Имитационная модель контроля качества готовых изделий
Разработка системы контроля качества готовой продукции на транспортере на базе персональных компьютеров. Определение оптимальной скорости транспортера, при которой изделия будут проверены. Описание GPSS-модели работы транспортера автоматической линии.
| Рубрика | Программирование, компьютеры и кибернетика |
| Вид | курсовая работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 16.12.2012 |
| Размер файла | 29,5 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Содержание
Введение
1. Постановка задачи моделирования
2. Функциональная схема моделирования системы
3. Структурная схема модели в символах Q-схем
4. Метод построения модели
5. Описание GPSS - модели работы транспортера автоматической линии
5.1 Блок - диаграмма модели работы транспортера автоматической линии
5.2 Описание GPSS - программы
6. Анализ результатов моделирования
7. Компьютерный эксперимент
Заключение
Использованная литература
Введение
Случайные явления и процессы в деятельности экономического предприятия затрудняют принятие руководителем ответственного решения из-за отсутствия полной информации, так как многие процессы представляются случайными. Использование модели системы (в частности, выполненной с использованием языка моделирования GPSS) позволяет получить дополнительную информацию о поведении экономической системы, подобрать параметры управления. В результате проделанной работы руководитель будет принимать более точные, основанные на изучении модели решения. Руководимая им экономическая система будет работать с большей эффективностью.
В данной работе решались задачи исследования и разработки сложных систем, постановки и проведении имитационных экспериментов с моделями процессов функционирования экономических систем, сбору статистической информации об их поведении.
Исследование самых различных систем массового обслуживания можно свести к одним и тем же математическим процессам. В качестве процесса обслуживания могут быть представлены различные по своей физической природе процессы функционирования экономических, производственных, технических и других систем. В ходе процесса моделирования была рассмотрена многоканальная система массового обслуживания. На практике при массовом обслуживании заявок очень часто возникают ситуации, когда имеется одна очередь и много объектов обслуживания, по мере освобождения которых к ним обращаются клиенты из общей очереди. В данном случае имеется многоканальная система, на которую поступает поток заявок плотности . Заявка, поступив в систему и обнаружив все приборы обслуживания занятым обслуживанием, становится в очередь. Или, наоборот, отказывается от обслуживания и покидает систему.
Во время курсового проектирования была выполнена работа с целью практического освоения основных положений, полученных при изучении математического моделирования систем. Работа представляет собой пример комплексного решения задачи исследования и проектирования системы на базе современных персональных компьютеров. Данная система была рассмотрена в приложении к работе системы контроля качества готовой продукции на транспортере.
1. Постановка задачи моделирования
На транспортере автоматической линии установлено k=4 комплексов контрольно-проверочных приборов для контроля качества готовой продукции. Скорость движения транспортера рассчитана таким образом, чтобы в среднем в единицу времени через контрольно-измерительные приборы (комплексы) проходило одно изделие через mср = 255 сек.
Контроль качества производится в два этапа, вначале проводится внешний осмотр изделий, на который затрачивается при экспоненциальном законе распределения в среднем tосм=35 секунд. Второй этап основной, заключается в проверке соответствия основных характеристик изделия требованиям ГОСТа. На это затрачивается при равномерном законе распределения в среднем tпров=25±5 секунд.
Необходимо определить, какое количество изделий будет полностью проверено при заданной скорости конвейера.
Дополнение:
Необходимо спланировать и провести компьютерный эксперимент и определить оптимальную скорость транспортера, при которой все изделия будут проверены. Определить максимальное количество дополнительного времени, которое необходимо для завершения контроля всех изделий после остановки транспортера при равномерном распределении недопроверенных изделий между контрольно-проверочными комплексами. Время моделирования 8 часов.
2. Функциональная схема моделирования системы
Рисунок 1 - Функциональная схема моделирования системы
Из схемы видно, что заявки из входного потока поступают на осмотр и проверку.
После обслуживания заявки уходят за пределы контрольно-измерительного комплекса.
3. Структурная схема модели в символах Q-схем
контроль транспортер автоматический компьютер
В качестве математической модели объекта моделирования используется типовая математическая схема системы массового обслуживания (англ. queuing system), которая называется Q-схемой.
Структура Q-схемы показана на рисунке 2.
Рисунок 2 - Структура Q - схемы модели
Здесь И1 (источник заданий) - имитирует поток изделий;
mср - интервал входного потока;
К1 - К 4 - имитируют процесс осмотра (приборы);
tосм - время осмотра;
П1 - П 4 - имитируют процесс проверки (приборы);
tпров - время проверки.
