Формализация отклонения течения производственного процесса от нормального
Формализация отклонения течения производственного процесса от нормального - раздел Философия, МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ СЛОЖНЫХ СИСТЕМ Рассмотренные Схемы Формализации Предполагали Нормальное Течение Процесса. На...
Рассмотренные схемы формализации предполагали нормальное течение процесса. Нарушения нормального течения процесса (параметры процесса выходят за допустимые пределы) могут быть связаны с расстройством режима синхронизации, выходом из строя элементов оборудования и его ремонтом, периодическими наладками оборудования.
Расстройства режима синхронизации производственного процесса
При идеальной синхронизации производственного процесса операция над j-ым полуфабрикатом начинается в момент, когда закончилась операция над (j – 1)-ым полуфабрикатом и после подготовки станка к следующей операции: tпi = tkj-1 + τ гi-1.
На практике такое равенство часто нарушается: интервалы времени, определяющие синхронизацию элементарных актов производственного процесса, могут быть случайными величинами, что может привести к образованию очереди у занятых станков и простоям свободных.
Поступивший к станку очередной полуфабрикат застает станок занятым (выполняется операция над предыдущим полуфабрикатом или станок готовится к выполнению очередной операции).
Предположения о дальнейшем ходе процесса и судьбе полуфабриката:
- ожидание начала операции (нормальное течение процесса не нарушается);
- ожидание начала операции в течение заданного интервала времени τж (например, в случае горячей заготовки), если операция за этот интервал не началась, очередной полуфабрикат исключается из производственного процесса – срыв процесса;
- полуфабрикат исключаются из производственного процесса (например, уходя в брак) с заданными вероятностями - срыв производственного процесса.
В случае срыва производственного процесса необходимы предположения по конкретизации судьбы исключенного полуфабриката:
- полуфабрикат уходит в брак;
- полуфабрикат хранится вблизи станка, ожидая своей очереди (в этом случае необходимо фиксировать новый параметр станка – максимальный объем местного склада для хранения ожидающих полуфабрикатов);
- полуфабрикат дорабатывается (вручную или с помощью дополнительных операций).
Интервал ожидания τж может быть детерминированной, зависящей от состояния и параметров полуфабрикатов, или в общем случае случайной величиной с заданным законом распределения.
Формализованная схема учета работы местного склада: производственный процесс протекает нормально, если количество п полуфабрикатов в очереди меньше некоторого заранее заданного п*, п < п*, при п = п* подача полуфабрикатов на склад прекращается, затем снова возобновляется при п < п*.
Ожидания станков.
Если в момент готовности станка к работе tг очередной полуфабрикат не поступил (tпi > tkj-1 + τ гi-1), то могут иметь место следующие предположения о дальнейшем ходе производственного процесса:
- нормальное течение процесса не нарушается: станок не работает до момента tп или работает вхолостую (в этом случае учитывается время холостой работы станка, что бывает существенным для подсчета времени наработки оборудования);
- происходит срыв процесса и т. д.
Появление брака в процессе выполнения производственной операции.
В процессе производственной операции j–ого полуфабриката на i–ом станке может возникнуть брак с вероятностью pбрij (qij = 1 – pбрij - вероятность выполнения операции без брака), которая в общем случае зависит от параметров полуфабриката и от параметров станка. Обычно наиболее существенна зависимость pбр от тех характеристик станка, которые описывают его состояние как функцию интервала времени, прошедшего с момента последней наладки станка - по мере удаления от момента наладки станка вероятность брака возрастает.
Cрыв процесса за счет отказов оборудования
В случайные моменты времени выходят из строя отдельные элементы производственного оборудования.
Предполагается, что станок состоит из блоков (первичных элементов). Каждый блок (элемент) в данный момент времени может находиться лишь в одном из двух возможных состояний: либо быть исправным (работать), либо быть неисправным (отказать, выйти из строя). Выход из строя каждого блока представляет собой случайное событие.
