РОЗДІЛ 2
ІМІТАЦІЙНІ МОДЕЛІ ОРГАНІЗАЦІЙНО-ТЕХНОЛОГІЧНОЇ СТРУКТУРИ АВТОМАТИЗОВАНИХ СИСТЕМ
МЕХАНООБРОБКИ
. АВС як об’єкт моделювання
АВС, як виробнича система, передбачає визначення складу і характеристик її
елементів і зв’язків між ними. Технологічна система АВС поділяється на основне
технологічне обладнання, транспортну підсистему, підсистему складування. В
кожній із цих підсистем виділяють сукупність взаємозв’язаних елементів. Так,
основне технологічне обладнання складається із окремих одиниць обладнання,
кожна з яких характеризується визначеними параметрами, наприклад: терміном
виконання технологічних операцій, надійністю, ємністю магазину інструментів
тощо. Елементами підсистеми складування є складні, оперативні і персональні
(сумісні з основним обладнанням) накопичувачі. Найбільш важливі їх
характеристики – ємність, час обміну виробами, порядок доступу до виробів
накопичувачів.
Всі елементи (як і підсистеми) абстрактно можна описати трьома категоріями:
входи, процес, виходи (рис. 2.1).
Входи Виходи
Рис. 2.1. Модель елементів технологічного процесу
Входами і виходами є потоки матеріалів, виробів, енергії, інформації. Вони
можуть мати як неперервний, так і дискретний характер. Процес – зміна стану
елементів за часом. Стан можна представити вектором параметрів, які
характеризують процес. В залежності від типу елементу і ступіня деталізації
процесу стан може змінюватися дискретно (компоненти вектору стану змінюються в
деякі моменти часу миттєво) або неперервно.
В деяких конкретних задачах моделювання при опису станів елементів вплив деяких
векторів станів несуттєвий і тому ними можна знехтувати. В цьому випадку
абстрактно можна представити елементи з одним входом і одним виходом. Так,
функціонування оброблюючого верстату описується зміною за часом двох станів:
верстат оброблює деталь; верстат простоює. Обидва стани характеризуються
тривалістю.
Найбільш часто використовують типові елементи моделей виробничих систем.
Елемент з одним входом і одним виходом. Такими елементами описуються оброблююче
обладнання, накопичувачі, транспортні системи. Стан накопичувача визначається
числом виробів, які знаходяться в ньому в даний момент часу; стан транспортної
системи – такими характеристиками: завантажується, переміщується, стоїть. Можна
також враховувати швидкість і прискорення переміщення, час фіксації і
розфіксації тощо.
Елемент з двома входами і більше, та одним виходом. Такими елементами описують
складальні автомати, в яких відбувається з’єднання декількох деталей в один
вузол.
Елемент з одним входом і декількома виходами. В деяких випадках таким елементом
може бути автоматизований склад виробів, який має одну завантажувальну і
декілька розвантажувальних площадок.
Структуру виробничої системи можна представити взаємозв’язаною сукупністю її
елементів, при цьому існують різні способи зв’язку елементів. Розглянемо
найбільш вживані.
При послідовному з’єднанні вихід попереднього елементу є входом наступного.
Очевидно, що при такому з’єднанні елементів оброблюючого типу бажано, щоб
ресурси їх продуктивності були рівними. В іншому випадку виникає “вузьке місце”
і елементи з більшим ресурсом виробництва будуть працювати з недовантаженням.
Структури з послідовно з’єднаними елементами характерні для складальних
технологічних процесів з синхронним конвеєром. Кожний елемент є складальним
автоматом. Ресурси продуктивності всіх складальних автоматів повинні бути
однакові і вибрані так, щоб забезпечити заданий темп випуску виробів.
У випадку, коли продуктивності оброблюючих чи складальних елементів змінюються
в процесі функціонування, наприклад, із-за простоїв, які зв’язані з відмовами
чи профілактикою, між послідовно з’єднаними елементами доцільно встановити
буферний накопичувач зі змінним запасом продукту. За нормального функціонування
в накопичувачі підтримується деякий постійний запас продукту. При виході із
ладу першого (за ходом технологічного процесу) елементу другий не зупинить
роботу, при цьому запас накопичувачів буде змінюватись.
Час роботи другого елементу при непрацюючому першому визначається величиною
запасу в накопичувачі. При відмові другого елементу запас продукту в
накопичувачі буде збільшуватись, а час роботи першого елементу при непрацюючому
другому визначається різницею між граничною ємністю накопичувача і величиною
запасу в момент відмови другого елементу.
При паралельному з’єднанні об’єднуються входи і виходи елементів. Таке
з’єднання звичайно використовується для збільшення інтенсивності обробки
продуктового потоку, так як продуктивності елементів, з’єднаних паралельно,
додаються.
Структура зі зворотним зв’язком, при якому частина вихідного потоку елементу
подається на вхід елементу , приведена на рис. 2.2.
Рис. 2.2. Структура зі зворотним зв’язком
На практиці структури зі зворотними зв’язками застосовуються, наприклад, якщо в
елементі проводиться контроль виробу, а в елементі - виправлення браку.
Реальні виробничі системи, як правило, мають комплексну структуру, тобто
структуру, яка об’єднує всі три розглянуті типи з’єднань елементів.
Побудова структури нових високоавтоматизованих виробництв є, як правило,
важкоформалізованим процесом. Аналіз пропонованої проектувальником структури і
технічних рішень в значній мірі визначається математичним моделюванням АВС. При
цьому розв’язуються такі задачі:
Визначити продуктивність всієї системи і завантаження її окремих елементів при
відомих характеристиках виробу, технології, ресурсах продуктивності всіх
елементів і ємностях накопичувачів;
Визначення необхідних ресурсів продуктивності всіх елементів системи і ємно
- Київ+380960830922