автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.07, диссертация на тему:Оценка проектных решений ГПС с использованием имитационного моделирования

госуларственныя шдтгет ссср по народнсму образования

Московский ордена Ленина, ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного Знамени Государственный . технический университет иыэни Н.Э.Баумана

На правах рукописи Для 'служебного пользования ЭКЗ. £>{

Лэгута Виктор Степанович

Уда 658.62.611.56

оценка проектных решений гпс с использованием

ит/даонного вдвлирсвания

Специальность: 05.13.07 - Автоматизация технологических процессов и производств (машиностроение)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических паук

Мэсква - 1990

Работа выполнена в Московской Государственном технической университете имени Н.Э.Бауыана.

Научный руководитель - доктор технических наук

профессор Горне» 8.Ф.

Официальные оппоненты - доктор техшгсеаказ: неук,

профессор Черпаков Б.Й. - кандвдаг екопк'ягзеекзх наук, деде ¡и Степанов В. В.

Ведущая организация - МСПО "Краоный прояехараЯ"

Защита состоится "__"___ 1990 г. в ■ часов на

заседании специализированного Совета К 053.15.01 в Московском Государственном техническом университете им. Н.Э.Баумана по адресу: 107005, Йзсква Б-5, 2-я Бауманская ул., д. 5.

Вая отзыв в 1-м эгаешпяре, вазеренный печатью, просим выслать по указанному адресу.

С диссертацией южно ознакомиться в .библиотеке псковского Государственного технического университета к мая« Н.Э.Баумана.

Еелакпле присутствовать на защите должны заблаговременно известить Совет письмами заинтересованных организаций на иыя председателя Совета.

Телефон для справок 263-65-14 .

-------------Автореферат разослан "3<?" 1960 г.

Ученый секретарь специализированного Совета К 053.15^** к.т.н., доцент 1 Рябов В.Т.

Подп. к печ. /Г^.^Заказ Объем! п.л., тир. 100 эта.

Типографа МГТУ им. Н.Э.Баумана

Актуальность работы.Автоматизация производственных процессов на основе использования гибких производственных систем (ГПС) является одним Из направлений повышения эффективности машиностроения. Реализация принципа гибкости требует решения множества дополнительных проблем при проектировании в сравнении с традиционным ■ построением производственного процесса. Это связано с тем, •что на стадии проектирования ГПС невозможно точно учесть влияние изменения условий функционирования создаваемого производства, влючая изменение организационно-технологических характеристик номенклатуры выпуска, возмущения хода производственного процесса и так далее, что значительно увеличивает риск окупаемости капиталовложений для.разрабатываемой ГПС, так называемый риск инвестирования-.

Анализ 37 ГПС механообработки различных отраслей машиностроения показал, что лишь 6 из них признаны заказчиком в процессе эксплуатации эффективными, 3.10 случаях использ'уешде ГПС были перепрофилированы, 2 ГПС цемонуирозаны как не соответствующие производственным условиям предприятия. Потери в стоимостном выражении составили сотни тысяч рублей в сеязи со значительной стоимостью ГПС. Среди основных причин ыокно выделить: изменение номенклатуры выпуска, ненадежность технологического оборудования, • организация и обеспечение переналадки, управление и диепетчирова-ние процессов в ГПС. Большинство из возникающих при эксплуатации проблем иомэт быть выявлено на проеотной стадии, для чего необходимо оценить процесс функционирования проектируемой ГПС. Эта за-, дача решается на этапе принятия решения о целесообразности продолжения проектных работ лицом принимающим решение .(ЛПР). Качество принимаемых решений определяется точностью оценки показателей, характеризующих функционирование проектируемой ГПС в системе предпочтений ЛПР.

Как • показывает опыт разработки и исследования ГПС наиболее надежным средством оценки ПР является имитационное моделирование на ЭВМ. Погрешность методов разработки и оценки ПР ГПС без имитации как правило не менее 10 - 20 X , причем для сложных ГПС погрешность расчетов по отдельным показателям достигает 40 - 50 Х-.

