Транспортный цех обслуживает три филиала А, В и С. Грузовики перевозят изделия из А в В и из В в С, возвращаясь потом в А без груза. Погрузка изделий в филиале А занимает 20 мин, переезд из А в В длится 30 мин, разгрузка и загрузка в филиале В - по 20 мин, переезд в С - 30 мин, разгрузка в С - 20 мин и переезд в А - 20 мин. Если на момент загрузки в филиалах А и В изделия отсутствуют, грузовики уходят дальше по маршруту пустыми. Изделия в А выпускаются партиями по 1000 шт. через 20+- 3 мин, в В - такими же партиями через 20 +- 5 мин. На линии эксплуатируются восемь грузовиков, каждый может перевозить по 1000 изделий. В начальный момент четыре грузовика находятся в А, четыре - в В.

Промоделировать работу транспортного цеха на протяжении 1000ч.

Определить частоту пустых перегонов грузовиков между филиалами А и В, В и C.

Задачей курсовой работы является разработка имитационной модели работы транспортного цеха. Главная ценность имитационного моделирования состоит в том, что в его основу положена методология системного анализа. Она дает возможность исследовать проектируемую или анализируемую систему по технологии операционного исследования, включая такие взаимосвязанные этапы, как содержательная постановка задачи; разработка концептуальной модели; разработка и программная реализация имитационной модели; оценка адекватности модели и точности результатов моделирования; планирование экспериментов; принятие решений. Благодаря этому имитационное моделирование можно применять как универсальный подход для принятия решений в условиях неопределенности и для учета в моделях трудно формализуемых факторов.

Целью курсовой работы является определение частоты пустых перегонов грузовиков между филиалами А и В, В и С с возможностью дальнейшей ее минимизации.

2. Разработка концептуальной модели

2.1 Анализ задачи

Как уже было сказано выше - целью данной курсовой работы является разработка имитационной модели работы транспортного цеха. С последующим определение частоты пустых перегонов грузовиков между филиалами А и В, В и С, которые уезжают без груза. Также требуется промоделировать транспортного цеха на протяжении 1000 часов.

Для наглядности представим структурную схему нашего процесса (рисунок.1). t=20+-3

Таблица определений.

Таким образом, входным потоком будут изделия, выпускающиеся в филиале А и филиале В, а выходным - пустые грузовики.

Критерием эффективности данной модели будет частота пустых перегонов грузовиков между филиалами А и В, В и С. Таким образом, чем меньше будет пустых грузовиков переезжающих из А в В, и из В в С, тем эффективней будет разработанная модель системы.

Предварительный расчет:

Предположим, что грузовики в стационарном режиме (т.е. достаточно времени спустя от начала процесса) движутся без пустых перегонов. Тогда один грузовик делает один круг за время, равное 160 минутам, т.к. 30 + 30 + 20 = 80 мин уходит на переезды между пунктами, и 20 + 40 + 20 = 80 мин - на погрузку и разгрузку в пунктах А, В и С. Итого время на один круг маршрута составляет 80 + 80 = 160 мин.

За 160 мин грузовик перевезет тогда 2 партии изделий, одну партию - в среднем за 80 мин. Следовательно, 8 грузовиков будут перевозить одну партию в среднем за 80/8 = 10 мин. Это время равно среднему времени между выпуском партий изделий: в пункте А партии выпускаются в среднем через 20 мин, и так же в пункте В. Вместе два пункта выдают одно изделие в среднем через 10 мин.

Таким образом, грузовикам достаточно, чтобы успевать перевозить все производимые изделия (при условии, что грузовики не делают пустых перегонов). Очевидно, что если будут пустые перегоны, то грузовики не будут успевать развозить груз, и он будет накапливаться в пунктах его производства.

