CC BY
8
3. ТЕХНОЛОГ1Я ТА
УСТАТКУВАННЯ ДЕРЕВООБРОБНИХ П1Д1ИЧЮ1СТВ
УДК 330.133.7 Проф. Д.Л. Дудюк, д-р техн. наук - НЛТУ Украти
НОВИЙ АЛГОРИТМ Ш1ТАЦШНОГО МОДЕЛЮВАННЯ АВТОМАТИЗОВАНИХ ВИРОБНИЧИХ СИСТЕМ
Пропонусться новий алгоритм формал1зацп процесу функцюнування автомати-зованих виробничих систем послщовного агрегатування. Bïh дае змогу скоротити кiлькiсть етапiв формал1зацп та у два рази зменшити кшьюсть операторiв. Може ви-користовуватися для моделювання систем рiзноманiтного призначення.
Prof. D.L. Dudyuk - NUFWT of Ukraine The New Simulation Algorithm for Automatic Production Systems
The new algorithm of production systems simulation is proposed. It gives opportunity to reduce twice the operators quantity and may be used for simulation of different production systems.
1м1тацшне моделювання набуло широкого практичного використання у вЫх сферах д1яльност1 людини, починаючи вщ моделей окремих техшчних, оргашзацшних та еколопчних систем i закшчуючи глобальними проблемами розвитку людства i всесвггу. Тепершш комп'ютерш засоби та ïx програмне забезпечення дають змогу вщтворювати на моделi будь-якi виробничi та еко-логiчнi ситуаци, включаючи й тi, в яких реальна система вийшла б з ладу. Важливою перевагою iмiтацiйного моделювання е можливють моделювати й такi системи, як iснують лише у проектах або ще тiльки в уявi розробника.
Iмiтацiйне моделювання стало сьогодш чи не найпопулярнiшим засо-бом для оцшки ефективностi функцiонування автоматизованих виробничих систем рiзноманiтного призначення, оптимiзацiï' ïxнix параметрiв i структури, вибору найкращих за тими чи шшими критерiями варiантiв. Основна цiннiсть даного методу полягае у використанш методологи системного аналiзу. цiйне моделювання дае змогу дослщжувати систему, що аналiзуеться чи проек-туеться, за схемою операцшного дослiдження i охоплюе низку послiдовниx етапiв: змiстовне ставлення завдання; створення концептуально: моделi; роз-роблення алгоритму i програми реалiзацiï iмiтацiйноï моделi; перевiрку адек-ватност моделi та оцiнку точностi результапв моделювання; планування i про-
Нащональний лкотехшчний унiверситет УкраТни
ведення комп'ютерних експериментiв; прийняття рiшень. Тому тут е широк можливостi використовувати iмiтацiйне моделювання як унiверсальний пiдхiд для прийняття ршень в умовах невизначеност з урахуванням впливу стохас-тичних збурювальних факторiв, як важко формашзуються, а також застосову-вати основш принципи системного пiдходу для виршення практичних завдань.
Широке впровадження iмiтацiйного моделювання у практику дослщ-ження i проектування рiзноманiтних систем наштовхуеться на необхiднiсть створення програмних реашзацш iмiтацiйних моделей, якi мають вщтворю-вати динамiку функцiонування цих систем. На вщмшу вiд традицiйних мето-дiв програмування, розроблення програм iмiтацiйних моделей вимагае пере-будови самих принцишв мислення [1]. Тому зусилля розробниюв програмних засобiв для iмiтування спрямовуються, перш за все, на спрощення програмних реалiзацiй iмiтацiйних моделей. Програмнi засоби iмiтування змшю-валися у своему розвитку протягом декшькох поколiнь, починаючи з мов моделювання i засобiв автоматизаци конструювання моделей до генераторiв програм, iнтерактивних та iнтелектуальних систем i розподiлених систем моделювання. Основне призначення вЫх цих засобiв - зменшення трудомю-ткостi створення програмних реалiзацiй iмiтацiйних моделей.
На процес функцюнування автоматизованих виробничих систем у рiз-них галузях економши дiють вiдповiднi сукупностi випадкових збурювальних факторiв. Замiсть описування цих випадкових впливiв аналiтичними залежнос-тями (що часто бувае неможливим) проводиться "роз^рування" вiдповiдних наслiдкiв цих впливiв за допомогою певних процедур i отримують випадковий результат. Таким чином отримують лише одну реалiзацiю випадкового явища. Здiйснюючи багаторазово таке "розiгрування", нагромаджують статистичний матерiал, тобто множину реалiзацiй випадкових значень. I тiльки шсля вщпо-вiдного статистичного оброблення цього матерiалу знаходять необхiднi данi. Тому так важлива мiнiмiзацiя кiлькостi блоюв та операторiв у програмах та алгоритмах iмiтацiйних моделей для скорочення машинного часу моделювання.
Розглянемо для прикладу створення алгоритму iмiтацiйного моделювання просто! розiмкненоl виробничо! системи, що складаеться з а послщов-них дiльниць (рис. 1). Дшьнищ з,еднанi мiж собою буферними нагромаджува-чами з мiсткiстю на М предме^в працi. Завдання моделювання - дослщити за-лежнiсть пропускно! здатностi системи вiд 11 структури i параметрiв дiльниць.
Рис. 1. Схема виробничог системи
Процес функцюнування тако! системи можна подати як процес обслу-говування у типовш розiмкненiй (або вiдкритiй) одноканальнiй багатофазнш мережi масового обслуговування. Кожний предмет пращ (замовлення) шсля закшчення оброблення (обслуговування) на ^т дiльницi (фаз^ системи пере-даеться до буферного нагромаджувача, якщо там е вшьне мiсце, або безпосе-редньо до наступно! дiльницi, якщо вона вшьна. Звiльнена вiд обробленого
предмета працi дiльниця може прийняти наступний. У зворотному випадку i-та дшьниця простоюе з обробленим предметом пращ до моменту вившьнен-ня (i +1)-о1. Виникають додатковi (накладенi) втрати робочого часу.
Пiсля звiльнення вщ обробленого предмета працi i-та дшьниця почи-нае обробляти наступний предмет, який дютане з буферного нагромаджувача або з попередньо! дiльницi. Якщо ж перед i-ою дiльницею немае предме^в працi, то вона простоюе до закшчення попередньо! (i -1)-о1 операцiï. Знову виникають накладенi втрати робочого часу на тш же i-m дiльницi. Так фун-кцюнують всi iншi промiжнi дiльницi системи.
Вiдрiзняються вiд них лише перша (i =1) та остання (i =а) дшьнищ. Перша може не мати затримки з причини вщсутност предме^в працi перед нею. Остання може не затримуватися з причини наступноï фази. Але це мож-ливо в тому випадку, коли перед виробничою системою i шсля ^ï зможе наг-ромаджуватися достатньо велика кшьюсть предметiв працi.
Формашзащя процесу функцiонування такоï виробничоï системи скла-даеться з восьми послщовних крокiв [2]. Реалiзуеться вона трьома окремими каналами (рис. 2), перший з яких використовуеться для першо!' дшьнищ, дру-гий - для вЫх промiжних i третiй - для останньо!" дiльницi системи. Весь алгоритм формалiзацiï нараховуе 25 арифметичних i лопчних операторiв. У ва-рiантi, що поданий на рис. 2, ix кiлькiсть скорочена до 17.