Имитационное моделирование по своей сути является экспериментальным методом, поэтому для получения качественной оценки необходима формализация предполагаемых изменений параметров, характеризующих неопределенность ПР ГПС и условий функционирования.

* (\р*гктнк1х решении 1

Существенным недостатком использования имитационного моделирования является необходимость значительных затрат, связанных с построением имитационной модели (ИМ) объекта проектирования и технологией моделирования, что увеличивает риск инвестирования для разрабатываемой ГПС, кроме того неопределенным остается влияние представления производственного процесса в ИМ на точность оценки показателей функционирования проектируемой ГПС.

Для принятия достоверного решения необходимо оценить - процесс функционирования ГПС с учетом неопределенности, характеризующей компоненты оценки проектируемой ГПС: ПР, метод оценки, условия функционирования, Ш объекта проектирования. Отсутствие методов и методик для оценки проектируемой ГПС в условиях неопределенности с использованием средств имитационного моделирования приводит к значительным потерям, связанным с созданием и внедрением неэффективных ПР. ' '

Целью работы является повышение качества оценки ПР ГПС и достоверности принимаемых решений при проектировании на основе' разработки метода с использованием имитационного моделирования и создание на его основе научно-обоснованной методики оценки функционирования проектируемой ГПС в условиях неопределенности.

Методы исследования. Для решения поставленной задачи использовался системный подход, предусматривающий комплексный анализ неопределенности объекта проектирования, средства анализа (Ш) и метода реализации оценки ПР ГПС. Разработка концептуальной модели для оценки ПР ГПС в условиях неопределенности проводилась с использованием теории множеств. При исследовании процесса имитации, функционирования ГПС применялась теория планирования эксперимента, результаты обрабатывались с помощью методов факторного анапи- . за и математической статистики. Задача ранжирования и выбора наиболее значимого показателя функционирования ПР ГПС решалась с использованием теории нечетких множеств. Для ранжирования параметров ПР ГПС использован метод экспертных оценок.

Научная новизна. В работе впервые сформулирована и. решена задача оценки ПР ГПС в условиях неопределенности с использованием . имитационного моделирования. Разработана концептуальная модель для оценки ПР ГПС. Разработан метод оценки ПР ГПС - дополняемый факторный имитационный ¡эксперимент (ДФИЭ). Выявлены параметры ПР ГПС, влияющие на статистическую составляющую погрешности оценки отдельных показателей функционирования. Разработан метод контроля

5>

представительности результатов имитационного моделирования по статистическим характеристикам анализируемых показателей. Сформулированы требования к составу показателей функционирования проектируемой ГЛС для проведения экспертизы ПР с использованием ИМ.

Практическая- ценность. На основе проведенных з работе иссле-. дований создана методика, позволяющая оценить функционирование •проектируемой ГПС в условиях неопределенности и ограничения ресурса проектирования. Разработано программное обеспечение (ПО) автоматизации факторного имитационного эксперимента (ИЗ). Разработана методика определения параметров имитационного прогона. Проведена экспериментальная проверка адекватности ИМ. Получены . практические рекомендации по доработке технического проекта ГПС Херсонского комбайнового завода (ХКЗ).

Апробация работы. Разработанная методика оценки ПР ГПС внедрена в качестве методических рекомендаций в отрасли тракторного и сельскохозяйственного машиностроения; использована при оценке технических проектов ГПС ХКЗ и л/я Г-4575; аванпроектов ряда предприятий Мшстанкопрсиа. Разработанное ПО внедрено на предприятиях НПО "НИИТСХМ" и п/я Р-6668. Сбшцй экономический ¡эффект составил 42 тыс. рублей в год. Экономия достигнута за счет улучшения проектнк: решения по выявленным "узким местам"; обоснованного вы-, бора ПР; повьжэнкя эффективности моделирования с использованием УТЛ различней степени детализации. Материалы диссертации докладывались на Всесоюзных научно- технических, конференциях "Проектирование систем" (г. Москва, 1988), "Конотрукторско-тёхнологическая информатика-Ш",. "Бауманские чтения" Хг.Мэскеа, 1989); Международных научно-технической конференции "Роботмка-90" (НРБ, г.Созо-поль) и семинаре КШСКОПРООН (г.Москва, 1990),' зональной научно-технической конференции "Организационно-технологическое проектирование ГПС" (Г.Устинов, 1986).

