Оптимизация количества работников на основе имитационного моделирования

Размещено на http://www.allbest.ru/

ФИЛИАЛ ФЕДЕРАЛЬНОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО БЮДЖЕТНОГО ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО УЧРЕЖДЕНИЯ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ «НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

«МЭИ» в г. СМОЛЕНСКЕ

Оптимизация количества работников на основе имитационного моделирования

Студент: Козлова Ангелина Николаевна

Проверил: Пучков Андрей Юрьевич

кандидат технических наук, доцент кафедры менеджмента и информационных технологий в экономике

Основной задачей научно-технического прогресса является внедрение автоматизированных систем во многие сферы производства и разработок, а в первую очередь в проектирование, управление оборудованием и технологическими процессами, использование их для реализации новых информационных технологий на основе эффективного применения современных ЭВМ всех видов. Для выполнения этих задач нужно знания методик исследования, проектирования и эксплуатации сложных автоматизированных систем на базе новейших научных достижений и практических способов использования программно-технических ресурсов ЭВМ. В настоящее время полное и всестороннее исследование автоматизированных систем на всех этапах разработки, невозможно без использования метода моделирования на ЭВМ[1].

Выбор языком моделирования - язык GPSS вызван потому, что в данное время он считается одним из самых эффективных и распространённых программных средств моделирования сложных дискретных систем на персональных ЭВМ, кроме того, успешно используется для моделирования систем, формализуемых в виде схем массового обслуживания, с помощью которых описываются многие объекты.

Для моделирования процесса сборки изделий было выбрано имитационное моделирование, основанное на теории массового обслуживания. Математическое описание процесса в этом случае задается как совокупность источников заявок и каналов их обслуживания, а также очередей. Моделирующий объект многократно воспроизводит изучаемый случайный процесс, накапливает сведения о его динамике и после обработки обеспечивает оценку показателей работы системы.

Моделирование производственных процессов предусматривает создание устойчивой технологической схемы, поскольку последовательность выпускаемой продукции повторяется [2]. Имитационное моделирование считается одним из лучших методов по оптимизации деятельности сервера. Данный метод был применен для нахождения оптимального режима работы одного сервера для общества с ограниченной ответственностью «Механизм». Эта организация находится на рынке пятнадцать лет и занимается производством автомобильных запчастей, демонстрирует устойчивые экономические показатели, но тем не менее появилась потребность в оптимизации рабочего процесса. Сотруднику планового отдела была поставлена задача определить наиболее выгодного количества работников и их распределения между операциями. В сборочном цеху на изделия монтируются агрегаты двух типов. Предполагается, что на входе цеха имеется такое количество агрегатов, которое является достаточным для бесперебойной работы цеха.

Процесс монтирования агрегатов состоит из нескольких операций, каждую их которых выполняют определённое количество работников. Целесообразно моделировать работу каждой из операций с помощью блоков sieze (захватить) и release (освободить).

Задачей является необходимость определить нужное количество работников и их распределение между операциями, при которых достигается максимальная экономическая эффективность работы цеха. Учитывая то, что монтирование агрегатов на следующее изделие может начаться только при окончании монтирования предыдущего изделия и отсутствие установления в задании интенсивности поступления агрегатов в цех и то, что на входе цеха имеется достаточное количество агрегатов для бесперебойной работы цеха, было выбрано завершение моделирования после того, как будет собрано заданное число изделий. Это обусловило установление в блоках generate и start достаточно больших значений (производится сборка 1 000 изделий).

Так как проверку параметров ОП1 (блок, куда отправляются агрегаты первого типа) проходят вдвое большее количество агрегатов, чем ОП2 (блок, куда отправляются агрегаты второго типа) формируется очередь, то логично для контроля правильности работы системы организовать сбор статистики об очередях ко всем операциям вообще и на проверку параметров ОП1 в частности.

