РЕФЕРАТ

Курсова робота: пояснювальна записка: 34 с., 6 рис., 8 табл., 5 джерел, 1 додаток.

ІМІТАЦІЙНЕ МОДЕЛЮВАННЯ, ПРОГРАМА, ОЦІНКА ТОЧНОСТІ, СИСТЕМА МАСОВОГО ОБСЛУГОВУВАННЯ, КОМПЛЕКТУВАЛЬНИЙ КОНВЕЄР, GPSS WORLD, Q-СХЕМА.

Об`єкт дослідження – комплектувальний конвеєр.

Мета роботи – визначення ймовірності пропуску секції, максимальних та середніх черг, а також економічну доцільність на переходу роботи конвеєра на інший режим роботи.

Метод дослідження – імітаційне моделювання, завдяки якому створено імітаційну модель комплектувального конвеєра відповідно до постановки задач. Дослідження здійснювалося з використанням пакета програм моделювання GPSS World, який є найбільш ефективним для імітаційного моделювання подібних систем.

Імітаційна модель була створена технічному засобі із операційною системою Windows 10, процесором Intel(R) Core(TM) i7 та 16 ГБ ОЗУ. Обсяг програми становить 11 Кб, час виконання – 0,08 секунди.

Результати роботи можуть бути використані на підприємстві де є комплектувальні конвеєри з подібною структурою.

ЗМІСТ

Вступ………………………………………………………………………………….6

1 Опис об'єкта моделювання та постановка завдання……………………………...8

2 Розробка концептуальної моделі та її формалізація……………………………...9

2.1 Структурна схема моделі системи та її опис…………………………….9

2.2 Q-схема системи та її опис………………………………………………..9

3 Алгоритмізація та машинна реалізація моделі………………………………….11

3.1 Вибір методу моделювання……………………………………………...11

3.2 Вибір програмних засобів моделювання……………………………….11

3.3 Опис моделювального алгоритму………………………………….…...13

3.4 Розробка блок-діаграми……………………………………………….....14

4 Планування машинного експерименту………………………………………….16

4.1 Планування машинного експерименту………………………………...16

4.2 Аналіз результатів моделювання………………………………………..21

4.3 Можливі варіанти з вдосконалення характеристик системи………….21

Висновки……………………………………………………………………………23

Перелік джерел……………………………………………………………………...24

Додаток. Опис програм…………………………………………………………….25

ВСТУП

З давніх давен людина використовує моделювання для дослідження об'єктів, процесів та явищ у різних галузях своєї діяльності. Результати цих досліджень допомагають визначити й покращити характеристики реальних об'єктів та процесів, краще зрозуміти сутність явищ та пристосуватись до них або керувати ними, конструювати нові та модернізувати старі об'єкти. Моделювання допомагає людині приймати обґрунтовані рішення та передбачати наслідки своєї діяльності. Поняття комп'ютерного моделювання відображає використання в цьому процесі комп'ютера, як потужного сучасного засобу опрацювання інформації. Завдяки комп'ютеру істотно розширено межі застосування моделювання, а також забезпечено всебічний аналіз отриманих результатів.

Сьогодні дуже гостро постає питання ефективності використання ресурсів, як матеріальних так і трудових. Майже у кожному цеху, заводі, виробничому підприємстві є конвеєра, які використовуються для переміщення деталей, комплектів і тощо. Тому дуже важливо перед тим, як відкривати підприємство, змоделювати роботу конвеєра, щоб мінімізувати пропуски секцій, черги, а також вибрати необхідний інтервал ходу конвеєра.

В якості основних методів вирішення таких здач використовуються імітаційне моделювання. Основною перевагою імітаційного моделювання є можливість дослідження більш складних об’єктів. Імітаційні моделі дозволяють досить просто враховувати такі фактори як наявність дискретних і неперервних елементів, нелінійні характеристики елементів об’єкта, численні випадкові впливи та інші, які часто створюють труднощі при аналітичних дослідженнях.

Методи імітаційного моделювання дозволяють зібрати необхідну інформацію про поведінку системи шляхом створення її комп'ютерної моделі. Ця інформація використовується потім для проектування системи. Імітаційне моделювання дає можливість тестувати різні ідеї, «програючи» їх на комп'ютерній моделі, що набагато дешевше, ніж проводити безліч випробувань і виправлень помилок на реальних процесах.