Длительность безотказной работы блока tотк - случайная величина. Функция распределения F(t) случайной величины tотк характеризует надежность блока и равна вероятности того, что tотк ≤ t, т.е. F(t) = Р { tотк ≤ t }.
При моделировании часто принимают F(t) = 1 – е-λt. Здесь λ - среднее значение количества отказов, приходящихся на единицу времени (интенсивность отказов). Среднее время безотказной работы Tcр для показательного закона распределения оказывается равным Tcр = 1/λ.
Закон распределения случайной величины tотк может быть определен по опытным данным путем обработки достаточно обширного статистического материала.
Следствия отказов оборудования.
В случае отказа оборудования полуфабрикат может уйти в брак с вероятностью рбр или остаться годным для дальнейшей обработки с вероятностью 1 - рбр. После того, как полуфабрикат ушел в брак, его судьба не интересна.
После ремонта отказавшего оборудования длительность операции τоп может уменьшиться (вместе с ремонтом производится наладка станка, что способствует ускорению обработки полуфабриката). При продолжении обработки того же полуфабриката появляется новая случайная величина τд - время дополнительной обработки полуфабриката. Закон распределения τд зависит от параметров станка и полуфабриката.
Состояние станка после отказа одного из его блоков:
- весь станок становится непригодным к выполнению операции;
- станок полностью не отказывает, но качество его работы снижается (например, увеличивается вероятность брака, снижается период времени между последовательными наладками станка, увеличиваются отклонения состояния изделий аkII после операции и т. д.).
Индикация неисправности или отказа оборудования: в модели должно быть отражено, в какое время и по сигналу какого индикатора (прибора, человека и т. д.) становится известным факт отказа оборудования.
Предполагается, что вышедший из строя элемент оборудования может быть отремонтирован или заменен исправным. Время ремонта элемента (замены) τрем является случайной величиной с заранее известным законом распределения, зависящим, как правило, только от характеристик оборудования.
Временной интервал ремонта оборудования:
- кратковременный (замена отказавшей детали), другие блоки и элементы не затрагиваются;
- длительный - наряду с устранением неисправности в отказавшем конкретном блоке, производится наладка других блоков.
Для формализации такой схемы могут быть приняты следующие предположения. При кратковременном ремонте оборудования временем ремонта можно пренебречь. При длительном ремонте определяется время ремонта и момент ввода в строй оборудования.Длительность безотказной работы после любого ремонта - случайные величины.
Постепенный выход оборудования из рабочего состояния.
Возможные предположения о судьбе полуфабрикатов и состояниях оборудования вследствие износа оборудования (наиболее распространенные, но не единственные): заметное увеличение доли бракованных изделий, увеличение разброса координат состояний полуфабриката после операции, увеличение среднего значения (а иногда и разброса) длительности выполнения операции.
Для ликвидации последствий износа оборудования принимаются специальные меры, которые обычно сводятся к периодическим прерываниям производственного процесса (наладка оборудования) для замены или ремонта износившихся элементов (например, смена резцов, подшипников и т. д.).
Обычные предположения при формализации периода времени между последовательными наладками: период между последовательными наладками имеет постоянную длительность; очередная наладка производится в момент, когда суммарное время работы станка достигает заданного значения; очередная наладка назначается тогда, когда вероятность брака или разброс длительности операции выходят за некоторые условные пределы.
Длительность наладки в общем случае считается случайной величиной с заданным законом распределения.
Наладка оборудования может быть единственным основным занятием специально выделенной части персонала (бригады наладчиков). В этом случае могут возникать очереди станков, требующих наладки, а также простои наладчиков. Для формального описания закономерностей, связанных с наладкой оборудования в таких случаях, можно использовать соответствующие типы систем массового обслуживания.
Системность... Системные идеи лежат в основе деятельности человечества с начала его... Необходимость решения специфических проблем связанных с возникновением и развитием больших и сложных систем вызвала...
Определение понятия системы
Определение понятия "модель системы" предполагает, прежде всего, определение понятия "система".