Структура Q-схемы определения времени завершения контроля показана на рисунке 3.
Рисунок 3 - Структура Q - схемы модели определения времени завершения контроля 40 готовых изделий
Здесь И2 - источник ранее отложенных 40 изделий;
К1 - К 4 - имитируют процесс осмотра (приборы);
tосм - время осмотра;
П1 - П 4 - имитируют процесс проверки (приборы);
tпров - время проверки.
4. Метод построения модели
В разрабатываемой модели используются один входной поток заявок и четыре обслуживающих прибора. Следовательно, это четырехканальная система массового обслуживания.
Поток заявок ограничен лишь интенсивностью потока и временем моделирования. Приоритеты одних заявок перед другими отсутствуют. При занятости всех обслуживающих приборов происходит отказ от обслуживания.
Процесс функционирования модели можно представить в виде движения сообщений, генерируемых в блоке GENERATE и проходящих последовательно все остальные блоки до тех пор, пока они не достигнут последнего блока TERMINATE, в котором происходит уничтожение сообщений и вывод его из модели.
5. Описание GPSS - модели работы транспортера автоматической линии
5.1 Блок - диаграмма модели работы транспортера автоматической линии
Блок - диаграмма модели приведена в приложении 1. Модель содержит два независимых сегмента. В первом сегменте сообщения, генерируемые в блоке GENERATE по равномерному закону с интервалом 25 с и разбросом 5 с, переходят на проверку через блок TRANSFER по меткам KONTR1 … TERM. На последнюю метку они попадают при занятости всех контролирующих комплексов.
Заняв контролирующий комплекс (SEIZE), сообщения проходят осмотр и проверку (два блока ADVANCE) с экспоненциальным и равномерным распределением, освобождают комплекс (RELEASE) и переходят на метку VIHOD через блок подсчета SAVEVALUE уничтожение в блок TERMINATE. В случае занятости всех контролирующих комплексов изделие сразу поступает по метке TERM в блок TERMINATE и остается непроверенным.
Второй сегмент модели - таймер - служит для обеспечения заданного времени работы. Блок GENERATE выдает сообщения через 3600 единиц модельного времени, что означает 1 час моделирования. Блок TERMINATE уничтожает сообщение и вычитает 1 из счетчика запуска.
5.2 Описание GPSS - программы
Программа моделирования транспортера автоматической линии содержит независимых сегмента. Первый сегмент начинается с блока GENERATE, который генерирует равномерно распределенный входящий поток готовых изделий через интервал 25 с. и разбросом 5 с.
В блоке TRANSFER ALL изделие направляется по меткам KONTR1 ... TERM с интервалом в 5 блоков на один из свободных комплексов контроля или, если все комплексы заняты, минуя контроль по метке TERM. Моделирование каждого комплекса контрольно-проверочных приборов осуществляется аналогично. Попав в комплекс контроля, изделие занимает его в блоке SEIZE, задерживается на время осмотра и проверки в двух блоках ADVANCE со средним временем обслуживания 35 секунд и разбросом по экспоненциальной функции и среднем временем обслуживания 25±5 секунд и разбросом по равномерной функции. Экспоненциальная функция Exponential использует три параметра. Первым задается номер используемого датчика случайных чисел. Во всех блоках ADVANCE использованы различные номера, что делает их работу независимой друг от друга. С помощью второго параметра можно было бы, при необходимости, произвести смещение функции. Третий параметр задает средний интервал, указанный в задании.
Далее изделие освобождает комплекс в блоке RELEASE и с помощью блока TRANSFER направляется по метке VIHOD, где с помощью блока SAVEVALUE производится подсчет проконтролированных готовых изделий и передача их с помощью блока TRANSFER по метке TERM в блок TERMINATE для уничтожения и вывода из модели.
Если все контролирующие комплексы заняты, изделие сразу поступает по метке TERM в блок TERMINATE и остается непроверенным.
Второй сегмент программы - таймер - задает время работы модели. Он состоит из двух блоков и обеспечивает отсчет времени моделирования.
Блок GENERATE выдает сообщения через 3600 единиц модельного времени, что означает 1 час. Блок TERMINATE уничтожает сообщения и вычитает по 1 из счетчика запуска. Через 8 часов модельного времени, как задано в карте START, счетчик запуска будет содержать 0 и моделирование закончится.
