Технология имитационного моделирования процессов производства с последовательной организацией
Рассмотрены способ формализации процессов производства с последовательной организацией при наличии вероятностных характеристик технологических операций и возможности возникновения аварий оборудования. Описан подход к исследованию процессов производства на основании применения метода Монте-Карло, пол...
Saved in:
| Published in: | Реєстрація, зберігання і обробка даних |
|---|---|
| Date: | 2008 |
| Main Author: | |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
Інститут проблем реєстрації інформації НАН України
2008
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/7587 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Технология имитационного моделирования процессов производства с последовательной организацией / А.В. Клименко // Реєстрація, зберігання і оброб. даних. — 2008. — Т. 10, № 3. — С. 18-28. — Бібліогр.: 6 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859675529307750400 |
|---|---|
| author | Клименко, А.В. |
| author_facet | Клименко, А.В. |
| citation_txt | Технология имитационного моделирования процессов производства с последовательной организацией / А.В. Клименко // Реєстрація, зберігання і оброб. даних. — 2008. — Т. 10, № 3. — С. 18-28. — Бібліогр.: 6 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Реєстрація, зберігання і обробка даних |
| description | Рассмотрены способ формализации процессов производства с последовательной организацией при наличии вероятностных характеристик технологических операций и возможности возникновения аварий оборудования. Описан подход к исследованию процессов производства на основании применения метода Монте-Карло, полумарковских процессов и процедур анализа операционной обстановки. Приведены состав и технология использования средств автоматизации имитационного моделирования для исследуемых объектов.
Розглянуто спосіб формалізації процесів виробництва з послідовною організацією за наявності ймовірнісних характеристик технологічних операцій і можливості виникнення аварій устаткування. Описано підхід до дослідження процесів виробництва на основі застосування методу Монте-Карло, напівмарківських процесів і процедур аналізу операційної обстановки. Наведено склад і технологію використання засобів автоматизації імітаційного моделювання для об’єктів, що досліджуюються.
The way of formalization of production processes with the sequential organization at presence of probabilistic characteristics of technological operations and an opportunity of occurrence of failures of the equipment is considered. The approach to research of production processes on the basis of application of the Monte-Carlo method, semimarkovian processes and procedures of the analysis of operational conditions is described. The structure and technology of the use of simulation automatization means for investigated objects are given.
|
| first_indexed | 2025-11-30T15:55:19Z |
| format | Article |
| fulltext |
Математичні методи обробки даних
18
УДК 007; 681.3
А. В. Клименко
УО «Гомельский государственный университет им. Ф. Скорины»
ул. Советская, 104, 246019 Гомель, Республика Беларусь
andrejklimenko@tut.by
Технология имитационного моделирования процессов
производства с последовательной организацией
Рассмотрен способ формализации процессов производства с последо-
вательной организацией при наличии вероятностных характеристик
технологических операций и возможности возникновения аварий обо-
рудования. Описан подход к исследованию процессов производства на
основе применения метода Монте-Карло, полумарковских процессов и
процедур анализа операционной обстановки. Приведены состав и тех-
нология использования средств автоматизации имитационного моде-
лирования для исследуемых объектов.
Ключевые слова: технологические процессы производства, полумар-
ковская модель, программно-технологический комплекс имитации.
Введение
В последнее время исследованию технологических процессов производства
постоянно уделяется значительное внимание. Это обусловлено, в первую очередь,
тем, что реально функционирующие технологические процессы характеризуются
нарушениями выполнения технологического цикла, случайными отклонениями
времени выполнения технологических операций от заданных параметров, а также
возникновением аварий в ходе реализации производственного процесса. Как из-
вестно [1], использование в аналогичных случаях аналитических моделей не все-
гда является достаточно эффективным, поскольку для исследуемого технологиче-
ского процесса нередко бывает трудно выделить отдельные технологические опе-
рации и определить порядок их следования.
