Модели элементов пневматических систем 3 страница

Алгоритм управления операцией включается в общий моделирующий алгоритм в виде подалгоритма, учитывающего, при необходимости, надежность функционирования управляющих устройств.

Моделирующий алгоритм состоит из двух частей:

- моделирование собственно операции с учетом различных типов сбоев станка и соответствующего времени наладки и ремонта (с учетом случайных значений величин);

- обеспечение связи и синхронизации операции с другими актами производственного процесса (подача полуфабрикатов, регулирование операции и т.д.), а также управление самим процессом моделирования (фиксация и обработка результатов, переход к очередному полуфабрикату и т.д.). Эта часть алгоритма моделирует некоторую систему массового обслуживания.

Алгоритм управления операцией включается в общий моделирующий алгоритм в виде подалгоритма, учитывающего, при необходимости, надежность функционирования управляющих устройств.

Непрерывный производственный процесс

В непрерывных производственных процессах фигурируют компоненты сырья или исходных продуктов, которые в твердом, жидком или газообразном состоянии непрерывным потоком поступают к технологическим установкам; аналогичный вид имеют компоненты готовой продукции, выходящие из соответствующих технологических установок.

Кроме того, непрерывные производственные процессы, строго говоря, не могут быть расчленены на отдельные производственные операции, а должны рассматриваться как постоянно действующие преобразования компонентов сырья в компоненты готовой продукции (в химической, целлюлозно-бумажной, пищевой и других областях промышленности).

Если при моделировании дискретных производственных процессов преобладал принцип моделирования «по особым состояниям», характерный для систем массового обслуживания, то в случае непрерывных производственных процессов ведущее значение принадлежит принципу «по ∆ t».

Основной идеей построения моделирующего алгоритма для непрерывных производственных процессов является последовательный переход от одного состояния процесса к следующему за ним через интервал времени ∆ t. Сведения о состояниях процесса в различные моменты времени фиксируются и используются затем для оценки искомых величин.

Для дискретных производственных процессов характерны две особенности:

- оперирование над отдельными деталями, полуфабрикатами, узлами и т.д., из которых в конце концов собирается изделие,

- возможность расчленения производственного процесса на отдельные элементарные акты, называемые операциями.

В непрерывных производственных процессах фигурируют компоненты сырья или исходных продуктов, которые в твердом, жидком или газообразном состоянии непрерывным потоком поступают к технологическим установкам; аналогичный вид имеют компоненты готовой продукции, выходящие из соответствующих технологических установок.

Непрерывные производственные процессы, строго говоря, не могут быть расчленены на отдельные производственные операции, а должны рассматриваться как постоянно действующие преобразования компонентов сырья в компоненты готовой продукции (в химической, целлюлозно-бумажной, пищевой и других областях промышленности).

Особенности моделирования непрерывных производственных процессов

Если при моделировании дискретных производственных процессов преобладал принцип моделирования «по особым состояниям», характерный для систем массового обслуживания, то в случае непрерывных производственных процессов ведущее значение принадлежит принципу «по ∆ t».

Основной идеей построения моделирующего алгоритма для непрерывных производственных процессов является последовательный переход от одного состояния процесса к следующему за ним через интервал времени ∆ t. Сведения о состояниях процесса в различные моменты времени фиксируются и используются затем для оценки искомых величин.

Агрегатное представление производственного процесса

Большинство дискретных производственных процессов могут быть описаны как системы массового обслуживания и исследованы методами имитационного моделирования. Применение вместо совокупности абстрактных (формализованных) операций обработки, сборки и управления математического описания их в качестве агрегатов или агрегативных систем нерационально.

Существуют задачи, для решения которых модели дискретных производственных процессов недостаточны, и весьма удобными схемами могли бы служить формальные схемы агрегатов и агрегативных систем.

Например, при моделировании и исследовании производственного процесса, имеющего дискретную часть, непрерывную часть и информационную систему управления. Для комплексного исследования такого производственного процесса в целом могут оказаться полезными математические схемы и методы моделирования агрегативных систем, так как не только дискретные производственные процессы, но и непрерывные, а также информационные системы являются частными случаями агрегативных систем.

