Назначение исследуемой программы моделирования

Основное назначение программы - проведение исследований при выполнении лабораторной работы по циклу автоматизации технологических процессов приборостроения. Варьирование исходными данными позволяет провести исследования всего комплекса задач проектирования и найти наиболее рациональный вариант, удовлетворяющий требованиям задания.

Программа может быть использована также для выполнения моделирования при разработке сборочно-монтажных автоматизированных технологических комплексов в курсовых и дипломных проектах.

Методика анализа, изучаемая в работе, может быть использова­на на этапах проектирования технологических комплексов для решения следующих основных задач:

· проверка и отработка (отладка) алгоритмов функциониро­вания промышленных роботов (ПР) и другого оборудования ГПС;

· моделирование и рационализация структур и алгоритмов работы оборудования ГПС;

· моделирование и рационализация структур и алгоритмов работы оборудования ГПС с учетом случайных процессов (функциональной надежности узлов оборудования, появления брака, разброса точности и других параметров и т.п.);

· определение эксплуатационных характеристик ГПС (производитель­ности, среднего процента брака, требуемого числа эксплуатацион­ного персонала, времени простоев оборудования и т.п.) путем их моделирования с учетом случайных процессов.

Моделирование может быть использовано также на этапе на­ладки оборудования для отладки алгоритмов на ЭВМ, что значитель­но ускоряет наладку технологического комплекса за счет значительно меньшей трудоемкости отладки на ЭВМ, чем на реальном оборудовании.

Результаты моделирования различных вариантов алгоритмов и структур системы управления позволяют сравнивать их и выби­рать наиболее рациональный вариант по критериям быстродействия, сложности, малой чувствительности к различным ненормальным и аварийным ситуациям, по простоте и ясности понимания обслужива­ющим персоналам и т.п. (в зависимости от сформулированных крите­риев).

При моделировании алгоритма или структуры систем с учетом надежности отдельных узлов и блоков и других случайных процессов при выборе рационального варианта могут учитываться суммарные простои оборудования, затраты на обслуживание (процент брака, суммарное время переналадки при многономенклатурном производст­ве, возможность использования безлюдной (точнее малолюдной) тех­нологии и различные технико-экономические показатели).

Блок-схема алгоритма моделирования для решения задач лабораторного исследования приведена на рис. 2.

Блок-схема алгоритма

I=1

Да

TG(I,J)<T

TPP(I)>TG(J,I)

I=J=1

Ввод исходных данных

TPP(J)=TPP* *ln(1-i)

K=K+1

TNO(K)=TNO* *ln(1-L)

TOT(K)=TV(k-1)+ +TNO(K)

Сбой

TG=TPS(I,J)+TPK

TV(K)=TV*ln(1-L)

TPRV(I,J)=TV(K)

TGV(K)=TG(I,J)+TV(K)

TPRV(I,J)=0

TPRP(J)=TPP(J)- -TG(I,J)

TPRP(J)=0

TG(I,J)=TGV(K)

Нет

Нет

Нет

Нет

 

 

Рис. 2. Блок-схема алгоритма моделирования

11,19

VP=0

|RY(I,J)|<=DY

|RK(I,J)|<=DX

R(I,J)<=D*D

ME>0

ME=ME-1

TPRE(I,J)=TSN

TPR(I,J)=TPRV(I,J)+ +TPRP(J)+TPRE(I,J)

RX(I,J)=VLAP* *(l-0.5)

RY(I,J)=VLAP* *(l-0.5)

BE=BE+1

R(I,J)=sqrt(-2lnL(I,J)

TKO(I,J)=TG(I,J)+ TPR(I,J)+TZ+TUS

TS(J)=TS(J)+ TKO(I,J)

TPS(I,J)=TPS(I,J)+ +TKO(I,J)

TPR(J)=TPR(J)+ +TPR(I,J)

I=I+1

 

 

Рис. 2. (продолжение)

 

Рис. 2. (окончание)

 

 

Порядок выполнения работы

Для выполнения работы используются две программы, предусматривающие ввод разных комплектов исходных данных.

4.1. Порядок выполнения первой части работы

· Запустить программу «lab010».

· Согласовать с преподавателем структуру комплекса, маршрут моделируемого процесса и циклограмму, составить перечень исходных данных и варьируемых значений параметров, используя данные табл. 1.

· Ввести исходные данные из табл. 1 в соответствии с номером бригады.

· Запустить процесс моделирования.

· Занести в протокол выходные результаты моделирования (табл. 2).

 

4.2. Порядок выполнения второй части работы

Моделируются та же структура, маршрут и циклограмма, что и в первой части работы.

• Открыть файл рабочего окна «Лаб №10».
• Ввести исходные данные из табл. 3 в соответствии с номером бригады.

· Запустить процесс моделирования.

· Занести в протокол выходные результаты моделирования.

