автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.07, диссертация на тему:Моделирование и алгоритмизация задач оперативной диспетчеризации автоматизированного электромеханического производства

Воронежский государственный гехкичесгсй упкзерсктет р Г ^ П П

' ' ' " " _ На прлзах руколися

2 п ИЮН 13-Я

Мзхначез Петр Павлович

Моделирование и алгорнпягазция задач оперативной диспетчеризация автоматизированного з.гегсгроиех&чичесгэго производства

СпецяэЕЫюсть Со. 13.07 - автоматизация ТехНОЛОПГ.'ССЮ'Л Процессов и производств (протапшентгасть)

Автореферат, диссертация на соискание ученой степени кандидата технических нау^ в форме научного доклада

1йС4

Работа выполнена ь акционерном оСсестье "Научио-производстве!:^"! концерн (объединение) "Энергия".

Официальные оппоненты - доктор технически:-: наук, профессор

А.А.Ршдин

- кандидат технических наук И, Н. Países.

Ведущая организация - НПО "Энергия" им. С.П.Королева

(г. Калининград Моск. обл.)

ЗЗДГГЗ ДНССерТСШИ состоится 1 120ЛЯ 1954 г. в 14 час. б конференц-зале на Багедааш диссертационного Совета Д053.81.04 при Воронежском государственном техническом университете по адресу: 384026 г. Воронзк, Московский пр., 14.

С диссертацией можно огаакадгтъся б библиотеке университета.

Автореферат разослав " -JHО Я 1934 г.

Учоай секретарь сногшализированного Совета доктор технических наук, профессор

J 'Ü. - Я.Е.Лььоеич //

- 1 -

Общая характеристика работа

Актуальность теш. Ориентация отечественной экономики ка увеличение выпуска товаров культурно-битового назначения (в том числе и на основе конверсионных процессов), в число которых входят изделия электромеханического производства, настоятельно требует эффективной реализации научно-технического прогресса в этом направлении.

Разработка, и внедрение развитых программных и аппаратных средств автоматизации оперативной диспетчеризации в рагжах интегрированных автоматизированных производств (ПАП) является эффективным средством сокращенна сроков освоения продукции. В настоящее время пачболее рациональный путь создания ПАП связан с яаргзг.'анием технологически мощностей и реконфигурацией струп-туры отдельных составных частей локальных производственных систем.

В технологическую среду производства изделий электромеханики входят автономные участки узловой сборки и обработки, взаимодействующие с конвейерным! системами заключительной сборки изделия. Все структурные компоненты связаны шогономеяклатурньй! на-териаяопотоком и объединены системой управлений ка базе лжаа» ных вычислительных сетей в функциональную структуру ИЛИ.

В настоящее время отсутствуют эффективные сродства кксенер-ного обеспечения единства требований (с содержательной точки зрения) к структурным компонентам ИАП ИоДгллй зиктронеханики, управлению локальными технологическими объекта;«!, прп реализации которых можно было бы осуществлять пх развитие, обеспечивая эффективность решения задач оперативкой диспетчеризации в условиях интеграции и реконфигурации отдельных технологических структур. Поэтому требуется дальнейшее развитие аппарата моделирования и оптимизации параметров лекальных производственных систем б p-r.ii-ках ИАП изделий электромеханики.

Слэдуег тзгс:е.отметить, чго з области автематизэцгш лиспо черспого управления р-ггая£агур:фу!кр?/п5я техколспиескй?? спстс-н:.мл прзхтсг.-оскл отсутствуй; Сс.-рмагггт:э метода:, котерэт бм <2?с-вездеши пачестгекпуг) н рдкокоэ^сгззпуп р^багу ус\гЛ-

лекса !с:;'?л;1;сгапй!5 л ирсгргяйк-!кшг-геейой поддерккя "'Л.

1зса* оссззсу, зжгуазносгс» те:.а исследования прод-ктовяйа неовходакэспо обеспечения г.ысоксн з^егетизкости фунгассктрова-Н1£я злек?рс!.£€ха.чггг?сг.сго арогаводстк» в условиях рекшЗагурацгп?

технологических шсюстей и эволюции структуры ИАП за счет повышения качества решения задач оперативной диспетчеризации.

Тематика диссертационной работы связана с реализацией соответствующих разделов "Комплексной программы развития производства товаров народного потребления и сферы услуг на 1935-ГООО гг." и соответствует научному направлению Воронежского государственного технического университета "Разработка САПР, роботов. ТАЛ".

Дедыо диссертационной работы является разработка моделей и алгоритмов решения задач оперативной диспетчеризации в условиях реконфигурируемости локальных производственник систем автоматизированного электромеханического производства (АЭП).

Исходя из данной цели в работе определены следующие задачи исследования:

системный анализ содержания задач оперативной диспетчеризация реконфигурирувдихся технологических процессов автоматизированного производства изделий электромеханики;

формирование принципов организации системы оперативной диспетчеризации и структуры интегрированного автоматизированного электромеханического производства, ориентированных на специфические условия реконфигурирувдихся технологических процессов;

разработка средств моделирования реконфигурирующихся технологических процессов АЗП;

разработка оптимизационных моделей оперативной диспетчеризации локальных производственных систем;

разработка средств прикладного программного и сервисного обеспечения автоматизированного рабочего места диспетчера технологических линий электромеханического производства;

реализация разработавши алгоритмов и программных средств при решении задач оперативной диспетчеризации электромеханического производства в режиме реконфигурации.

