
- •Глава 1. Общие положения
- •1.1. Основные понятия
- •13. Виды и средства механизации строительных работ
- •Глава 2. Основы комплексной механизации 2.1. Классификация задач
- •2.2. Проектирование и формирование оптимальных комплектов, комплексов и парков машин.
- •23. Формализация комплектования машин
- •Глава 3. Формирование оптимальных комплектов и комплексов машин
- •3.2. Оптимальное комплектование машин в условиях неполной определенности с ограничениями
- •3.3. Оптимальное комплектование машин в условиях неполной
- •3. Определение апостериорных вероятностей распределения p(Cj/ п-j по формуле Байеса.
- •5. Выбор из всех комплектов машин того, который обеспечил минимальные затраты.
- •3.4. Комплектование машин в условиях полной неопределенности
- •Глава 4. Комплектование машин
- •43. Определение параметров функционирования одноканального комплекта машин
- •4.3.1. Определение параметров функционирования одноканального комплекта машин с простейшими потоками в установившемся режиме аналитическим методом
- •4.4. Оптимизация структуры одноканального комплекта машин
- •Глава 5. Оптимальное комплектование машин для земляных работ
- •5.1. Оптимальное комплектование одноковшового экскаватора транспортом
- •5.2 Оптимальное комплектование машин экскаватор - автосамосвалы
- •Глава 6. Комплектование машин для
- •6.1. Оптимальная загрузка транспортных средств
- •6.2. Комплектование транспортных машин
- •63. Комплектование погрузочно-транспортных машин
- •6.4. Моделирование работы погрузочно-транспортного машин комплекта
- •Глава 10. Оптимальное насыщение фронта работ
- •10.1. Определение оптимального фронта работ
- •1) Вероятность простоя вспомогательной машины po(At) в течение небольшого интервала времени 6t пропорциональна величине этого интервала
- •10.2. Оптимизация структуры системы обслуживания
- •103. Насыщение фронта работ комплектами машин
- •10.4. Оптимизация продолжительности выполнения механизированных работ
- •Глава 12. Прогнозирование эффективности комплексной механизации
- •12.2. Экспертная оценка средств механизации
- •1) Определение нормированных оценок, данных экспертами:
- •2) Определение средних значений весовых коэффициентов для каждого вида оборудования
- •12.Э. Оценка продолжительности выполнения механизированных работ
- •16) Определение вероятности свершения завершающего события в заданный директивный срок выполнения всего строительно-монтажного процесса.
- •12.4. Прогнозирование основных параметров средств механизации
- •2) Вычисление средних арифметических значений результативного признака и факторных признаков
- •7) Оценка параметров уравнения регрессии. По результатам оценки параметров уравнения регрессии производится отбор наиболее существенных факторов, включаемых в модель.
- •Глава 13. Экономическая эффективность комплексной механизации строительства
- •13.1. Общие положения
6.4. Моделирование работы погрузочно-транспортного машин комплекта
В последнее время все большее распространение при комплектовании машин находят методы имитационного моделирования, которые позволяют автоматизировать и упрощать процесс комплектования машин, особенно для сложных комплектов и комплексов машин. Чем сложнее решаемая задача, тем более эффективным оказывается применение метода имитационного моделирования.
Постановка задачи. Пусть заданы:
- погрузочное средство (экскаватор, погрузчик, кран) — канал обслуживания;
- транспортные средства (автосамосвалы, панелевозы) — требования, нуждающиеся в обслуживании в количестве - 6 единиц;
- время обслуживания (погрузка) одного транспортного средства составляет 4±1 мин;
- время транспортировки продукции к месту назначения и возвращения обратно составляет 20 ± 4 мин.
Поступление транспортных средств на погрузку и время погрузки подчиняются равномерному распределению.
