Файл: Голенко Д.И. Статистические модели в управлении производством.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 11.04.2024

Просмотров: 135

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

tj

поступления очередной заявки (требования) в

систе­

му

(формирование реализаций

потока заявок);

 

 

Р2 — проверка условия tj<T,

где Т — граница

интер­

вала времени [0,Т], на котором изучается функциониро­ вание системы;

Р3 — проверка условия /j</j_i(C B ), где ^--i( C B ) момент освобождения канала от обслуживания предыдущей за­ явки;

сти

Ф 4

— формирование

случайных

значений

длительно­

ожидания

в соответствии

с законом

распределения

ф(т(>*>);

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

[tj,

Л 5 вычисление

верхней

границы

гуж>

интервала

tjW] ожидания

заявки

в

очереди;

 

 

 

 

 

Р6

— проверка

условия

tyH0<(,-_1<CB);

 

 

 

 

F7

— формирование

момента

начала

обслуживания

/-й

заявки

z'jW=/j _1 (C B );

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Fs—формирование

 

момента

начала

обслуживания

/-й заявки

 

tj(H)=ty,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ф 9

— формирование

случайных

значений

длительно­

сти обслуживания

т

(времени

занятости

канала) в соот­

ветствии с законом

распространения

/ ( т ) ;

 

 

 

Л1 0 -вычисление момента

^ / с в ) окончания

обслужи­

вания /-Й заявки

(момента

освобождения

канала);

 

Ри

— проверка

условия

^/ о в ) ^ Т ;

 

 

 

 

 

 

Ки

— счетчик

количества

m

обслуженных

заявок;

 

A iS

— вычисление

длительности

 

tjW — tj

ожидания

обслуживания

(времени

 

пребывания

в очереди) для у-й

заявки;

 

 

 

'

 

 

 

 

 

 

т,

 

 

 

 

/Сі4 — счетчик

количества

заявок

получивших от­

каз;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

N

 

 

 

/(is счетчик

количества

реализации

при модели­

ровании;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Р\б — проверка

условия

N<N*,

 

где

JV*—-заданное

количество

реализаций,

 

необходимое

для

обеспечения

требуемой точности

расчета;

 

 

 

 

 

 

 

 

Fi7

— переход

к очередной

реализации;

 

 

 

A is — обработка

результатов

моделирования;

 

Я19 — окончание

вычислений

и

выдача

результатов.

 

Операторная схема моделирующего алгоритма имеет

следующий

вид:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

даФі

 

Р 2 ! 1 5

Р Щ

 

Ф 4

 

А,

я г

 

П *F8 7% Лі0 Р 1 ц и К12


 

Л 1

6,11/fl

l i s

п

р \

 

 

П

13

 

^ 14

' Ч 15

^16118

17

 

 

 

 

 

16А18

 

Я19.

 

 

Перед началом моделирования должны быть заданы

начальные

условия,

соответствующие

практической

сути дела. Например,

если при ^ = 0

канал

свободен и

заявки в систему

еще не поступили, то начальные усло­

вия будут иметь вид:

 

 

 

 

 

f0

= 0,

i/_iB ) = 0,

m = 0,

m = 0,

7V = 0.

В качестве исходных данных для решения задачи должны быть указаны границы интервала Т исследова­ ния процесса, закон распределения потока заявок, зако­ ны распределения /(т) и ср(т( ж ) ), а также количество реализаций N*, обеспечивающее заданную точность.

Такого рода моделирующий алгоритм можно рас­ сматривать как частный случай синхронного моделирую­ щего алгоритма. Здесь рассматривается система с одним аппаратом, неограниченной очередью, с ограниченным временем ожидания и выбором из очереди в порядке по­ ступления. На рис. 6.11.1 представлена укрупненная блок-схема этого алгоритма. Блок У формирует время поступления очередного требования, а также осуществ­ ляет переход к очередной реализации, обработку и вы­ дачу результатов моделирования. Если tj'^tj-l<-CB'> (Pi), то требование поступает на обслуживание в момент tj. Если же требование поступило в момент, когда аппарат еще не закончил обслуживание предыдущего требова­ ния, то обслуживание поступившего требования начнет­ ся в момент освобождения аппарата, если, конечно, оно не будет потеряно до этого 2)-

Таким образом, очередь требований здесь непосред­ ственно не моделируется. Если /-е требование становит­

ся в очередь, то в момент tj сразу определяется

время,

когда оно будет обслужено. При этом

как бы происхо­

дит моделирование работы алгоритма

вперед.

