Работа с программой Tecnomatix Plant Simulation 12.

Анализ технологических систем на основе математических моделей систем массового обслуживания

Расчётно-графическая работа

по курсу "Основы математического моделирования "

ЯГТУ 151001.65-18ЛР

Работу выполнил студент гр. МТ-36

Подовжний С.Ю.

18.01.2016

Лабораторная работа №2

Анализ технологических систем на основе математических моделей систем массового обслуживания

Цель работы:

Получение и закрепление навыков формализации технологических систем с использованием аппарата систем массового обслуживания (СМО); построения и использования при исследованиях имитационной модели технологической системы, реализованной на базе GPSSW; проведение аналитических расчетов и имитационных экспериментов по оценке характеристик (показателей эффективности) функционирования технологических систем.

Задача:

Имеется технологическая система , состоящая из n одинаковых станков. В систему поступают для обработки детали в среднем через t_з мин. Среднее время изготовления одной детали t_об мин. Если при поступлении заявки на изготовление детали все станки заняты, то деталь направляется на другой участок таких же станков. Интервалы времени поступления деталей, и время обработки деталей распределены по экспоненциальному закону. Найти финальные вероятности состояний и характеристики (показатели эффективности) данной системы.

Исходные данные:

n=4

t_з= 12

t_об =25

Исходные условия функционирования СМО:

n-канальная разомкнутая СМО с отказом в обслуживании требований

1. Задание условия функционирования СМО

- Число каналов обслуживания – n.

- Число требований поступающих в систему – неограниченно.

- Число требований находящихся в очереди – 0.

- Среднее время между поступлениями двух смежных требований – t_з.

- Среднее время обслуживания одного требования – t_об.

2. Показатели эффективности функционирования СМО

- Коэффициент использования канала обслуживания – К_исп.

- Вероятность отказа в обслуживании – P_отк.

- Относительная пропускная способность – Q.

- Абсолютная пропускная способность – А.

- Среднее число занятых каналов – К_ср.

Аналитический метод СМО

Расчёт аналитического метода выполнялся в программе Mathcad,

пошаговая работа представлена на рисунках 1-2

Рисунок 1

Рисунок 2

2. Методика выполнения:

2.1 Запускаем программу GPSSYV. После запуска загрузочного файла появляется главное окно программы (Рисунок 5).

Рисунок 3 – Главное окно программной системы

2.2 Создание нового проекта:

Выбрать в меню File пункт New/ Появится диалоговое окно (Рисунок 6) предлагающее создать новый документ одного из двух типов:

Model

Text file

После выбора пункта Model появится окно (Рисунок 7)

Рисунок 4 – Создание нового документа

Рисунок 5 – Окно Model

2.3 Ввод имитационной программы.

В окне Model необходимо ввести программу, состоящую из последовательности блоков. Каждый блок вводится с новой строки. Блоки можно вводить набором вручную, а можно использовать шаблоны (Рисунок 8), которые находятся в меню Edit>InsertGPSSBlols

Рисунок 6 – Шаблоны GPSS блоков

При выборе шаблона GENERATE появится окно (Рисунок 9), которое содержит имя блока, его обозначение, подполя переменных, поле метки блока и поле комментария. После заполнения поля А и нажатия клавиши ОК в окно Model будет введена соответствующая строка . Чтобы продолжить ввод программы нужно выбрать следующий шаблон блока, заполнить необходимые данные и выполнить ввод и т.д. до тех пор, пока не будет введена вся программа.

Рисунок 7 – Шаблон GENERATE

2.4 Вводим текст программы для n-канальной замкнутой СМО с очередью на обслуживание требований (Рисунок 10)

Рисунок 8 –Текст имитационной программы

2.5 Трансляция имитационной программы

Чтобы оттранслировать программу необходимо выбрать в меню Command>Create Simulation. После запуска этой команды появится журнал отчета, в котором будет сообщение об успешном завершении трансляции или о допущенных ошибках (Рисунок 11)

Рисунок 9 – Уведомление об успешном завершении трансляции

2.6 Редактирование файла выходной статистики.