6. Анализ результатов моделирования
Результаты, полученные при проведении моделирования с указанными в задании параметрами, приведена в приложении 3.
Использовались все 4 группы приборов.
Группы приборов работали со следующими коэффициентами использования:
0,821;
0,737;
0,558;
0,301.
Проконтролировано 1116 изделий.
Два изделия контролировались в момент окончания моделирования: одно проходило осмотр во втором комплексе, одно проходило осмотр в третьем комплексе.
Из анализа результатов можно сделать вывод, что такая система обслуживания может использоваться на предприятии. Количество изделий, полностью проверенных при заданной скорости проверки составляет 1116 из 1156 поступивших на проверку. Миновали контроль 1156-2-1116=38 изделий.
Для определения количества времени, требуемого для проверки оставшихся 38+2=40 изделий написан контрольный вариант программы. В нем блок GENERATE генерирует 40 заявок. Из модели исключена возможность избежать контроля. В управляющей карте START обеспечивается окончание работы модели после контроля всех 40 изделий.
Запуск контрольного варианта показал, что для окончания проверки требуется 1069,964 секунд, что составляет 17,833 минут или 0,3 часа.
7. Компьютерный эксперимент
Последнее задание заключается в том, что необходимо спланировать и провести компьютерный эксперимент и определить оптимальную скорость транспортера, при которой все изделия будут проверены. Для этого, во-первых, отберем факторы, влияющие на реакцию. В данной модели 3 таких фактора - это интенсивность входного потока, среднее время внешнего осмотра и среднее время проверки соответствия ГОСТ. Обозначим их как x1, x2 и x3. Во-вторых, выберем вид функции отклика. На практике стремятся к использованию линейной модели планирования экспериментов, поэтому примем функцию вида
Y = b0+b1x1+b2x2+b3x3
Далее построим план эксперимента:
|
Факторы |
Уровни |
Интервалы |
|||
|
-1 |
0 |
+1 |
варьирования |
||
|
X1 |
20 |
25 |
30 |
5 |
|
|
X2 |
20 |
35 |
50 |
15 |
|
|
X3 |
15 |
25 |
35 |
10 |
На основании плана эксперимента проведем моделирование по следующей таблице значений:
|
Номер эксперимента |
X1 |
X2 |
X3 |
|
|
1 |
20 |
50 |
35 |
|
|
2 |
20 |
20 |
15 |
|
|
3 |
30 |
20 |
35 |
|
|
4 |
30 |
50 |
15 |
Для получения экспериментальных данных в программу добавлены три карты EQU, задающие значения переменных X_1, X_2 и X_3. Меняя их значения, можно быстро получить результат работы модели. Кроме этого добавлен блок SAVEVALUE для подсчета количества непроверенных готовых изделий.
Тексты программ экспериментов и листинги результатов работы приведены в приложении 4.
В результате экспериментов получаем:
|
Номер эксперимента |
X1 |
X2 |
X3 |
Y |
|
|
1 |
- |
+ |
+ |
371 |
|
|
2 |
- |
- |
- |
5 |
|
|
3 |
+ |
- |
+ |
0 |
|
|
4 |
+ |
+ |
- |
28 |
|
|
b1 |
b2 |
b3 |
Здесь Y - количество деталей, не прошедших проверку. Так как надо построить модель, в которой все изделия будут проверены, логичнее всего принять за реакцию именно этот фактор. Рассчитаем коэффициенты модели.
b1 = (-371*20-5*20+0*30+28*30)/4 = -6680/4=-1670
b2 = (371*50-5*20-0*20+28*50)/4 = 19850/4 = 4962.5
b3 = (371*35-5*15+0*35-28*15)/4 = 12490/4 = 3122.5
Y=b0 -1670x1 + 4962.5x2 + 3122.5x3
371 = b0 -1670 * 20 + 4962.5 * 50 + 3122.5 * 35
b0=971 + 1670 * 20 - 4962.5 * 50 - 3122.5 * 35 = -323041.5
Y=-323041.5 -1670x1 + 4962.5x2 + 3122.5x3
Так как главным условием является отсутствие непроверенных изделий, приравняем Y к нулю. Время осмотра изделий оставим без изменения, т.к. прибор должен работать с заданной скоростью.
