8.8. Пример построения модели средствамиIss2000
Цель исследования. Определение наилучшего варианта технологического процесса ремонта и замены оборудования при обеспечении минимальной себестоимости производства.
Постановка задачи. Некоторый производственный участок имеетL станков, которые работают 24 ч в сутки. Всего в системе естьM> L станков (из нихL – собственных, А остальные арендуют для резерва). Любой из станков может выйти из строя в любое время. Если станок сломался, его заменяют другим, резервным, А сломанный направляют для ремонта в мастерскую. Отремонтированный станок возвращается уже как резервный.
В мастерских есть три специализированных участка для ремонта станков. Технологический цикл ремонта начинается на участке диагностики, где определяются причина выхода из строя оборудования и необходимый вид ремонта. Ремонт выполняется в механических и электронных мастерских. Статистические данные анализа выхода из строя станков показали, что 75% случаев составляет отказ электронного оборудования станков, А 25% – механического. Диагностикой занятоm1 рабочих, ремонтом механического оборудования –m2,aремонтом электронного оборудования –т3 рабочих.
Заработная плата рабочих в ремонтной мастерской – W руб. за час, плата за арендованные станки – 5руб. в сутки. Почасовой убыток при использовании менееL станков в производстве составляетQ руб. на станок. Убытки возникают вследствие спада производства.
Опыт эксплуатации показывает, что на диагностику расходуется А1±В1 часов, на ремонт сломанного электронного оборудования станка –A2 +B2 часов, А на ремонт механического оборудования –A3 +В3, часов (распределение равномерное). Если станок используется в производстве, время наработки иа отказ имеет экспоненциальное распределениеcпараметромТ часов. Время для перевозки станков из цеха в мастерскую и в обратном направлении незначительно, и его не учитывают. Между рабочими в мастерских нет никаких отличий, как и между станками.
Заработная плата за аренду станков не зависит от того, используют их или нет. Руководителю необходимо определить, сколько рабочих надо нанять для работы в мастерские и сколько станков арендовать, т. e. сколько станков надо иметь в резерве, чтобы можно было бы подменять ими имеющиеся на случай поломок. Цель – минимизация стоимости производства. Длительность времени моделированияHдней.
Описание модели. Система имеет три основные составляющие:
1) количество рабочих в мастерских;
2) максимальное количество станков, которые одновременно находятся в производстве;
3) общее количество станков, которые находятся в системе.
Для моделирования двух первых составляющих используется МКУ. Общее количество станков моделируется транзактами, то есть станки являются динамическими объектами, которые «перемещаются» cодного места в другое в процессе их использования в системе.
Рассмотрим состояние некоторого станка в процессе полного цикла в системе. Предположим, что станок в данный момент находится в резерве. Тогда МКУ NOWON, используемое для моделирования работающих станков, заполнено, то есть резервные станки не имеют возможности войти в МКУ. Станки, которые находятся в резерве, могут иметь возможность работать, и транзакт, который их моделирует, может сделать это после многочисленных попыток войти в МКУNOWON, пока одна из них не будет успешной. Проходя сквозь блокENTERв блокADVANCE, транзакт моделирует время работы этого станка, пока последний не сломается.
После того, как станок вышел из строя, транзакт покидает МКУ NOWON, давая возможность другим резервным станкам начать работать, и ждет (если в этом есть необходимость) на входе устройстваDIAGN(участок диагностики). В этом случае транзакт сыграет роль ремонтируемого станка. После диагностики он входит или в МКУELEK, или в МКУ МЕХ, то есть для ремонта электронного или механического оборудования. После выполнения ремонта транзакт снова возвращается к той части модели, где он пробует войти в МКУNOWON.
Так как общее количество станков, которое находится в системе, равняется M(L – собственных и некоторое количество арендованны: для резерва), то это количество задается в начале прогона модели, используя ограничитель блокаGENERATE.
Данные для моделирования приведены в табл. 8.1.
Таблица 8.1
L | Т | А1±В2 | А2±В2 | Аз±В3 | H | W | S | Q |
50 | 160 | 2±1 | 30+10 | 45±5 | 360 | 7,75 | 650 | 120 |
Построение имитационной модели. Создадим новый проект. По умолчанию он носит имяUntitled.gsg (рис. 8.3). Зададим концептуальную структуру модели в виде замкнутой сетиCMO, как показано на рис. 8.4. Она состоит из одного генератора и четырех МКУ.
Рис. 8.3
Определим свойства генератора. Зададим два арендованных станка, то есть M=52. Генератор только вводит в начальный момент моделирования определенное количество транзактов (52), которые постоянно находятся в модели. Поэтому зададим в свойствах генератора (рис. 8.5) детерминированный закон распределенияcнулевым временем и ограниченным количеством транзактов (52).
Определим свойства МКУ cименемNOWON. Для времени обслуживания выберем экспоненциальный закон распределенияcпараметром 160 и зададим количество устройств – 50 (рис. 8.6).
Определим свойства МКУ cименемDlAGN(рис. 8.6). Зададим два ремонтника на участке диагностики как начальное количество. Определим равномерное распределение времени для ремонтаcпараметрами 2,1 ( рис. 8.7).