· Повторить этот процесс необходимое число раз, варьируя заданными значениями Т_П.ПП (число процессов моделирования равно числу членов бригады).

 

Таблица 1. Исходные данные

Наименование параметра	Обозна-чение	Номер бригады
Число компонентов, устанавливаемых на плату, шт.	i
Количество плат, подлежащих сборке, шт.	j	Для полной эмуляции рабочей смены введите 1000000
Время установки компонента на плату, сек	TUS		1,2	1,5	1,2	1,0
Время захвата компонента из накопителя, сек	TZ	1,2	1,1	1,5	1,2	1,0
Время проведения процесса моделирования (время смены)	T	8 часов
Случайная величина, равномерно распределенная в интервале [0,1]	L	0.2	0.4	0.8	0.3	0.6
Время поступления платы на сборку, сек	TPP
Время восстановления отказавшего технологического модуля, сек	TV
Время наработки РТК до отказа, сек.	TNO
Емкость накопителя, шт.	ME
Время смены накопителя,сек	TSN

 

 

Таблица 2. Параметры вывода

r	Количество компонентов, устанавливаемых на платы за смену (в шт.)
z	Количество плат собранных за смену (в шт.)
TPP1	Время, потраченное на сборку плат (в сек.)
c	Количество смененных накопителей за смену (в шт.)
m	Число отказов произошедших за смену (единицы)
T	Время, потраченное на устранение неполадок (в сек.)
E	Среднее время сборки одной платы (в сек.)

 

Таблица 3. Исходные данные для второй части работы

Наименование параметра	Обозна-чение	Номер бригады
Время работы комплекса по обслуживанию одной заявки, сек	Траб.АТК
Периодичность поступления печатных плат на сборку, сек	Т пост.ПП	300, 200, 100	100, 200, 300	80, 180, 250	120, 180, 220	200, 250, 320
Время восстановления отказав-шего элемента технологическо-го комплекса, сек	ТВ
Время наработки комплекса до отказа, сек	Т0
Время захвата компонента из накопителя, сек	ТЗАХ		1,2	1,5	1,2	1,0
Время установки компонента на плату, сек	ТУСТ	1,2	1,1	1,5	1,2	1,0
Емкость накопителя, шт.	VНАК
Время смены накопителя, сек	ТСМ.НАК

 

Таблица 4. Параметры вывода по второй части работы

 

КН.К	Количество компонентов, сборка которых не выполнена (нарушение условий собираемости)
ТСЕ	Среднее время сборки одной сборочной единицы (СЕ)
ТП.СЕ	Среднее время простоя, приходящееся на одну СЕ
КСМ	Количество СЕ, собранных за смену
ТОП	Средняя продолжительность одной сборочной операции (сборки одного компонента)
ТП.СУМ	Суммарное время простоев за смену
РСБ	Средняя вероятность выполнения сборочной операции

5. Указания по оформлению отчета

 

Отчет по лабораторной работе должен содержать:

- перечень исходных данных, введенных значений и варьируемых значений параметров;

- иллюстрации, поясняющие вариант постановки задачи (структура комплекса, принципиальная схема процесса, циклограмма и т. п.);

- схему решения задачи (укрупненную блок-схему алгоритма) и основные расчетные выражения;

- выходные результаты моделирования;

- сравнительный анализ вариантов проведенного моделирования, выводы по работе с необходимыми иллюстрациями.

6. Контрольные вопросы

 

1. Сформулируйте задачи технологического проектирования, решаемые с помощью имитационного моделирования.

2. Рассмотрите виды и назначение имитационных моделей

3. На каких теоретических положениях основан аппарат имитационного моделирования?

4. В чем состоит суть динамического имитационного моделирования?

5. Какие случайные события моделируются в работе?

6. Поясните смысл понятия собираемость для различных типов корпусов монтируемых компонентов.

7. Рассмотрите параметры входа технологического комплекса в терминах теории массового обслуживания.

8. В каких состояниях может находиться канал обслуживания?

9. Как выполняется имитация случайных процессов при моделировании?

10. Как эффективно могут быть использованы определенные при моделировании значения времен пролеживания объекта и простоя робота?

11. Какие основные задачи решены моделированием сборочно-монтажного АТК?

ЛИТЕРАТУРА

1. Сборник технологических задач с расчетом на ЭВМ: лабораторный практикум / Под ред. В.П. Ларина.. [Электронный ресурс], Инф. Система кафедры МиНТАП. 2011.

2. Денисенко В.В. Компьютерное управление технологическим процессом, экспериментом, оборудованием.- М., Радио и связь, 2009. - 608 с.

3. Имитационное моделирование и функционально-стоимостной анализ: Методика. Система бизнес-моделирования. Изд. Современные технологии управления. М.: 2011. - 92 с.

 

 

Лабораторная работа № 3