Определение понятия системы – это тоже модель (лингвистическая
Внешняя среда
Внешняя среда -набор существующих в пространстве и во времени факторов, которые оказывают действие на систему и которые испытывают влияние со стороны системы.
Объекты,
Функции системы
Функции системы –действия компонентов системы (преобразования входов в выходы), необходимые для выполнения системой своих задач, обусловленных целью системы (интегративным свой
Системный подход
В основе системного подхода лежит стремление изучить объект (систему, явление, процесс) как нечто целостное и организованное, во всей полноте и многообразии связей – ориентирует на рассмотре
Развитие искусственной системы и ее жизненный цикл
В системе как элементе системы более высокого уровня могут накапливаться противоречия (проблемы), для разрешения которых система должна иметь новые функциональные свойства –
Целевой характер моделирования
Система может иметь практически необозримое количество сущностей (свойств), создание модели всей системы нереально – не существует модели «вообще».
Таким образом, моделирование имеет це
Процесс моделирования
Как разделить модель на подмодели, как построить иерархию моделей для исследования элементов (декомпозиция) и как их потом объединить для исследования системы в целом, чтобы объяснить целое через ч
Цели математического моделирования
Создание модели всей системы нереально – не существует модели «вообще».
Из этого следует множественность моделей одного объекта: для каждой цели требуется своя модель одно
Анализ чувствительности модели
При построении модели параметров и предположения могут быть приняты с некоторой степенью неопределенности, кроме того, параметры могут изменяться в зависимости от внешних условий и во времени. Чувс
Описание внешних воздействий
Внешние воздействия - совокупность факторов, воздействующих на систему и оказывающих влияние на эффективность ее функционирования.
Модель внешних воздействий должна обладать следующими осн
Декомпозиция системы
Система представляется набором моделей, отображающих ее поведение на различных уровнях декомпозиции (стратах). Каждый уровень учитывает присущие ему свойства, переменные и зависимости.
Дек
Подготовка исходных данных для математической модели
Исходные данные для разработки математической модели содержат выявленные законы функционирования системы в виде операторов, параметры и переменные модели, условные обозначения, классификацию исходн
Модель состава и структуры системы
Модель состава
Модель состава – список элементов системы. Сложность построения модели состава состоит в ее неоднозначности. Это же относится и к границам
Виды структур
В основе исследования структуры лежит ее классификация. Принципы построения и вид модели структуры системы зависят от типа системы и целей исследований.
При моделировании систем вообще и,
Установление функциональных зависимостей
После перехода от описания моделируемой системы к ее модели, построенной по блочному принципу, необходимо построить математические модели процессов, происходящих в различных блоках.
Исходн
Функционально стоимостной анализ.
Под функционально стоимостным анализом понимают метод системного анализа функций объекта (технологического процесса, производства, системы управления), направленный на поиск технико-экономических р
Пути уменьшения неопределенностей
Неопределенность уменьшается при разработке и анализе альтернативных вариантов, дополнительном анализе неопределенных факторов (сбор и обработка недостающих исходных данных, выявление среди множест
Формализация системы в виде автомата
Технические устройства дискретного действия для переработки информации лежат в основе вычислительных машин, автоматических устройств для управления объектами в системах регулирования и управления и
Формализация системы в виде агрегата
При выборе той или иной схемы формализации системы всегда возникает противоречивая задача – получить как можно более простую модель и обеспечить требуемую точность. При таком подходе различные сист
Моделирование процесса функционирования агрегата
Процесс функционирования агрегата состоит из скачков состояния в моменты поступления входных сигналов и выдачи выходных сигналов и изменений состояния между этими моментами.
Цель моделиров
Моделирование агрегативных систем
Агрегативные системы (А-системы) - класс сложных систем, обладающий следующим свойством: существует такое (в общем случае неоднозначное) расчленение системы на элементы, при котором к
Модель сопряжения элементов
Математическая модель сложной системы помимо формального описания элементов обязательно включает формальные описания взаимодействия элементов – модель сопряжения.