Публикации. Основное содержание работы опубликов&но в 4• печатных работах.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав; общих выводов и приложения. Сбщий объем работы 165 страниц мапм-нописного текста, 30 рисунков, 14 таблиц и 76 страниц приложений. Список литературы г 97 наименований.

Основное содержание работы.

Первач глава работы посвящена обзору состояния рассматриваемой проблемы, классификации неопределенности оценки ПР ГПС с нс-

• ■ . 3 •

пользованием ИМ, постановке задачи исследования.

Под решением задачи проектирования ГПС понимается построение множества ЛР (А), обеспечивающих достижение заданной цели.проектирования, выбор эффективных ПР и далее наилучшего ПР ГШ. На основании цели проектирования формируется состав показателей функционирования, характеризующих эффективность достижений цели или эффективность ПР ГПС. Проектирование ГПС представляет сложную научно-техническую задачу, решению которой посвяшэны работы Васильева В.Н., Горнева В.Ф., Дащенко А. И., Лищинского Л.Ю., Соломенце-ва Ю.М. и др. Для принятия решения о продолжении проектных работ по множеству альтернативных вариантов необходимо оценить пооцесс функционирования по множеству показателей для каждого из разработанных ПР ГПС. Основная проблема заключается в той, что на стадии проектирования необходимо располагать данными о результатах функционирования (реализации производственного процесса во времени) несуществуюаэго производства, что определяет риск инвестирования для разрабатываемой ГПС. Для уменьшения риска требуется учесть влияние изменения параметров ПР ГПС, условий функционирования, влияние управления производственным процессом на заданное !£iox-2j-тво показателей, характеризующих эффективность ПР ГПС. Для этого традиционно используются методы моделирования функционирования проектируемой ГПС. Достоверность принимаемых решений определяется точностью расчета на модели объекта проектирования заданного множества показателей_____ - - - - ------------•

В работах Вавилова A.A., Войгова В.Н.,- Пономарева В.М., Hutchinson G., Varreke 9. и др. авторов указывается, что для анализа проектируемой Г'ПС необходимо использовать имитационное моделирование "функционирования" IP. Методологические вопросы использования средств ИМ при оценке ПР технических систем рассмотрены в работах Клейнена Дж., Мартина ф., Бусленко Н.П., Прицкера А., Попляка Ю.Г. и др. Вопросам разработки методов использования Ш при оценке ПР производственных систем посвящены работы Емельянова' В.В., Корендясева А.И. и др. авторов. Игпользование ИМ в условиях неопределенности рассмотрены в работах Вавилова A.A., Troxler J., Blank Н. и некоторых других.

В результате оценки функционирования проектируемой ГПС необходимо:

1. Получить количественные характеристики анализируемых показателей, включающих наиболее- вероятные при заданных условиях

4

функционирования значения; погрешность оценки; пределы изменения величин показателей при функционировании, связанные с неопределенностью параметров ПР ГПС.

2. Определить степень влияния изменения параметров ПР ГПС на анализируете по!<азатели функционирования.

Анализ методов, используемых для изучения влияния изменения параметров ПР ГПС показал, что наиболее приемлемым является направление факторного анализа.

Для получения качественной оценки проектируемой ГПС необхо-- . димо "раскрыть" составляющие неопределеностм (рис. 1), что позволяет учесть их влияние на оценку ПР, а следовательно повысить достоверность принимаемого решения.