Данная ситуация имеет место либо из-за недостаточной изученности объекта
моделирования (что обычно встречается при проектном моделировании произ-
водственной системы), либо в силу сложной конфигурации микротехнологиче-
ских операций ( ijMTXO , Nji ,1, ), входящих в состав технологического процес-
са производства. При этом может оказаться, что интегральные состояния техноло-
гического процесса, как результат многочисленных взаимодействий ijMTXO , пре-
© А. В. Клименко
Технология имитационного моделирования
процессов производства с последовательной организацией
ISSN 1560-9189 Реєстрація, зберігання і обробка даних, 2008, Т. 10, № 3 19
дставляют собой последовательную цепь событий. Подобные технологические
процессы производства обычно называются последовательными. На практике по-
следовательные процессы часто удается представить в виде полумарковских мо-
делей (ПММ). При этом переход производственной системы из состояния i в со-
стояние j определяется матрицей вероятностей перехода ijp , а время нахожде-
ния производственной системы в каждом из состояний определяются функцией
условного распределения ijF1 ( ) времени нахождения системы в состоянии j при
переходе в него из состояния i . Вектор вероятностей начальных состояний 0 и
вектор вероятностей завершающего состояния k задается до начала исследова-
ния. В тех случаях, когда заранее известны функции распределения вероятност-
ных характеристик расхода ресурсов производственной системы, в качестве сред-
ства для построения имитационной модели объекта исследования можно исполь-
зовать систему автоматизации имитационного моделирования, реализующую аг-
регатный способ имитации вероятностных технологических процессов производ-
ства [2]. Неадекватность реальным производственным системам, получаемым с
использованием обычного математического аппарата моделей функционирования
вероятностных технологических процессов производства [3], обусловила необхо-
димость разработки новых подходов, средств автоматизации и технологий при
исследовании технологических процессов с последовательной организацией тех-
нологического цикла.
В настоящей работе рассматриваются особенности формализации процессов
производства с последовательной организацией технологического цикла, приво-
дятся описание и состав компонентов имитационной модели. На основе анализа
особенностей вероятностных технологических процессов производства (ТПП) с
последовательной организацией излагается метод исследования, представляющий
собой комбинацию метода Монте-Карло, полумарковских процессов и процедур
анализа операционной обстановки технологического цикла. Предложена техноло-
гия использования системы автоматизации имитационного моделирования и пер-
спективы ее применения при проектном моделировании технологических процес-
сов с последовательной организацией.
Формализация процессов производства с последовательной
организацией технологического цикла
Формализация последовательных технологических процессов производства с
помощью полумарковских моделей имеет ряд особенностей, обусловленных спе-
цификой объекта исследования. Возможные состояния производственной систе-
мы ( ki ) описываются векторами k , где Nk ,1 . При этом начальное состояние
( 0i ) разыгрывается по жребию 1-го типа с помощью вектора 0 вероятности на-
хождения системы в состоянии 0i [4]. Аналогичным образом описывается конеч-
ное состояние ( Np ) с помощью вектора N . При малой вероятности достижения
конечного состояния Np возникает необходимость задания функции 0F ( ) рас-
пределения количества смен состояний, по которой разыгрывается число возмож-
А. В. Клименко
20
ных смен состояний l в текущей реализации модели. При достижении значения
l определяется момент окончания работы ПММ.
Стандартными переходами в полумарковской модели будем называть воз-
можность выбора состояния j после состояния i по матрице вероятностей пере-
хода ijp . На практике в процессе функционирования технологического цикла
часто возникают так называемые «нестандартные» ситуации, когда появляется
необходимость резервирования устройств оборудования, перевода оборудования
на общую профилактику или ликвидации поставарийной ситуации, что является
другой особенностью моделирования рассматриваемых объектов. Для решения
данной проблемы при имитации состояний технологического процесса непрерыв-
но анализируются суммарные значения времени наработки nrQ устройств обору-
дования и ситуации возникновения аварий ( 1av ). При известных значениях па-
ры показателей ( nrQ , av ) определяется необходимость принятия «нестандартно-
го» решения с указанием детерминированного перехода в соответствующие со-
стояния. Подобная ситуация изменяет структуру графа переходов ПММ из со-
стояния i в состояние j, которая присуща для обычных вариантов переходов по
матрице ijp .
