Технические науки/12. Автоматизированные системы управления на производстве

К.т.н. Курманов Б.К.^*, к.т.н. Раимбаева Н.Т. ^**, Курманов Г.Б. ^***,

Курман Е.Б.^**, Нуралбаев Н.Б.^*

^*Казахстанско-Британский технический университет

^**Алматинский технологический университет

***General Electric International

ПОДСИСТЕМА ИМИТАЦИОННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЗАЦИИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ

В настоящее время возникает острая необходимость в разработке, развитии и применении новых информационных технологий, способных обеспечить достаточную гибкость при моделировании различных производственных ситуаций, позволяющих учесть при их анализе множества переменных величин, характеризующих постоянно изменяющиеся производственные условия. Применение аппарата имитационного моделирования при решении рассматриваемой проблемы позволяет получить качественные и количественные оценки возможных последствий принимаемых решений.

Системный подход к анализу деятельности промышленного предприятия предполагает построение комплекса моделей (организационных, функциональных, информационных и др.), отражающих различные аспекты его функционирования. При этом особенно важным является использование современных информационных технологий и инструментальных средств, позволяющих осуществлять процесс моделирования производственных систем в автоматизированном режиме и обеспечивающих поддержку принятия рациональных управленческих решений. Одним из современных программных средств имитационного моделирования является система GPSS, позволяющая автоматизировать процесс создания модели за счет использования различных компонент, из которых строится модель, а также графического интерфейса и организуют эксперименты с моделью.

На начальном этапе моделирования производственной системы осуществляются ее комплексный структурно-функциональный анализ, исследование основных материальных и информационных потоков, структуризация и систематизация технологических процессов и операций. На основе построенной функциональной модели производственной системы осуществляется формирование имитационной модели с целью комплексного многовариантного анализа и оптимизации производственного процесса. Имитационное моделирование является одним из мощных средств, применяемых при анализе качества функционирования и оптимизации сложной системы, адекватно отражающих ее свойства с учетом динамического характера взаимодействия ее элементов.

В данной работе описываются состав и структура подсистемы имитационного моделирования интерактивной системы автоматизации проектирования производственных систем (ПИМ ИСАП ПС). При этом используется так называемый структурно-целостный подход к проектированию систем [1], заключающийся в комплексном рассмотрении вопросов структурного и функционального проектирования. При этом процесс проектирования системы осуществляется интерактивно по схеме «анализ-синтез-оценка». Предложены состав и структура ПИМ ИСАП ПС, предназначенной для оценки и оптимизации основных параметров проектируемой ПС со структурой, синтезированной на ранних стадиях в результате комплексного структурно-функционального анализа. ПИМ ИСАП ПС состоит из следующих компонент: библиотеки имитационных моделей на GPSS(БИМ), блока корректировки и настройки моделей (БКНМ), блока проведения имитационного эксперимента и оценки параметров ПС (БПЭОП). БИМ в соответствии с терминологией GPSS состоит из совокупности сегментов, последовательность блоков в которых заранее настроена на реализацию конкретного производственного процесса, например, процесса сборки, транспортировки, складирования и т.д., при этом элементы и узлы ПС представляются в виде взаимосвязанных одно- и многоканальных систем массово обслуживания. БКНМ предназначен для организации взаимодействия проектировщика-исследователя с ПИМ в целях настройки GPSS-моделей на структуру конкретной ПС, ввода и модификации числовых параметров. БПЭОП предназначен для компоновки GPSS-модели ПС в целом для получения оценок основных характеристик эффективности функционирования (объемы производства, коэффициенты использования оборудовании, временные характеристики и т.д.). При этом эффективность функционирования ПС в целом оценивается по обобщенному показателю, представляющему собой функционал, параметрами которого являются перечисленные выше характеристики. Выбор наилучшего варианта построения ПС осуществляется в режиме диалога проектировщика с ПИМ в результате многократного вызова тех или иных ее компонентов. Если параметры ПС, оцененные с помощью ПИМ, не удовлетворяют предъявляемым требованиям, то осуществляется переход к ранним стадиям проектирования с целью корректировки структуры системы. В рамках формируемой БИМ разработаны имитационные модели ряда подразделений машиностроительного предприятия [2,3]. При этом для исследуемых процессов определены оптимальные режимы функционирования с использованием встроенных возможностей системы GPSS World по проведению оптимизирующих и отсеивающих экспериментов.

В заключении отметим, что предложенная ПИМ ИСАП ПС может быть использована для оценки и оптимизации основных параметров проектируемой производственной системы со структурой, синтезированной на ранних стадиях в результате комплексного структурно-функционального анализа. Разработанные имитационные модели в рамках формируемой БИМ позволяют разыгрывать практически любые приемлемые варианты решений. При этом степень детализации имитационных моделей исследуемых процессов практически неограничена. Использование GPSS World позволяет поэтапно переходит от более простых к более сложным моделям, что снижает трудоемкость построения сложных моделей.

Литература

1. Сарыпбеков Ж.С., Курманов Б.К. Структурное проектирование учрежденческих ЛВС. В кн: Проблемы создания АРМ и учрежденческих сетей в городском хозяйстве. Тезисы докл. Всесоюзн. конф. - М.: НПО АСУ «Москва», 1988. с. 152-153.

2. Курманов Б.К., Курманов Г.Б. Разработка имитационных моделей на GPSS World. Учебное пособие. –Алматы: Издательский центр АО «КБТУ», 2011. 221с.

3. Курманов Б.К., Курманов Г.Б. Анализ технологических процессов машиностроительного предприятия. Матерiали V Miжнародноï науково-практичноï конференцiï. Спецпроект: аналiз наукових дослiджень. Том 1. Науковi дослiдження в галузi економiки. Днiпропетровськ, 17-18 червня 2010 р. – Днiпропетровськ, Видавец Бiла К.О., 2010. с. 81-83.