По результатам проведенного анализа сформулирована задача исследования. - разработка метода оценки проектируемой ГПС с использованием имитационого моделирования в условиях неопределенности и ограничения ресурса проектирования СНп) .■ Рассмотренные условия оценки ПР ГПС определили методический план репения поставленной задачи, включающей выбор объекта и средства исследования; постановку задачи оценки ПР ГПС; разработку концептуальной модели и метода для оценки ПР ГПС в условиях неопределенности; разработку ПО автоматизации факторного ИЭ, разработку и апробацию' методики оценки проектируемой ГПС.

Вторая глава посвящена выбору объекта исследования и средства имитационного моделирования (СИМ); постановке задачи оценки ПР ГПС в условиях неопределенности; разработке концептуальной модели для оценки проектируемой ГПС с использованием ИМ.

По усредненным организационно-технологическим данным проектирования ГПС механообработки СССР определен объект исследования и сформулированы требования, по которым выбрана проблемно-ориентированная диалоговая система имитационного моделирования (ПОД-СИМ) ГПС/ разработанная о !ТТУ им. Н.Э.Баумана. В ПОДСИМ ГПС сформирован комплекс ИЛ различной степени детализации описание объекта исследования.

Для оценки ПР ГПС необходимо определить значения сриня; того множества анализируемых показателей функционирования ГПС, например средняя производительность, средняя длительность производственного цикла СДПЦ). Погрешность определения анализируемых - показателей А У - (Ду^а) >м, удовлетворяющая условиям принятия'

Рис.1.

Классификация неопределенности .оценки П? с использованием имитационного моделирования.

решения» определяется следующими постановками:

йУх —> ( д vi д va yi Разд V .min) , где M - количество показателей функционирования, представляемых ЛПР на этап оценки;

Л /j разд " точность оценки, обесп'ечивающзя достоверность отличия по i - тому показателю ( получаемая в ходе моделирования ). Д у1 д - задаваемая ЛГР точность оценки 1-го показателя.

Для общего случая можно записать: ,дУ1 -> min I Cûy1 д ) V (Ayj > ду 1 ра3д>

Задача оценки ПР ГПС с использованием ИМ в условиях неопределенности формулируется следующим образом: для каждого ПР - е А

1. оценить значение iy^a) +ду±СеС»• с У(а), при условии

ДУ4 —> min | Rn, где .

m - количество показателей, оценивемых при моделировании.

2. определить принадлежность получаемой оценки области допустимых значений у^(а) € Й. • , где

Q - область допустимых значений показателей функционирования ГПС..

3. определить Степень влияния параметров ПР ГПС на множество анализируемых показателей ~ < х >

N - количество параметров, характеризующих ПР ГШ.

Для разработки концепции оценки ПР ГПС рассмотрены основные положения, связанные' с моделированием в условиях неопределенности: '

- существенным недостатком использования ИМ являются значительные затраты ресурса моделирования Rm - стоимость разработки ИМ, в рею счета ЭВМ и др.;

- эффективность моделирования, определяется величиной' уточнения расчета анализируемых показателей функционирования ГПС,-но. лученной на ИМ в пределах располагаемого ресурса моделирования;

- уточнение расчета определяется изменением степени детализации ИМ, количества анализируемых параметров ПР и количества наблюдений процесса при имитации, вида модели эксперимента, то есть изменением параметров метода оценки (Qm) и СШ (Qc).

В процессе оценки ПР необходимо связать неопределенность параметров ПР ГЛС и ИМ по условию ограниченности ресурса моделирования с точностью расчёта анализируемых показателей фукгщиониро-вания ГПС. Для разработки метода и методики оценки ПР ГШ а условиях неопределенности и ограничения ресурса проектирования предложена концептуальная модель:

Г - < -Ур д Хр ДXJ , Им^У^), ]- г,2,3,... | Яп > ,

J - втал оценки ПР ГПС ;

Д X - неопределенность парметров ПР ГПС;

- Ом и Ос.

Взаимосгвязь параметров и показателей ПР и ИМ ГПС представлена на рис. 2.