Система моделирования GPSS обеспечивает возможность сбора статистики об очереди с помощью регистратора очереди. В модели может быть несколько регистраторов с разными именами. Регистратор вноситься в модель как пара блоков: queue А [, В] (очередь) и depart А [, В] (покинуть). При входе транзакта в блок queue счетчик входов и длина очереди увеличивается на В. Транзакт перестает быть элементом очереди только после того, как он переходит в блок depart. Статистическая информация об очереди позволяет судить, о максимальной длине очереди, текущей длине, общем количестве входов, средней длине очереди т.д. Как было отмечено выше, это позволит оценить правильность работы модели цеха.

В связи с тем, что на входе имеется достаточное количество агрегатов для бесперебойной работы цеха и так как агрегаты первого типа идентичны, имеет смысл генерировать один пакет и дальше делать его копию. Создание копии транзактов осуществляется блоком split (разделить). Все копии формируются в момент входа транзактов в блок. Операнд А означает количество требуемых копий, операнд В задает блок, в который будут переходить копии.

После того как пакеты сгенерированы и сделаны их копии, необходимо пакеты направить на два пункта - А и В. Эта задача решается с помощью блока transfer (передать), где в качестве операнда В выступает позиция блока, в который необходимо передать транзакт. Эта передача в данной модели осуществляется, безусловно.

Учитывая ограничение начала монтирования агрегатов на изделия только при наличии двух агрегатов первого типа и одного агрегата второго типа, для согласования работы цеха использован блок assemble и заново произведено разделение с помощью блока split.

Для накопления значений времени монтирования и проверки параметров используется оператор table. Совместно с ним используется блок mark (отметить) и tabulate (табулировать), который задают участок модели, где будет происходить сбор нужных значений и запись их в таблицу. Для блока Table предусмотрен стандартный отчет, который позволяет увидеть: среднее значение выборочной величины в таблице, среднеквадратическое отклонение, границы интервалов, количество попаданий.

Так как агрегаты первого типа проходят проверку параметров в одном блоке, а процесс монтирования протекает отдельно для первого и второго агрегатов, то необходимо в некотором блоке направить их разными маршрутами. Эту задачу выполняет блок gate и два логических ключа. Блок logic используется для инвертирования положения ключа в тот момент, когда транзакт входит в этот блок. При входе транзакта в блок gate с помощью СЧА is проверяется состояние логического ключа. В зависимости от его состояния транзакт далее направляется в соответствующий блок, где происходит инвертирование положения ключа. Таким образом, маршрут следования следующего транзакта отличен от маршрута предыдущего.

Главным условием моделирования цеха является сбор сведений о количестве собранных изделий, прибыли от их реализации и затратах на денежное возмещение труда рабочих. Поэтому при моделировании используется блок savevalue (сохранить величину). Значение сохраняемой величины изменяется при входе транзакта в этот блок. Операнд А указывает на номер или имя сохраняемой величины, а операнд В содержит величину используемую для модификации (число или СЧА).

Этот процесс происходит с применением арифметических переменных с «плавающей точкой». Данная операция реализуется с помощью оператора fvariable, где в качестве операнда А указывается выражение, используемое для вычисления значения переменной. В качестве оператора А при расчёте отношения выступают СЧА.

На основе результатов моделирования можно сделать вывод, что результаты моделирования, отраженные в стандартном отчете, показали, что имитационное моделирование помогло определить наиболее выгодное распределение работников на каждую операцию, то есть общее количество рабочих. Данный эксперимент прошел эффективно. Так же построенная модель адекватна, поскольку выполняются условия распределения поступления и обслуживания транзактов.

Разработанная модель может быть использована для анализа или исследования аналогичных производственных организаций после незначительной модификации или доработки.

имитационный моделирование массовый обслуживание

Библиографический список

1. Алиев Т.И. Основы моделирования дискретных систем: учебное пособие. - Спб.: СПбГУ ИМТО, 2013. - 363 с.

2. Томашевский В., Жданова Е. Имитационное моделирование в среде GPSS. - М.: Бестселлер, 2003. - 416 с.

Размещено на Allbest.ru