Методы исследования. В работе использованы методы системного гнзлкза, имитационного моделирования, дискретного программирования.

Научная новизна. В диссертации получены следуодие результата, характеризующиеся научной новизной:

принципы организации системы диспетчерского управления, обеспечивание технико-экономическую эффективность АЭП в оперативных условиях- рёконфигурируюацхся технологических процессов;

модели реконфигурирующихся технологических процессов, реализованные на базе концепции "типовых производственных систем", отличающиеся универсальностью с точки зрения стандартного'набора формальных атрибутов, позволяющих осуществлять оперативную идентификацию структуры и функциональных параметров;

структура и алгоритмы взаимодействия элементов децентрализованной системы диспетчерского управления (СД7), обеспечивающие оперативный режим функционирования реконфигурирутагихса технологических процессов в рамках автоматизированного электромеханического производства;

оптимизационные модели задач оперативной диспетчеризации, отличавшиеся введением формально-эвристических процедур репения, включающих моделирующую компоненту;

элементы прикладного программного обеспечения AFM диспетчера технологических линий АЭП.

Практическая ценность. Предложенные в работе модели и алгоритмы оперативной диспетчеризации автоматизированного электромеханического производства в условиях реконфигурирующихся технологических процессов явились теоретической базой организации массового выпуска товаров народного потребления в рамках программы "Конверсия" в АО НПКСо) "Энергия". Кроме того, предложенные в работе принципы организации системы диспетчерского управления и алгоритмы взаимодействия элементов СДУ дают возможность осуществлять комплексную адаптацию автоматизированного производства к изменяющимся технологическим условиям, вызванным переходом на выпуск новых изделий, с максимальной эффективностью в смысле материальных и временных затрат.

Реализация и внедрение результатов работы. Основные результаты диссертационной работы реализованы в АО НПК(о) "Энергия" при организации массового выпуска товаров народного- потребления на базе автоматизированного электромеханического производства.

Годовой экономический эффект от внедрения результатов диссертации составил более б.З млн. рублей за счет сокращения сроков реализации комплекса задач оперативной диспетчеризации в условиях перехода на массовый выпуск новых изделий.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на республиканских и региональных конференциях, а также на научных семинарах кафедры ABC ВГТУ.

Публикации. По результатам исследований опубликовано 20 ра-

бот, б тс:,: ч;;сло нонографая в Издательстве- Воронежского Униьгр сиг с та.

Ссдср-гииа работ

1. ¿хз-п г;:;-.'-.; с"сргх5гз:за ^ап^ч^р^^-м

*?згз2Х»":; пргц.-сгот; юв&гри

особмаосда-э теяоюпнсска ироц;-ссог >3 ;зс рскок£™ур:;рус;г::стл, г.рсдпагггсс^ мгка«осгь и,-структур;; свя^сй ь усгогк-гч гсгге^тг;

х::бо дгт-зр:шяоч&зос воггг/нсякй. кадгла: с гс.г.г> оСсса-.чопкя кзшг фягпздсгси сг»дГ,зть ирог-ьгслс П.СКПОЙ сроду. С кгпссгк Сстеорз £05!.;у:;з:п:л пр,

ггега тсск шгуеагсде в настсл^ге ррс;.;л ковверсякзше прсагга

'Схрого говссл, под рекс;1>1гур:;руемсст1ю техро^эпг^ок; процессов вошссегса возкоеность в ¡альте Ергш и с ?:.ип шг&пшй пот^рл;,": (с грешгл ;штегрлрсЕйн::сго теходи-зк;

Бсуияссгаго кпг.терш) соуцгс-талдть идесрзггельвый л структур:;: кгр^хо^ в цогоа состолгше, оярздбяяешг какзетгяшаш и ¡хх честа-зшслл факторами: кокструктиышш:, технойогше-сюш, орг. гаглщоншли, упрйБдзнчесгака, экономическими, а текя? програ: изш шпуска целевого продукта.

Рако:-:фягур;:руеь:ость является совокупной характеристикой л кагьаых производственных систем (Л1С) в определенны;-; усдоьп производства, т.е. ока зависит как от характеристик ШС, так от услоний производства, в'частности, от номенклатуры игдели Гибкость г.е является характеристикой непосредственно силой ЛП Махно говорить, что требуемая переналахиваемость обеспечивает гибкость» Л1С (рис. 1).

В автоматическом и автоматизированном режимах работы 1! йлл синхронизации взаимодействия всех его локальных яроизвог тшзшх шдулей (ЛШ) необходим обмен информацией ыекду локаг KHi.cs системами управления (ЛСУ) и центральным управллвдш ус ройствш (ЦУУ).

