Математичні моделі функціонування і метод визначення безпеки системи "оператор-синхронна автоматизована лінія"

Размещено на http://www.allbest.ru/

Національна металургійна академія України

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата технічних наук

Спеціальність 01.05.02 - Математичне моделювання та обчислювальні методи

Математичні моделі функціонування і метод визначення безпеки системи «оператор - синхронна автоматизована лінія»

Заморьонова Дар'я Вікторівна

Дніпропетровськ - 2010

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність роботи. Проблема промислової безпеки має надзвичайно важливе соціальне значення для України. Рівень виробничого травматизму і професійної захворюваності в Україні випереджає економічно розвинуті країни світу в 5-6 разів. Аналіз ситуацій, що формують нещасні випадки на підприємствах, показує, що обслуговуючий персонал, потрапляє в небезпечні або критичні ситуації не рідше одного разу на три дні. Результати розподілу виробничого травматизму в основних галузях промисловості складають: в металообробній - 44%; в автомобільній - 25%; в металургійній - 12%; у виробництві пластмас - 11%; в інших галузях, разом узятих - 8%. Тому проблема забезпечення безпеки виробничих процесів стала вкрай актуальною. Одним з найбільш важливих аспектів зазначеної проблеми є побудова математичних моделей, що дозволяють оцінювати рівень безпеки виробництва.

На даний час залишаються невирішеними ряд проблем, що пов'язані з побудовою моделей оцінювання рівня безпеки технологічних процесів, реалізованих синхронними автоматизованими лініями (САЛ) у дискретному виробництві, та його підвищенням, як на етапах проектування, так і на стадіях впровадження і експлуатації за рахунок оптимального вкладення ресурсів.

Процес функціонування людино-машинного комплексу «оператор - синхронна автоматизована лінія» має свої специфічні особливості, що полягають у значній кількості різних вражаючих чинників. Це пояснюється складністю структури САЛ, що включає до свого складу велику кількість різного за ступенем травмонебезпечності устаткування.

Проблема розробки засобів математичного моделювання і методу оцінювання рівня безпеки праці є актуальною, і повинна базуватися на спільному аналізі моделей виробничих агрегатів, а також моделей функціонування операторів, що їх обслуговують. Її вирішення дозволить підвищити рівень безпеки технологічних процесів, як на етапах проектування, так і на стадіях впровадження та експлуатації.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами і темами. Робота виконувалась у рамках науково-дослідних робіт кафедри автоматизованих приладних систем Севастопольського національного технічного університету за держбюджетною тематикою: «Міра-4» (№ державної реєстрації 0108U001272 від 13.12.07).

Мета і завдання досліджень.

Метою дисертації є побудова методу визначення диференціальних та інтегральних оцінок безпеки оператора, обслуговуючого синхронну автоматизовану лінію, на основі розроблених напівмарковських моделей.

Для досягнення поставленої мети необхідно вирішити наступні завдання:

· Виконати аналіз існуючих методів оцінювання рівня безпеки технологічних процесів дискретного виробництва і визначити перспективні напрями розвитку в даній області, формалізувати задачу підвищення рівня безпеки оператора САЛ.

· Для визначення ймовірності виникнення травмонебезпечних відмов трифазної САЛ з вільним ритмом роботи необхідно визначити функції розподілу часу перебування продукції на кожній фазі, за допомогою побудови напівмарковської моделі для визначення продуктивності при її функціонуванні в стаціонарному режимі за умов експоненціального розподілу часу обслуговування на третій фазі.

· Для визначення ймовірності виникнення травмонебезпечних відмов n-фазної САЛ з вільним ритмом роботи необхідно визначити функції розподілу часу перебування продукції на кожній фазі за допомогою побудови ітераційної напівмарковської моделі, що описує її функціонування як в перехідному, так і в стаціонарному режимах.

· Знайти стаціонарну ймовірність перебування оператора біля тієї чи іншої технологічної комірці (ТК), а також середні відносні частоти потрапляння у вказані стани на основі створеної математичної моделі його функціонування при обслуговуванні САЛ.

· Розробити метод диференціальних і інтегральних оцінок ймовірності виробничого травматизму оператора при обслуговуванні САЛ на основі системного моделювання при спільному використанні моделі оператора та моделі САЛ.