Для отображения процесса переходов производственной системы из состоя-
ния в состояние при нестандартных состояниях (наличии сбоев, отказов и аварий
оборудования) задаются следующие переменные и параметры моделирования:
kjnrQ — матрица граничных значений времени наработки оборудования
r-го типа с номером k в j-м состоянии ТПП для h-й реализации варианта ПММ;
)(1 ijF — матрица функции условного распределения времени нахождения в
j-м состоянии после i-го состояния ТПП;
)(2 СF ij — матрица функции условного распределения стоимости выполне-
ния ТПП в j-м состоянии следующим за i-м;
kjavp — матрица вероятности возникновения аварий при использовании
оборудования номера k в j-м состоянии ТПП;
)(3 BOkjF — матрица функции распределения длительности безотказной ра-
боты k-го устройства оборудования в j-м состоянии;
)(4 VOkjF — матрица функции распределения интервала восстановления ра-
ботоспособности k-го устройства в j-м состоянии;
)(5 AVkjF — матрица функции распределения интервала ликвидации ава-
рийной ситуации k-го устройства в j-м состоянии.
Откликами имитации ПММ, согласно процедуре Монте-Карло, являются ус-
редненные по всем реализациям имитационной модели (ИМ) время и стоимость
нахождения последовательного технологического процесса в j-х состояниях
Технология имитационного моделирования
процессов производства с последовательной организацией
ISSN 1560-9189 Реєстрація, зберігання і обробка даних, 2008, Т. 10, № 3 21
N
l
ljj T
N
T
1
0 1
;
N
l
ljj C
N
C
1
0 1
, (1)
общие значения времени и стоимости реализации технологического цикла
N
j
jTT
1
00 ;
N
j
jTC
1
00 , (2)
а также общие значения времени восстановления и ликвидации аварий в процессе
его реализации
N
l
VOljVO T
N
T
1
1
;
N
l
AVljAV T
N
T
1
1
. (3)
Целью имитации последовательного технологического процесса производст-
ва является минимизация значений компонентов вектора (T , C , VOT , AVT ). При
этом лучшим признается вариант организации технологического цикла, достав-
ляющий минимум 0 значению целевого функционала ),,,( AVVO TTCT :
*
4
*
3
*
2
*
10 ),,,(min AVVOAVVO TTCTTTCT , (4)
где 10 i — весовые коэффициенты важности компонентов целевой функции
( 1
4
1
i
i ); *T , *C , *
VOT , *
AVT — нормированные значения времени, стоимости вы-
полнения технологического процесса, а также времени восстановления функцио-
нирования оборудования и ликвидации аварийных ситуаций.
После усреднения результатов имитации в соответствии с процедурой метода
Монте-Карло в виде графиков и диаграмм формируются интегральные статистики
имитации.
Принципы разработки имитационных моделей
последовательных технологических процессов производства
Имитация переходов последовательного технологического процесса произ-
водства из состояния в состояние осуществляется с помощью агрегата-процесса
iUZELPR. [5] следующим образом. В момент модельного времени 0t происходит
запуск процесса процедурой Монте-Карло текущей реализации имитационной
модели с одновременным определением множества возможных состояний полу-
марковской модели технологического процесса производства. При начальном за-
пуске в справочнике TSOST таблицы базы данных (TBD ) актуализируется сле-
дующая информация: вектор 0 вероятностей начального состояния модели, с
помощью которого вычисляется номер 0i данного состояния ПММ; вектор k ве-
А. В. Клименко
22
роятностей конечного состояния модели, с помощью которого определяется но-
мер ki этого состояния; функция распределения )(0 F числа l смен состояний.
