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
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 (Р2)-
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 |
(п—1) 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 <С tj—n—i *С tj—п *С • • • *С tj—i <С 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-