· Порівняти аналітичні результати з результатами побудованої імітаційної моделі САЛ.

· Забезпечити оптимальне вкладення ресурсів у підвищення надійності технологічних пристроїв, ступеня їх автоматизації, а також у використання більш ефективних технологій і устаткування для зменшення ймовірності травмування оператора.

Об'єктом досліджень у дисертаційній роботі є процес спільного функціонування оператора і САЛ в дискретному виробництві.

Предметом дослідження є математичні моделі для визначення безпеки оператора синхронної автоматизованої лінії.

Методи досліджень. Теоретичні дослідження автоматизованої виробничої системи проводилися з використанням математичного апарату теорії напівмарковських процесів із загальним і дискретним фазовим простором, математичної теорії надійності, математичного аналізу, інтегральних рівнянь, математичного програмування, теорії ймовірності, математичної статистики та імітаційного моделювання.

Наукова новизна отриманих результатів полягає в наступному.

1. Вперше побудовано математичну модель для стаціонарного режиму функціонування трифазної САЛ з вільним ритмом роботи для визначення продуктивності та функцій розподілу часу перебування продукції на кожній фазі за умов експоненціального розподілу часу обслуговування на третій фазі.

2. Вперше запропонований ітераційний обчислювальний метод, покладений в основу напівмарковської моделі, яка описує стаціонарний і перехідний режими функціонування САЛ з вільним ритмом роботи, що містить довільне число фаз, котра дозволяє визначати продуктивності і функції розподілу часу перебування продукції на кожній фазі.

3. Отримала подальший розвиток модель сукупності формалізованих дій оператора при обслуговуванні САЛ, яка відображає переміщення оператора у виробничій зоні у залежності від імовірнісних станів обладнання, що дозволяє скласти математичний опис процесів перетинання зон небезпеки з траєкторією оператора.

4. Вдосконалено метод системного моделювання, у якому використано взаємодію моделей САЛ і оператора, що дозволяє визначити рівень безпеки системи „оператор - синхронна автоматизована лінія” у вигляді диференціальних та інтегральних оцінок рівня травматизму оператора при обслуговуванні САЛ з вільним ритмом роботи з урахуванням різних видів відмов на кожній з фаз.

Практичне значення отриманих результатів.

1. Розроблено пакет прикладних програм, що реалізують метод визначення ймовірностей отримання оператором багатофазної САЛ травм різного типу за заданий час на кожній з фаз, а також дозволяють отримати диференціальні та інтегральні оцінки ймовірності отримання травм будь-яких типів, за рахунок спільного використання моделі функціонування оператора і моделі САЛ.

2. Запропоновано методику розрахунку оптимального вкладення коштів, яка забезпечує мінімальну ймовірність травматизму.

3. Розроблено структуру діалогової програмної системи (ДПС) і програмні модулі, призначені для оцінювання і підвищення безпеки оператора при проектуванні та експлуатації САЛ з вільним ритмом роботи. ДПС побудована з урахуванням можливості збору даних в умовах виробництва, необхідних для виконання розрахунків, і є відкритою для поповнення її новими модулями.

Особистий внесок здобувача полягає в тому, що всі наукові і практичні результати, які містяться в дисертації, отримані особисто. В наукових роботах опублікованих у співавторстві розроблено особисто: [1] - побудову стаціонарної напівмарковської моделі трифазної САЛ; [2] - побудову напівмарковської моделі САЛ з вільним ритмом роботи, що містить довільне число фаз, для перехідного і стаціонарного режимів; [3] - побудову імітаційної моделі в середовищі GPSS і проведення порівняльного аналізу результатів ймовірносно-аналітичного і імітаційного моделювань; [4] - розроблено спільну модель функціонування оператора і САЛ.

Апробація роботи. Основні положення дисертації доповідалися і обговорювалися на таких науково-технічних конференціях і семінарах: міжнародна науково-технічна конференція “Автоматизація: проблеми, ідеї, рішення” (м. Севастополь, СевНТУ, вересень 2006, 2007, 2008, 2009 р.р.); XIV міжнародна конференція з автоматичного управління “Автоматика-2007” (м. Севастополь, СНУЯЕіП, 2007р.), всеукраїнська наукова конференція (м. Тернопіль, ТДТУ, 2009р.), XVII семінар «Моделювання в прикладних наукових дослідженнях» (м. Одеса, ОНПУ, 2009р.), семінари кафедри «Автоматизовані виробничі системи» (м. Севастополь, СевНТУ, 2008, 2009р.р.).