В данной модели будем менять интенсивность движения транспортера (скорость входного потока). Из построенной модели видно, что между Y (реакцией системы) и фактором X1 обратная связь (знак минус). Уменьшение интервала между поступающими готовыми изделиями (увеличение скорости транспортера) приводит к увеличению количества непроверенных готовых изделий.
Рассчитаем оптимальную величину интервала поступления изделий.
0=-323041.5 -1670*х1 + 4962.5*35 + 3122.5*25
x1=(-323041.5+ 173687.5+ 78062.5) / 1670 =
x1=42,7
Полученный с этим коэффициентом результат является оптимальным. Непроверенные готовые изделия полностью отсутствуют. На конвейер поступило 670 готовых изделий. Из них 670 проверены.
Заключение
В соответствии с заданием на курсовую работу была разработана, отлажена и протестирована имитационная модель контроля качества готовых изделий. Реализация данной модели была проведена путем программирования на языке моделирования GPSS.
Выяснено, что в результате работы системы за 8 часов будет проконтролировано 1116 из 1156 изделий.
Такая система контроля может использоваться на предприятии, т.к. она работает в оптимальном режиме и большинство изделий проконтролировано.
Можно сократить количество непроверенных изделий путем увеличения скорости проверки. Другой путь оптимизации работы системы состоит в установке накопителя для контролируемых изделий (создание очереди). Это следует из того, что при наличии непроконтролированных изделий все приборы, особенно 4-го комплекса, работали с низким коэффициентом загрузки.
Далее в задании требуется определить оптимальную скорость транспортера, при которой все изделия будут подвергаться контролю. Это делается с помощью двух следующих вариантов программы. В первом из них изделия поступают на транспортер через интервалы 375 с., а во втором - через интервалы 385 с. В первом случае при оптимальном интервале из 778 поступивших изделий проверено 773 и 4 проходят контроль, а одна заявка избежала контроль. Во втором случае из 758 поступивших изделий проверено 755, проверяются 3.
Использованная литература
1. Бусленко Н.П. Моделирование сложных систем. - М.: Наука, 1978.
2. Советов Б.Я., Яковлев С.А. Моделирование систем. - М.: Высшая школа, 2001
3. Советов Б.Я., Яковлев С.А. Моделирование систем. Курсовое проектирование: учебное пособие для вузов по специальности АСУ. - М.: Высшая школа,1988.
4. Советов Б.Я., Яковлев С.А. Моделирование систем: Лабораторный практикум. - М.: Высшая школа,1989.
5. Шрайбер Т. Дж.. Моделирование на GPSS. Пер. с англ. - М.: Машиностроение, 1980
6. Емельянов А.А. и др. Имитационное моделирование экономических процессов. Учеб. Пособие / А.А. Емельянов, Е.А. Власова, Р.В. Дума. Под ред. А.А. Емельянова. - М.: Финансы и статистика, 1988.
7. Бершадская Е.Г. Моделирование. Учеб. пособие / Пенза. Изд-во Пензенский технологический институт, 2002
8. Шеннон Р. Имитационное моделирование систем - искусство и наука: Пер. с англ. - М.: Мир, 1978
9. Максимей И.В. Имитационное моделирование на ЭВМ. - М.: Радио и связь, 1988
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Определение назначения и описание функций имитационных моделей стохастических процессов систем массового обслуживания. Разработка модели описанной системы в виде Q-схемы и программы на языке GPSS и C#. Основные показатели работы имитационной модели.
курсовая работа [487,4 K], добавлен 18.12.2014Процесс моделирования имитационной модели функционирования класса персональных компьютеров на языке GPSS World. Поиск линейной зависимости и оценка полученного уравнения. Отчет по результатам работы имитационной модели. Листинг разработанной программы.
курсовая работа [49,2 K], добавлен 07.09.2012Концептуальная схема системы пополнения цехового склада деталей, разработка программы GPSS-модели и цифровых экспериментов. Тестирование программы, описывающей систему пополнения склада деталей, для различных параметров зерна ГСЧ и времени моделирования.
курсовая работа [521,9 K], добавлен 01.10.2012Создание имитационной модели работы госпиталя при поступлении потерпевших от катастрофы. Определение среднего времени пребывания пациентов в госпитале и необходимого количества мест в палатах. Разработка программы на языке GPSS, ее листинг и тестирование.
контрольная работа [1,1 M], добавлен 26.11.2013Информационные технологии в промышленном производстве. Использование в САМ-системах трехмерной модели детали, созданной в CAD-системе. Цели моделирования, структура и принципы работы системы Unigraphics. Разработка процесса изготовления изделия "Ключ".
