НОУ ИНТУИТ | Компьютерное моделирование. Лекция 7: Моделирование в GPSS World

Учитесь и получайте официальные документы БЕСПЛАТНО. Вы можете поддержать наш проект.

Регистрация Вход

Твой путь к знаниям!

Опубликован: 16.11.2010 | Уровень: специалист | Доступ: платный

|

Вам нравится? Нравится 50 студентам

| Поделиться |

Поддержать программу

6.4. Пример построения моделей с ОКУ, МКУ и списками пользователя

6.4.1. Модель процесса изготовления изделий на предприятии. Прямая задача

6.4.1.1. Постановка задача

Предприятие имеет $n_{1}$ цехов, производящих $n_{1}$ типов блоков, т. е. каждый цех производит блоки одного типа. Интервалы выпуска блоков $T_{1}, T_{2} , ..., T_{n1}$ - случайные. Из $n_{1}$ типов блоков собирается одно изделие.

Перед сборкой каждый тип блоков проверяется на $n_{11}, n_{12} , ..., n_{1n }$ соответствующих постах. Длительности контроля одного блока $T_{11}, T_{12} , ..., T_{1n}$ случайные. На каждом посту бракуется $q_{11}, q_{12} , ..., q_{1n} %$ блоков соответственно. Эти блоки в дальнейшем процессе сборки не участвуют и удаляются с постов контроля.

Прошедшие контроль, т. е. не забракованные блоки поступают на один из $n_{2}$ пунктов сборки. На каждом пункте сборки одновременно собирается только одно изделие. Сборка начинается только тогда, когда имеются все необходимые $n_{2}$ блоков различных типов. Время сборки $T_{c}$ случайное.

После сборки изделие поступает на один из $n_{3}$ стендов выходного контроля. На одном стенде одновременно проверяется только одно изделие. Время проверки $T_{n}$ случайное. По результатам проверки бракуется $q_{2} %$ изделий.

Забракованное изделие направляется в цех сборки, где неработоспособные блоки заменяются новыми. Время замены $T_{c}$ случайное. После замены блоков изделие вновь поступает на один из стендов выходного контроля.

Прошедшие стенд выходного контроля изделия поступают в отдел приемки. Время приемки $T_{пр}$ одного изделия случайное. По результатам приемки бракуется $q_{4} %$ изделий, которые направляются вновь на стенд выходного контроля. Принятые приемкой изделия направляются на склад предприятия.

6.4.1.2. Исходные данные

$n _{1} = 4;\ \ Rav(T _{1}, T_{01}) = Rav(19, 6);\ \ \\ Exponential( T _{2}) = Exponential(11);\ \ \\ Rav(T_{3}, T_{03}) = Rav(15,8);\ \ \\ Exponential( T _{4}) = Exponential(18);\ \ \\ n _{11} = 3;\ \ q_{11} = 4 \%;\ \ Rav (T _{11}, T_{011}) = Rav(12, 6);\ \ \\ n _{12} = 2;\ \ q_{12} = 3 \%;\ \ Exponential(T_{12}) = Exponential(16);\ \ \\ n _{13} = 2;\ \ q_{13} = 4 \%;\ \ Exponential( T _{1}3) = Exponential(21);\ \ \\ n_{14} = 2;\ \ q_{14} = 5 \%;\ \ Exponential( T _{14}) = Exponential(17);\ \ \\ n_{2} = 2;\ \ Normal( T _{c}, T_{0c}) = Normal(22, 2);\ \ \\ n_{3п}= 2;\ \ Exponential( T ) = Exponential(15);\ \ \\ q_{2}=5\%;\ \ Normal(T_{пр} ,T_{0пр}) =Normal(18, 2), q_{4} =3\%.$

Примечание.При задании исходных данных здесь и в последующем Rav

- равномерный закон распределения. Следует также иметь в виду, что форма записи исходных данных в виде Rav

,

и

не соответствует форме записи ссылок на соответствующие генераторы случайных чисел GPSS World.

6.4.1.3. Задание на исследование

Разработать имитационную модель процесса изготовления изделий на предприятии.

Вариант 1 .Исследовать влияние интервалов выпуска блоков из цехов, времени сборки и проверки на стенде выходного контроля (табл. 6.2) на количество принятых приемкой изделий в течение недели (40 часов). Результаты моделирования необходимо получить с точностью $\varepsilon = 1$ и доверительной вероятностью $\alpha = 0,95.$

Таблица 6.2.
Уровни факторов	Факторы
Уровни факторов	K1_	T2_	K3_	T4_	Kc_	Kpr_
Нижний	0,4	8	0,6	10	0,5	0,7
Верхний	1,6	20	1,4	24	1,5	1,3

Примечание.

В табл. 6.2 идентификаторы факторов указаны такими, какими они приняты в программе модели. Факторы T2_ и T4_ соответствуют и .
Изменение параметров равномерного ( $T_{1}$ , $T_{01}$ , $T_{3}$ , $T_{03},$ в модели Т1, Т01, Т3, Т03 соответственно) и нормального ( $T_{c},$ $T_{0c }$ , $T _{пр}$ , $T_{0пр}$ , в модели Тс, Т0с, Тpr, Т0pr соответственно) законов распределения производится изменением значений коэффициентов K1_, K3_, Kc_, Kpr_ соответственно. В этом случае среднее значение и сред-неквадратическое отклонение изменяются пропорционально соответствующему коэффициенту, например, T1_#K1_, T01_#K1_.

Вариант 2. При исходных данных, указанных в п. 6.4.1.2, исследовать влияние качества изготовления блоков и сборки изделий (табл. 6.3) на количество принятых приемкой изделий в течение недели (40 часов).