В модели сопряжения эл
Законы Ньютона.
Рассмотрим систему, модель которой может быть представлена как материальная точка, система материальных точек (механическая система).
Материальная точка - тело, размеры и форма которого не
Закон сохранения импульса.
Количество движения (импульс) материальной точки Кi = mivi .Это векторная величина, его направление совпадает с направлением скорости. Количество движения (импульс) системы:
К =
Работа, энергия, мощность
Силы служат причиной либо ускорения тела (динамическое действие), либо изменения его формы (статическое действие).
Если сила перемещает тело на некоторое расстояние, то она совершает над т
Работа против силы тяжести.
Если тело движется в направлении действия силы тяжести, то над телом совершается работа A = G h или Aт = mg h.
Чтобы поднять тело (увеличить расстояние от ц
Работа, затрачиваемая на ускорение.
Если под действием постоянной силы Fуск тело равномерно ускоренно перемещается на расстояние s, то над ним совершается работа Aуск = Fуск s
Работа против сил трения.
Движущееся тело теряет энергию из-за наличия трения, которое действует на поверхности соприкосновения тел и и затрудняет их перемещение относительно друг друга.
Динамика поступательного движения.
Основной закон поступательного движения: производная по времени от количества движения К материальной точки или системы точек относительно неподвижной (инерциальной) системы
Тело, брошено под углом к горизонту.
Как и в случае горизонтально брошенного тела, тело движется, в результате комбинации двух движений: равномерного прямолинейного движения под углом к горизонту и свободного падения в вертикальном на
Движение тела переменной массы.
Дифференциальное уравнение поступательного движения твердого тела, масса которого зависит от времени, имеет вид
Модель колебательного процесса
Колебаниями или колебательным движением называется движение (изменение состояния), обладающее повторяемостью во времени - процесс изменения параметров системы с многократным чередованием их
Модель консервативной системы.
Рассеяние (диссипация) энергии происходит в связи с наличием того или иного вида трения (механическая энергия с течением времени уменьшается за счет преобразования в другие виды энергии, например,
Электрическая подсистема.
Электрическая модель является наиболее и универсальной для описания явлений и процессов различной природы.
Типовыми простейшими элементами электрической подсистемы являются резистор с элек
Модели элементов гидравлических систем
Технические системы, в которых происходит перемещение несжимаемой жидкости, принято называть гидравлическими. Зарубин стр. 110
Участок трубопровода.
По
Модели элементов пневматических систем
Под пневматическими понимают технические системы, в которых рабочей средой является воздух или газ. Рабочая среда, в отличие от газа является сжимаемой: ее плотность r существенно зависит от
Выбор средств доставки грузов.
Имеется m грузообразующих пунктов с объемами грузов аi . Имеется n средств доставки грузов (вид
Экономическая интерпретация задач линейного программирования.
Предприятие располагает определенными, ограниченными производственными мощностями - активными средствами (станки, сырье, рабочая сила, энергия и т.д.). Для изготовления различных видов изделий испо
Перевозки взаимозаменяемых продуктов
Известны объемы и потребности продукции каждого вида. Если продукты, подлежащие перевозке, качественно совершенно различны (уголь, цемент, сахар), так что ни один из них не может быть использован в
Перевозка неоднородного продукта на разнородном транспорте.
Для обеспечения перевозок может быть использовано s автохозяйств, в каждом из которых r типов автомашин. Машины разных типов, обладая различными эксплуатационными характеристиками и р
Основные определения
Строгий подход к термину «управление» требует четкого ответа на вопрос, как и за счет чего может быть выполнена цель управления.
Основная особенность управления - целенаправленность
Формальная запись системы с управлением
Основная особенность управляемых систем – в системе существуют свободные функции, которыми может распорядиться субъект (устройство, исследователь, лицо, принимающее решение) в своих интересах.