Публікації результатів наукових досліджень. Основні результати дисертаційних досліджень опубліковані в друкованих працях, з яких: 5 статей у спеціалізованих наукових виданнях, включених до переліку Вищої атестаційної комісії України, 7 матеріалів доповідей виступів на Міжнародних науково-технічних конференціях і семінарах.

Структура і обсяг роботи. Дисертаційна робота складається з вступу, 5 розділів, закінчення, бібліографії і додатків. Загальний обсяг роботи складає 195 сторінок машинописного тексту, включаючи 19 малюнків, 7 таблиць і додатків на 37 сторінках. Список літератури складається зі 115 найменувань.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі обґрунтовано важливість і актуальність розглянутої проблеми, сформульовані мета і завдання досліджень. Висловлені основні положення і результати, досягнуті під час виконання дисертаційної роботи, а також їх наукова новизна.

Перший розділ присвячений аналізу структурних особливостей ієрархічно організованого автоматизованого дискретного виробництва, методів їх моделювання, а також аналізу методів оцінки безпеки технологічних процесів і устаткування на машино-приладобудівних підприємствах.

Наведена класифікація автоматизованих ліній дискретного виробництва, що дозволяє виявити їх основні види, у тому числі і САЛ. У машино-приладобудуванні під синхронною розуміють лінію, у якій вироби під час обслуговування передаються безпосередньо від однієї технологічної комірки (ТК) до іншої без транспортування продукції в проміжні накопичувачі. Найменш дослідженими є САЛ з вільним ритмом роботи, при якому передача кожної одиниці продукції від ТК до ТК проводиться за наявності такої можливості (тобто вільної подальшої ТК і за умови закінчення даної операції).

Розглянута класифікація методів оцінювання рівня безпеки технологічних процесів, устаткування і виробництва, а також основні критерії і показники їх функціонування. Виявлені основні особливості системи "людина - машина" (СЛМ), дана класифікація, показники якості і загальна схема діяльності оператора в системі СЛМ.

Огляд існуючих методів оцінки безпеки технологічних процесів на машино-приладобудівних підприємствах дозволив зробити наступні висновки.

1. Відсутні моделі функціонування багатофазних САЛ з вільним ритмом роботи, що враховують загальний вид функцій розподілу (ФР) часу обслуговування продукції на кожній фазі.

2. Відсутня модель функціонування оператора синхронної лінії, що враховує ФР загального виду часу його перебування в кожному з дискретних станів.

3. З літератури відомий загальний підхід до оцінки і зниження рівня виробничого травматизму. Проте його використання для різних технічних засобів і процесів повинно базуватися на обліку специфічних особливостей останніх. Так, наприклад, відсутні моделі людино-машинної системи «оператор - САЛ», які повинні базуватися на спільному використовуванні моделі САЛ і оператора.

Проведений аналіз дозволив сформулювати мету і завдання досліджень.

У другому розділі вирішуються два завдання: побудова напівмарковської моделі для визначення продуктивності трифазної САЛ з вільним ритмом роботи в стаціонарному режимі при експоненціальному розподілі часу обслуговування продукції на третій фазі; розробка ітераційної напівмарковської математичної моделі функціонування -фазної САЛ з вільним ритмом роботи, що оперує ФР загального виду часу обслуговування продукції на кожній з фаз.

Основною складністю при моделюванні є облік блокувань. Під блокуванням розуміється відсутність можливості передати обслужену продукцію на подальшу ТК, внаслідок її зайнятості, а також відсутність можливості надходження одиниці продукції з попередньою ТК внаслідок незакінченого обслуговування.

Перше завдання вирішується при наступних допущеннях: ФР часу обслуговування продукції на третій фазі приймається експоненціальною; випадкові величини (ВВ) б_i передбачаються незалежними, мають кінцеві математичні очікування (МО) і дисперсії; у ФР F_i(t) існують щільності f_i(t).