Рис. 8.4
Аналогично определим свойства МКУ cименемELEK. Зададим три ремонтника на участке ремонта электронного оборудования как первоначальное количество. Определим равномерное распределение времени для ремонтаcпараметрами 30, 10.
Рис. 8.5
Аналогично определим свойства МКУ cименем МЕХ. Зададим три ремонтника на участке ремонта механического оборудования как начальное количество. Определим равномерное распределение времени для ремонтаcпараметрами 45, 5.
Рис. 8.6
Рис.8.7
Зададим свойства связи для МКУ DIAGN. Выберем передачу транзактов по вероятностному распределению, как показано на рис. 8.8.
Рис. 8.8
Зададим в меню Условия эксперимента время моделирования 8640 часов, как показано на рис. 8.9. Сохраним проект построенной имитационной модели в файлеС:\Мои документы\proekt.gsg.
Времена ремонта для электронного и механического оборудования будем заносить в таблицы (коллекции), как показано на рис. 8.10. Для этого обозначим маршруты движения транзактов от узла 2 к узлу 4 и от узла 2 к узлу 5.
Зададим верхнюю границу первого частотного интервала 20, ширину интервала 50 и количество интервалов 20 для обоих маршрутов, как показано на рис. 8.11.
Рис. 8.9
Рис. 8.10
Рис. 8.11
Для расчетов потерь производства необходимо добавить в построенную модель такие переменные:
* Обшее количество станков (собственные и арендованные) OBL N(NODE1)
* Количество ремонтников
POTO R(DIAGN)+S(DIAGN)+R(MEN)+S(MEN)+R(ELEKT)+S(ELEKT)
*Плата за арендованные станки
POT1 (OBL-R(NOWON)-S(NOWON)#65#360
* Плата за аренду и зарплата рабочих в мастерских POT2 POn+POTO#2.75#24#360
* Общие затраты
NEG_PROFIT POT2+(R(NOWON)+S(NOWON)-SA(NOWON))#120#24#360
Для задания этих переменных следует вызвать построитель формул . На рис. 8.12 приведен пример формирования переменнойPOTO.
После задания переменной следует нажать на кнопку Просмотр кода и убедится, что переменная задана верно (см. рис. 8.13).
Если переменная задана верно, то нажимаем кнопку Построитель и возвращаемся в окно, показанное на рис. 8.12. НажимаемОК. Задаем свойство формулы –Общая формула (рис. 8.14).
Аналогично задаем переменные OBL,POT1,POT2,NEGPROFIT.
Рис.8.12
Рис. 8.13
Puc.8.14
Выберем пункт меню Проект/Построить для построения проектаproekt.gsg и рассмотрим текстGPSS-программы.
Функция NORи блокCOMTER TERMINATE всегда вставляются в модель. Этот блок необходим для уничтожения транзактов, для которых не выполняются условия (например, превышено время пребывания в очереди). Каждый программный блок узла модели МКУ помечен меткойNODEcномером узла.
Если выполнить эксперимент cпостроенной моделью, то получим статистические данные (рис. 8.15), значения переменных (рис. 8.16) и таблицы распределения времени для ремонта (рис. 8.17).
Рис.8.15
Рис. 8.16
Рис. 8.17
Кроме того, ISS2000 предоставляет возможность нахождения «узкого места» модели. Для этого выбираем пункт менюПроект/Построить и нажимаем кнопку «Да» в появившемся диалоге:
Далее выбираем участок модели, в котором требуется найти узкое место (рис. 8.18):
Рис. 8.18
Получаем данные о загрузке каждого из узлов определенного участка, о среднем времени пребывания в каждом узле и о потенциально узком месте (рис. 8.19):
Puc.8.19
Как видим, в нашем примере узким местом оказался узел № 5 – ремонт механического оборудования.