Модели систем автоматического управления
Система автоматического управления стремится сохранить в допустимых пределах отклонения (рассогласования) ошибки между требуемыми и действительными значениями управляемых переменных при помо
Устойчивость движения систем
Система управления постоянно подвергается возмущениям, отклоняющим ее от заданного закона движения. Действие возмущения сопровождается восстанавливающим действием регулятора. В системе возни
Определение программного движения и управление движением
Потребности ракетной техники привели к совершенно новым задачам, поскольку кратковременное движение ракеты рассматривается как единый переходный процесс. Здесь возникла еще одна задача – опт
Модели автоматизированных систем управления
Всякая система управления с точки зрения ее функционирования решает три основные задачи: сбор и передача информации об управляемом объекте, переработка информации, выдача управляющих воздействий на
Формирование структуры системы
Структура формируется на основании сравнительного анализа альтернативных вариантов системы, обеспечивающих решение проблемы с учетом внешней среды и неопределенностей будущего функционирования.
Выбор основных проектных параметров системы
Формирование технического облика системы предполагает выбор рациональных значений основных проектных параметров системы, исходя из ее максимальной эффективности в принятых условиях применения.
Современное состояние САПР
Современное состояние САПР уже позволяет решать замкнутые задачи – реализовать сквозной процесс, включающий несколько этапов: анализ требований к изделию, разработка трехмерной модели изделия (в ря
Направления разработки проектной составляющей САПР
Направления разработки проектной составляющей САПР должны соответствовать ключевым направлениям развития проектируемых технических систем: прежде всего разрабатываются те САПР, внедрение которых в
Предпроектные исследования
Проектирование системы начинается с предпроектных исследований, в результате которых определяются цели системы, объем работ, вырабатываются критерии успешности проекта, оцениваются риски. В результ
Постановка задачи
Стадия постановки задачи включает: проведение системно-аналитического обследования и выработка концепции системы, разработка технического задания на проект.
Системно-аналитическое обсле
Проектирование системы
На стадии проектирования на основе анализа предметной области и требований к системе, сформулированных в ТЗ, разрабатываются основные архитектурные решения.
Архитектура процессов –
Архитектура программного обеспечения
Система состоит из двух видов программного обеспечения – общего и специального.
Общее программное обеспечение:
- программное обеспечение сетевого доступа к приложениям и БД
Организационное обеспечение системы
Сложность проектирования организационного обеспечения лежит в социальной, а не в технической сфере – задача психологов и психоаналитиков. Внедрение новых технологий обеспечивает неограниченный прям
Реализация и внедрение системы
Разработчики производят итеративное построение реальной системы на основе полученных в предыдущей фазе моделей, а также требований нефункционального характера. Конечные пользователи на этой фазе оц
Оценка конкурентоспособности
Оценку конкурентов рассматриваемой системы проводится в два этапа: выявление возможных конкурентов и сравнительный анализ конкурентов.
На первом этапе составляется общий список конкурентов
Метод определения чистой текущей стоимости.
Метод оценки приемлемости инвестиций на основе критерия NPV является базовым в современном инвестиционном анализе и широко применяется на практике.
Чистая текущая стоимость - NPV
Метод расчета рентабельности инвестиций
Рентабельность инвестиций - PI (profitability index) - это показатель, позволяющий определить, в какой мере возрастет стоимость фирмы (богатство инвестора) в расчете на 1 доллар (рубль, грив
Метод расчета внутренней нормы прибыли
Внутренняя норма прибыли (внутренний коэффициент окупаемости инвестиций, поверочный дисконт) - IRR (internal rate of return) - представляет собой уровень доходности средств, направленных на
Расчет периода окупаемости инвестиций
Период окупаемости инвестиций РР (payback period) - это срок, который необходим для возмещения суммы первоначальных инвестиций (рассчитанный без дисконтирования).
Если величины дене
Задачи управления проектами
Успешность деятельности предприятия зависит от непрерывной последовательности управленческих решений по инвестиции в проект и управление проектом. Эти решения базируются на анализе внешней среды кА
Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Новости и инфо для студентов