4. Алгоритм моделирования производственной системы

Математическое моделирование является одним из основных инструментов инженерного проектирования, решения задач анализа, управления производственными системами и комплексами. Моделирование ГПС предполагает определение состава и характеристик подсистем ГПС, элементов и связей между ними.

Все элементы производственной системы описываются тремя категориями: вход, процесс и выход. Входом и выходом являются материальные, энергетические и информационные потоки, которые носят непрерывный (дискретный) характер. Процесс представляет собой изменение состояния элементов во времени.

Наиболее часто используются следующие элементы моделей производственных систем:

1. элемент с одним входом и одним выходом (станочные комплексы, транспортные и накопительные системы);

2. элемент с двумя и более входами и одним выходом (сборочные устройства и агрегаты);

3. элемент с одним входом и несколькими выходами (складские комплексы).

Структура производственной системы представлена множеством элементов, которые связаны между собой следующими способами:

- последовательное соединение;

- параллельное соединение;

- обратное соединение, при котором часть выходного потока попадает на вход другого.

Анализ структуры производственной системы решает следующие задачи:

1. определение производительности и загрузки оборудования;

2. определение необходимых ресурсов;

3. определение параметров транспортно – накопительной системы;

4. определение потерь производственной системы при отказе определенных элементов.

Для моделирования производственной системы используются два класса моделей:

1. аналитические;

2. имитационные.

Аналитическое моделирование основано на косвенном описании моделируемого объекта с помощью набора математических формул. Аналитические модели являются эффективным инструментом оптимизации и носят вычислительный характер. Аналитическое моделирование позволяет устранить отдельные неточности, сбалансировать производительность оборудования и определить требования к системе управления.

Для решения задач анализа процесса функционирования ГПС применяется метод теории массового обслуживания.

Имитационное модели описывают законы функционирования каждого элемента объекта, а также связи между ними. Для них характерно структурное подобие, которое означает, что каждому существенному элементу объекта ставится в соответствие элемент модели. Имитационное моделирование основано на прямом описании моделируемого объекта. Ценным свойством имитационных моделей является возможность управлять масштабом времени. Основное назначение имитационного моделирования заключается в определении технологических, организационных или управленческих факторов, наиболее существенно влияющих на показатели функционирования; оценке вариантов технических решений и поиске оптимальной структуры производственной системы.

Контрольные вопросы

1. Назовите этапы построения производственной системы

2. Назовите принципы декомпозиции производственной системы

3. Охарактеризуйте принципы формирования производственных подразделений

4. Перечислите документы, необходимые для проектирования и эксплуатации производственных систем

5. Дайте характеристику моделям производственной системы