Таблица 6.3.
Уровни факторов	Факторы
Уровни факторов	q11_	q12_	q13_	q14_	q2_	q4_
Нижний	0.4	8	0.6	10	0.5	0.7
Верхний	1.6	20	1.4	24	1.5	1.3

Сделать выводы о работе подразделений предприятия и необходимых мерах по повышению их эффективности.

Результаты моделирования необходимо получить с точностью $\varepsilon = 1$ и доверительной вероятностью (достоверностью) $\alpha = 0,95.$

6.4.1.4. Уяснение задачи на исследование

Предприятие при изготовлении блоков и сборки из них изделий может быть представлено как многофазная многоканальная разомкнутая система массового обслуживания с ожиданием, так как оно имеет все ее элементы (рис. 6.2):

поток изготовленных цехами блоков;
очереди блоков на посты контроля и пункты сборки;
очереди изделий на стенды контроля и пункт приемки;
одноканальное устройство обслуживания (пункт приемки);
многоканальные устройства обслуживания (посты контроля, стенды выходного контроля, пункты сборки);
потоки забракованных блоков;
выходные потоки готовых изделий.

Для имитации МКУ следует использовать блоки ENTER и LEAVE, для ОКУ - SEIZE и RELEASE. Для имитации ОКУ, а в данном случае это пункт приема изделий, можно также использовать МКУ, описав его командой STORAGE с емкостью 1. Тогда при увеличении количества пунктов приема собранных изделий нужно будет только изменить команду STORAGE, записав в ней вместо 1 новое значение емкости МКУ.

увеличить изображение
Рис. 6.2. Предприятие как система массового обслуживания

Для исходных данных в программе модели возьмем те же идентификаторы, что и в постановке задачи, но для предотвращения случаев совпадения с зарезервированными символами GPSS World добавим символ подчеркивания.

Например, q11_, n1_. Сделаем это для отличия от зарезервированных символов GPSS World: q - системный числовой атрибут, означающий очередь, n -используется в качестве ссылки при определении количества транзактов, вошедших в какой-либо блок программы. Добавление символа подчеркивания предотвратит ошибку, которая в противном случае будет выявлена на этапе создания объекта "Процесс моделирования". Другие идентификаторы будем вводить по мере уяснения задачи, а также в ходе разработки блок-диаграммы и программы модели.

Для моделирования необходимо привести в соответствие время протекания реального процесса изготовления блоков и сборки изделий на предприятии и в модели. Это осуществляется введением масштабного коэффициента, например, если для условий рассматриваемой задачи его взять равным 1, а в реальном процессе измерять время в минутах, то 1 мин будет соответствовать 1 ед. мод. вр. Тогда время моделирования VrMod = 60 # 40 = 2400 ед. мод. вр. Временные параметры изготовления и контроля блоков, сборки, контроля и приемки изделий даны в минутах, поэтому при выбранном масштабном коэффициенте 1 они не изменятся.

В модели, как процесса, протекающего в СМО (см. рис. 6.2), необходимо иметь:

задание исходных данных;
сегмент имитации работы цеха 1 без постов контроля;
сегмент имитации работы цеха 2 без постов контроля;
сегмент имитации работы цеха 3 без постов контроля;
сегмент имитации работы цеха 4 без постов контроля;
сегмент имитации работы постов контроля блоков;
сегмент имитации сборки изделий;
сегмент имитации работы стендов выходного контроля;
сегмент имитации работы приемки;
сегмент задания времени моделирования и расчета результатов моделирования.

6.4.1.5. Блок-диаграмма модели

Модели функционирования систем на GPSS, как уже было показано в п. 6.3.2.1, могут быть первично описаны в виде блок-диаграмм.

При этом отдельные элементы модели и модель в целом имеют достаточно различимое подобие. Для получения такого вывода сравните рис. 6.2 и 6.3: состав и блок-диаграмму модели функционирования предприятия.

Это подобие может быть также усилено разработчиком за счет продуманного на этапе разработки разделения исследуемого объекта на элементы, на процессы, протекающие в них, а модели - на сегменты.

Однако возможно и другое. В данном примере в каждом цехе имеются свои посты контроля блоков. Поэтому, казалось, в модели должны были бы быть сегменты, имитирующие работу цеха и его постов контроля. По предложенному же составу модели видно, что в нее входят сегменты, имитирующие работу каждого из цехов без постов контроля, и сегмент имитации работы всех постов контроля. Т. е. как бы все посты контроля блоков объединены в отдельное подразделение предприятия, но функциональное предназначение соответствующих постов контроля осталось прежним.

Объединение сделано в интересах частичной универсальности модели. Предположим, количество цехов увеличилось. В первом случае нужно было бы добавлять сегменты имитации работы цехов и постов контроля, т. е. количество блоков в модели увеличилось бы. Во втором случае добавляются только сегменты имитации работы цехов и необходимые исходные данные. При этом сегмент имитации функционирования постов контроля блоков изделий остается неизменным.

Списки пользователя применяются для имитации работы складов готовых блоков. Предполагается наличие такого склада у каждого цеха.

Для розыгрыша брака блоков и изделий используется блок TRANSFER в статистическом режиме.

Обратите внимание, что в сегменте имитации сборки изделий блок TEST используется в режиме, который рекомендуется избегать вследствие того, что проверяемое условие может не выполниться. Однако здесь этого не должно быть, так как в противном случае будут отсутствовать готовые блоки для сборки изделий. По мере готовности блоков условие обязательно выполняется и блоки - транзакты направляются на сборку. Первые три транзакта уничтожаются, а четвертый транзакт имитирует собранное из четырех блоков изделие. Он направляется для проверки работоспособности на пункт приема изделий.

Замечание. Не путайте блоки изделий с блоками GPSS World в программе модели.