Дксйетчеризациа в ИАП осуществляется на двух уровнях: ыг. ри ЛШ в ыадду ЛШ. . Такое деление связано с модуль нш принци; построения ИАП. Локальный производственный модуль имеет а систему уираздешга цодулем (СУМ). •

."кс. 1. Гибкость пстак&ггупгруекость ДТС

Штт место две кеншят/ашач: кодеда дислетчергзаи'я! 1!ДП; (еятршизовгпная и децентраигаозалкая (ргспредеденяа.ч). НесОхо-»«> иметь с гиду, что рдссматр.'са-:тся гиз распределетгле 4упк-и;'; при межмодульном управления.

Следует отметить, «то сецектрзлиаогчигая система д^слггго-игагога обладает белее п.'сохей «гдеквос»», чем ц-знтранйовга:-ап, что обуславливает практическую целесообразное!:! ее реализа-йя г условиях р«<0»1кгурщ>ук£ксд техколгпгюазв: процессов.

Осогг-нностй гшелкенля фупгадс:: дкся5пер:.?здш в децентрз-:'1?ог-зл':ой спсте>/е погвохяпт определять ссстсз к структуру адге-атноз 1.»с.гиодульясй дпештсч^риздеах 053) СЛ.! и ергашзахда та зжлодекстЕил с друпага ЯЕ4 ИДИ и с г-кутр;п.одул>ной дкогетчерн-(ЪЩ) датой С-?! (рис. 2). Сспоыаада э^еиектая: едесь яз-татся монитор, которой организует работу оста&ьных програи во ;еме;га, а такте сообщения от подсисте-ш ЕЗД-

Описаикос содержание фушщий системы диспетчеризации, реа-повазяоЯ па Сазе ЛЯ' диспетчера технологических линий, сбесле-гаеет эффективное веатасдействие всех слементов НАЛ з роягкг газового и озеракпдюго управления.

Рис. 2. Подсистема МВД СУМ ЛПМ

2. Структура автоыаткаирозавного производства изделий электромеханики L1-4, 5, 8, 93.

Анализ обобщенной структуры ИАП позволяет выделить на формальнее! уровне следующие основные локальные элементы: системы входного и финишного контроля, системы концентрации материальных потоков (автоматизированные склады исходной, промежуточной и готовой продукции), транспортные системы, системы обработки и системы сборки..

Предлагается локальные технологические системы ИАП фактори-зовать по двум классам объектов управления - системам сборки и системам обработки. Принципиальное различие между ними состоит в разных способах организации структур материальных и информационных потоков, циркулирующих в системе. Примерами систем сборки являются цех сборки элестродвкгагелец. ,цех печатных плат, цех входного контроля, цех сборки печатных узлов, цех общей сборки. К система:.! обработки относятся участок обработки деталей тел вращения, гаготоют&дх-выб цех. цех гальванопокрытий, участок литья шастеассевк;: Иоделяй.

С учетом спецназ? у. сгоквзсхя структур;-.; материальных и фзржгншч тог »гаг. в сз.:г.а.\ гронсЕодст^ь код- •

гребетъхжг'~~ гр^гн".:;.'-

--v.. угг" i:i API!

.- .: 1-; сг:- : .....г г/;1-

ленной системе управления ЛАП предлагается использовать системные средства мсделировадия, обеспечивайте сервисное обслуживание всех ее локальных компонент.

С позкцкй общей методология управления автоматизированным производством, суаестЕозашгой до настояззго времени, обработка данных осудэствляется на докаяьаш уровне с последующей интеграцией в рамках АСУП. Традиционная подход в области дальнейшего развития средств обработки дааких предусматривает создание единой автоматизированной систем, отвечавшей всем, требованиям интеграции. При этом под интеграцией подразумевается обеспечение взаимосогласована и взаимодействия, а не некоторая обяая цель управления. Еыстзя степень интеграции загсшчается во вгаякоак-тизной связи между отдельными элементами арсизгодстаеяной системы. Только с помогьэ быстрой обратной связи з контуре управления возможно реализовать процесс какогщешш оптимального реаения. Данная интеграция обеспеч*шается ка основе обгзй концепции НАЛ, архитектура которой отражает вез необходимые в раккач процесса обработки информации компоненты .аппаратных, средств и программного обеспечения. В часта аппаратной поддержки архитектура охватывает ЭВМ, коммуникацаоииую подсистему и все устройства информационной направленности,- непосредственно связанные с производством, а такяе обеспечивающие их работу сервисные и программные средства.

Основными базовыми элементам, позволниземи эффективно решать задачи децентрализованного диспетчерского управления в рамках ИАП, являются: вычислительная система с рациональной архитектурой и высокой производителькостьо; высокоскоростная отказоустойчивая коммуникационная сеть; система оперативной поддержи данных необходимой емкости.

Главная особенность внедрения концепции ИДИ в производстве изделий электромеханики заключается в одновременном проектировании и реализации йчстем планирования производства, управления транспортировкой и складированием, отделы-изи ЛШ. При это;« центральная проблема связана с разработкой Зу^эктовной АСУ авто-матнзирозглной транспсртяэ-скхадсксй системой (АТСС), поскольку до с.'.у. пер ?адгяк игтегрзщга трачепортпо- а иадстого кашею.* решались локально.

Лр:: зтем внедрение ЛАП целесообразна осуществлять позтепло, ла-ж-газ с лскальшгс АГМ диспетчеров.