г - показатели использования ИМ (время счета, объем памяти и др.) -Рис. 2. Взаимосвязь параметров и показателей ПР и ИМ ГПС.

I

1 В соответствии с предложенной концептуальной^моделью оценка . ПР осуществляется поэтапно с введением промежуточного анализа получаемых результатов. В качестве оптимизируемой величины выступает уточнение расчета по множеству анализируемых показателей функ-8

ционирсвания. Эффективность•оценки ПР обеспечивается связыванием требуемого, ресурса моделирования с эффектом от уточнения оценки показателей ПР. Погрешность оценки показателей фнкционирования проектируемой ГПС с использованием факторного ИЭ может быть представлена (рис. 3):

АУ^а) - Д Уо1(а) + Дур1(а) - Д уо1(а) + ДуД1(а) +дуС1Са), где ДУо1(а) - погрешность оценки величины показателя, связанная с реализацией факторного ИЭ; д ур1(а) - погрешность связанная с реализацией.отдельного имитационного прогона;

ДУД1(а) - погрешность оценки показателя, определяемая детализацией ИМ;

ДуС1(а) - погрешность оценки показателя, определяемая реализацией процедуры имитации.

ИМ^ - ИМ наименьшей степени детализации;

ИМд - эмуляционная КМ.

д у - статистический разброс, оценки показателя Функционирования при наблюдении производственного процесса.

Рис. 3. Составляющие погрешности оценки ПР ГПС методом факторного имитационного эксперимента.

Процесс достижения требуемой точности оценки ПР ГПС

Л у^(а) —> min I Rn иояно соответственно декомпозировать:

Л yoí(a) —> mln|R°, ûyAiia) —> mini В*,'A y0j(a) —> min|R£ ,

■rm' ^м ' rm ~ соотвегстУ^е доли ресурса моделирования.

Третья глава посвящена исследованию процесса имитации ПР ГШ, определению параметров процедуры имитационного моделирования -объемов выборки Со и отсечки dg; разработке метода оценки.

Для оценки ПР ГПС необходим получить значения показателей функционирования в установившемся ремиме, когда изменение величин показателей не зависит or начальных условий и подвержено лииь случайным отклонениям. ИЗ показали, что составляющая погрешности оценки лyç показателя средней производительности ГПС для рассмотренных органиаационно-технрлогических характеристик начиная с 1000 наблюдений не зависит or параметров ПР ГПС и определяется только параметрами процедуры имитационного моделирования, то есть величина выборки может быть зафиксирована (qg - 1000. -const) . Показано, что при моделировании установившегося режима функционирования ГПС существует величина отсечки, обеспечиващзя наибольшее уточнение оценки, которая определена экспериментально (300 наблюдений), тогда

. дУс(а) —>n¡iry' а^ —>mln , < 300 - const)

Зафиксированный объем огсечю' позволяет использовать" полученную в ИЭ зависимость погрешности оценки д ур показателя средней производительности ГПС (в 1) '

А Ур - 6,69 - 0.00094 q2

для контроля представительности результатов имитационного погонь в интервала изм-н^ния объёма выборки 1000 ~ "ООП , наблюдений лри оценке' проектируемой ГПС, па разработанной методика.

Результаты 15? такааали существенную зависимость показателей функционирования ГПС от способов задания входного потока заготовок и представления струну pifo-компоновочного решения в ИМ. В результате исследования процеоса "имитации выявлен параметр, опреде-ляюдий качество оценки ПР в условиях неопределенности - количество варьируемых фагаоров И? (п), которое характеризует детализацию Hi и неопределенность ПР ГПС;

10' •

д УА (а) —> И1П | ^ п-> орЬ

д у0 (а) —> мп ]

Требования эффективности оценки функционирования проектируемой ГПС, анализа работоспособности ПР ГПС в интервале возможного изменения параметров ПР и выявленный параметр, ■ характеризующий ■ детализацию ИМ и неопределенность ПР ГПС, определяют обс?ие принципы построения метода оценки - Д<Н©:

1. Последовательное усложнение имитационной модели (или выбор направления построения ИМ) при экспериментах.