При функціонуванні САЛ відбувається послідовне обслуговування виробу на першій, другій і третій ТК. Передача виробу, обслуженого на попередній ТК до подальшої, відбувається відразу за наявності вільної подальшої комірки. Часи обслуговувань виробів на тК_i, i=1,3 - ВВ б_i з ФР F_i(t), є початковими даними для моделювання. Перші дві ВВ і мають ФР таспільного виду.

На підставі побудованого в дисертації графу було складено і розв'язано систему інтегральних рівнянь для визначення стаціонарного розподілу вкладеного ланцюга Маркова (ВЛМ).

Отриманий розв'язок було використано для визначення стаціонарного розподілу напівмарковського процесу (НМП).

ФР часу обслуговування продукції трифазною системою в даному випадку визначалася за формулою повної ймовірності:

У другому завданні розглядається довільне число фаз, а час обслуговування на кожній фазі мають ФР загального виду. Модель будується для трифазної системи, а потім її результати розповсюджуються на -фазну систему.

Модель трифазної системи побудована на основі нового підходу, що полягає в моделюванні проходження двох заявок: спочатку першої і другої, потім другої і третьої і т.д. доти поки процес не встановиться. Такий підхід дозволяє моделювати трифазну САЛ з вільним ритмом не тільки в стаціонарному, але і в перехідному режимі.

Дане завдання вирішується при наступних початкових умов і допущень: ВВ б_i,, передбачаються незалежними, що мають ФР загального вигляду і кінцеві МО і дисперсії; у ФР існують щільності f_i(t); продукція на вхід САЛ постійно поступає, з виходу постійно видаляється, а передача виробу від ТК до ТК відбувається миттєво; станом, при якому 2-а і 3-я ТК закінчили обслуговування, а перша ще обслуговує заявку, нехтуємо, як малоймовірним. При цьому припущення про експоненційність ФР часу обслуговування на останній фазі відсутнє.

Стани на графі наступні:

- - перша заявка почала обслуговуватися на другій ТК, а друга на першій (являє собою безліч станів: - перша заявка почала обслуговуватися на другій ТК, а друга на першій; - друга заявка продовжує обслуговуватися на другій ТК (залишковий час ), а перша вже закінчила обслуговуватися на першій ТК);

- - перша заявка почала обслуговуватися на третій ТК, а друга почала обслуговуватися на другій;

- - перша заявка почала обслуговуватися на третій ТК, а друга ще обслуговується на першій (залишковий час z);

- - перша заявка закінчила обслуговуватися на третій ТК, а друга заявка ще обслуговується на другій (залишковий час x);

- - перша заявка продовжує обслуговуватися на третій ТК (залишковий час у), а друга закінчила обслуговуватися на другій;

- - перша заявка продовжує обслуговуватися на третій ТК (залишковий час г), а друга заявка почала обслуговуватися на другій.

Далі розглядається проходження через систему пари - друга і третя заявки. Розрахунок виконується за тими ж формулами, тільки тепер друга заявка вважається першою, а третя - другою. Процедура продовжується до тих пір, поки коливання часів обслуговування заявок з урахуванням блокувань від кроку до кроку не стануть меншими від заданої точності обчислень.

Для чотирьохфазної системи додатково розв'язуються дві підзадачі повністю аналогічні наведеній вище, і які розглядають часи проходження двома заявками трьох ТК з різних початкових станів: і. Визначаються ймовірності переходу в стани для першої і другої підзадач відповідно. При розв'язанні першої підзадачі, ФР часу обслуговування для 1-ої і 2-ої заявок (без урахування блокувань на другій, третій та четвертій ТК) відповідно рівні, і співпадають з відповідними. При розв'язанні другої підзадачі відмінність полягає в тому, що ФР часу обслуговування 1-ої заявки на 3-ій ТК дорівнює, а не. В іншому підзадачі повністю співпадають. Основним результатом розв'язання цих підзадач є визначення ФР часу перебування 2-их заявок на 3-ій ТК -і для першої і другої підзадач відповідно.

Після визначення розрахунок часу проходження двома заявками чотирьох ТК не викликає труднощів. Далі розглядається проходження через систему пар: друга - третя, третя - четверта заявки і т.д. Розрахунок виконується за тими ж формулами, тільки тепер у парі «два - три» друга заявка вважається першою, а третя - другою, а в парі «три - чотири» третя заявка вважається першою, а четверта - другою і т.д. Процедура продовжується до тих пір, поки коливання часу обслуговування заявок з урахуванням блокувань від кроку до кроку не стануть меншими від заданої точності обчислень.