Работоспособность системы управления в сбойных ситуациях коз:гт быть обеспечена путем ее реконфигурации. Состояние системы определим как дзокчгшй набор з- (б*, ..., бп), где п - число АРМ й системе. При этоы 61-0 для работоспособного АРМ (Р-АРМ), Г.ЛГ; ОХКа32£ВеГ0 АРУ. (О-АРМ). ПУСТЬ И-{М1>, 1-1..п, - множество всех АН.5 сястеш, 3-1.,1,- начальное шоаество задач,

которые система способна решать, находясь в исходном состоянии во- (О, о, .... О). Будем считать, что дза этого состояния задано распределение задач (КЗ) между веема АРА, т.е. с каящым объектом ки сопоставлено подмножество задач йен- , которые сн способен ревать, если система находится б начальном состоянии. В общем случае подмножества Йен могут быть пересекающимися. Задачи и!С) из Йо^ назовем собствентми задачами модуля

При отказах каких-либо АРМ, переходе системы вследствие этого в состояние б^бо, перераспределении б ней задач система может утрачивать способность решать какие-либо задачи из начата -вого множества. Рассмотри некоторые подходы к перераспределению задач в системе при отказах АШ.

Статическое распределение задач иезду устройствами системы, выполняемое с цель» обеспечения ее отказоустойчивости, назовем резервированием задач в системе.

3.1. Оптимальное резервирование задач в ИАП

Пусть отказы различных АШ в ИАП независимы, АИЛ являются восстанавливаемыми, интенсивности отказов ^ к восстановлений Мч каждого АРМ М^ известны. Каддому состоянию бу соответствует предельная вероятность Р(эу) пребывания системы Б этом состоянии. Тогда задача оптимального резервирования может быть сформулировала следующим образом: для заданной структуры ИАП. состояния и начальных условий обеспечить минимальное зкачеки-;- определяемого иске показателя качества системы, учитывавшего ьсе потери, связашше с реконфигурацией.

Указанная цель должна достигаться путем оптимального распределения вщш шхду гсш р-АШ в иаздом состоянии без введения избитошк ЛИЛ. При этом должны выполняться следующие ограничения:

- о -

ограичевяг па предельно допуска«; потер:: ъ кг>~еи кз сос-юлиий £у т;з 3, л.е. гсех л.., пз 5 требуете? гычмжпг.с пс*р-> гоястеа гд» Рг глатееза потер?.;

сгр-ыспсиве ?п .лсллсолм-'л; 'л оС-цеи кэпкчзкзд) рзсурск

пл'сдего ЛИ':

сгрглкчетде на врсисйнс.: регла'гя? ?унет:онггозз7?ил ?.2Г,Т1; огрэдшшаз па мнсгест:о с-блдлг:: плтлч отизглезг:

ЛРм.

Введен пегл.здлллл клалелдл лудлллоллсолдл!::; слсге^о:, лелл-рлй лзгегеч с-йс^^шг:'".'. г . л:лл;:;. Зтот делгзлдлл- учил'лдс? ллч лотерп, -дллпнлллл" лрл длзелл лтлдтт реллнгд нгллтеллл- ;/;лл:л при олллл' '.¡"Л, л ггсурлл' 1рг£уек-к лл; с"- спг«сл:л г."-

ллкссг:: елкднлл с-:;-'! л-ЛГЛ. Ь'-зтсу с. ллгл- ллллд~ гл~

зач б",'дсн гдллод.^л лл; д' дллл'л- ь 'лдп'гллн ЛГл' . :: т.:л

длдъпзде лллл-стдл т.э (¡"и-1)Л?"', дкшчгя ллтеп.л ллогдл гаоотоспслойел. При эдем ездожза озебзшкх лелерь Jv.ii. л.л-ьошд ллдл-ллл;;«! ^ дгллсл ,л~Ч ?ЛД"Л1 ил, пе двдлддолдл сосстллл'лл 5йязя*5 з^пгэ /л',.;, сирглг-'-'яетсл ллк с-^* ДЛ1 ргсо-глл: АРЛ (ватрлтл из рзл'?л:-ллс или к-л-ЛЛи д;л: 'Ллп-плногс

ЛИ4 (йотер-.П.

Ллелл: лерс'длул :;у,4„ ¡юскуя 1,- ¿ели ггх&ча ъ

рлзнгплетсд л :* 0 г, дддллдлл сдулаа, а тлгкэ "-•."■гь обобщенных «эгорь:

I - £ г^е - е: 2

л,,- . е.; 1'п

су^лгрлгдлдй ледется зля г-сок заиа?; ц} вз вегл п-АР; сос-

тояниям £у.

Одгмляьксз ргзерьгратпэ г-лдлч б спзте»:©» д6лллд:/ с?0дк7сз к рвсекрз "гедулллй

До - гпл £ 1: Е РГг^л^^чи. 1-1..П1-1, (1)

¡и

ПЕК ОГРЕЛОТЕКЛЛД

и С (Щ ,1 { "с, . 1-3..П; (2)

П ГЧ'Лу, ! < для гч. га 5; (5) "л

-¡'.рг-1.0 ~ ¿¿К. О < Тк. 04 С Ткрсг.О * ^К, 0 ; (■■)

Ти.. < Ткп-зг. 1 ; (5)

2 хуз! > 1 для всех 3-1-.Ь и всех Бу, (С)

где с(и^) - количество ресурсов, необходимое для решения 3-й задачи в любом АРМ; *С1 - максимально допустимый ресурс е Тк.ог - момент начала решения задачи с регламентом к в М^ Тк. сушарвое время решения всех задач с регламентом к е Мь ь том числе и случайных.