Обратим внимание на то, что интенсивность выпуска партий и интенсивность их перевозки - при условии отсутствия пустых перегонов - в точности одинаковы. Это напоминает ситуацию, когда в смо коэффициент загрузки равен единице. Поэтому можно предположить, что рассматриваемая система перевозок будет иметь соответствующую специфику, то есть что стационарный режим для нее существует, но средняя длина очереди (в данном случае - число не перевезенных партий) равна бесконечности. Практически наличие такого стационарного режима означало бы, что мы можем моделировать только переходный процесс, т.к. длительность последнего бесконечна. В таком случае реальная система никогда не войдет в стационарный режим, хотя он (аналитически) существует. В аналитическом смысле система войдет в стационарный режим лишь через время, равное бесконечности.

Если высказанное предположение подтвердится, то необходимо будет рассмотреть возможность создания некоторого резерва для ресурса перевозок, т.е. для снижения загрузки системы.

Выбор программных средств моделирования

В качестве программы моделирования самой задачи на мой взгляд наиболее удобно использовать программу GPSSPC которая на языке программирования GPSS позволяет быстро смоделировать процесс работы моего транспортного цеха. Немаловажным фактором использования данного метода является удобная отладка модели, также с помощью дополнительных графиков вызываемых командами (alt+F и alt+B) можно наглядно увидеть работу модели и устранить ошибки которые могут возникнуть в процессе работы.

Основной критерий выбора данного метода решения поставленной задачи является совместимость его с теорией массового обслуживания и очередей, а также наличие инструментов для решения задач связанных с ними. К ним относятся средства генерации случайных чисел и переменных, возможность отладки и изменения алгоритма во время работы, отображение статистических данных по работе модели и многое другое помогающее организовать вычислительный процесс.

4. Разработка структурной схемы имитационной модели и описания ее функционирования.

Для описания имитационной модели в моём случае исходя из выше перечисленных пунктов рационально использовать Q схему для данной модели и по ней наиболее удобно в дальнейшем будет построить модель в gpss.

Рассмотрим Q-схему данной модели. Она изображена на рисунке 2.

Таблица определений.

Основная цель планирования экспериментов - изучение поведения моделированной системы при наименьших затратах на экспериментирование. Поэтому оговорим некоторые особенности модели. У нас филиалы А и В работают синхронно простои образуются по вине медленном производстве деталей в филиалах А и В величина простоя грузовиков по сравнению с перевозом груза.

Моделируя вариант расписания, когда грузовики выходят из филиала А каждый через 20 минут, видим, что число пустых перегонов сократилось. Но число не перевезенных партий в среднем несколько возрастает, очевидно, по причине, что каждый грузовик в среднем вышел более чем на час позже, чем в первом варианте.

Можно разрабатывать десятки вариантов модели перевозки грузов по филиалам А, В и С. Например, вариант, когда грузовики в пунктах А и В, не обнаруживая груза, останавливаются до тех пор, пока груз не появится. Но и в этом случае со временем будут расти как число пустых перегонов, так и число не перевезенных партий продукции.

Чтобы обеспечить эффективную работу всей системы время производства деталей в филиалах А и В должно быть минимальным. В филиале А и В должна быть равна 15 минутам. Здесь мы видим что простой уже меньше. Если же мы сделаем еще и переезд грузовиков будет составлять 50 мин то получим такую что, здесь у нас получается меньше простоя. Точность результатов данной модели является достаточной чтобы использовать её для увеличения эффективности работы смоделированной нами модели.

Продолжая такие поиски стратегий, убеждаемся, что ни одна стратегия не позволяет полностью исключить накопление числа пустых перегонов и числа не перевезенных партий. При этом наблюдаем такую закономерность, что некоторое снижение числа пустых перегонов, достигаемое в какой-либо конкретной стратегии, вызывает рост не развезенной продукции. Практические рекомендации, вытекающие из этих опытов, оказываются довольно тривиальными. Они сводятся к следующему:

· Грузовики следует выпускать через 20 мин друг за другом.

· В филиале В производили изделия за 15 минут до погрузки груза.

Время от времени могут понадобиться дополнительные рейсы грузовиков, чтобы развезти накопившуюся продукцию в филиалах А и В.

Выводы и рекомендации по использованию модели