Здесь мы видим что затора нет и детали обработанные станком В тут же обрабатывает станок С. Если же мы сделаем что станок будет обрабатывать к примеру деталь 10 минут то получим такую картину рисунок 6.3, здесь у нас получился простой станка С что не

рис.6.2

рис.6.3

относится к эффективной работе модели, как и если мы поставим время обработки 4 минуты у нас получится нарастающий затор.

Точность результатов данной модели является достаточной чтобы использовать её для увеличения эффективности работы смоделированной нами модели.

7. Выводы и рекомендации по использованию модели

Данная модель является простым в использовании и анализе средством моделирования процесса работы производственного цеха. После проведения эксперимента можно дать рекомендации по увеличению производительности и эффективности работы цеха, они заключаются в том чтобы привести время обработки деталей к одному значению, точнее чтобы станок В стабильно обрабатывал детали за 6 минут при этом количество транзактов не будет влиять на результат эффективной работы цеха. Если выполнить эти рекомендации мы получим модель наибольшей эффективности работы цеха.

 

Список литературы

  1.  Амосов Н.М. "Моделирование мышления и психики" М.: Наука, 1965

Батороев К.Б. "Кибернетика и метод аналогий" М.: Высшая школа, 1974 год

Бир С. "Кибернетика и управление производством" М.: Наука, 1965

Веденов А.А. "Моделирование элементов мышления" М.: Наука, 1988

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

"Проблемы методологии социального познания" Л.: ЛГУ, 1985

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

69938. Предмет гидроэкологии 70 KB
  Гидробиология гидроэкология наука изучающая биологические процессы происходящие в водных экосистемах взаимодействие гидробионтов со средой их роль в функционировании водных экосистем естественного и искусственного происхождения в процессах трансформации вещества и энергии...
69939. Классификация строительных материалов. Состав, структура и основные свойства строительных материалов 199 KB
  Строительными называются материалы для возведения и ремонта зданий и сооружений. Изучение строительных материалов в вузе предполагает не просто знакомство с названиями и применением материалов. В высшем учебном заведении не должно быть чисто информационных курсов.
69942. История электродинамики 184 KB
  В среду вводится покоящаяся ортогональная система координат в которой определена покоящаяся точка наблюдения. В частности в декартовой системе координат ДСК. В математическом смысле непрерывные функции координат описывают реально существующее физическое поле в каждой точке.
69943. Программное обеспечение ЭВМ и информационные технологии 213.36 KB
  Сообщение это форма представления информации для ее последующей передачи в одном из следующих видов: числовая форма представленная цифрами; текстовая форма представленная текстами составленными из символов того или иного языка; кодовая форма представленная кодами...
69944. Начертательная геометрия 6.38 MB
  Методом начертательной геометрии является метод проекций. Аппарат центрального проецирования состоит из: плоскости проекций центра проекций S проецирующих прямых проходящих через центр проекций S объектов проецирования точек А В С D и т.
69945. СООТВЕТСТВИЯ. ДЕЙСТВИТЕЛЬНЫЕ ЧИСЛА. СООТВЕТСТВИЯ МЕЖДУ МНОЖЕСТВАМИ 1.74 MB
  Множества и операции над ними Основными неопределяемыми понятиями математики являются множество элемент множества. Множества представляют собой совокупность каких-либо предметов объектов обладающих общим свойством. Договоримся называть их элементами множества.
69946. Медицина катастроф: понятие, цели, задачи. Виды поражений при катастрофах. Служба медицины катастроф 68 KB
  Катастрофа - крупная авария, повлекшая за собой человеческие жертвы, ущерб здоровью людей либо разрушения, либо уничтожение объектов, материальных ценностей в значительных размерах, а также приведшая к серьезному ущербу окружающей природной среды...