Таким же чином будуються моделі систем з будь-яким числом фаз n. У цілому модель багатофазної САЛ заснована на багатократному використанні формул (4), (5).

Відповідно до формул (4), (5) отримані графіки ФР часу перебування заявки на першій, другій, третій і четвертій ТК чотирьохфазної САЛ при розподілі часу обслуговування на всіх ТК за узагальненим законом Ерланга 2-го порядку з коефіцієнтами рівними,, що відповідає коефіцієнту варіації.

МО часу циклу обслуговування одного виробу САЛ в стаціонарному режимі визначається як МО часу обслуговування одного виробу на першій ТК, оскільки час перебування на першій комірці є максимальним з часів його перебування на будь-якій з ТК САЛ. А продуктивність лінії дорівнює.

У третьому розділі вирішується завдання побудови математичної моделі функціонування оператора при обслуговуванні САЛ, а також розробляється метод оцінки виробничого травматизму операторів при обслуговуванні САЛ з вільним ритмом роботи.

Метою завдання, що вирішується, є визначення стаціонарних ймовірностей перебування оператора біля тієї чи іншої ТК, а також середньої відносної частоти потрапляння у вказані стани.

Завдання ставиться і вирішується в наступному вигляді: один оператор обслуговує лінію з n ТК; переміщення оператора від ТК до ТК описується випадковим процесом, що дозволяє визначити стаціонарну ймовірність його перебування біля ТК, у тому числі і під час травмонебезпечної відмови останньої.

При побудові даної моделі передбачається, що ФР часів, перебування оператора на i-ій операції відомі.

Ймовірності переходу оператора від будь-якої i-ої ТК до будь-якої іншої -ої утворюють квадратну матрицю розміру.

Передбачається, що ймовірності переходу оператора від i-ої ТК до будь-якої j-ої (ij) дорівнюють відносній частці зваженого часу чистого обслуговування заявки (без блокувань) від сумарного часу її чистого обслуговування на всіх комірках:

Дане припущення зроблено з наступних міркувань: частота обслуговування устаткування залежить як від часу його функціонування, визначуваного величиною, так і від складності та стійкості технологічної операції ним виконуваної, що характеризується ваговим коефіцієнтом. Коефіцієнти доцільно пронормувати, для чого всі вони діляться на величину максимального з них.

Для n ТК складається і розв'язується система рівнянь для визначення стаціонарного розподілу ВЦМ. На підставі останнього і відомих часів, перебування оператора у -ій ТК знаходиться стаціонарний розподіл НМП:

Приклади розрахунків наведені в дисертації.

Розробка методу оцінки виробничого травматизму оператора полягає у визначенні ймовірності отримання ним травми при обслуговуванні САЛ. Це досягається за рахунок використання двох моделей, що дозволяють визначати спільну ймовірність двох подій: виникнення травмонебезпечних відмов на якійсь ТК і перебування оператора на той самий час у зоні дії небезпечних чинників, що супроводжують ці відмови.

Для подальшого аналізу визначаються всі МО часів блокувань:

- МО часу блокування 1-ої ТК 1-ою заявкою;

- МО часу блокування 2-ої ТК 1-ою заявкою;

- МО часу блокування 2-ої ТК 2-ою заявкою;

- МО часу блокування 3-ій ТК 2-ою заявкою.

На підставі МО часів блокувань визначається ймовірність настання відмови j-го виду, а також - ймовірності блокувань ТК за відсутності заявки, за наявності заявки, при обслуговуванні заявки.

Далі, використовуючи знайдений стаціонарний розподіл НМП, визначаються ймовірності: - отримання травми j-го виду на i-ій ТК за час ; - травмування оператора j-им чинником на всіх комірках за час ; - настання травмонебезпечної відмови на i-ій ТК, включаючи всі їх видів; - отримання оператором травми при виникненні будь-якої з j-их відмов на i-ій ТК; - отримання оператором травми при виникненні будь-якої відмови на всіх ТК САЛ.

Приклад моделювання наводиться в дисертації.