Напри­

мер, если /-е требование

оказывается

п-м в очереди, то

в результате выполнения

предыдущих

(п1) шагов бу­

дут подсчитаны времена конца обслуживания для всех предыдущих (п—1) требований, стоящих в очереди, причем все они так же, как и ^ ( с в ) , будут больше tj

(св) (св) (св) (св)

tj tj—n—i tj—п *С • • • *С tj—i tj


У

Pi

нет

нет

Фиксация

потери

требова­

ния

Под

Подсчет Времени

ожидания

Рис, 6. 11. 1. Частный

случай синхронного моделирующего

'

алгоритма.

Естественно, что для рассматриваемой системы такой способ моделирования возможен. Если же мы имеем де­ ло с более сложной системой, например, при более слож­ ной дисциплине обслуживания (см. ниже), то моделиро­ вание работы аппарата при поступлении требования в момент tj возможно только до момента tj.

В качестве более сложной системы рассмотрим одноканальную систему массового обслуживания [6.13], имею­ щую по сравнению с ранее рассмотренной следующую модификацию. В момент освобождения линии f,-_i(C B ' в очереди может оказаться несколько заявок. Для отбора всех т ( ж ) , соответствующих заявкам, находящимся в оче­ реди, необходимо предусмотреть специальные операто­ ры. Далее, при рассмотрении #ж> для всех заявок, ожи­ дающих обслуживания, требуется выбрать наименьшее Ит\ обозначаемое в дальнейшем / ш і п ( ж ) , и по отношению к нему решать вопрос о возможности обслуживания со­ ответствующей заявки. Наконец, после начала обслужи­ вания очередной заявки необходимо оставшиеся в оче­ реди заявки перегруппировать и рассматривать их как претендентов на обслуживание наряду с заявками, по­ ступившими позднее.

Настоящий алгоритм является типичным синхронным моделирующим алгоритмом. Алгоритм моделирования простейшей многоканальной однофазной системы [6.13], содержащей п идентичных каналов, отличается от из­ ложенного выше лишь дисциплиной выбора аппарата в случае свободности нескольких из них. По своему пост­ роению он также является типичным синхронным моде­ лирующим алгоритмом.

Алгоритм для моделирования системы массового об­ служивания более общего характера [6.13] также явля­ ется типичным синхронным моделирующим алгоритмом.

Рассматривается многоканальная однофазная систе­ ма, на входе которой происходит распределение требо­ ваний входящего потока между каналами в соответст­ вии с некоторым алгоритмом G, реализуемым специаль­ ным устройством. Это устройство работает только в дис­ кретные моменты времени tn(Q\ Для всех заявок, посту­ пивших до tn(G\ выделяются каналы обслуживания и оп­ ределяется возможное время начала обслуживания (в зависимости от параметров требования и т. д.). Если об­ служивание возможно в интервале (trSG\ tn+l(G)), то оно производится, в противном случае возможность обслужи-


вания требования рассматривается в следующий момент

Таким образом на каждом шаге в момент іп(аї моде­ лируется обслуживание требований, поступивших до trSG\ Рассматриваемый алгоритм является синхронным моделирующим алгоритмом, причем «синхронизация» процесса моделирования производится не требованиями входящего потока, как в предыдущем алгоритме, а моментами срабатывания одного из устройств системы— распределителя требований между каналами.