При последующем использовании модели восстанавливается начальное состояние
ПММ в текущей реализации. Далее по матрице ijp повторяется цикл розыгры-
ша номера следующего состояния, который затем многократно выполняется для
случая, когда число смен состояний 0l . По матрице ijp для существующего
номера текущего состояния i формируется номер следующего состояния j , ко-
торый запоминается в справочнике модели SPRM . С помощью процедуры выбо-
ра осуществляется стандартный запуск агрегатов-процессов согласно матрице
ijp (либо нестандартный запуск процессов при наличии аварий). Такими про-
цессами, включаемыми по значениям характеристик предыдущего состояния
(UKAZ ) и указателя на наличие аварийной ситуации ( 1AV ), являются имита-
торы состояний: ликвидации аварий ( iSOSTAPR. ); перехода на общую профилак-
тику ( iSOSTPPR. ); одиночного резервирования ( iSOSTRPR. ); общего резервиро-
вания оборудования ( iSOSTORPR. ). Далее следует проверка условия завершения
l-й реализации имитационной модели MNl , где MN — количество реализаций
имитационной модели (ИМ) ПММ. Если условия завершения l-й реализации ими-
тации согласно процедуре Монте-Карло не выполняются, то процесс jUZELPR.
останавливается и переходит в состояние ожидания повторного запуска процес-
сом ijSOSTPR. . В ходе имитации выполнения процесса jUZELPR. в TBD накап-
ливается следующая статистика «жизни» этого процесса: суммарное время вы-
полнения процесса ( sumjkT ) и число переходов ПММ в состояние ijSOSTPR. ( sumn )
в l-й реализации имитационной модели. В базе данных TBD процесса iUZELPR.
хранится также информация о структуре полумарковского процесса: по адресу 4
находится матрица ijp вероятностей перехода ПММ из состояния в состояние;
по адресу 2 содержится функция распределения )(0 F числа смен состояний; по
адресу 3 хранится вектор вероятностей переходов в конечное состояние
( k { kmk pp ...,,1 }); по адресу 1 находится вектор вероятностей начального со-
стояния ( Н0 { mpp 001 ...,, }).
На следующем шаге имитации инициируются процессы-имитаторы оборудо-
вания индивидуального пользования, а затем инициируются процессы-имитаторы
ресурсов общего пользования в состоянии ij . Процесс имитации при этом пере-
ходит в состояние ожидания окончания работы оборудования. При каждом за-
вершении имитации своей работы процессы-имитаторы оборудования ( OBINPR.
и KANPR. ) через управляющую программу моделирования (УПМ) возобновляют
работу алгоритма ijSOSTPR. . Как только имитация устройствами-имитаторами
оборудования завершена полностью, выбирается функция распределения )(ijF
длительностей нахождения модели в состоянии ij и определяется момент ее сле-
Технология имитационного моделирования
процессов производства с последовательной организацией
ISSN 1560-9189 Реєстрація, зберігання і обробка даних, 2008, Т. 10, № 3 23
дующей активизации по времени st нахождения в состоянии ij ( Sijakt tt lij ),
после чего управляющей программой моделирования активизируется агрегат-
процесс ijSOSTPR. , затем фиксируется статистика ij нахождения технологичес-
кого процесса в состоянии ij и осуществляется учет использования ресурсов обо-
рудования.
Для тех случаев, когда после перехода ij необходим нестандартный переход
на экстремальные состояния, формируется указатель данной ситуации в виде пе-
ременной связи ( 1Ukaz ) с iUZELPR. . В состояниях, во время имитации которых
имела место авария на оборудовании, формируется другой указатель возникшей
ситуации в виде переменной связи ( 1AV ) с iUZELPR. . Во всех остальных слу-
чаях эти указатели обнуляются ( 0AV и 0Ukaz ). Для розыгрыша следующего
номера состояния процесса стандартным способом используется матрица ijp
вероятностей переходов модели из состояния в состояние с учетом значений ука-
зателей. При этом процесс iUZELPR. возобновляет работу алгоритма ijSOSTPR. и
переходит в режим ожидания повторного запуска, а выполнение алгоритма ими-
тации повторяется согласно описанной выше последовательности процедур.
Блок-схема разработки имитационных моделей последовательных техноло-
гических процессов производства приведенная на рисунке, реализуется последо-
вательностью из десяти этапов.
