Моделирование работы автоматизированного производства

Технологическая система гибкого производства включает основное технологическое оборудование, транспортную и складскую подсистемы. Каждая из подсистем представляет собой набор единиц технологического оборудования с определенными характеристиками. Единица оборудования преобразует потоки материалов, изделий, энергии и информации. Модели единиц технологического оборудования отличаются разным числом входов и выходов (табл. 12.3).

Таблица 12.3. Модели единиц технологического оборудования гибкого производства

Единица

Модель

Характеристики

Накопитель деталей или тележка с состояниями движения и остановки

Один вход, несколько внутренних состояний и один выход

Емкость, состояние, интервал поступления, время хранения или доставки

Место сборки двух деталей в один узел

Два входа и один выход

Интервалы поступления, время сборки

Автоматизированный склад с одной погрузочной и несколькими разгрузочными площадками

Один вход и несколько выходов

Интервал поступления, время доставки в ячейку, время доставки на разгрузочную площадку

Одна и та же модель в статике может иметь несколько вариантов взаимодействия единиц оборудования в динамике. Так, для одной компоновки гибкой производственной системы механической обработки возможны разные варианты обслуживания станков транспортным роботом. Взаимодействие единиц оборудования отображают в виде последовательности событий, происходящих в системе. Событиями могут быть прибытие, начало и окончание обработки, отключение и включение единицы оборудования, начало и окончание загрузки транспортной тележки. Результатами моделирования являются производительность, время прохождения детали, степень загрузки единиц оборудования и другие характеристики проектных решений. Для моделирования поведения гибкого производства применяют такие программные продукты, как GPSSARENA®, AUTO MOD®, Enterprise Dynamics®, Extend®, Plant Simulation®.

Работу станка, на который подают заготовки и после обработки снимают детали (рис. 12.9), можно имитировать как одноканальной системой массового обслуживания, так и сетью Петри.

При имитации работы единицы технологического оборудования системой массового обслуживания станок отображают как прибор, обслуживающий случайно поступающие заявки за случайное время. Заявки представляют собой единицы материалов, изделий или информации. Заявка обслуживается сразу, как освобождается прибор. При занятости прибора она становится в очередь. Необходимо найти время обслуживания, при котором очередь заявок еще не образуется.

Изменяя время обслуживания заявки, отыскивают производительность станка, при которой средний размер очереди в ожидании обслуживания минимален, причем станок должен быть полностью загружен (рис. 12.10).

Работу участка можно представить в виде сети из связанных друг с другом систем массового обслуживания. Проектировщик согласовывает работу систем так, чтобы между ними не образовывались очереди, причем обслуживающие приборы должны использоваться полностью.

Представление автоматизированного производства как системы массового обслуживания

Рис. 12.9. Представление автоматизированного производства как системы массового обслуживания:

а — работа единицы технологического оборудования; б— система массового обслуживания;

в — сеть Петри

Пример зависимости среднего размера очереди от времени обслуживания заявки

Рис. 12.10. Пример зависимости среднего размера очереди от времени обслуживания заявки

При имитации работы единицы технологического оборудования сетью Петри (см. рис. 12.9, в) процесс обработки заготовок отображают в виде движения маркеров через переходы t{ и позиции Pj сети. Задержка маркера в позиции Pj отображает выполнение /-й операции, а переход t — условие движения маркера к следующей позиции.

При наличии маркера в позиции Рх открывается переход и маркер переходит в позицию Р2, что соответствует нахождению заготовки в накопителе заготовок. Настройка станка на выполнение /-й операции отображается наличием маркера в позиции Р4. Если заготовка находится в накопителе и станок настроен на программу ее обработки, то открывается переход /2 и происходит процесс обработки заготовки на станке 3). По окончании обработки открывается переход /3 и обработанная заготовка поступает в накопитель деталей (Р5). Сеть вводят в проблемно-ориентированный имитатор, который вырабатывает матрицу текущей маркировки, показывающую процесс перемещения маркеров от начальной до конечной позиции по шагам модельного времени. Модельное время движения маркеров преобразуют в реальное время.

В результате проведения имитационных экспериментов заказчик должен получить рекомендации по выбору производительности станка. С помощью имитационного моделирования вариантов взаимодействия единиц оборудования проектировщик может определить производительность системы при изменении условий работы, оценить степень использования единиц оборудования при выполнении разных заказов, выявить «узкие места» в технологической цепи, согласовать работу единиц оборудования с разной производительностью, найти резервы производительности, определить емкости промежуточных накопителей, узнать пропускную способность транспортной системы в разных режимах работы, оценить потери производительности при случайных отказах единиц оборудования.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >