Размещено на http://www.allbest.ru/

ПЕНЗЕНСКИЙ РЕГИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ВЫСШЕЙ ШКОЛЫ (ФИЛИАЛ)

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИННОВАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ И ПРЕДПРИНИМАТЕЛЬСТВА»

Лабораторная работа

Имитационное моделирование экономических процессов

Выполнил:

ст. гр. 10Э2

Салькина Д.М

Проверил:

ст. преподаватель

Г.Н.Анохин

Пенза 2014



1. Моделирование системы управления качеством

Постановка задачи

Допустим, нам надо промоделировать систему управления качеством производственного процесса, включающего две операции обработки изделия с соответствующим контролем. Известны следующие параметры производственного процесса:

* поток изделий, поступающих на обработку, подчиняется экспоненциальному распределению вероятностей с параметрами л = 0 и в =28; управление качество дискретный числовой

* время выполнения первой операции определяется с помощью дискретной числовой функции, а время на контроль этой операции составляет 3 мин;

* время выполнения второй операции определяется с использованием нормального распределения с параметрами м = 22, у = 3, а время на контроль этой операции составляет 2 мин.

Нужно промоделировать работу системы управления качеством в течение рабочей смены - 8 ч. Требуется определить параметры функционирования производственного процесса:

* коэффициент загрузки каждого контролера;

* среднее время обслуживания каждым контролером;

* максимальное, среднее и текущее число изделий у каждого контролера и др.

2. Выявление основных особенностей

Для моделирования производственного процесса необходимо сформировать входной поток изделий, поступающих на обработку с интервалом времени, соответствующим экспоненциальному закону. В противном случае его значение равно 0.

Время выполнения первой операции определяется с помощью дискретной числовой функции, задаваемой семью парами чисел (точек):

(0,0),(.04,9),(.20,13),(.35,17),(.60,25),(.85,35),(1.0,50).

В качестве единицы измерения времени примем минуту.

Модель будем представлять в виде пяти сегментов. В первом секторе сформируем некоторые исходные и выходные данные.

Во втором и третьем секторах промоделируем соответственно выполнение операций и их контроль. В четвертом секторе будем решать вопрос об устранении брака в проконтролированных изделиях. В пятом секторе промоделируем продолжительность выполнения процесса, например, в течение 8 часовой рабочей смены.

3. Создание имитационной модели процесса

Построение имитационной модели начнем с создания заголовка модели, который может быть представлен, например, в таком виде:

GPSSW File - CONTROL.GPS

************************

* Моделирование системы *

* управление качеством *

*************************

В первом секторе будем формировать некоторые исходные и выходные данные.Используем оператор RMULT, чтобы задать начальное значение для работы генератора случайных чисел. В нашей задаче мы будем использовать датчик случайных чисел RN1. По умолчанию, когда не используется оператор RMULT, начальное значение для работы генератора случайных чисел равно его номеру - для нашей задачи это 1:

RMULT 231

Далее используем оператор TABLE (Таблица) для сбора информации и вывода ее в виде графика:

Time_obrab TABLE M1,100,20,7

Эта запись означает, что стандартный числовой атрибут M1 должен быть выведен в табличном виде. Нижний предел переменной (поле B) равен 100, приращение (поле С) равно 20 и число приращений (поле D) равно 7.

Стандартный числовой атрибут M1 - это время всего процесса обработки изделия (требования), включая и операции контроля. Это время определяется как разность абсолютного времени функционирования системы и времени вхождения изделия (требования) в оператор TABULATE.

Далее определим дискретную числовую функцию для вычисления времени выполнения первой операции. В системе GPSSW она представляется в таком виде:

Oper_1 FUNCTION RN1,D7

0,0/.04,9/.20,13/.35,17/.60,25/.85,35/1.0,50

Создание второго сектора модели начнем с моделирования потока изделий, поступающих на обработку. Это действие будем выполнять с помощью оператора GENERATE (Генерировать). Нам необходимо сформировать поток изделий, поступающих на обработку, который подчиняется экспоненциальному распределению вероятностей. Это можно сделать двумя способами, используя:

* эмпирические распределения, которые можно создать с помощью команды

FUNCTION (Функция) языка GPSS, используя дискретные (тип D) или непрерывные (тип C) случайные функции;

* встроенные процедуры распределений вероятности.

Каждый вызов процедуры распределения вероятности требует, чтобы вы определили параметр потока, номер генератора случайных чисел.

В нашем примере оператор GENERATE запишется в таком виде:

GENERATE (Exponential(1,0,28))

В поле операнда А указывается обращение к библиотечной процедуре - экспоненциальному распределению вероятности.

Далее определим с помощью функции по имени Oper_1 длительность выполнения первой операции и сохраним ее значение в параметре изделия (требования) под номером 1. Это можно сделать с помощью оператора ASSIGN (Присвоить).В нашей задаче этот оператор может быть записан в таком виде:

ASSIGN 1,FN$Oper_1

В поле операнда А указывается номер требования, в которое записывается значение операнда B. В операнде B выполняется обращение к функции по имени Oper_1 с помощью стандартного числового атрибута FN<имя>. Если используется символическое имя, то между именами стандартного числового атрибута и функции ставится знак $.

Далее необходимо промоделировать процесс выполнения первой операции на первом оборудовании. Это начинается с оператора SEIZE (Занять) с меткой Oborud_1, который определяет занятость первого оборудования, выполняющего первую операцию, но с предшествующим изделием. И при окончании выполнения операции следующее изделие (требование) поступает на обработку на первое оборудование (объект), что моделируется оператором ADVANCE (Задержать).Окончание обработки фиксируется оператором RELEASE (Освободить)с той же меткой Oborud_1.В поле операнда А дается символьное или числовое имя оборудования (объекта). Таких каналов обслуживания в системе может быть очень много. Желательно, чтобы присваиваемое имя отражало суть описываемого элемента системы. Все эти действия могут быть представлены так:

Stage1 SEIZE Oborud_1

ADVANCE P1

RELEASE Oborud_1

Операторы SEIZE и RELEASE предназначены для сбора статистики по каналу обслуживания, с которым они используются.

Далее моделируется время работы контролера по оценке качества выполненной операции. Это может быть выполнено оператором ADVANCE. Время контроля, равное 3 мин, записывается в поле операнда A. Допустим, что 15% всех изделий бракуется. Однако есть возможность повторить операции обработки для некоторых изделий. Эту часть модели можно записать так:

ADVANCE 3

TRANSFER .150,,Ustr_brak_1

Таким образом, в нашей задаче 15% изделий направляются в четвертый сегмент к оператору с меткой Ustr_brak_1.

Аналогичные действия проводятся с изделием при выполнении второй операции на втором оборудовании. Это можно записать так:

Oper2 SEIZE Oborud_2

ADVANCE (Normal(1,22,3))

RELEASE Oborud_2

ADVANCE 2

TRANSFER .060,,Ustr_brak_2

TABULATE Time_obrab

TERMINATE 1

Здесь время выполнения второй операции определяется с использованием нормального закона распределения, встроенного в систему. Оператор TABULATE предназначен для контроля времени выполнения всего производственного процесса, а оператор TERMINATE выводит обработанное изделие из системы.

Перейдем теперь к четвертому сегменту, в котором определяется возможность устранения брака путем возвращения изделия на повторную обработку. При этом из всех забракованных изделий на первую операцию возвращается 30%, а на вторую - 60%. Это можно записать так:

Ustr_brak_1 TRANSFER .300,,Oper1

TERMINATE

Ustr_brak_2 TRANSFER .600,,Oper2

TERMINATE

Далее используется оператор TRANSFER (Передать) в вероятностном режиме передачи требования к оператору с указанной меткой в поле операнда C. В этом режиме в поле операнда A указывается вещественное число меньше 1. Активное требование переходит к местоположению, указанному в поле операнда C, с вероятностью, данной операндом A. Если операнд A - неотрицательное целое число, то он интерпретируется как одна тысячная и преобразуется в значение вероятности. Например, строка

Ustr_brak_1 TRANSFER .300,,Oper1означает, что когда требование входит в оператор TRANSFER, оно переходит к оператору с меткой Oper1 с вероятностью 0,700, а с вероятностью 0,300 - к следующему оператору.