Модель (!)-(&) является задачей булевского линейного программирования, у которой ограничения выражены как аналитически (2), (3), (б), так и алгоритмически (4), (5). Последние ограничения исследуются только с применением имитационного моделирования. Возможны два подхода к реализации проверки на динамику функционирования в ходе решения задачи:

выполнение оптимизации для редуцированной задачи без ограничений (4), (5) с последующей проверкой полученных результатов с помощью имитационного блока;

непосредственное включение имитационного блока в схему решения типа процедуры "ветвей и границ".

3.2. Поиск оптимального распределения задач

при заданном количестве АРМ В рамках постановки оптимизационных задач текущего и следующего подразделов эффективность Еу ИАП з состоянии будем характеризовать множеством задач, которые система способна решать в этом состоянии. Будем считать, что задачи множества Я0 проран-жированы с помощью весов или приоритетов. Под функциональным отказом системы будем понимать событие

Г - < ЕУ < Е* > , (7)

где Е* - заданное минимально допустимое значение эффективности. Далее будем предполагать, что для каждой задачи и^ из известны: вес ел или приоритет время га решения задачи; величине сл ресурса АШ, необходимого для решения задачи. Отказоустойчивость ЙЛП с учетом невосстанавливаемости АРМ будем оценивать вероятностью безотказной работы за время Т - ОСТ):

ост) - I Рт(5у) . (в:

¿¡V

где Рт(Бу) - вероятность того, что к концу интервала времен] 10,13 система будет находиться в состоянии

Далее определим в - минимальное число р-АРМ. для котороп

* - и -

ьерно следующее. Если число т р-хш не меньше г, то для всех таких состояний 5ут имеет место ЕУ>Е*, иначе (гп<д) для соответствующих состояний зут выполнено Е,/<Е", т.е.- имеет место отказ системы. При этом й-п-ц является максимальным числом о-АРМ, при котором еще обеспечивается работоспособность.

Пусть - минимально допустимое значение 0(Т), Ет» - максимально допустимое суммарное время однократного ревения всех задач, назначенных одному АРМ; Ее» - максимальный ресурс одного АРМ, Предположим, что т^Ет» и с^Ес». т. е- любая задача из 2° может быть решена б любом АРМ. Требуемый уровень отказоустойчивости ИАП задается значениями Е* я 0?, соотношением (8) и требованием

ОСТ) > о" . (9)

Для обеспечения требуемого уровня отказоустойчивости ИАП необходимо:,

A. Найти такое подмножество состояний системы 3, что если . все состояния этого подкнодества сделать р-состояниям:!, то (9) будет выполнено. Подшюяестао 3 однозначно определяется граничным числом у - минимальным числом р-АШ, при котором (9) еще выполнено,

B. Для каждого состояния г™ иа 5, содерзсадего р-АЯМ, найти такой план РЗ множества по п р-АРМ, чтобы данное состойте было р-состоянием с максимально возможным значением эффективности при выполнении ограничений по времени и ресурсам для катдого из т р-АРМ.

Сформулируем задачу Б для произвольного состояния Зуе как задачу булевского программирования следующим образом:

Е(5уе) - Е* - Е Е «^.в^ - шах -, (10)

Е+ > Е* ; ' (11) I

Еп - Е < Ет«, 1-1.(12) ^Г1

Ее» -Ео^Сд < Ее», 1-1..В; (13)

1-1

3-1

осп < 1, 3-1. .Ь,

причем .1-1, если задача и, назначается Мь и и^-О в противном случае.

- ÍZ -

3.3. Шпек ¡¿saiaJiLiíoro коЕТОсгоа APií VI сшшагького p2CSp^C-JEi2JfÁ 3KJÜ4

При тех so вгяаятх вслжяаи, что к е рредыг/гсй сгдз!-:« (креме- количества АР:'), тпебуооол кг'гги !;;сло одно-

типных AR.'!, сосдаьдл^сок и соответствуй::^:- эгсму 'пгулу Г'". при KDTüpu:: tpeS-iSKr« í9¡ n yc,i5„.¡? Ci-i:-r • 1С.í;

Cr - £ а,т, -С ;

L- - i: - c.>.. • ■;:.

5-i '

причем если зздо.чд щ £\гги гзгззгаела zazz-iz'<-; .*F.':, г

et i-0 з противно:,: «ус.л.

Алгоритм рзггпгх дэтшо:"* ог.г.;шзагдазй.:с/! год"-;;:. пгиедьт-ввей процедуру по::р:*т;;л ГзаДкз -así кг. дд~дд£о.:;толв;;о : ного баздеа гагруокп AFli, поздоддог grte cluee коюлестэо г

¡.ддс.го5>зо;:;:лэ тс^./^с-пгчгс:-;" дро-

c2cccs пз осдсдо га.д;одддл "-«•.яггг: крооздодотоо;:;::!': egrese" а, 3, 6, 7, ö, ¿3,

В работе разработка иодел^;; p.;-Ko:t.'s;rypHpy.ü^-i;cíi техкак-гк-чееккх щ.оаесс» осуществлена озкоье кепцепг.гн про-

изводстганках систем".

