20 Взаимное влияние аппаратов.

Рассмотрим временные режимы функционирования технологических схем периодического действия. Пусть имеется трехстадийная ХТС с непосредственным взаимодействием аппаратов.

Рассмотрим временные режимы функционирования.

Такой режим называется режимом без перекрывания технологических циклов. При таком режиме оборудование работает с большими простоями.

Оптимальный режим без учета продолжительности транспортных операций. Следующий цикл начинается до завершения всех стадий предыдущего цикла.

В первом случае (рис. 4.6) продолжительность рабочего цикла системы равна сумме рабочих циклов отдельных стадий.

Можно записать, что

. (4.1)

Время наработки продукта будет равно

. (4.2)

где k – число партий продукта.

В этом случае оборудование используется неэффективно и имеется значительный резерв времени.

Во втором случае (рис. 4.7) все стадии, кроме первой, можно начинать через интервал времени τ_L, равный продолжительности самой медленной стадии.

. (4.3)

На графике не учтены транспортные операции, их продолжительность зависит от работы насосов. Выбирая насосы можно растягивать или сжимать расписание работы системы. Для уменьшения времени простоя на стадии с наибольшей продолжительностью циклов устанавливают параллельные аппарат, включаемые в работу с равномерным запаздыванием.

Часто используют системы с промежуточными емкостями – это позволяет обеспечить квазинепрерывный процесс.

В последнем случае объемы аппаратов будут разными, если, например, продолжительность второй стадии в два раза больше, чем первой, и в три раза больше, чем третьей, то соотношение объемов должно быть таким:

Анализ временных графиков позволяет провести оптимизацию режима работы системы, однако выбор варианта схемы достаточно сложен. Необходимо учитывать размеры и сложность аппаратов и много другое.

21 Гибкие автоматизированные производственные системы. Общесистемные свойства гапс

Одной из характерных особенностей многоасортиментных малотоннажных производств является быстрая и частая смена ассортимента продукции. Это делает необходимым постоянную адаптацию структуры и способов функционирования производства к изменению спроса на продукцию. В системах с жесткой структурой любое изменение ассортимента приводит к функционированию системы в заведомо неоптимальных условиях. Снижается коэффициент использования оборудования, растут материальные, трудовые и временные затраты. Преодолеть эти трудности позволяет организация производства по принципу ГАПС.

ГАПС – это интегрированная производственная система, ориентированная на многоассортиментную продукцию нефиксированной номенклатуры. Она создается на основе многофункционального технологического оборудования и средств транспорта; адаптация ГАПС к изменению ассортимента продукции осуществляется средствами автоматического управления на базе вычислительной техники.

Многоассортиментные производства представляют собой структурно и функционально сложные системы, которым присущи практически все общесистемные свойства. К общесистемным свойствам ГАПС относятся сложность, устойчивость, мобильность, эмерджентность, управляемость, моделируемость.

Понятие сложности ГАПС относится к их структуре и к способу функционирования. Структурная сложность определяется числом элементов системы и числом внутренних взаимосвязей. Функциональная сложность ГАПС – это разнообразие реакций на внешние и внутренние возмущения.

Устойчивость ГАПС – это ее способность противостоять возмущениям без нарушения способности к функционированию.

Эмерджентность – это свойство сложных систем, заключающееся в несводимости свойств системы в целом к свойствам, составляющих ее подсистемы.

Под управляемостью понимают свойство системы изменять закономерность функционирования в желаемом направлении под воздействием управляющих команд. Применительно к ГАПС – это означает, что технологическая структура системы претерпевает изменение под воздействием АСУТП, неориентируясь на производство другой продукции.

Информационно-управляющая подсистема ГАПС, как правило, организуется как гибкая. Управление ГАПС организуется на основе математических моделей, обладающих прогнозирующими свойствами, поэтому важным свойством является моделируемость систем. т.е. возможность формализации её структуры, способов функционирования и законов изменения структуры во времени. Модели функционирования сложной системы представляют собой множество взаимосвязанных аналитических, информационно-логических и эвристических зависимостей.