И наконец, мы должны создать пятый сегмент, который будет моделировать работу системы управления качеством в течение рабочей смены, равной 8 ч. Поскольку моделирование производственного процесса проводится в минутах, то время моделирования системы будет равно 8 Ч 60 = 480 мин. Этот сегмент будет выглядеть так:

GENERATE 480

TERMINATE 1

Завершающим оператором в нашей задаче является START, дающий команду начать моделирование:

START 1

Представление имитационной модели

Для представления имитационной модели выполните следующие действия:

* щелкните по пункту File главного меню системы. Появится выпадающее меню;

* щелкните по пункту New (Создать) выпадающего меню. Появится диалоговое окно Новый документ;

* выделите пункт Model и щелкните по кнопке ОК. Появится окно модели, в котором введите данную программу, как показано на рис. 1.1.



Рис. 1.1. Окно имитационной модели системы управления качеством

4. Моделирование системы

После создания имитационную модель необходимо оттранслировать и запустить на выполнение. Для этого:

* щелкните по пункту Command главного меню системы или нажмите комбинацию клавиш Alt+C. Появится выпадающее меню;

* щелкните по пункту Create Simulation (Создать выполняемую модель) выпадающего меню.Так как в имитационной модели имеется управляющая команда START, то исходная имитационная модель будет транслироваться, и если в ней нет ошибок,начнется процесс моделирования системы

Перед началом моделирования можно установить вывод тех параметров моделирования, которые нужны пользователю. Для этого:

* щелкните по пункту Edit (Правка) главного меню системы или нажмите комбинацию клавиш Alt+E. Появится выпадающее меню;

* щелкните по пункту Settings (Установки) выпадающего меню. Появится диалоговое окно SETTINGS для данной модели. В нашем примере появится окно под именем Qcontrol - SETTINGS, в котором можно установить нужные выходные данные, как показано на рис. 1.2.

Наличие галочек в окошках говорит о том, что эта информация будет выведена в окне результатов моделирования REPORT (Отчет). В нашем примере будет выведена информация по следующим объектам:

* Facilities (Каналы обслуживания);

* Tables (Таблицы).

После выполнения имитационной модели появится окно REPORT с результатами моделирования. В верхней строке указывается:

* START TIME (Начальное время) - 0.000;

* END TIME (Время окончания) - 480.000;

* BLOCKS (Число блоков) - 20;

* FACILITIES (Число каналов обслуживания) - 2;

* STORAGES (Число накопителей) - 0.

Ниже указываются результаты моделирования каналов обслуживания соответственно под назначенными нами именами OBORUD_1 и OBORUD_2:

* ENTRIES (Число входов) - 16 и 13;

* UTIL. (Коэффициент использования) - 0.879 и 0.577;



AVE. TIME (Среднее время обслуживания) - 26.375 и 21.307;

* AVAIL. (Доступность) - 1 и 1;

* OWNER (Возможное число входов) - 0 и 0;

* PEND - 0 и 0;

* INTER- 0 и 0;

* RETRY (Повтор) - 0 и 0;

* DELAY (Отказ) - 0 и 0.

Еще ниже приводится содержимое таблицы под именем TIME_OBRAB. При этом выводятся следующие результаты:

* MEAN (Средняя) - 94.359;

* STD.DEV. (Среднее квадратическое отклонение) - 23.880;

* RANGE (Область);

* RETRY- 0;

* FREQUENCY (Частота);

* CUM.% (Суммарный процент).

Эти результаты могут быть использованы для построения по табличным данным соответствующей гистограммы под именем TIME_OBRAB.

5. Построение гистограммы

Для построения гистограммы:

* щелкните по пункту Window главного меню системы. Появится выпадающее меню;

* щелкните по пункту Simulation Window (Окно моделирования) выпадающего меню. Появится всплывающее меню;

* щелкните по пункту Table Window (Окно гистограммы) во всплывающем меню. Появится диалоговое окно Open Table Window (Открыть окно гистограммы). В раскрывающемся списке Table щелкните по нужной гистограмме. Для нашей задачи это окно выглядит так, как показано на рис. 4.44;

* щелкните по кнопке ОК. Появится соответствующая гистограмма. Для нашей задачи она выглядит так, как представлено на рис. 1.3



Рис.1.4.Окно гистограммы имитационной модели системы управления качеством

Размещено на Allbest.ru