Об’єктом моделювання в даній курсовій роботі виступає конвеєр складального цеху, на якому виконується комплектація. За заданим словесним описом системи потрібно побудувати її модель та за допомогою засобів імітаційного моделювання дослідити.

Метою роботи є визначення ймовірності пропуску секції, максимальних та середніх черг, а також економічну доцільність на переходу роботи конвеєра на інший режим роботи.

1 Опис об'єкта моделювання та постановка завдання

На комплектувальний конвеєр складального цеху кожні 5 ± 1 хв надходять 5 деталей першого типу і кожні 20 ± 7 хв надходять 20 деталей другого типу. Конвеєр складається з секцій, що вміщають по 10 деталей кожного типу. Комплектація починається тільки при наявності деталей обох типів в необхідній кількості і триває 10 хв. При нестачі деталей секція конвеєра залишається порожньою.

Змоделювати роботу конвеєра складального цеху протягом 8 ч. Визначити ймовірність пропуску секції, середні та максимальні черги по кожному типу деталей. Визначити економічну доцільність переходу на секції по 20 виробів з часом комплектації 20 хв.

Згідно з описом об’єкта дослідження можна вважати комплектувальний конвеєр системою масового обслуговування (СМО), а деталі, що надходять до нього – заявками на обслуговування.

Перед розробкою концептуальної моделі потрібно візуалізувати об’єкт моделювання, щоб чітко розуміти вигляд об’єкта моделювання. Для цього наведемо зображення даного конвеєра – рис. 1.1.

Рисунок 1.1 – Зображення комплектувального конвеєра

2 Розробка концептуальної моделі об'єкта та її формалізація

2.1 Структурна схема моделі системи та її опис

Для опису процесів, що протікають в системі зручно використовувати структурну схему. Наведемо структурну схему складального цеху у відповідності до умов задачі на рис. 2.1.

Рисунок 2.1 – Структурна схема процесу функціонування комплектувального конвеєра

Із структурної схеми видно, що на конвеєр потрапляють деталі двох видів, після чого виконується процес комплектації, а на виході ми маємо комплект.

Також зробимо наступні припущення, що в час комплектації закладено час переміщення секції конвеєра.

2.2 Q-схема системи та її опис

Для формалізації процесів СМО можна використати апарат неперервно-стохастичного підходу, тобто Q-схем [1]. Структурна схема з використанням цього апарату представлена на рис. 2.2, де Д – джерело, К – канал обслуговування, що відповідає комплектації, Q – черги, В – вентилі, які потрібні для того, щоб задати логіку роботи, тобто до тих пір поки у перший черзі і у другій кількість деталей буде більше або дорівнювати десяти, вентилі не пускають транзакти далі у канал обслуговування. Представлена Q-схема являє собою приклад одно-фазного обслуговування у одно-канальній СМО.

Рисунок 2.2 – Структурна схема в процесу функціонування обчислювального центру у вигляді Q-схеми

3 Алгоритмізація та машинна реалізація моделі

3.1 Вибір методу моделювання

Слід зазначити, що для вивчення Q-схем можуть використовуватись два під- ходи: аналітичний та імітаційний. При аналітичному підході Q-схема представляється у вигляді математичних співвідношень, що базуються на теорії масового обслуговування. Можна стверджувати, що використання аналітичних методів теорії масового обслуговування для розв’язання поставленої задачі неможливе через неможливість врахування стохастичного характеру часу введення задач до системи та часу обробки цих задач технічними засобами системи. Введення ж припущень та апроксимацій щодо названих факторів призведе до зростання похибок моделювання.

Врахування названих факторів без втрати точності оцінок параметрів процесу функціонування досліджуваного об’єкта є можливим за умови використання методу імітаційного моделювання.

Імітаційне моделювання є одним з видів комп’ютерного моделювання, що використовує методологію системного аналізу, центральною процедурою якого є побудова узагальненої моделі, що відображає всі фактори реальної системи, а в якості методології дослідження виступає обчислювальний експеримент [2].