В результаті проведених досліджень розроблені моделі САЛ і оператора дозволили створити метод визначення ймовірності травмування оператора, обслуговуючого САЛ за заданий час виготовлення партії, що складається з N виробів.

У четвертому розділі встановлюється відповідність даних, отриманих за побудованою аналітичною моделлю САЛ, даними імітаційного експерименту (використовується система імітаційного моделювання GPSS World Student version 4.3.5). Розглядаються питання організації діалогового програмного комплексу.

При перевірці правильності аналітичної моделі в перехідному режимі за допомогою імітаційної моделі були отримані середні значення часів обслуговування для кожної заявки на кожному пристрої. Отримані результати порівнювалися з результатами аналітичного моделювання. Приклад порівняльного аналізу результатів аналітичного і імітаційного моделювання, текст програми і результати одного прогону наведені в дисертації.

Для перевірки аналітичної моделі в стаціонарному режимі проводився повний факторний машинний експеримент у середовищі GPSS. Як фактори приймалися МО часів обслуговування одиниці продукції на комірках. На виході моделі визначалися МО часів перебування заявок на першій ТК з урахуванням блокувань.

Перевірялася відповідність емпіричного і теоретичного законів розподілу за критерієм згоди Пірсона, яка підтвердила, що отримані аналітичні розподіли не суперечать даним машинного експерименту.

Після проведення машинного експерименту відповідно до критерію Стьюдента проводилася оцінка середнього значення часу циклу випуску продукції САЛ.

Порівняння результатів імітаційного і аналітичного моделювання показує, що у всіх випадках МО часу циклу випуску продукції САЛ за аналітичною моделлю входить у довірчий інтервал.

У таблиці 1 наведена продуктивність САЛ, розрахована за імітаційною і аналітичною моделями, у ній же наведені відносні і середня відносна погрішності.

Отримані дані показують добрий збіг результатів аналітичного і імітаційного моделювання в дослідженій області значень параметрів, підтверджуючи правильність аналітичної моделі САЛ.

У цьому ж розділі представлено розроблену структуру діалогового програмного комплексу (ДПК).

безпека оператор автоматизований інтегральний

Таблиця 1. Значення продуктивності лінії для кожної точки факторного простору і відносна погрішність

У п'ятому розділі розв'язується задача оптимального зниження травмонебезпечності оператора, обслуговуючого САЛ, при обмеженні обсягу додаткових капіталовкладень.

Зниження травмонебезпечності оператора при роботі на автоматизованій синхронній лінії можна здійснювати за кількома напрямами.

1. Підвищення надійності устаткування в плані виникнення травмонебезпечних відмов, включаючи використання захисних пристроїв і індивідуальних засобів захисту.

2. Підвищення ступеня автоматизації, що дозволяє зменшити час перебування оператора на травмонебезпечних ТК.

3. Використання більш ефективних технологій і устаткування.

Усі розглянуті напрями вимагають додаткових капітальних вкладень коштів. Вони повинні бути оптимально розподілені між одиницями устаткування на основі вибраного критерію, яким може служити мінімум рівня травмонебезпечності.

У разі підвищення надійності устаткування, а також використання захисних пристроїв і індивідуальних засобів захисту, в (7) зменшується; у випадку підвищення ступеня автоматизації зменшується; у разі використання більш ефективних технологій і устаткування, змінюються машинні часи m і відповідно міняються як стаціонарна ймовірність, так і.

В дисертації детально розглянуто перший випадок, при якому розв'язання задачі оптимізації можливе в аналітичному вигляді.

У закінченні сформульовані основні висновки і результати, отримані в роботі.

У додатках наведені: обробка результатів машинного експерименту, програми імітаційного моделювання перехідного і стаціонарного режимів роботи САЛ, а також інші допоміжні матеріали, що доповнюють основний зміст дисертації.

ВИСНОВКИ

Загальним підсумком роботи є створення методу диференціальної і інтегральної оцінки безпеки технологічних процесів, які реалізуються синхронними автоматизованими лініями в дискретному виробництві, як на етапах проектування, так і на стадії експлуатації. Конкретні результати роботи полягають в наступному.

