Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию

Саратовский государственный технический университет

Балаковский институт техники, технологии и управления

Создание имитационной модели гибкой производственной системы

Методические указания

по выполнению контрольной работы

для студентов специальности 120100

заочной формы обучения

Одобрено

редакционно-издательским советом

Балаковского института техники, технологии и управления

Балаково 2010

Основные положения теории систем

Решение задач проектирования, создания и эксплуатации производственных систем невозможно без широкого применения моделирования. Моделирование позволяет исследовать свойства реальной системы путем замены этой системы или отдельных ее элементов некоторой моделью, по своим свойствам воспроизводящей свойства реальной системы. Назначением моделирования производственных систем является описание движения материальных и информационных потоков по рабочим позициям их обработки или сборки во времени. Результаты, получаемые с помощью моделей, являются важным, а иногда и единственным источником информации, который исследователь использует: при проектировании новой производственной системы; оценке качества и эффективности работы созданной производственной системы; разработке эффективных автоматических или автоматизированных систем управления и др.

Использование моделей, заменяющих систему или ее часть, сокращает сроки разработки системы и материальные затраты. Наличие модели, с достаточной достоверностью воспроизводящей основные свойства системы или ее отдельных элементов, позволяет выявить причины некачественной работы и наметить рациональные пути ее совершенствования.

Принципы системного подхода к моделированию

При разработке автоматизированных технологических систем машин возникают проблемы, меньше связанные с рассмотрением свойств и законов функционирования элементов, а больше — с выбором оптимальной структуры системы, лучшей организации взаимодействия элементов, определением оптимальных режимов функционирования, учетом влияния внешней среды и др.

Общими свойствами сложных систем являются: 1) наличие большого числа взаимодействующих элементов; 2) система и входящие в нее элементы в большинстве своем являются многофункциональными; 3) взаимодействие элементов в системе может происходить по каналам обмена информацией, энергией, материалами и др.; 4) наличие у системы общей цели, несмотря на разнообразие входящих в нее элементов; 5) переменность структуры (связей и состава системы), обеспечивающей многорежимный характер функционирования, возможность адаптации как в структуре, так и в алгоритме функционирования; 6) взаимодействие элементов в системе и с внешней средой в большинстве случаев носит случайный (стохастический) характер; 7) система является человеко-машинной, так как часть функций выполняется автоматически, а другая — человеком (следует отметить высокую степень автоматизации, в частности, широкое применение средств автоматики и вычислительной техники для управления и механизации труда человека); 8) управление в большинстве систем носит иерархический характер.

Сущность моделирования

Свойства любой системы проявляются в процессе ее функционирования. Для определения этих свойств следует подать на входы системы возмущающие воздействия и проанализировать сигналы на выходе. Однако почти всегда проведение таких экспериментов с реальной системой экономически невыгодно, а с проектируемой — невозможно. Поэтому эксперименты для изучения свойств системы проводят не с реальными системами, а с их моделями.

Модель — это некоторая другая система, сохраняющая существенные свойства оригинала и допускающая исследование физическими или математическими методами.

Моделирование — это процесс проведения экспериментов на модели вместо прямых экспериментов на самой системе. Моделирование широко используется, так как значительно облегчает научные исследования и часто оказывается единственным средством познания сложных систем.