2. Анализ влияния неопределенности параметров ПР ГПС от худшего к наиболее вероятному по модели факторного эксперимента.

3. Анализ целесообразности продолжения ИЭ по результатам сравнения требуемого ресурса моделирования и эффекта от уточнения оценки анализируемых показателей разрабатываемой ГПС.

В ходе ДФИЭ осуществляется переход к более детализованным ИМ. Направление усложнения модели определяется по результатам предыдущих этапов эксперимента. Позтому планы ДХИЭ не могут быть построены заранее в полном обгеме (для достаточно большого количества факторов) и достраиваются (дополняются) в ходе ИЭ. Для ИМ определяется совокупность варьируемых факторов и строится первый блок Д4ИЭ, причем первая точка плана - худший вариант (с точки зрения функционирования ГПС ) состава исходных данных (ИД). Исходя из располагаемого ресурса моделирования на текущей.этапе и результатов ИЭ предыдущего блока экспериментов строится следуквдй блок ДФИЭ: Факторы, не включенные в ИЭ текущего блока сохраняют худшее значение, незначимые - среднее. Решение о включении текущего фактора в Д4ИЭ принимается на основании результатов моделирования в точке пространства параметров по лучаеиу и/ипн худггему варианту состава исходных данных по величине ожидаемого уточнения оценки (рис.4). -

Для получения качественной оценки ПР при ограничении ресурса ' проектирования начальная ИМ должна описывать основные процессы ГПС и обеспечивать возможность расчета наиболее значимых показа- ' телей функционирования в ' системе ■ предпочтений ЛПР. Метод ДФИЭ требует таким образом кроме определения совокупности показателей их ранжирования по значимости, а та&юе знания о степени влияния параметров ПР на эти показатели для формирования последователь-

11

ности включения параметров ПР в ДФЮ. Для ранжирования анализиру-ешп показателей и выбора недоминируемого" (наиболее значимого) показателя используются ыотоды теории нечетких множеств, что позволяет внести опеределенный формализм в постановку задачи ранжирования показателей функционирования (рис.1). Выбор недоминируе-' мого показателя позволяет осуществить; предварительное ранкирова- • ние параметров ПР ГПС (для последовательного анализа в ДФЮ) с использованием методов "отсеивамцего эксперимента", один из которых - метод экспертных оценок -рассмотрен в работе.

В четвертой главе. на основе результатов исследования метода ДШЭ разработана методика оценки ПР ГПС с использованием имитационного моделирования. Приведено описание разработаного ПО автоматизации факторного ИЭ.

Для .разработки методики проведена оценка исследуемого ПР ГШ методом ДФИЭ. При этом получены следующие' основные результаты:

1. Интервал прогнозируемого изменения анализируемых показателей функционирования ГПС, связанный с неопределенностью моделируемых параметров Г1Р ГПС (рис. 4) относительно среднего значения составил: по средней производительности до 15.5 по средней ДПЦ - до 29 Z, по стоимости Незавершенного производства (КЗП) -до 24.5 X, по времени ожидания переналадки - 22 2. Погрешность отнт среднего значения .показателей соответственно составила 5.8Х, 8.62, З.Г2, 2

_____ 2. Выявлены значимые параметры ПР..по анализируемым показателям, например для средней.производительности ГПС - станкоеыкоеть деталей группы А; для времени ожидания перенапад)си - станкоем-кость деталей группы В и среднее время переналадки оборудования при переходе на обработку очередной партии запуска.

3. Уточнение оценки показателей в сравнении с оценкой исследуемого ПР пс средним значениям параметров для интервалов прогнозируемого изменения показателей при эксплуатации ГПС, составило от 2.5 до 33.5%. Сокрадашё времени моделирования за счет использования ИМ пониженной степени детализации составило 17X.