курсовая работа [3,0 M], добавлен 06.04.2012Разработка системы расчета характеристик разомкнутых экспоненциальных сетевых моделей, выполняющая имитационное моделирование заданной сетевой модели. Построение модели на языке GPSS, анализ эффективности аналитической модели, выполняющей роль эталона.
курсовая работа [483,6 K], добавлен 01.12.2010Использование автоматизированных рабочих мест на базе профессиональных персональных компьютеров с элементами сетевого программного обеспечения. Компьютерная модель решения и СУБД при расчёте калькуляции стоимости выпеченных изделий на предприятии.
курсовая работа [343,9 K], добавлен 25.04.2013Язык GPSS как один из наиболее эффективных и распространенных языков моделирования сложных дискретных систем. Транзакт - элемент системы массового обслуживания. Решение задач на основе моделирования с применением языка GPSS, создание имитационной модели.
курсовая работа [54,7 K], добавлен 25.11.2010Разработка математической модели системы. Моделирование работы конвейера сборочного цеха в течении 8 часов. Определение вероятности пропуска секции. Расчет количества скомплектованных изделий за 8 часов. Исследование системы на имитационной модели.
контрольная работа [98,3 K], добавлен 24.09.2014Выбор системы программирования. Разработка программного обеспечения для ведения складского учета (инвентаризации) персональных компьютеров и комплектующих на предприятии. Обоснование даталогической модели данных. Рекомендации по применению программы.
курсовая работа [1,9 M], добавлен 14.01.2013Создание математической модели системы массового обслуживания на примере банка. Разработка имитационной модели на языке программирования С++. Блок-схема программы, перевод модели на язык программирования. Верификация и валидация имитационной модели.
курсовая работа [630,5 K], добавлен 01.06.2015Методы материального моделирования в среде GPSS. Построение и разработка концептуальной модели. Алгоритмизация модели и ее машинная реализация. Экспериментальное моделирование на ЭВМ. Определение максимальной длины очереди готовых к обработке пакетов.
курсовая работа [189,0 K], добавлен 14.09.2011Построение имитационной модели и метод решения задач, при использовании которого исследуемая система заменяется более простым объектом, описывающим реальную систему. Имитационная модель компьютерной программы, её значение при решении моделируемых задач.
курсовая работа [343,1 K], добавлен 04.06.2012Построение модели вычислительного центра: постановка задачи, выбор метода моделирования и составление моделирующей программы на языке GPSS. Исследование трехфазной одноканальной системы и определение значений параметров и размеров буферных устройств.
курсовая работа [276,8 K], добавлен 25.06.2011Назначение и устройство микропроцессорной системы контроля. Описание функциональной схемы микропроцессорной системы контроля. Расчет статической характеристики канала измерения. Разработка алгоритма функционирования микропроцессорной системы контроля.
курсовая работа [42,0 K], добавлен 30.08.2010Система контроля и управления доступом на предприятии. Анализ обрабатываемой информации и классификация ИСПДн. Разработка модели угроз безопасности персональных данных при их обработке в информационной системе персональных данных СКУД ОАО "ММЗ".
дипломная работа [84,7 K], добавлен 11.04.2012Принципы работы систем контроля и управления доступом, принцип их работы и оценка возможностей. Сравнительное описание методов идентификации. Разработка информационно-компьютерной системы контроля и управления доступом. Создание аппаратной подсистемы.
дипломная работа [1,7 M], добавлен 26.07.2013Cтpyктypнaя модель функционирования пapикмaxepcкoй: описание временной диаграммы и Q-схемы системы. Разработка машинной имитационной модели на специализированном языке GPSS: составление блок-схемы, детализированного алгоритма и листинга программы.
курсовая работа [425,1 K], добавлен 02.07.2011Система контроля пропашных культур, увеличение эффективности использования пропашных сеялок за счет анализа качества посева. Выбор основных узлов монитора, интерфейса USB, узла звуковой сигнализации. Программное обеспечение системы контроля "Мрия-3.2".
курсовая работа [4,8 M], добавлен 15.05.2014Разработка концептуальной модели системы обработки информации для узла коммутации сообщений. Построение структурной и функциональной блок-схем системы. Программирование модели на языке GPSS/PC. Анализ экономической эффективности результатов моделирования.
курсовая работа [802,8 K], добавлен 04.03.2015
