Публикация научных статей.
Вход на сайт
E-mail:
Пароль:
Запомнить
Регистрация/
Забыли пароль?
Международный научно-исследовательский журнал публикации ВАК
Научные направления
Поделиться:
Разделы: Техника, Экономика
Размещена 18.12.2015. Последняя правка: 18.12.2015.

ИМИТАЦИОННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ РАБОТЫ ЦЕХА ОБЖИГА ИЗДЕЛИЙ

Ажигин Владислав Александрович

Бакалавр

Филиал Федерального Государственного Образовательного Учреждения Высшего Образования "Национального Исследовательского Университета Московского Энергетического Института" , в городе Смоленск

Студент

Пучков Андрей Юрьевич, кандидат технических наук, доцент, Филиал Федерального Государственного Образовательного Учреждения Высшего Образования Национального Исследовательского Университета Московского Энергетического Института , в городе Смоленск


Аннотация:
Целью данной работы является описание использования технологии имитационного моделирования в процессе цеха обжига изделий.


Abstract:
The purpose of this paper is to describe the use of simulation technology in the process of roasting plant products.


Ключевые слова:
имитационное моделирование; GPSS; обжиг изделий.

Keywords:
simulation; GPSS; baking products.


УДК 004.032.26

Информатизация различных сфер общественной жизни находит свое отражение не только в автоматизации различных алгоритмических процессов, но и в повседневных процессах производства. Одной из фирм, которая занимается производством керамических изделий, а именно обжигом горшков, является екатеринбургская фирма «Фитокерамика». Она достаточно долго функционирует на рынке, и зарекомендовала себя на нем как надежный поставщик горшков из керамики.

У фирмы возникла необходимость создания оптимальной структуры для работы цеха обжига горшков. Структура включает в себя контейнеры с горшками, которые поступают в цех обжига. Контейнер содержит партию горшков, которые требуют одинакового времени обжига. В цехе находится печь, в которую одновременно загружают три контейнера. Время обжига соответствует наибольшему из времен, необходимых для обжига горшков из этих трех контейнеров. Прибыль от обжига каждого горшка составляет часть от общей стоимости. Для решения проблемы необходимо проанализировать экономическую эффективность следующих дисциплин обслуживания и оценить интервалы значений, при которых использование данной технологии становится невыгодным. Имеем следующие спецификации данной системы:

А) Контейнеры загружаются в печь по три по принципу FIFO.

Б) Контейнеры разделяются на две очереди: очередь с большим временем обжига и очередь с меньшим временем обжига изделий в печи.

В) Контейнеры разделяются на три очереди: с «большим», «средним» и «малым» временем обжига изделий в печи.

Особенность предметной области, которая заключается в необходимости учета случайных факторов, а именно расчета наилучшего времени обжига горшков и расчет суммы затрат. Из этого следует, что единственным методом, позволяющим эффективно решить задачу организации оптимальной работы цеха обжига, является метод имитационного моделирования. Этот метод можно реализовать с помощью системы имитационного моделирования GPSS, использование которой обусловлено простотой понимания и использования.

В основу разработки концептуальной модели положена теория массового обслуживания, в которой в случайные моменты времени возникают заявки на обслуживание и имеются устройства для обслуживания этих заявок.

Для получения практических рекомендаций на основе разработанной модели нужно предварительно разработать план эксперимента и провести его. В рассматриваемом исследовании было принято решение о целесообразности проведения машинного эксперимента. Разработанная имитационная модель служит для более детального представления процесса обжига керамических деталей, а также для нахождения  такого размера издержек на поддержание очередей, при которых деятельность становится невыгодной.

Модель разрабатывалась для определения оптимального и наиболее эффективного из вариантов загрузки контейнеров в печь.

Учитывая, что используется среда GPSS, поясним некоторые разделы программы реализующей имитационную модель.

При моделировании работы цеха обжига горшков целесообразно использовать многоканальное устройство u_pech. C помощью оператора storage задается ёмкость многоканального устройства u_pech.