В ходе первых шести этапов на основе аппарата полумарковских процессов
разрабатывается ИМ технологического процесса производства. Последние четыре
этапа представляют собой эксплуатацию готовой имитационной модели.
Программные средства автоматизации имитационного
технологических процессов с последовательной организацией
Для автоматизации этапов построения имитационных моделей технологиче-
ских процессов последовательного типа и постановки серий имитационных экс-
периментов (ИЭ) согласно процедуре Монте-Карло разработан программно-
технологический комплекс имитации (ПТКИ) на основе процессного способа ор-
ганизации квазипараллелизма. ПТКИ состоит из управляющей программы моде-
лирования, библиотеки процессов-имитаторов ( PROCLIB. ), подсистемы реализа-
ции ИЭ согласно процедуре Монте-Карло ( MONTEKPS. ), подсистемы обработки
результатов имитации ПММ ( OBRABOTPS. ), процедуры визуализации результа-
тов ИЭ ( VIZUALPR. ). Управление взаимодействием процессов ijSOSTPR. и
iUZELPR. обеспечивается УПМ с помощью операторов организации квазипарал-
лелизма на основе процессного способа имитации [5]. Каждый процесс представ-
ляет собой объединение нескольких программ-активностей, заканчивающихся
одним из операторов синхронизации и возвращающим управление УПМ. Для
компоновки процессов в имитационной модели достаточно указать исходную ин-
формацию для имитации технологического цикла полумарковской моделью. По-
следовательный характер следования процессов iUZELPR. и ijSOSTPR. позволил
А. В. Клименко
24
ограничиться только двумя программами этих процессов, обеспечив при этом
нужное количество компонентов модели (узлов и переходов ПММ из состояния в
состояние) за счет дублирования в базе данных ПММ информации, необходимой
для имитации технологического процесса в каждом из состояний. Эти две про-
граммы являются реентерабельными, чем обеспечивается выполнение всех ком-
понентов имитационной модели.
Блок-схема этапов разработки имитационных моделей последовательных
технологических процессов производства
Технология имитационного моделирования
процессов производства с последовательной организацией
ISSN 1560-9189 Реєстрація, зберігання і обробка даних, 2008, Т. 10, № 3 25
После запуска операторов взаимодействия процессов алгоритм их выполне-
ния прерывается, что означает окончание соответствующей активности процесса
и возврат из программы процесса на управляющую программу моделирования.
Каждый оператор взаимодействия процессов становится в очередь на активиза-
цию, которую УПМ обслуживает в соответствии с установленными приоритета-
ми. Выбор из очереди запроса осуществляется при одном и том же модельном
времени 0t для всех процессов. По информации в запросе формируется адрес пе-
редачи управления на соответствующую активность процесса. В результате про-
смотра всех очередей и реализации запусков алгоритма процессов инициируется
процедура возврата ресурсов, выделенных процессам ijSOSTPR. . Проверяется вы-
полнение условий ожидания процессов и запуска тех активностей, у которых за-
вершились условия выполнения запросов на активизацию. Проверяется условие
окончания моделирования в двух случаях: при выполнении условий окончания
(процедура «Option ») и по достижении запланированного интервала modT време-
ни моделирования. В основу изменения модельного времени положен способ ор-
ганизации квазипараллелизма «до ближайшего события».
Алгоритмическая часть процессов-имитаторов реализована в системе визу-
ального проектирования интегрированной среды Delphi 5.0, поэтому язык моде-
лирования ПТКИ представляет собой расширение объектно-ориентированного
языка программирования Object Pascal за счет добавления операторов организа-
ции квазипараллелизма между компонентами имитационной модели и управляю-
щей программой типа ожидания, повторного запуска, продолжения и останова.
Технология использования средств автоматизации
имитационного моделирования
Технология использования ПТКИ реализуется рядом этапов создания, испы-
тания и реализации имитационной модели технологических процессов производ-
ства с последовательной организацией.