Требуется смоделировать работу погрузочно-транспортного комплекта машин за 1 маш-см. и определить его основные характеристики функционирования:
- коэффициент использования погрузочного средства (канала обслуживания);
- среднее время пребывания транспортного средства (требования) в канале обслуживания;
- максимальное содержимое (длина) очереди на погрузку;
- среднее содержимое (длина) очереди на погрузку;
- общее число входов в очередь (погрузок);
- среднее время пребывания требования в очереди;
- и другие показатели.
Выявление основных особенностей, взаимосвязей н количественных закономерностей
(рис. 6.2).
Поскольку транспортные средства возвращаются снова и снова в систему на погрузку, то мы имеем одноканальную замкнутую систему массового обслуживания.
В представленном виде данная задача не имеет аналитических методов решения, поэтому воспользуемся имитационным методом решения. Моделирование комплекта машин проведем с использованием системы имитационного моделирования GPSS World (General Purpose System Simulation World - Мировая общецелевая система моделирования)^ Выбор этой системы имитационного моделирования объясняется многими причинами:
- она проста в обучении и использовании;
- многие пользователи достигли больших успехов при решении реальных проблем с использованием именно системы GPSS;
- наиболее важные классы объектов (требования (транзакты), каналы, накопители, логические переключатели и др.) и их свойства широко используются в реальных практических задачах, вычислительных сетях, производственных и коммерческих системах и т.д.;
- диапазон использования системы достаточно широк;
- система постоянно совершенствуется;
- расширение создаваемых моделей легко осуществимо;
- доступно широкое использование анимации;
- пользователи способны легко понять внутреннюю логику и алгоритмы GPSS;
- интерфейс прост и удобен;
- при построении модели система позволяет оперировать непосредственно понятиями имитируемой системы [1].
Перед моделированием погрузочно-транспортного комплекта машин вначале выделим основные действия и события, происходящие в процессе функционирования имитируемого комплекта машин:
1 - формирование комплекта транспортных средств (требований), необходимого для обслуживания погрузочного средства. Примем в нашей задаче число транспортных средств в комплекте равным 6. Этот процесс моделируется оператором generate.
2 - моделирование времени транспортировки продукции в место назначения и возвращения обратно в систему на очередное обслуживание. Это действие моделируется оператором advance;
3 — вход в очередь к каналу обслуживания (экскаватор, погрузчик, кран) на погрузку. Это событие моделируется оператором queue с символическим именем pogr. Символическое имя определяет пользователь, оно должно иметь не более шести символов, из которых первые три обязательно должны быть буквами (используется латинский алфавит);
4 - определение занятости канала обслуживания с символическим именем клан. Это событие моделируется оператором seize. Вместо символических имен могут использоваться числовые имена, т. е. цифры. Однако, использование символических имен часто облегчает понимание модели
функционирования системы;
5 - выход из очереди на обслуживание (погрузку). Это событие моделируется оператором depart с символическим именем pogr. Символические или числовые имена операторов queue и depart должны совпадать, т. е. если требование вошло в очередь, имея определенное имя, то оно должно и выйти из очереди под этим же именем;
6 - моделирование времени обслуживания требования. Это действие моделируется оператором advance. А в поле А и В оператора advance соответственно указывается среднее время обслуживания (поле А) и время отклонения (поле В) от среднего времени обслуживания. В нашей задаче это время будет моделироваться равномерно в интервале 20±4 [16- 24] мин. При каждом прогоне модели среднее время обслуживания определяется автоматически с использованием встроенных датчиков случайных чисел;
7 - фиксируется момент освобождения канала обслуживания. Это событие описывается оператором release с символическим именем kran. Здесь символические имена (или числовые) операторов seize и release должны быть одинаковыми.
8 - возвращение требования в систему. Это действие моделируется оператором transfer с указанием в поле В символической или числовой метки оператора, к которому должно быть направлено обслуженное требование. В поле А оператора transfer ставится запятая ",". В нашей задаче используется символическая метка avto, которую имеет оператор advance. Это означает, что обслуженное требование направляется к оператору
AVTO ADVANCE 20,4
Он моделирует время транспортировки продукции к месту назначения и возвращения обратно в систему на очередное обслуживание.