Имитационное моделирование процессов функционирования

Достоинства имитационного моделирования применительно к промышленным объектам:

динамический характер отображения системы;

возможность учета случайных факторов и сложных зависимостей от них;

сравнительная простота введения модификаций в модель (поскольку ее структура аналогична функциональной и логической структурам системы);

возможность исследования системы на множестве модельных реализаций ее функционирования, т.е. проведения статистических экспериментов;

практически неограниченные возможности применения различных видов математического аппарата.

На уровне производственных объединений и предприятий имитация производственных процессов и хозяйственных решений позволяет выбрать наиболее приемлемые для различных условий внешней среды.

При имитационном моделировании характерно воспроизведение явлений и процессов, описываемых математической моделью, с сохранением их логической структуры, последовательности чередования во времени, а иногда и физического содержания.

Реальный процесс и описывающий его моделирующий алгоритм должны быть близкими по составу и характеру информации, описывающей поведение реальной системы, и информации.

Моделирование производственного процесса состоит в имитации выполнения на элементах производства (оборудовании, участках) операций над продуктами (полуфабрикатами, заготовками, сырьем и т.д.) путем изменения вычисляемых значений соответствующих параметров элементов или продуктов. Значения некоторых параметров могут быть функциями времени. Элементы производства характеризуются, кроме того, состояниями (занят, исправен и т.д.). Передача продукта от одного элемента к другому моделируется передачей информации о его параметрах и изменением состояний элементов.

Каждый элемент производства отображается отдельной частью математической модели, т.е. общая модель разбивается на блоки, которые могут совпадать с частной математической моделью одной из подсистем технического объекта или моделью некоторого физического или технико-экономического расчета. Блоки связаны сравнительно небольшим числом передаваемых параметров. Обычно технический объект расчленяется на конечное число блоков, и каждый из них первоначально моделируется независимо от остальных.

Частные модели блоков затем связываются на основе фактической иерархии технического объекта.

Декомпозиция и связь блоков выполняются как в пространстве, так и во времени, и целиком зависят от задачи разработчика. При создании основ такой модели необходимо придерживаться следующего принципа: чем меньше количество элементов, с помощью которых можно для решения поставленной задачи описать действительность, тем совершеннее модель.

Формализация основных операций производственного процесса

Формализованная схема дискретного производственного процесса.

Производственный процесс расчленяется на элементарные акты, достаточно простые и удобные с точки зрения подбора соответствующих математических схем.

Строится математическое описание каждого элементарного акта и взаимодействия между ними, характеризующего совокупность элементарных актов как единый процесс.

Наиболее существенные элементарные акты реального производственного процесса– производственные (технологические) операции. Например, технологические операции обработки, сборки, контроля качества.

Типичные абстрактные операции, соответствующие достаточно широкому классу производственных операций: операции обработки, сборки и управления.

Между производственной операцией и формализованной операцией не всегда однозначное соответствие – данная реальная элементарная производственная операция для формализации может быть достаточно сложной, тогда ее описывают с помощью совокупности нескольких формализованных операций. В общем виде расчленение производственного процесса на элементарные акты не решается – это делается в зависимости от конкретных обстоятельств.

Выполнение производственной операции над системой (изделием, полуфабрикатом) обязательно связано с изменением ее свойств, описываемых числовыми характеристиками или параметрами, т.е. выполнение операции связано с изменением значений параметров системы.

Каждая производственная операция может быть представлена как оператор, определяющий изменение фазовых координат (значений параметров) системы во времени. Тогда математическая модель производственной операции может быть представлена как модель динамической системы (детерминированная или стохастическая), а модель производственного процесса - как многоуровневая динамическая модель.

Математическое описание элементов производственного процесса основано на наборе параметров, характеризующих систему (полуфабрикаты, заготовки, детали, узлы и т.д.). В дальнейшем объект, над которой совершается производственная операция, будем называть полуфабрикатом.

Среди характеристик полуфабрикатов будем различать координаты состояния (изменяются по ходу производственного процесса в результате производственных операций) и фиксированные параметры (в рамках данного производственного процесса).

Сущность формализации операции состоит в переработке информации, описывающей состояния участвующих в операции полуфабрикатов.

Дата добавления: 2014-11-29