На этапе 1 задается структура ТПП. Вначале формируется таблица парамет-
ров ijSOSTPR. и создается таблица коммутации процессов, в которой все элемен-
ты упорядочены по возрастанию номеров. Для отображения надежностных харак-
теристик оборудования задаются следующие матрицы: времени ijlrQ наработки
оборудования; функций условного распределения времени пребывания ТПП в те-
кущих состояниях )(1 ijF ; функций )(2 CF ij условного распределения стоимости
выполнения технологических операций; вероятностей возникновения аварий на
оборудовании номера k в j-м состоянии kjavP ; времени безотказной работы k-го
устройства оборудования )(3 BOijF ; длины интервала восстановления работоспо-
собности оборудования с номером k )(4 VOijF ; интервалов ликвидации аварий-
ной ситуации на устройстве в j-м состоянии ТПП )(5 AVijF .
А. В. Клименко
26
На этапе 2 организуется натурный эксперимент для получения исходной ин-
формации и последующей проверки адекватности имитационной модели реаль-
ному технологическому процессу производства. Для тех параметров, которые
сложно получить в натурном эксперименте, используются экспертные оценки их
значений. Основную трудность в подготовке исходной информации представляет
определение вероятностных характеристик ijSOSTPR. . В случаях, когда не удается
найти аналитический вид для аппроксимирующих функций распределения, ис-
пользуется табличная форма их представления, которая стандартизована для всех
типов параметров.
На этапе 3 осуществляется запись параметров ijSOSTPR. в базу данных моде-
ли BDM . При каждой записи значений параметров происходит их преобразова-
ние во внутреннее представление, контроль корректности вводимых значений и
вывод результатов контроля для устранения ошибок в описании ТПП. Взаимодей-
ствие с ПТКИ осуществляется путем использования программы «меню» в режиме
«вопрос–ответ».
На этапе 4 таблицы коммутации ijSOSTPR. с jUZELPR. проверяются на со-
ответствие входов и выходов процессов. Любое дублирование информации фик-
сируется, и формируется соответствующее сообщение на экран монитора. По
окончании этапа 4 выдается структура таблиц коммутации, в которой отсутству-
ют синтаксические ошибки описания модели.
На этапе 5 происходит инициализация и верификация базового варианта ИМ.
Задается начальный состав ресурсов, материалов, исполнителей и оборудования
ТПП. Указываются условия окончания имитации, число реализаций процедуры
Монте-Карло, условия хранения и обработки информации. Проводится начальный
запуск имитации базового варианта имитационной модели. При этом имеется
возможность в режиме «пошагового» выполнения рассмотреть переходы процес-
сов из состояния в состояние с автоматической документацией просмотра. Не-
смотря на то, что на практике не существует формальных процедур верификации
ИМ, в составе ПТКИ имеются средства автоматизации наиболее трудоемких про-
цедур этого процесса.
На этапе 6 осуществляется испытание и исследование имитационной модели.
Шаги данного этапа стандартизованы на основе известных методик испытания
ИМ сложных систем: вначале оценивается ошибка имитации ( % ), представ-
ляющая собой максимальный процент ошибок откликов модели; определятся
длина переходного периода имитации ( SТ ), означающая максимальное время ста-
билизации того отклика модели, который позже всех остальных переходит в уста-
новившееся состояние. Важной процедурой испытания является проверка «устой-
чивости» режима имитации. Следующим шагом испытаний ИМ является провер-
ка «чувствительности» откликов к изменениям параметров моделирования. Каж-
дая составляющая вектора параметров модели ( kX ) изменяется в диапазоне от
минимального (
kX ) до максимального (
kX ) значений, а остальные компоненты
вектора параметров rX устанавливаются в середине интервала ( 0
rX ). Определяет-
ся приращение компонентов вектора откликов %hY и проверяется их чувстви-
тельность к вариациям вектора параметров. Если приращение откликов меньше
Технология имитационного моделирования
процессов производства с последовательной организацией
ISSN 1560-9189 Реєстрація, зберігання і обробка даних, 2008, Т. 10, № 3 27
% , то считают что ИМ не «чувствительна» к вариациям вектора параметров. Те
параметры rX , которые оказались не «чувствительными», можно в дальнейшем
исследовании исключить. Последним шагом этапа испытания является проверка
адекватности модели. Сравниваются средние значения откликов ИМ и реального
ТПП. При этом используется методика проверки адекватности, основанная на ги-
потезе о близости средних значений h-го отклика имитационной модели и реаль-
ного технологического процесса производства, которая проверятся с помощью
критерия Стьюдента.