Система "обработка". Данная система включает четиро оссоп• еы>: вида фуиедлональгок эаешнтех; концентратору матг-рлаг^кы

ПОТОКОВ (СКЗаД ВХОДНОЙ, ГОТОВОЙ И промежуточной йОСДуУЦПШ . я-

paóaTKBacsis центра СОЦ). транспзртгаге объо-кти СТО), юг&глше.-Цмонназ сеть. Кахднй обрабагыдадддй донор и:,;оот едсдкоД (Зй) : выходной (ЕВНЗ накопителя. Трдлспсртьнй робот íTP; сггд.у.::аод и входной падопптодъ детааг, требухкх сбргботк: с го^тупе-х-ггк зд те« б выходкой каглшгсель. ÍP раггругзет последки;", д ¡нревоои: дегаи: к ехздткзду <Ц» ocysecrzz.iíoi-oir/ стеггдву»-» огтегзчх ' соответствии с гехногопяэскЕм Ы2р=р>тш. П?:: зтек «'.wm здод' г-го к ззг< одного Еа'гсш.техей являугсз огракгггшй-.;;,. .'.Гдрдрут лод-S8EKS IF ü:2o форируется оперативно, .nnío квлг.етс8 де'гор:.йпдт.о ваш&г. ОбраЗзлгжгггй центр неч-зг кгд:д;;гься б одкеа ¡¡о «кд,-ük состсана'г: кадздка, оезраддл, ;рлдл::ндой простой, ддо~-юй босхэ нагадка, секаа, лгазгаей рекоят дгостсл.

Б икктвдгонЕОй ыодег;! процессы, протекагссд-е г. данной пдо::т

Еодстаенясй систс.че, оякскгаотся мксхесгггм д"р'"бугсп стохастических се гей.

Система "сборки". Пре'кгодстЕеннач система сборка асинхрся-його типа с посгелогг.тС'лы}о-пара«яедьк(й структурой матерваз*.чых потоков рглкчаё? сдедувдй набор функциональных кошсдакт: кан-кнтрзгсрн мзтериглыпй потоков, технологические цзитрь', детер-шшкро&яяную жодтзкаюавяув сеть и зргатическиэ элементы система.

Технологически;- ц;-нтры (7Ц) имеют входной накопитель ограниченной емкости. Локальный технологический цикл ка каждом ТД обеспечивается кошьгевтуе©«?«» элемонтеш из соответстауетгго концентратора материальных потеков (КМ) и реализуется блоком операций с данной структурой технологшосгай связей.

Б начальшй момент сремени с еадакясй величиной временного такта поступает осшййой иесувдй элемент изделия 0НЭТ1 (шояестзво основных несущих элементов образует входной материальный поток с интенсивность» Авх). Временной такт определяется средним временем тср шполневия всего (.тожества операций в технологической системе. На 1-й технологически! центр с интенсивностью Хц вое* тупают комплектующие элешнты ,1-го типа. Предполагается, что еремя выполнения к-й операции в 1-м блоке - случайная ввлшй-

распределенная по экспоненциальному закону б зависимости от фактора усталости эргатическсго зяемеята.

Яос&з завершения локального технологического цикла иа 1-й Щ СНЗИ поступает далее во входной накопитель (1+1)-го ТД. Б :лучае, если при этом входной накопитель занят, время выполнения -лова операций на 1-м И увеличивается на время выполнения 1-го ¡скального технологического цикла. На выходе п-го технологичес-:ого центра формируется выходной материальный поток готовых из-,елий интенсивностью >ьых.

В модели работа производственной системы сборки ыатемати-ески описывается множеством атрибутов систем массового обслуки-ания и множеством стохастических временных задержек.

Программная реализация имитационных моделей реконфигурирую-ихся технологических процессов АЭП осуществлена в единой языко-эй среде с использованием средств СКЩИС (системы имитационного зделирования дискретных технологических процессов).

S. Ореьдаз- грсятг^сгс- {Лс-сязчкпзз АРЙ дапегчера южз-jmnriectost якякЗ жетракйзеткчасксго срскзиодстоа 17, 8, 11, 14, 10-2П.

Предложенные кда модели и алгоритмы реализованы в рэдазх автоматизированных рабочих мост диспетчеров технологических линий ДЭН, основу которого составляют средства моделирования и оптимизации параметров реконфягурирушися процессов.

АРУ.-Д реализовано с применением ПЭВМ типа ЗБМ PC/AT. Комплекс технических средств, помимо ПЗБМ, Еключает устройства связи с локальной производственной системой и узлом управления транспортной системой. Последний предъявляет сравнительно невысокие требования к техническим характеристикам и может быть реализован ва базе ШЕМ типа 1Ш PC/XT.

Алгоритмизация процесса взаимодействия алеыентоь децентрализованной систеш диспетчерского управления осуществлена на базе обобщенной структуры, представленной ка рис. 3.