- Предисловие
- Введение
- Глава 1. Модели массового обслуживания
- 1.1. Системы массового обслуживания и их характеристики
- 1.2. Системыcодним устройством обслуживания
- 1.3. Основы дискретно-событийного моделированияCmo
- 1.4. Многоканальные системы массового обслуживания
- Переменная vаr1, экспоненциальное распределение
- Глава 2. Вероятностные сети систем массового обслуживания
- 2.1. Общие сведения о сетях
- 2.2. Операционный анализ вероятностных сетей
- 2.3. Операционные зависимости
- 2.4. Анализ узких мест в сети
- Глава 3. Вероятностное моделирование
- 3.1. Метод статистических испытаний
- 3.2. Моделирование дискретных случайных величин
- 3.3. Моделирование непрерывных случайных величин
- 3.4. Сбор статистических данных для получения оценок характеристик случайных величин
- 3.5. Определение количества реализаций при моделировании случайных величин
- Глава 4. Система моделированияgpss
- 4.1. Объекты
- 4.2. Часы модельного времени
- 4.3. Типы операторов
- 4.4. Внесение транзактов в модель. БлокGenerate
- 4.5. Удаление транзактов из модели. БлокTerminate
- 4.6. Элементы, отображающие одноканальные обслуживающие устройства
- 4.7. Реализация задержки во времени. БлокAdvance
- 4.8. Сбор статистики об ожидании. БлокиQueue,depart
- 4.9. Переход транзакта в блок, отличный от последующего. БлокTransfer
- 4.10. Моделирование многоканальных устройств
- 4.11. Примеры построенияGpss-моделей
- 4.12. Переменные
- 4.13. Определение функции вGpss
- 4.14. Стандартные числовые атрибуты, параметры транзактов. Блоки assign, mark, loop
- Примеры фрагментов gpss-моделейcиспользованием сча и параметров гранзактов
- 4.15. Изменение приоритета транзактов. БлокPriority
- 4.16. Организация обслуживанияcпрерыванием. Блоки preempt и return
- 4.17. Сохраняемые величины
- 4.18. Проверка числовых выражений. БлокTest
- 4.19. Определение и использование таблиц
- 4.20. Косвенная адресация
- 4.21. Обработка транзактов, принадлежащих одному семейству
- 4.22. Управление процессом моделирования в системеGpss
- 4.23. Списки пользователей
- 4.24. Блоки управления потоками транзактовLogic,gatelr,gatelSиGate
- 4.25. Организация вывода временных рядов изGpss-модели
- 4.26. Краткая характеристика языкаPlus
- 4.27. КомандыGpssWorId
- 4.28. Диалоговые возможностиGpssWorld
- 4.29. Отличия междуGpssWorldиGpss/pc
- Глава 5. Моделирование вычислительных и операционных систем
- 5.1. Операционные системы компьютеров
- 5.2. Сети и системы передачи данных
- 5.3. Проблемы моделирования компьютеров и сетей
- Глава 6. Основы моделирования процессов
- 6.1. Производственные процессы
- 6.2. Распределительные процессы
- 6.3. Процессы обслуживания клиентов
- 6.4. Процессы управления разработками проектов
- Глава 7. Задания для самостоятельной работы Задание 1. Моделирование разливной линии
- Задание 2 [10]. Моделирование контроля и настройки телевизоров
- Задание 3. Моделирование работы кафе
- Задание 4. Моделирование работы обрабатывающего цеха
- Задание 5. Моделирование работы обрабатывающего цеха
- Задание 6. Моделирование работы обрабатывающего цеха
- Задание 7. Моделирование работыCmo
- Задание 8. Моделирование функций
- Задание 9 [10]. Моделирование системы обслуживания
- Задание 10 [16]. Моделирование системы автоматизации проектирования
- Задание 11 [16]. Моделирование работы транспортного цеха
- Задание 12 [16]. Моделирование системы передачи разговора
- Задание 13 [16]. Моделирование системы передачи данных
- Задание 14 [16]. Моделирование узла коммутации сообщений
- Задание 15 [16]. Моделирование процесса сборки
- Задание 16 [16]. Моделирование работы цеха
- Задание 17 [16]. Моделирование системы управления производством
- Задание 18. Моделирование производственного процесса
- Задание 19. Моделирование работы заправочной станции
- Задание 20. Моделированиеработы станции технического обслуживания
- Задание 21. Моделирование работы станции скорой помощи
- Задание 22. Моделирование работы госпиталя
- Задание 23. Моделирование работы маршрутных такси
- Задание 24. Моделирование работы печатной системы
- Задание 25. Моделирование процесса сборки пк
- Глава8. Проектирование имитационных моделей c помощью интерактивной системы имитационного моделирования
- 8.1. Структура интерактивной системы имитационного моделирования
- 8.2. Построение концептуальной схемы модели
- 8.3. Параметрическая настройка модели
- 8.4. Генератор формул
- 8.5. Управление экспериментом
- 8.6. Запуск эксперимента и обработка результатов моделирования
- 8.7. Управление проектами и общей настройкой системы
- 8.8. Пример построения модели средствамиIss2000
- Глава 9. Технология имитационного моделирования
- 9.1. Имитационные проекты
- 9.2. Организация экспериментов
- 9.3. Проблемы организации имитационных экспериментов
- 9.4. Оценка точности результатов моделирования
- 9.5. Факторный план
- 9.6. Дисперсионный анализAnovAв планировании экспериментов
- 9.7. Библиотечная процедураAnova
- 9.8. Технология проведение дисперсионного анализа в системеGpssWorld
- 9.9. Особенности планирования экспериментов
- 9.10. Нахождение экстремальных значений на поверхности отклика
- 9.11. Организация экспериментов вGpssWorId
- 9.L2. Выбор наилучшего варианта структуры системы
- Глава 10. Примеры принятия решенийcпомощью имитационного моделирования
- 10.1. Моделирование производственного участка
- 10.2. Моделирование технологического процесса ремонта и замены оборудования
- Приложение Системные сча
- Сча транзактов
- Сча блоков:
- Сча одноканальных устройств:
- Сча очередей
- Сча таблиц
- Сча ячеек и матриц ячеек сохраняемых величин:
- Сча вычислительных объектов
- Список литературы
- Срдержание
- Глава 5. Моделирование вычислительных и операционных систем 132
- Глава 10. Примеры принятия решений c помощью имитационного моделирования 201