На этапе 7 организуется серия многопрогонных имитационных эксперимен-
тов согласно процедуре Монте-Карло, в которой каждый ИЭ представляет l-ю
реализацию ИМ. При завершении N прогонов имитационной модели в базе дан-
ных будут сформированы выборки статистик l-х реализаций. После проведения
N опытов на имитационной модели из статистик имитации вычисляются отклики
модели. Кроме того, к концу этапа 7 в базе данных ПТКИ формируются данные
для выдачи графиков использования материалов и комплектующих изделий, а
также диаграмм использования ресурсов и оборудования ТПП.
На этапе 8 с помощью подсистемы OBRABOTPS. из выборок, хранящихся в
базе данных, формируются графики и диаграммы, определяются математические
ожидания и дисперсии откликов имитации. С помощью подсистемы VIZUALPS.
графики и диаграммы выдаются на печать.
На этапе 9 диаграммы использования ресурсов сопоставляются в едином
масштабе изменения модельного времени. По этим графикам и временным диа-
граммам определяются диапазоны расхода ресурсов ТПП. Результатом сопостав-
ления является отбраковка тех режимов, которые требуют много ресурсов для
своей реализации.
Наконец, на этапе 10, с помощью подсистемы RESHENPS. анализируются
варианты организации технологического цикла для осуществления последующего
решения соответствующих задач проектного моделирования.
Заключение
В работе изложен подход к имитации технологических процессов производ-
ства с последовательной организацией с помощью программно-технологического
комплекса имитации на основе анализа особенностей функционирования после-
довательных вероятностных технологических процессов производства методом
исследования, который представляет собой комбинацию процедур Монте-Карло,
полумарковских моделей и процедур анализа операционной обстановки техноло-
гического процесса.
Использование полумарковских моделей несколько сужает область примене-
ния программно-технологического комплекса имитации. Однако наличие у ПТКИ
средств пополнения состава библиотек имитационных подмоделей, унифициро-
ванных процедур и функциональных подсистем, а также простота технологии ис-
пользования данной системы автоматизации имитационного моделирования
обеспечивают перспективы ее применения при решении следующих задач про-
А. В. Клименко
28
ектного моделирования технологических процессов с последовательной органи-
зацией технологического цикла:
1) оценки времени реализации процесса производства и определения его про-
ектной стоимости при наличии резервирования оборудования для повышения на-
дежности производственной системы [6];
2) анализа влияния надежностных характеристик оборудования технологиче-
ского процесса на время и стоимости реализации технологического цикла при за-
данном составе его ресурсов;
3) определения вероятностных характеристик реализации технологического
процесса при известной структуре и надежности оборудования.
В заключении отметим, что гибкость структуры ПТКИ позволяет также орга-
низовать оперативное исследование динамики реализации технологического про-
цесса при решении вопросов определения надежности и безопасности функцио-
нирования производственных систем.
1. Зайченко Ю.П. Исследование операций: Учебное пособие / Ю.П. Зайченко. — К.: Издат.
дом. «Слово», 2002. — 688 с.
2. Смородин В.С. Агрегатная система автоматизации моделирования вероятностных техно-
логических процессов производства / В.С. Смородин // Математичнi машини i системи. — 2007.
— № 1. — С. 105–110.
3. Гончаров А.Н. Об одной методике имитационного моделирования вероятностных техно-
логических процессов производства / А.Н. Гончаров, И.В. Максимей, В.С. Смородин [и др.] //
Математичнi машини i системи. — 2008. — № 1. — С. 133–138.
4. Максимей И.В. Задачи и модели исследования операций. Ч. 3. Технология имитации на
ЭВМ и принятие решений: Учебное пособие / И.В. Максимей, В.Д. Левчук, С.П. Жогаль. — Го-
мель: БелГУТ, 1999. — 150 с.