АШ диспетчера цеха

АРИ технологического модуля

НАШ коп

ззтоматячес кого склада

AFM автоматичес кого транспорта

ЭВМ шш контроллер локального накопительного устройства

Коктромер перегрузочного оборудования или проььЕзден-кого робота

ЗБМ iш: контроллер Ета-белера

Контроллер перегрузочного устройства

Контроллер транспортной единицы

Контроллеры путевых элементов трассы

Рис. 3. Обобщенная структура распределенного

диспетчерского управления на уровне цеха

Б саотв етствня с рис. 3 сгаииздействие ксьиоеэнт прдаазднс го прогргмжого обеспечения осуществляется по следующей схеке

После определения производственного задания формируются управляющие воздействия на технологическое оборудование. Затем возникают заявки на перемещение деталей (грузов).

Программа приема заявок различна для системы с "активным потребителем" груза (АПГ) и для системы с "активным владельцем" (АЕИ. Рассмотрим особенности приема и исполнения заявки в системе с АВГ. Возможность передачи груза существует тогда, когда у модуля-источника свободно перегрузочное устройство и груз может быть помешен на него. После посылки заявки ТР о перемещении груза и его положительного ответа целесообразно организовать передачу информации о грузе от источника либо на приемник, либо на ТР. После передачи информации необходимо удалить соответствующую информацию о грузе у источника.

Функционирование программы выдачи заявок основано- на упорядоченном списке модулей производственной системы, которые могут иметь груз требуемого типа. Помимо модулей, груз может находиться на АС. Наконец, на АС могут находиться все грузы, но предпочтительнее с точки времени минимизации пробега и времени доставки использование грузов, уже находящихся на модулях. Поэтому целесообразно сначала организовать поиск груза на модулях, а лишь потом проверить его наличие на АС. После того, как груз найден, необходимо решить задачу назначения ТР для перемещения.

Результаты программной апробации свидетельствуют о высокой эффективности изложенных в работе моделей и алгоритмов оперативной диспетчеризации.

Основные результаты работы.

1. С позиций системной методологии осуществлен анализ содержания задач оперативней диспетчеризации реконфигурируюдихся технологических процессов автоматизированного электромеханического производства, с чр^улирогази принципы организации диспетчерского упразленив, сое-спечпБс^у'с яшшю-зкошяяеекув зффек-хш-игс?* АОЛ з усх-:>:.:.!х зэтжсыкп касссього Бипус:а кэдедгЛ.

2, Гы&расотаяы сгрл;гур.> :> гззгюдгйстанд

- 1С -

4. Осуществлена азгоржаппвцйл динамика структуры материальных потопоз рекокфкгуркруссзкса технологических процс-ссов АЗП ка основе к&кцопщш "umoxVv проигЕздствепюк систем".

5. ра&ргботааи «кжгащайШб модели ршяфпгурирузджса технологически/. ьрэдаесэа. отлгриашеся унигорсаль костью с точки зрения стгвдг.'зтпого i;s5c>« фор>жл№а атрибутов, сйъси&яя&яях. реалюзд© оперструктурой :¡ парамэтрическзй изс-нтиуйа-ции.

6. UpecsasäisJ ис-д&ьп задач сперлтн^ой зкс-петчеркзаши, рсагизгазг г.зторцх осук&сталеид на Oase иокЗкзя-рованвах алгорктют д;-.сг.р;тр.ого программирования, базгруйшдхсл на данных кчптащтагтоге ¡.¡сделпрсъапйя.

7. разрасотгжц ковормпу праздного врохракшого сСеспс-чевка АЕ4 гпспетчгг* тедагдавчфсхзк лнглй ASS, ялакзшя ос-поыойл; структуры децевтрсикгсвгшсй системы юкжомг&жа-о yup2iio:n;:¡ рс{»»я:гут-крувзсгося олиггро-«¿хшгаесгаг о прокьизд с; г а.

Результат дкосгртгазюшюй ргЛоги г. АО кзк(с)

"SíDpnu" ii {йшкй. cuctu.-í: д::спст^рс;;ого уп^-ЛДенид =*>лс:;агизп-ро££ШЬ-4 ЗЛгиЛроыглашиескк.! npo^SoWtßS« Ь условиях сср»;:од5 па кассою.*. цщуск товаров народного пзТ1з:-С:,:-.г;"Д с зкопй'хчесгкх з£Фекто» бог«« е.З ылк. рублей в lí.v roña.

По матсркалг.« исследований олуьжа"-'"«;"> сдаду-хзге риош:

I. МздПйКГ» П.П., Туросец О.Г. Шакгро^йпие сборочка ргбст с прш^йчИПСм Й34/ Проблемы гкашшйМ и оргы:;;за1м;: иаьииострм:-?«-хфвого п«г::г^одстьа: Цгхтл. ей, кзуч. тр. Еын. 4. Еорске«, 15"'4.

Дмитриева Е.Б., ¡.¡глначсь Вопросы даспагиьссгйом б Всрй5Д освоении поза* иИ'лгйЛ Ь усяоазх

юмеские пвобяеш научно- гсхшчгярго прогресса: Мжу?.. тсуа-1ПЧ. сб. Бороне*, 1875.