Прежде чем осуществить запуск программы необходимо отредактировать файл выходной статистики. Для этого нужного активировать окно с программой, выбрать в меню Edit>Settings , открыть вкладку Reports и оставить флаги только напротив тех объектов, которые используются в модели, например, одноканальные устройства (Facilities), многоканальные устройства (Storages) и очереди (Queues) (Рисунок 12)

Рисунок 10 – Редактирование выходной статистики

2.7 Выполнение программы

Для выполнения программы необходимо в меню Command выбрать START и в строке команды заменить 1 на требуемое число и нажать кнопку ОК (Рисунок 11)

Рисунок 11 – Ввод команды START

2.7 В результате выполнения программы будет создан файл стандартной выходной статистики, в котором будет находится полученная информация, приведенная на рисунках 14-28

Результаты выполненной программы:

GPSS Start 100. Рисунки 12 – 16

Рисунок 12

Рисунок 13

Рисунок 14

Рисунок 15

Рисунок 16

GPSS Start 1000. Рисунки 17 – 21

Рисунок 17

Рисунок 18

Рисунок 19

Рисунок 20

Рисунок 21

GPSS Start 10000. Рисунки 22-28

Рисунок 22

Рисунок 23

Рисунок 24

Рисунок 25

Рисунок 26

Работа в MathCad:

Start 100. Рисунки 27-28.

Рисунок 27.

Рисунок 28.

Работа в MathCad:

Start 1000. Рисунки 29-30.

Рисунок 29.

Рисунок 30.

Работа в MathCad:

Start 10000. Рисунки 31-32.

Рисунок 31.

Рисунок 32.

Работа с программой Tecnomatix Plant Simulation 12.

1)Исходя из данных (таблица 2) создадим технологическую систему, состоящую из 2 одинаковых станков.

a) Создаем источник (Source )

b) Создадим накопитель(Buffer );

c) Создадим 2 одинаковых станка, через которые проходят детали(Single Prog );

d) Создадим выходное устройство(Drain );

e) Теперь проведём пути поступающих деталей. От источника через каждый станок переходит к накопителю, т.к у нас СМО с неограниченной очередью путь от источника к выходному устройству не требуется.

Рисунок 33-Технологическая система

2) Зададим интенсивность потока требований на обслуживание, выбрав в разделе «Интервалы» закон Пуассона и указав значение.

Рисунок 34-Ввод данных

3) У каждого станка зададим интенсивность обслуживания требований, выбрав в разделе «Интервалы» закон Пуассона и указав наше значение

Рисунок 35- Ввод интенсивности обслуживания на станке 1

4) Задав все данные мы можем начать работу и выявить статистику устройств

Рисунок 36- Статистика входного устройства

5) Выявим статистику работы каждого станка

Рисунок 37- Статистика интенсивности 1 станка

Рисунок 38- Статистика интенсивности 2 станка

Рисунок 39- Статистика интенсивности 3 станка

Рисунок 40- Статистика интенсивности 4 станка

6)Накопленная статистика деталей, уничтоженных стоком

Рисунок 41.

Вывод: По статистике отчета мы можем определить, что наша система относительно не нагружена, показания на первом и втором станке следующие:

Станок 1: Относительная занятость 3.44%

Относительно пустой: 96.56%

Станок 2: Относительная занятость 3.43%

Относительно пустой: 96.57%

Станок 3: Относительная занятость 3.44%

Относительно пустой: 96.56%

Станок 4: Относительная занятость 3.43%

Относительно пустой: 96.57%

Я считаю, что для улучшения СМО с неограниченной очередью нужно добавить больше станков, т.к большее время они пусты.

Список литературы:

1.Методические указания к расчетно-графической работе по курсу « Основы математического моделирования» / Оборин А.В ,2012

2. Справочник технолога машиностроителя / под общ. ред. А.Г. Косиловой, Р.К. Мещерякова. – М.: Машиностроение, 1985. – Т. 2. – 496 с.