Для получения более достоверных результатов проводится моделирование более 2000 часов, для этого используется блок generate.  Также с помощью этого блока в модель вводится один контейнер. Блок assign присваивает параметру контейнера время, нужное для его обжига. Для входа в многоканальное устройство u_pech используется блок enter. При этом происходит увеличение счетчика входов многоканального устройства, на количество занимаемых одновременно устройств. Обжиг контейнера в u_pech осуществляется с помощью блока advance, который задерживает контейнер в печи на время, наибольшее из времен, необходимых для обжига трех контейнеров. Блок leave осуществляет выход из устройства контейнеров из устройства u_pech. Для сохранения необходимых значений используется блок  savevalue, для определения переменных блок variable. Для проверки количества контейнеров в очереди, сравнения времен обжига используется блок test.

В дисциплинах Б и В необходимо разделение на две и три очереди соответственно. Для этого используется список пользователя. Список пользователя содержит транзакты, выведенные пользователем из активного состояния с помощью блока link. Данные транзакты помещаются в список пользователя как временно неактивные, то есть переведенные пользователем в пассивное состояние [1].

Для определения занятости u_pech используются логические ключи, которые имеют два положения: 1 или 0 (включен или выключен).

Для изменения направления движения транзактов в зависимости от положения логических ключей используются блоки gate lr и gate [2].

Для последующего анализа модели в нее вводится константа k, определяемая блоком equ. Когда интерпретатор обрабатывает этот оператор, он вычисляет выражение, заданное операндом, после чего создает или переопределяет имя переменной. Имени присваивается результат вычисленного выражения.

С помощью моделей возможно определение наиболее эффективной дисциплины обслуживания за счет величины прибыли, значит, модели соответствуют целям моделирования.

По результатам тестирования можно сказать, что самой эффективной является дисциплина А, так как коэффициент загрузки печи здесь наибольших из всех трех дисциплин, но, тем не менее, необходимо повышать загрузку печи хотя бы до 50%. Для повышения коэффициента загрузки печи нужно уменьшить интенсивность потока, чтобы контейнеры в модель приходили чаще.

При уменьшении интенсивности коэффициент загрузки печи увеличивается, так как увеличивается количество поступающих контейнеров, и печь может за одно и тоже время обжечь большее количество контейнеров. Следовательно, повышается суммарная прибыль, полученная от обжига изделий. При этом более выгодной становится дисциплина В, потому что при максимальной загрузке печи прибыль максимальна из трех рассмотренных дисциплин.

Модель является адекватной, так как, во-первых, отвечает целям моделирования, а во-вторых, параметры распределений, указанные в задании, совпадают с параметрами, полученными в результате моделирования. Для улучшения эффективности работы цеха обжига керамических изделий, нужно уменьшить время поступления контейнеров в цех. Можно также увеличить емкость печи. За счет этого увеличится количество обожженных контейнеров за одно и то же время и с одними и теми же затратами, что приведет к увеличению прибыли.

Разработанная модель может использоваться для аналогичных процессов производственной деятельности  на различных предприятиях и организациях после незначительных доработок.

Библиографический список:

1. Акопов А.С. Имитационное моделирование : учебник и практикум для академического бакалавриата. М. : Издательство Юрайт, 2014. — 389 с.
2. Томашевский В., Жданова Е. Имитационное моделирование в среде GPSS. М. : Бестселлер, 2013. 416 с.




Рецензии:

18.12.2015, 15:14 Котилко Валерий Валентинович
Рецензия: в статья следует добавить либо схему применения модели, либо результатов ее применения. иначе зачем это выносить в заголовок. после исправления ее можно опубликовать.

18.12.2015, 17:22 Лобанов Игорь Евгеньевич
Рецензия: В статье не приводится алгоритм модели, схема и т.д. Не показано, чем лучше представленная модель относительно существующих. После доработки статья может быть рекомендована к публикации.



Комментарии пользователей:

Оставить комментарий


 
 

Вверх