Для указания числа требований, функционирующих в системе, в начале программы используется оператор generate, в котором в поле D указывается число требований, функционирующих в системе, в полях А, В я С ставятся запятые.
Поскольку функционирование, погрузочно-транспортного комплекта машин производится в течение смены, то необходимо ввести специальный модуль для моделирования времени работы комплекта машин. Для этого используют после оператора transfer три оператора:
В строке оператора выделяют три поля: поле меток (числовых или символических), поле операторов (операций) и поле параметров (переменных, операндов).
Использованные в программе .операторы полностью соответствуют содержанию и логике моделируемого комплекта машин. Справа от операторов пишутся параметры (переменные), которые характеризуют данное событие. Так, в операторе generate первый параметр определяет средний интервал времени между поступлениями двух смежных требований в систему, второй - максимально допустимое отклонение от среднего времени, третий - время начала поступления требования в систему, а четвертый -число требований, поступающих в систему. Некоторые параметры в данном операторе могут отсутствовать. Так в нашей задаче в первом операторе GENERATE присутствует только четвертый параметр. В операторах queue и depart первый параметр pogr определяет символическое имя очереди, в которую вошло и из которой собирается выйти требование, второй, если он есть, - число требований, входящих или покидающих очередь. Имя может иметь и числовое значение, например, 1. В операторах seize и release параметр KRAN определяет символическое имя канала обслуживания (крана), в который собирается войти требование, если он освободился, и выйти - если требование уже в нем обслужилось. В операторе advance первый параметр определяет среднее время обслуживания требования, а второй -3 — максимально допустимое отклонение от этого времени. В операторе TRANSFER первый параметр определяет метку оператора, к которому должно перейти вошедшее в него требование. В нашем примере это оператор queue. Оператор terminate производит удаление одного требования из системы. Управляющий оператор start обеспечивает запуск системы на моделирование.
В системе моделирования GPSS World предусмотрена выдача стандартного отчета, в котором выводятся результаты моделирования. Фрагмент результатов моделирования комплекта машин представлен ниже.
Исследование с помощью имитационной модели. Изменяя значения числа обслуживаемых транспортных средств, можно промоделировать различные структуры комплекта машин и параметры их работы. Имитационная модель позволяет исследовать влияние различного числа используемых панелевозов (требований) на основные характеристики функционирования комплекта машин. Такие изменения можно проводить в самом операторе GENERATE. Например, представить его в таком виде:
Можно исследовать влияние времени погрузки и ряда других параметров на основные параметры функционирования комплекта машин.
Вопросы для самоконтроля
1. Сформулируйте задачу определения оптимального распределения
комплектов машин по объектам строительства и оптимального распределения однородного груза.
2. Напишите математическую модель для определения оптимального
распределения комплектов машин по объектам строительства,
3. Изложите алгоритм дифференциальных рент.
4. Напишите критерий оптимизации для определения основных пара-
метров транспортного комплекта машин, включающего несколько прицепов.
5. Определите число прицепов в транспортном комплекте машин для различных схем работы.
6. Постройте математическую модель для определения оптимальной
грузоподъемности прицепа и их числа.
7. Аналитически определите оптимальную грузоподъемность прицепа и
их число для различных схем работы комплекта машин.
8. Напишите критерий оптимизации для определения основных пара-
метров погрузочно-транспортного комплекта машин, включающего несколько прицепов.
9. Как определить число прицепов в погрузочно-транспортном комплекте
машин для различных схем работы.
10. Постройте математическую модель для определения оптимальной
грузоподъемности погрузочного средства, прицепа и их числа.
11. Аналитически определите оптимальную грузоподъемность погрузочного Средства, прицепа и их число для различных схем работы комплекта машин. -^
12. Нарисуйте схему функционирования погрузочно-транспортного ком-
плекта машин.
13. Напишите имитационную модель функционирования погрузочно-транспортного комплекта машин.
14. Как изменять параметры исследования функционирования комплекта машин при использовании метода имитационного моделирования.