Компьютерное моделирование конвейера по изготовлению шестерен
Дипломная работа - Компьютеры, программирование
Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование
Аннотация
В данной курсовой работе рассматривается процесс функционирования системы массового обслуживания (СМО) на примере конвейера по изготовлению шестерен. В ходе выполнения курсовой работы была промоделирована работа конкретной СМО на ЭВМ с использованием специализированного языка моделирования систем общего назначения GPSS. С помощью компьютерной модели СМО были получены характеристики процесса работы СМО, ее основные параметры (такие как длины возникших очередей, время обработки заданного количества деталей, загруженность обрабатывающих устройств и др.). Полученные результаты проверены математически и на основе результатов моделирования предложены меры по улучшению показателей эффективности СМО.
Содержание
1. Описание моделируемой системы
1.1 Описание и формализация системы
1.2 Построение программы моделирования
2. Математическая модель заданной СМО
3. Результаты моделирования системы и их анализ
4. Описание возможных улучшений в работе системы
Заключение
Список литературы
Приложения
Введение
Моделирование на сегодняшний день является самым распространенным и мощнейшим средством изучения объектов, явлений и процессов реального мира. Моделирование совершенно необходимо в случаях, когда изучать реальные объекты и процессы непосредственно затруднительно или практически невозможно и существенно упрощает и удешевляет разработку и оптимизацию сложных и дорогих систем.
Отличительная черта моделирования - выделение основных свойств системы, интересующих разработчиков и исследователей, и их оценка (качественная и количественная) с учетом варьируемых поправок и ограничений. Именно это обстоятельство делает моделирование основным и необходимым этапом в разработке любых систем и изучении процессов и явлений реального мира.
Существует много способов и методов моделирования, наиболее дешевым и исторически основным из которых является математическое моделирование. Любая модель может быть формализована и изучена с помощью того или иного математического аппарата или метода. С появлением ЭВМ математические модели стали применяться практически во всех задачах моделирования, но появилась и альтернатива - имитационное моделирование, позволяющее на основе исходных заданных характеристик системы имитировать ее поведение во времени и получать необходимые характеристики. Имитационное моделирование дает наилучшие по точности результаты если моделируемая система имеет неопределенный или вероятностный характер, поскольку просчитать математически все возможные варианты поведения системы задача крайне трудоемкая или невыполнимая, а использование в расчетах средних значений дает крайне неточные результаты. Системы массового обслуживания - одни из примеров систем вероятностного (стохастического) характера, поэтому применение имитационного моделирования к анализу этих систем дет наилучшие результаты и вместе с тем малые затраты времени, средств и машинных ресурсов.
Для решения подобных задач на ЭВМ разработано несколько специализированных языков имитационного моделирования высокого уровня, в том числе GPSS. Эта система моделирования позволяет смоделировать и оценить характеристики любой конкретной СМО. В частности, в данной работе был промоделирован процесс конвейерной обработки шестерен, представляющий собой двухфазную СМО с ожиданием и бесконечной очередью, произведена оценка основных показателей данной СМО, на основании этих показателей предложены меры по улучшению эффективности работы СМО.
1. Описание моделируемой системы
1.1 Описание и формализация системы
На участке термической обработки производится цементация и закаливание шестерен, поступающих через 105 минут. Цементация занимает 106 минут, а закаливание 107 минут. Качество определяется суммарным временем обработки. Шестерни с суммарным временем обработки больше 25 минут принимаются, а с временем обработки меньше 25 минут должны пройти повторную обработку.
Необходимо:
Смоделировать процесс обработки 400 шестерен;
Определить вероятность повторения полной обработки;
При выходе продукции без повторной обработки менее 90%, предложить мероприятия, обеспечивающие выход качественной продукции более 90%.
На основании задания построим структурную схему системы. Из описания системы вытекает, что данная система представляет собой многофазную систему массового обслуживания (СМО) с ожиданием (т.е. допускается существование очередей к каналам обслуживания). В системе присутствует два последовательно соединенных канала обслуживания (Один выполняет цементацию, другой - закаливание), а также допускается существование очередей к обоим каналам. На выходе детали с конвейера проверяется время ее обработки, и деталь, не прошедшая тест (т.е. с временем обработки меньше 25 мин) возвращается в начало для повторной обработки.
Структурная схема системы представлена на рисунке 1.1.1
Рисунок 1.1.1 - Структурная схема СМО
Рассмотрим функционирование системы более детально и составим временную диаграмму работы системы. Данная система функционирует следующим образом: очередная поступившая шестерня сначала должна пройти цементацию, при этом она поступает в канал обслуживания 1, если он свободен или ожидает в очереди, пока он не освободится. После обра?/p>