ВВЕДЕНИЕ 4
1 Имитационное моделирование 5
1.1 Математическое моделирование 5
1.2 Имитационное моделирование 5
1.3 Инструменты для создания имитационных моделей 6
1.4 Применение имитационного моделирования 8
2 Применение имитационного моделирования в автоматизированном производстве 9
2.1 Первая задача 9
2.1.1 Постановка задачи 9
2.1.2 Реализация имитационной модели 11
2.1.3 Результаты моделирования 18
2.1.4 Верификация полученных результатов 19
2.1.5 Анализ полученных результатов 20
2.2 Вторая задача 20
2.2.1 Постановка задачи 20
2.2.2 Реализация имитационных моделей 25
2.2.3 Реализация имитационной модели с помощью средств GPSS 25
2.2.4 Реализация имитационной модели с помощью средств Autodesk Factory Design
Suite 26
2.2.5 Верификация полученных результатов 28
2.2.6 Анализ полученных результатов 28
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 29
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ И ЛИТЕРАТУРЫ 30
ПРИЛОЖЕНИЕ А 31
В самых разных областях практической деятельности могут возникнуть задачи, решения которых добиться достаточно сложно. Подобные сложности могут возникнуть из-за того, что объект исследования, например, дорогостоящий или очень сложный. Могут возникнуть ситуации, когда исследуемая система не существует вообще. Обычно в таких ситуациях прибегают к созданию модели объекта исследования и последующему ее изучению.
Одним из методов созданий моделей является аналитическое моделирование. Данный метод подразумевает представление системы в виде функциональных зависимостей, описывающих процессы, протекающие в системе. Однако подобные зависимости не всегда известны, и не все объекты можно достаточно просто описать с помощью подобного метода. Иногда необходимо представить модель в динамике, что невозможно реализовать с помощью аналитического моделирования. Альтернативным методом, призванным решить подобные проблемы, является метод имитационного моделирования.
Метод имитационного моделирования достиг своей популярности сравнительно недавно, с развитием ЭВМ. Данный метод позволяет описывать системы в виде логико - алгоритмического построения. Реализация моделей с помощью данного метода осуществляется на ЭВМ в виде программ. Все это в совокупности предоставляет моделям более гибкие возможности, которые невозможно или очень трудно достичь при помощи аналитического моделирования. Для построения моделей используют различные специализированные языки программирования, называемые моделирующими языками. К ним относятся такие языки, как CSL, SIMULA, GPSS, SIMSCRIPT. Наибольшее распространение из них получил язык GPSS, который и используется в данной работе.
В настоящее время большое количество производств переходят на автоматизированное или автоматическое производство. Данный процесс занимает большое количество времени и средств. Для того, чтобы заранее узнать возможности будущего производства прибегают к моделированию, так как описание производства с помощью аналитических моделей является очень трудоемкой задачей, иногда попросту неразрешимой.
В данной работе было рассмотрено применение метода имитационного моделирования в автоматизированном производстве. Для рассмотрения были выбраны две задачи. В первой задаче рассматривается гипотетическая гибкая производственная система. Данная задача представлена для демонстрации возможностей метода имитационного моделирования и GPSS, в частности. Во второй задаче рассматривается пример реального автоматизированного производства - автоматизированная сварочная линия по производству брызговика правого переднего крыла с лонжероном в сборе автомобиля ВАЗ-1118.
В данной работе был рассмотрен метод имитационного моделирования и его применение в автоматизированном производстве. В ходе работы были построенные имитационные модели для гипотетической гибкой производственной системы и для автоматизированной сварочной линии. Для построения имитационных моделей использовалась среда разработки GPSS WORLD, для визуализации - AUTODESK FACTORY DESIGN SUITE и для верификации данных - AUTODESK PROCESS ANALYSIS.
С помощью построенной имитационной модели гипотетической гибкой производственной системы определены производственные возможности: количество готовой продукции, количество автоматически управляемых транспортных средств, среднее время производства и коэффициенты загруженности оборудования. На основе этих данных был проведен анализ, по результатам которого показана разница в непрерывной и очередной подаче продукции на производство, а также разница между индивидуальным и общим использованием автоматически управляемых транспортных средств.
В ходе решения второй задачи было продемонстрированно применение метода имитационного моделирования для реальных возможных задач. Для этого была выбрана автоматизированная сварочная линия по производству брызговика правого переднего крыла с лонжероном в сборе автомобиля ВАЗ-1118. В результате определены коэффициенты использования постов и стоимость производства.
Применение имитационного моделирования для решения этой задачи позволило продемонстрировать возможности данного метода для создания моделей автоматизированного производства.