§ 6.12. Пример использования моделирующего алгоритма внутришаговым разблокированием для исследования управляющей вычислительной системы

Моделирующий алгоритм с внутришаговым разбло­ кированием был применен для исследования информа­ ционных процессов в управляющей вычислительной си­ стеме «Импульс», предназначенной для оперативно-дис­ петчерского управления участком «мартен—блюминг» металлургического комбината [6.2]. Объект управления (рис. 6.12.1) охватывает разливочные площадки марте­ новского цеха, стриппер, отделение нагревательных ко­ лодцев блюминга, двор изложниц и железнодорожные пути, по которым происходит циркуляция составов с из­ ложницами.

В мартеновском цехе производится разливка стали в изложницы, и затем составы со сталью перевозятся на железнодорожные пути парка кристаллизации. После отстоя на этих путях, во время которого происходит кристаллизация слитков, составы перевозятся в стрип­ пер. В стриппере производится подготовка к посаду слитков в нагревательные колодцы блюминга. Затем со­ став перевозится в отделение нагревательных колодцев, где производится операция посада. Порожний состав с изложницами перевозится после этого в парк охлажде­ ния. После того как изложницы охладились до нужной температуры, состав перевозится во двор изложниц, где изложницы подготавливаются к новой разливке. Затем

со

00

Пульт Таило диспетчера диспетчера

3

 

Устрой­

Вычисли­

Устрой­

 

 

 

ство

тельная

ство

 

 

 

бдода

часть

быбода

 

 

 

 

Устрой с тба железно­

 

 

 

 

дорожной

абто/іа тики

 

 

Мартенобский

{коммцтагорх

T t t l f i f t t t t —

 

 

цех

 

 

 

 

 

 

Пари кристамизащії

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

Ч ~ — ь

 

— _транспортная

операций

 

изложниц

 

 

 

 

— • —-

передачи по линии сбязи

 

 

 

q

упраЬление

сгрепкоа

 

 

 

датчик наяичия состава

 

 

 

 

ручного ббода на mcrg~

 

 

 

 

Выполнения

технологической

Рис. 6. 12. 1. Система управления участком «мартен — блюминг» металлургического

операции

 

 

 

комбината.


подготовленный состав ожидает в парке отстоя своей очереди для подачи под разливку в мартеновский цех.

Всего на объекте циркулирует около 50 составов, ко­ торые перевозятся пятью локомативами. Назначением системы является такое планирование последовательно­ сти выполнения операции над составами, которое обес­ печивает, с одной стороны, минимизацию простоя блю­ минга из-за отсутствия металла и, с другой — своевре­ менную подачу составов под разливку. Решение этой за­ дачи производится в условиях неравномерности и боль­ ших возмущений в графике выпусков плавок в марте­ новском цехе, а также случайных колебаний длительно­ сти выполнения операций на объекте.

В систему поступают сообщения о начале и конце операций в мартеновском цехе, стриппере, блюминге и дворе изложниц. Эта информация вводится соответст­ вующим персоналом через пульты ручного ввода. Сооб­ щения о начале и конце выполнения транспортных опе­ раций поступают из устройства железнодорожной авто­ матики, которые формируют эти сообщения с помощью автоматических датчиков, установленных на железно­ дорожных путях.

Ввод всей информации в вычислительную часть си­ стемы производится с использованием прерывания. Ком­ мутаторы производят опрос пультов и, обнаружив нали­ чие требования на ввод, передают это требование в уст­ ройство прерывания. Тогда выполнение текущей про­ граммы прерывается и через устройство ввода в специ­ альную зону памяти, которая играет роль входного на­ копителя, записывается соответствующее сообщение. В эту же зону аналогичным путем производится запись сообщений из устройств железнодорожной автома­ тики.

Обработка сообщений, хранящихся во входном нако­ пителе, состоит в формировании рекомендаций на вы­ полнение операций, которые выдаются диспетчеру, отве­ чающему за технологический процесс на объекте, через устройство вывода и табло. Сообщение об утверждении рекомендации вводится с пульта диспетчера в память (в другой входной накопитель) также с помощью пре­ рывания. Обработка этого сообщения состоит в форми­ ровании на основе соответствующей рекомендации уп­ равляющей команды на выполнение транспортной one-