5. Смородин В.С., Максимей И.В. Методы и средства имитационного моделирования техно-
логических процессов производства: монография / В.С. Смородин, И.В. Максимей // М-во образо-
вания РБ, Гомельский государственный университет имени Франциска Скорины. — Гомель: ГГУ
им. Ф. Скорины, 2007. — 369 с.
6. Гончаров А.Н. Управление резервированием и восстановительными операциями с помо-
щью имитационного моделирования при возникновении отказов в технологических процессах
опасного производства / А.Н. Гончаров, И.В. Максимей, В.С. Смородин // Проблемы управления и
информатики. — 2007. — № 1. — С. 48–60.
Поступила в редакцию 22.04.2008
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-7587 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 1560-9189 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-11-30T15:55:19Z |
| publishDate | 2008 |
| publisher | Інститут проблем реєстрації інформації НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Клименко, А.В. 2010-04-02T13:44:49Z 2010-04-02T13:44:49Z 2008 Технология имитационного моделирования процессов производства с последовательной организацией / А.В. Клименко // Реєстрація, зберігання і оброб. даних. — 2008. — Т. 10, № 3. — С. 18-28. — Бібліогр.: 6 назв. — рос. 1560-9189 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/7587 007; 681.3 Рассмотрены способ формализации процессов производства с последовательной организацией при наличии вероятностных характеристик технологических операций и возможности возникновения аварий оборудования. Описан подход к исследованию процессов производства на основании применения метода Монте-Карло, полумарковских процессов и процедур анализа операционной обстановки. Приведены состав и технология использования средств автоматизации имитационного моделирования для исследуемых объектов. Розглянуто спосіб формалізації процесів виробництва з послідовною організацією за наявності ймовірнісних характеристик технологічних операцій і можливості виникнення аварій устаткування. Описано підхід до дослідження процесів виробництва на основі застосування методу Монте-Карло, напівмарківських процесів і процедур аналізу операційної обстановки. Наведено склад і технологію використання засобів автоматизації імітаційного моделювання для об’єктів, що досліджуюються. The way of formalization of production processes with the sequential organization at presence of probabilistic characteristics of technological operations and an opportunity of occurrence of failures of the equipment is considered. The approach to research of production processes on the basis of application of the Monte-Carlo method, semimarkovian processes and procedures of the analysis of operational conditions is described. The structure and technology of the use of simulation automatization means for investigated objects are given. ru Інститут проблем реєстрації інформації НАН України Реєстрація, зберігання і обробка даних Математичні методи обробки даних Технология имитационного моделирования процессов производства с последовательной организацией Технологія імітаційного моделювання процесів виробництва з послідовною організацією Technology of Simulation of Production Processes with the Sequential Organization Article published earlier |
| spellingShingle | Технология имитационного моделирования процессов производства с последовательной организацией Клименко, А.В. Математичні методи обробки даних |
| title | Технология имитационного моделирования процессов производства с последовательной организацией |
| title_alt | Технологія імітаційного моделювання процесів виробництва з послідовною організацією Technology of Simulation of Production Processes with the Sequential Organization |
| title_full | Технология имитационного моделирования процессов производства с последовательной организацией |
| title_fullStr | Технология имитационного моделирования процессов производства с последовательной организацией |
| title_full_unstemmed | Технология имитационного моделирования процессов производства с последовательной организацией |
| title_short | Технология имитационного моделирования процессов производства с последовательной организацией |
| title_sort | технология имитационного моделирования процессов производства с последовательной организацией |
| topic | Математичні методи обробки даних |
| topic_facet | Математичні методи обробки даних |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/7587 |
| work_keys_str_mv | AT klimenkoav tehnologiâimitacionnogomodelirovaniâprocessovproizvodstvasposledovatelʹnoiorganizaciei AT klimenkoav tehnologíâímítacíinogomodelûvannâprocesívvirobnictvazposlídovnoûorganízacíêû AT klimenkoav technologyofsimulationofproductionprocesseswiththesequentialorganization |