Сценка функционирования» проектируемой ГПС (экспертиза ПР) осуществляется на двух этапах. На подготовительном этапе по номенклатуре показателей функционирования-; представляемых ЛЛР, осу-* орствляется" вьйор СИМ. После формирования состава и задания пре-делег. изменения параметров, характеризующих исследуемое ПР, осу-гэствляются ранжировки показателей и параметров с использованием нотодов теории нечетких множеств и отсеивакшэго эксперимента соот-

"'2

зетственно. По результатам ранжирования, выбранного недоминируемого показателя функционирования ГПС и условий оценки проектируе-

средняя произв., перед, парт./час

1 - оптимистическая оценка

2 - наиболее вероятная оценка

3 - пессимистическая оценка

-5"' 4

гр.А гр.В гр.В сред. вр. станкоемкость деталей перепал.

ИШ

факторы УЭ сред.вр.

наработки на отк^з

1т

у (а) 4

0.5 -0.3 0.1

стоимость НЗП, руб/перед. парт

погрешность оценки

А . А ■ й

факторы 11Э

Д'- величина прогнозируемого уточнения оценки показателя. Рис. 4. Оценка ПР ГПС методом ДОИЭ.

мой ГПС формируется начальная ИМ. После проверки правильности подготовленной ИМ и определения варьируемых факторов, планируется первый блок -ДФИЭ. Переход к этапу моделирования осуществляется после определения параметров процедуры имитации и факторного ¡эксперимента. • .

На этапе моделирования производится расчет показателей Функционирования проектируемой ГПС по регрессионным зависимостям, по-

13

I

лучаемым в ходе Д<ЕИЭ. Ранжированный ряд параметров ПР ГПС и недо-минируешй показатель функционирования могут изменяться в соответствии с полученньши результатами. Завершение этзла моделирования осуществляется при выполнении требований ЛТР по точности оценки анализируемых показателей функционирования, либо в случав обоснования нецелесообразности продолжения ИЗ.

В пятой главе приведены результаты апробации методики оценка ПР ГПС с использованием ИМ и разработанного ПО при экспертизе технического проекта (ТП) ГПС ХКЗ. В рамках проведенных работ вы полнена ¡экспериментальная проверка адекватности ИМ ГПС подтвер дившая возможность получения требуемой точности оценки функшюни рования ГПС в ПОДСШ.' При апробации получены следующие основш. результаты:

1. Определены "узкие места" ПР ГПС ХКЗ:

- группа основного технологического оборудования СОТО) - №. еффициент технического использования за моделируемый иктерЗо функционирования выаел за область допустимых значений для .показе теля загрузки ОТО. Параметром, определившим выход за область дс пустимих значений является неопределенность проектной станкоем кости операций черновой обработки по группе деталей;

- принятый при. проектировании объем буфера центрального склада недостаточен для автоматического функционирования. В ГПС может, возникать ситуация блокировки хода производственного про-

_ цесса когда ГШ зе мо»ат-функционировать- далее, Для развязки встречных потоков полуфабрикатов необходимо уве'личнис емкости буферного склада.

2. Применение имиггвдтонного моделирования по средним значе-. ниям параметров ПР ГПС ХКЗ при разработке ГШ не обеспечило выявление "узких мест" и получение достоверной оценки показателей функционирования ГПС ХКЗ.

3. По результатам экспертизы ТП ГПС ХКЗ принято решение о прекращении ИЭ и проведении дополнительных проектных работ по выявленным "узким местам" с использованием полученных рекомендаций.

п

Обшле выводы. ' .

1. В работе решена актуальная задача повышения качества оценки ПР ГПС за счет учета неопределенностей, характерных для исходных, данных. проьктирования, используемого метода оценки и процедуры имитационного моделирования.