1. На підставі побудованої напівмарковської моделі трифазної САЛ з експоненціальним розподілом часу обслуговування на третій фазі отримані аналітичні вирази для визначення ФР і МО часу обслуговування одиниці продукції, а так само продуктивність у цілому. Порівняння продуктивності при функціях розподілів часів обслуговувань на 1-й і 2-й фазі за експоненціальним законом і законом Ерланга 2-го порядку показали, що продуктивність САЛ при використанні розподілу за законом Ерланга 2-го порядку на 2,8% вища, що вельми істотно при масовому виробництві.

2. Розроблений ітераційний обчислювальний метод, покладений в основу напівмарковської моделі, для визначення ФР і МО часу обслуговування виробів багатофазної САЛ в умовах стаціонарного і перехідного режимів. Дослідження показали, що перехідний режим закінчується через 6-7 ітерацій. Наведені в дисертації результати розрахунків показують, що при однакових розподілах часів обслуговувань на всіх фазах за узагальненим законом Ерланга 2-го порядку продуктивність 4-х фазної САЛ з вільним ритмом роботи в порівнянні з продуктивністю однієї фази зменшилася на 47%.

3. Розроблено математичну модель для визначення стаціонарної ймовірності перебування оператора біля тієї чи іншої ТК, а також середньої відносної частоти потрапляння у вказані стани.

4. Розроблений метод математичного моделювання для визначення ймовірності виробничого травматизму операторів при обслуговуванні САЛ з вільним ритмом роботи і з урахуванням різних видів відмов, які впливають на безпеку операторів Побудовані моделі оперують з функціями розподілу випадкових величин загального виду.

5. Проведено порівняння побудованих аналітичних моделей САЛ за наслідками машинного експерименту на основі імітаційного моделювання в середовищі GPSS, що виявив достатній збіг теоретичних і експериментальних даних. Середня відносна погрішність визначення продуктивності САЛ за аналітичною і імітаційною моделями склала 3,27%.

6. Розроблений програмний комплекс розрахунку параметрів САЛ і їх елементів. Приведений варіант реалізації програмної системи, розрахованої на кінцевого користувача і призначеної для вирішення задач аналізу параметрів функціонування САЛ на ЕОМ.

7. В рамках задачі оптимального зниження травмонебезпечності оператора, що обслуговує САЛ, при обмеженні об'єму додаткових капіталовкладень відповідно до закону падаючої віддачі, який описується експоненціальною функцією, запропоновані критерії оптимізації, що дозволили вирішити задачу оптимального розподілу ресурсів.

Результати дисертаційної роботи впроваджені в навчальний процес Севастопольського національного технічного університету, на ВАТ «Фіолент» м. Сімферополь і ЗАТ Корпорація «ІгроСервіс».

ОСНОВНІ ПУБЛІКАЦІЙ ПО ТЕМІ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Производительность трехфазной синхронной автоматизированной линии со свободным циклом работы/ Д.В. Заморёнова, В.Я. Копп, Ю.Е. Обжерин, М.В. Заморёнов // “Оптимизация производственных процессов” Сб. научн. тр.- Севастополь, 2006. - Вып.9. - С.105-117.

2. Время обслуживания партии продукции синхронной переналаживаемой автоматизированной линией / Д.В. Заморёнова, В.Я. Копп, Ю.Е. Обжерин, М.В. Заморёнов // Труды Одесского политехнического университета: Научный и производственно-практический сборник по техническим и естественным наукам.- Одесса, 2006.-Спецвыпуск - С. 122-131.

3. Копп В.Я. Имитационные модели гибкой синхронной линии со свободным ритмом/ В.Я. Копп, Л.Е. Карташов, Д.В. Заморёнова // Вестник СевГТУ “Автоматизация процессов и управление”.- Севастополь, 2007.- №83.- С. 3 - 8.

4. Определение вероятности травмирования оператора при обслуживании автоматизированной синхронной линии со свободным ритмом работы / Д.В. Заморёнова, В.Я. Копп, А.А. Леонов, С.А. Гутник// Вестник СевГТУ “Механика, энергетика и экология”. - Севастополь, 2009. - №97.- С. 160-168.

5. Заморёнова Д.В. Модель поведения оператора при обслуживании автоматизированной синхронной линии/ Д.В. Заморёнова // Сер. Адаптивные системы автоматического управления: сб. науч. тр. - Днепропетровск, 2008г. - Вып. №12(32). - С. 160-165.

Размещено на Allbest.ru