3. Махиачеа П.П. иэмякревак» сборочки рабе: дл« согер-вшстбОбййИЯ улрпзлбягст процессом сборки/ Экономаческзк промеж и^учиэ-тштчшмгй врогресса в юзшюстроевйи: Межьуз. т«ш1кч. се, Борон«:, 1976.

4. Махначев П.П. Организация производства на пороге иьшч-ных отногенай. ИВ "ЭНЕРГИЯ". Был. 2, 1530.

5. Махначев П.П. Концерн к голктиг.а внеп;еэкопо;лг1=ско;\ деятельности. НПВ "ЭНЕРГИЯ". Вып. 1. 1991.

6. Махначев П.П., Красен О.Я., ЕуркоЕсккй В.Л. Цмитацпзкнсе управление реконфнгурируиаимися производствами изделий электромеханики/ Опыт информатизации ъ промышленности: Тез. докл. регионального совещания-семинара 23-24 июня 1933г. Воронеж: ВорШ{, 1393

?. Ь'лхкачез -П.П., Кравец О.Я., Бурковский В.Л. Ыоделирова-

:-nie регхнфкгурнруа.ггкся те.чгологичесскх грецлсссг. на осесео ;:он-цыадгм "типсг-ич прсиззодсгвешаи скстсм"/ Высоко ггхнодс-гии в пр0с-кг;*?0Бсн;гл кхняче-скях устройств и гзтг.'йт.гзигогазг« систем: Тез. докл. Бс:-псссийсксго сс;егдннл-се:.;;-пгара £7-30 езтаябоя 1ÜXT. Ес-ЗСТЛ: PrTÍÜí, 1993.

3. грат, :-ц 0. ÍL, Мгзснгчеь П.П.. Буркозсшл Б.Л., Подзалькый С.Л. К':::л1аггргоэ улргккк:!? ре?:онф::гур::руВ^:!<;:ся т-гхкохогпч-с-¡ :;:>;;< rpoiieccr.:,".! тоиэтяжьовгякого производства изделий элечг-рс.мс.чглнга! (,*;«х>гв:з&«>. Лл.ллтелъсгЕО БТУ: Воронеж, 1933. ICO с.

v. Л:лХ!;ач"г Г:. ¡T. Ссгпнг'згжгонки^ аспекта конЕе-осип ь нз*/ч-с::-).! пргд!1Г,;;лпш "ТУРЛОТМ" КПК "líCTOVI'JIK".' Тех-перестрсл:-:;: производства ь услснидх конг/тгЛ:-;:.. дс/:-. 'Лглллальнсгл ССБ£ПЛ:П:Л-С';:':г?ага. Нллспе?:. ЛЛЗЗ.'С. О о.

1'.'. Лахнллег П. Л. Сал~*:л оперл-ги-лсл дкжхчервзшга в ус-лог;:;:/ р:-к-,:г.;!гурпр-"','с.--;"Т/' Тс.''. :ке. С. G.

л.П.. i: T

_ ' ■р.. л::~ллл:/ Тл ■' С. 7.

:;:. ¡ " лЛЛ . с-¡ лч г;злач

опеглл : •• i T." v че . С о.

■ • 11.-'.., ea ПЛ. '•'г nrvp'.'py-

-лл... л*/ "- C-T"! i хсл': т гл.:::" *

ггег'нгх :r-, 0

i-1. : Г;.!:. , -Л 0.Л ".'•.:."Л :: со; ЛГМ

•■ср--. о: ;:rr P'-::o:i Л ;:ry т:г:г;:: тгсся

Тан С. Ю.

.1 j. Iyp:;oECK:¡;¡ 1>.Л., КрллецВ.В., ''Грачев П. Л. Лнтегрлро-г^гкг* сс->г.ствз г.олтеаг/ряого рглпрек-гдбякич ene-

re:: тлл:л лоллл/' Там С. П.

'. V.txbskí П.П., Зурпсвсгей В.л.. Кг,ззец ?.В. ItesvRSTvp-

гьггслпэсктз лекальных тс-х':олоп«:-:схпх акт«« злектрокеха-н;п;ского производства. Деп. ~> ПЛЯТИ С8.0С.У4, IM73-E94. 11 с.

Г", Ллхначев П.П., О.;;. Аналитические и алгсситми-

чгекк* основы стохастичесхол ргик^сгушаии злектоомеханпчеспого 1трс$350дс733. ^га. в ЕШТК Z8.02.94. П179-В94. 9 с.

. 18. Ь'ахнзчэв П.П., Evpnciicrjsu Б.Л., Кравец Б.Б. 'Исследование :: опж.Шсания системы оперативного утлзавленил производством изделий электромеханики. Деп. в ВИШНИ £8.02.94. ÍUS0-B94. 13 с.

13. Махкачев П.П. Прсблеш диспетчеризации в условиях ре-кснфигурируклгегоса производства. IffiB "Энергия". Бып.1, 1994. С.21-24.

го. Махначев П.П.. Кравец О.Я. ПоЕьиение отказоустойчивости нестационарных сетевых АСУ ТП. 1ШВ "Энергия". Бып.1, 1994. С.73-76.

-—JzziJlixl'r-