Пример моделирования технологической системы gpss World

Рассмотрим построение имитационной модели средствами GPSS World на следующем примере.

Каждые 106 минут на станок для обработки поступает деталь. Время обработки детали на станке равно 92 минуты. Детали, ожидающие обработки, временно хранятся на стеллаже. Требуется определить необходимую ёмкость стеллажа и процент времени, в течение которого станок будет простаивать при обработке 1000 деталей.

Функциональная схема системы, показана на рис. 6.

Очередь

(стеллаж)

Устройство

(станок)

106 мин 92 мин

Входной поток

(детали)

Рис. 6

Модель состоит из трех основных элементов.

1. Ввод транзактов (деталей) в модель с интервалом времени 106 мин.

2. Очередь (стеллаж). Транзакты проходят свободно через очередь, если расположенное за ней устройство свободно. Если же устройство занято, то транзакт задерживается в очереди до тех пор, пока оно не освободится.

3. Устройство (станок). После того как в устройство входит транзакт, оно в течение некоторого времени (92 мин) считается занятым (станок обрабатывает деталь). По истечении этого времени транзакт выходит из устройства, и оно может начать обслуживание другого транзакта.

Модель описывается следующей программой на языке GPSS.

Моделирование работы станка

Модель

GENERATE 10,6

QUEUE STELLAJ

SEIZE STANOK

DEPART STELLAJ

ADVANCE 9,2

RELEASE STANOK

TERMINATE 1

В программе присутствуют следующие блоки языка GPSS.

GENERATE 10,6 – блок моделирует поступление деталей на обработку.

QUEUE STELLAJ, DEPART STELLAJ – блоки моделируют размещение деталей на стеллаже.

SEIZE STANOK, RELEASE STANOK – блоки моделируют начало и конец обработки детали на станке.

ADVANCE 9,2 – блок моделирует время обработки детали.

TERMINATE 1 – осуществляет вывод из модели обработанной детали.

Выполнение моделирования в среде gpss World

1. Запустите среду GPSS World.

2. Создайте новый файл модели. Для этого выберите пункт меню “File/New”. В появившемся окне выберите “Model” и нажмите кнопку “ОК”. Наберите программу из примера. Вид окна программы GPSS World после загрузки файла показан на рис. 7.

;----------------------------------------------------

; Моделирование работы станка

; Модель

;----------------------------------------------------

GENERATE 10, 6

QUEUE Stellaj

SEIZE Stanok

DEPART Stellaj

ADVANCE 9, 2

RELEASE Stanok

TERMINATE 1

Рис. 7

3. Подготовьте программу к моделированию. Для этого выберите пункт меню “Command/Create simulation”.

4. Откройте окно просмотра состояния очередей, выбрав пункт меню “Window/Simulation/Queues window”.

5. Откройте окно просмотра графиков, выбрав пункт меню “Window/Simulation/Plot window…”. В появившемся окне “Edit Plot Window” (рис. 8) введите следующие данные. В поле ввода “Label” (название графика) введите “Число деталей на стеллаже”. В поле ввода “Expression” введите “Q$Stellaj” (выражение, означающее текущее число транзактов в очереди Stellaj). В поле ввода “Max Value” введите значение 5 (задание масштаба графика). Нажмите кнопку “Plot”, а затем кнопку “OK”.

Рис. 8

6. Разверните окно программы GPSS World на полный экран. Выберите пункт меню “Window/Tile” и исполните его. Окно GPSS World примет вид, показанный на рис. 9.

7. Для запуска моделирования выберите пункт меню “Command/START”. В появившемся окне введите “START 1000” и нажмите кнопку “OK”. При этом запустится моделирование обработки 1000 транзактов.

;----------------------------------------------------

; Моделирование работы станка

; Модель

;----------------------------------------------------

GENERATE 10, 6

QUEUE Stellaj

SEIZE Stanok

DEPART Stellaj

ADVANCE 9, 2

RELEASE Stanok

TERMINATE 1

02/02/06 23:48:55 Model Translation Begun.

02/02/06 23:48:55 Ready.

02/02/06 23:50:01 START 1000.NP

02/02/06 23:50:01Simulation in Progress.

Рис. 9

Во время моделирования в окне “QUEUE ENTITIES” отображается информация о текущем состоянии очереди модели “STELLAJ” (табл. 10).

Таблица 10

QUEUE Номер или имя очереди	MAX Максималь-ная длина очереди	CONT Текущая длина очереди	ENTRY Общее кол-во входов	ENTRY (0) Кол-во «нулевых» входов	AVE. CONTСредняя длина очереди	AVE. TIМE Среднее время пребывания транзактов в очереди	AVE.(-0) Среднее время пребывания в очереди без учёта «нулевых» входов	RETRY Кол-во транзактов, ожидающих специальных условий
Стеллаж	4	1	1001	341	0,405	4,069	6,171	0

В окне “PLOTS” (рис. 9) отображается график изменения числа транзактов в очереди. Это позволяет проследить динамику изменения данного параметра, выявить моменты перегрузок и т.п.

После завершения моделирования в окне “JOURNAL” появится надпись “The simulation is ended” (Моделирование окончено).

8. Значение, которое будет отображено в столбце “Maximum Content” в окне “QUEUE ENTITIES”, будет определять необходимую емкость стеллажа.

9. В столбце “Utilization” (процент использования) будет отображаться значение, определяющее долю времени (коэффициент загрузки), которую станок был занят. Искомое значение процента времени, в течение которого станок простаивал, получите путем вычитания данного значения из единицы. В табл. 11 отображены параметры устройства рассматриваемой технологической системы.

Таблица 11

FACILITY Номер или имя устройства	ENTRIES Количество входов	UTIL Коэффициент использования	AVE.TIME Среднее время пребывания	AVAIL Состояние готовности
Станок	1001	0,893	8,969	1

OWNER Номер последнего транзакта, занявшего устройство	PEND Количество прерванных в устройстве транзактов	INTER Количество прерывающих устройство транзактов	RETRI Количество транзактов, ожидающих специальных условий	DELAY Количество транзактов, ожидающих занятия устройства
1001	0	0	0	0