Ми пропонуемо новий варiант одноканального алгоритму, що скла-даеться лише з шести кроюв i одинадцяти операторiв (рис. 3). Вхщш данi до пропонованого алгоритму - тривалост операцiй оброблення TCL на дшьни-цях i загальний час Т надходять вiд зовтштх блокiв iмiтацiйноï моделi. Сприйнявши зазначеш данi, алгоритм на другому крощ знаходить дiльницю, де найшвидше закшчуеться оброблення вiдповiдного предмета працi (timin) i кроком 3 контролюе ïï стан, з'ясовуючи, чи е там необроблеш предмети працi (ni > 0) для початку нового циклу оброблення. Кроком 4 перевiряеться наяв-тсть вiльного мiсця в буферному нагромаджувачi наступноï операци (ni+1 < Mi+1). За позитивних вiдповiдей на щ питання кроком 5 передаеться оброблений предмет з аналiзованоï i^ï дiльницi (ni -1) до наступноï (ni+1 + 1). В шшому випадку вiдбуваються часовi затримки на третьому (ti = ti.1) або на п'ятому (ti = ti+1) кроках i фiксуються вiдповiднi втрати робочого часу.
В iмiтацiйнiй моделi передбачаеться, що мiсткiсть Mi буферних нагро-маджувачiв можна змiнювати у досить широких межах (0 < Mi < ад). ïx поточ-не заповнення (стан), як i стан вiдповiдноï дiльницi фiксуеться параметром ni (0 < ni < Mi +1). Виробнича дiльниця (фаза) блокуеться у випадку вщсутноси в нш предметiв працi (ni = 0) до часу завершення попередньоï операци (ti = ti-1), тодi час простоювання Ati = ti-1 - ti (крок 3) та у випадку переповнен-ня буферного нагромаджувача на наступнш дiльницi (ni > Mi+1) до часу завершення там поточноï операци оброблення (ti = ti+1). Тодi аналiзована дiльниця простоюватиме протягом часу Ati = ti+1 - ti (крок 5). Кроком 6 перевiряеться можливють розпочати нову операцiю оброблення на i-m дiльницi. Опiсля формуеться нове значення тривалост оброблення наступного предмета пращ i пропонований алгоритм розпочинае новий цикл свого функцюнування.
тсх,т
№п/и Кроки формамзащГ
I Пошук часу та мюця (1 )
II Контроль наявност1 предмет1в пращ у фaзi
III Контроль заповнення наступно! фази
IV Пор1вняння часу змши стаит фаз
V Передача до наступно! фази або затримка
VI Передача предмета пращ вщ фази 1 до (¡+ I ) — 01
VII Контроль нового стану 1 - 01 фази
VIII Затримка з вини попе-редньо! фази
Иг I
1
П1+1 +1
о
Пг 1
Пц-1 + 1
тсъ. т
Рис. 2. Пролижиий вар'шат триканального алгоритму формалЬаци
Рис. 3. Формалiзацiя процесу функщонування nocnidoeHux АВС
Запропоноване тут скорочення кшькосл кроюв та onepaTopiB в алгоритм^ який використовуеться у кожному цикл кожно! операци оброблення на вЫх дiльницях виробничо! системи, мае досить важливе значення, бо дае змогу ютотно скоротити дорогий машинний час моделювання.
Л1тература
1. Томашевський В.М., Жданова О.Г., Жолдаков О.О. Вир1шення практичних зав-дань методами комп'ютерного моделювання: Навч. поабник. - К.: Корншчук, 2001. - 268 с.
2. Дудюк Д.Л. та íh. Елементи теори автоматичних л1нш: Навч. поабник. - Ки-1в-Льв1в: 1ЗМН. - 192 с.
УДК 674.047 Проф. В.В. Шостак, д-р техн. наук; доц. Й.Л. Ацбергер;
З.П. Копинець - НЛТУ УкраХни
ВПЛИВ РЕЖИМУ СУШ1ННЯ НА ТР1ЩИНОУТВОРЕННЯ
ДЕРЕВИНИ
Проведено аналiз мехашзму трщиноутворення та наведено формули розрахун-ку градieнтiв для параболоподiбного розподшу вологостi у процесi сушiння.