2. Для повышения точности и эффективности прогнозирования будующях показателей функционирования ГГС для принятия решения на отапе проектирования необходимо учитывать неопределенность, характеризующую компоненты оценки и возможность использование ИМ "различной степени детализации в условиях ограничения ресуоея проектирования . ■ •

' 3. Разработана' концептуальная модель для оценки ПР ГНС с использованием Ш отличага^яся от известных подходов разбиением цикла оценки на этапы с анализом эффективности уточнения прогнозируемых показателей функционирования ГПС и соответствующей коррекцией параметров метода оценки и ИМ.

4. На основе предложенной концептуальной модели для оценки ПР ГПС с использованием ИМ разработан новый ыетод сценки ПР ГПС -ДЗМЭ, позволяющий получить формальные зависимости анализируемых показателей от параметров ПР при ограничении ресурса проектирования и обеспечивавдий достижение задаваемой точности оценки.

5. На основе разработанного ыетода выявлено, что погрешность оценки показателей функционирования ГПС (средняя производительность, ДПЦ и др.) существенно зависит от неопределенности исходных данных ПР ГПС и степени детализации используемой ИМ. Исследования показали, что разброс времени обработки деталей в 10-12 % р времени переналадки в 20 X приводит к изменению показателей функционирования от 2.5 до 33.5Х. Дополнительная погрешность оценки, определяемая детализацией ИМ может составлять от 10 до 70%.

6. Проведенные исследования показали повызеяие качества оценки за счет определения интервалов возможного изменения величин показателей при функционировании ГГС, связанных с неопределенностью параметров ПР, а такие выявления существенных факторов моделируемого производственного процесса.

7. В процессе выполнения исследований выявлены параметры ПР ГПС и получены зависимости, характеризующие ожидаемую погрешность оценки, связанную с процедурой имитации для показателей средней производительности и ДПЦ, что позволяет автоматизировать контроль качества имитационных прогонов в ДФИЭ.

8. Сформулированы требования к составу показателей функшю-» нирования проектируемой'ГПС для проведения экспертизы проектного решения с использованием имитационого "моделирования.

9. С использованием разработанной методики оценки функционирования ПР ГПС осуществлена экспериментальная проверка адекватно

ности ИМ. Точность оценки анализируемых показателей по (средним ■ значениям) действующей ГПС АСК-20 на ИМ составила 1-4 X. По результатам проверки определены характеристики ПР ГПС, адекватно моделируемые в ГЮДСИМ ГПС.

10. По материалам диссертации разработаны и внедрены в промышленности методические рекомендации, ПО факторного ИЗ, комплекс . ИМ для оценки ПР ГПС.

11. Апробирование результатов исследования и разработанного ПО при экспертизе ТП ГПС ЖЗ позволило определить "узкие места" . ПР и направления доработки проекта. Предотвращенный ущерб от внедрения неэффективного ПР ГПС ХКЗ (в расчете на подовую программу) составил 10 тыс. руб. Обплй.подтвержденный экономический эффект использований результатов диссертационной работы составил 42 тыс. руб. в год.

Публикации по теме- диссертации.

1. Лагута B.C. Оценка проектных решений ГПС с использованием имитационного моделирования //Технология. Серия Гибкие производственные системы и робототехника. - 1989,- Вып. 5.- С.17 - 22.-Д.с.п. '

2.Лагута B.C., Яеиновский С.И. Технология сквозного ыодели-рования при проектировании ГПС //Труды МВТУ. - 1987. - N490. -С.ЗЗ - 41.

3. Моделирование - структуры и показателей функционирования - -ГПС из типовых элементов на стадии проектирования: Метод, реко-ыендаияи/ Горнев В.Ф., Войтов В.Н., Кузьмин С.П., Лагута В.С. и др. - М.: БНШГЭМР, 1988. - 80с.

4. Экспертиза технических проектов ГПС. механообработки с использованием имитационного моделирования: Метод, рекомендация/ Горнев В.Ф., Емельянов В.В., Лагута B.C. и др. Утв. НИИГСХМ, НИ-ИАПП №ТУ им. Н.Э.Баумана- Срок действия с 1.07.89. - М.: НПО Ш-ИГСХМ, 1989. - 75с.