SZTTY HAPKOWE POLITBCHKIKI ŚLĄSKIE.; 1988 5x k o i . 971
parad I fa la , Henryka G ądek-Eadeja liffl Łrakón
S tr e s z c z e n ie « W p ra c y zaprezentow ano sy m u la to r (komputerowy model s y m u la c y jn y )s y s te m u wspomagania s y n te z y p rz y b liż o n y c h algorytm ów o p ty m a liz a c ji d la d y s k re tn y c h procesów przem ysłow ych. Sym ulator um ożliw ia o b l i c z e n i e d o p u szczaln y ch ro zw iązań zag ad n ień decyzyjnych do ty cząb y ch w ie lk o ś c i p a r t i i produktów , harmonogramu p ro d u k c ji i pewnych z a g a d n ie ń w ie lk o ś c i zapasów . .
Uprowadzenie _
!£ają'c na uwadze operaty w n e s te ro w a n ie p ro d u k c ją , w ydaje s i ę , te s z c z e cinie ważnym a p l i k a c y j n i e j e s t o b s z a r problemowy obejm ujący z a g a d n ie n ia israonogramowania procesów p ro d u k cy jn y ch z uw zględnieniem o g ra n ic z e ń dfćzyoperacyjnych (o g ra n ic z o n a pojem ność ma^.zynów m ięd zy o p eracy jn y ch , pnezbrojenia maszyn, i t p ) o r a z z a g a d n ie n ia m ieszane i harmonogramowanie - 'terowanie p ro d u k c ją i zapasam i / 1 ,2 ,3 / •
Do mało ro zpoznanych z a g a d n ie ń n a le ż ą t e , w k tó ry c h Je d n o c z e śn ie m l e t y 'jznaczyć harmonogram i w ie lk o ść p a r t i i wyrobów lu b harmonogram zapew nia
łby w łaściw e poziomy zapasów . Zwróćmy uwagę, i e z a g a d n ie n ia teg o o b szaru 'zdecydowanej w ię k s z o ś c i n a le ż ą do H P -tru d n y ch . W u k ła d z ie s te ro w a n ia produkcją muszą być kompensowane l i c z n e z a k łó c e n ia , co p o c ią g a za sobą tonieczność w yznaczania s te ro w a n ia operatyw nego w c z a s ie rzeczy w isty m . Ł przykład muszą być przeprow adzane c z ę s t e k o re k ty harmonogramów na Irodze o b l i c z a n i a nowych, k tó r e u w z g lę d n ia ją a k tu a ln ą s y tu a c ję o d cin k a produkcyjnego - s t a n początkow y p ro c e s u . S p o s trz e ż e n ia t e u z a s a d n ia ją telowość s to s o w a n ia p rz y b liż o n y c h metod o p ty m a liz a c ji s te ro w a n ia tperatywnego .
» I n s t y t u c i e A utom atyki AGH j e s t re a liz o w a n y komputerowy system w spo- W gania .s y n te z y p rz y b liż o n y c h algorytm ów d la p o trz e b operatyw nego a t e r o — hnia d y sk re tn y c h procesów przemysłowych (KWSP) omówionego powyżej o b sza
ru problemowego.
W fcraca J e s t r e a l i z o w a n a w ramach programu re so rto w e g o H P .I.0 2 " T e o ria 'terowania i o p ty m a liz a c ji c ią g ły c h układów dynam icznych i procesów Ijskretnych" .
180 K onrad W a la , H enryka G ądek-tiade ja
Z ag ad n ie n ie s y n te z y a lg o ry tm u w yznaczającego operaty w n e s te ro w a n ie w c z a s ie rzeczy w isty m j e s t rozw iązyw ane z a pomocą system u KWSP w try b ie p ra c y i n t e r a k c y j n e j użytkow nika z kom puterem .
System KWSP um ożliw ia użytkow nikow i p racu jącem u nad algorytm em p r z y - . bliżonym s te ro w a n ia d la k o n k retn eg o o b ie k tu w ygenerow anie p o trzeb n eg o modelu komputerowego p ro c e s u p r o d u k c ji z a pomocą b lo k u zarząd zająceg o sy ste m u . W y starczy , że w tym c e lu poda on nazwy i p a ra m e try ch arak tery zu ją c e p r o c e s . Użytkownik ma t e ż do d y s p o z y c ji p a k i e t y programów optym ali
z a c j i , k tó r e p o z w a la ją - w t r y b i e p ra c y i n t e r a k c y j n e j z systemem - na s y n te z ę "d obrego" a lg o ry tm u s te r o w a n ia p ro cesem , p rz y czym s y n te z a polega na wyborze i s k ła d a n iu algorytm ów z modułów p a k i e t u programów optym aliza
c j i o ra z wyborze param etrów alg o ry tm ó w .
O czyw iście użytkow nik może ta k ż e u z u p e łn ió moduły p a k ie tu własnymi ro z w ią z a n ia m i. System komputerowy j e s t w ięc p rz e z n a cz o n y do zw iększenia kom fortu i vp r z y s p ie s z e n ia p ra c y nad s y n te z ą algorytm ów s te r u ją c y c h w fazie ic h p ro je k to w a n ia d la s z e r o k i e j k l a s y procesów przem ysłow ych.
W szy stk ie c z y n n o ś c i, j a k i e można wykonać za pomocą system u komputero
wego, s ą zwykle o k r e ś lo n e p r z e z fu n k c je system ow e. F u n k cje system u KWSF aą budowane na z a s a d z ie s k ła d a n ia z drobnych modułów.
Podstawowe fu n k c je sy stem u komputerowego KWSP to m odelowanie d y sk ret
nych procesów p ro d u k cy jn y ch o ra z o p ty m a liz a c ja ty c h p ro ce só w . Do re a liz a c j i f u n k c ji modelowania p ro c e s u p r o d u k c ji sy ste m j e s t wyposażony w symu
l a t o r , k tó r y j e s t p rz e z n a c z o n y do gen ero w an ia ro z w ią z a ń dopuszczalnych.
N ato m iast - na obecnym e t a p i e p ra c - do r e a l i z a c j i f u n k c j i o p ty m a liz a c ji sy stem j e s t wyposażony w dwa p a k ie ty programów o p ty m a liz a c ji ( r y a .1 ) i
- program y r e a l i z u j ą c e h e u r y s ty k i " p r o s t e " , t j . h e u r y s ty k i c h a ra k te ry z u ją c e s i ę t ą w ła s n o ś c ią , że z a sto so w a n ie k a ż d e j z n ic h do konkretnego z a d a n ia pozw ala o b lic z y ć jed n o ro z w ią z a n ie ( n p . s t o s u j ą c fu n k c ję p r i o r y t e t u ) f
- program y r e a l i z u j ą c e p o p ra w ia n ie ro z w ią z a n ia - su k ceso ry (n p . metodą
I_______________________ -____________________
B y s .1 . Ogólna s t r u k t u r a sy stem u KWSP
? i g . 1 . G en eral s t r u c t u r e o f th e KWSP sy ste m
janputerowy m odel s y m u la c y jn y »
131
W p racy j e s t o p is a n y s y m u la to r system u KWSP. Opis te n pozw oli C z y te l
nikowi w z o rie n to w a n iu s i ę w k l a s i e d y s k re tn y c h procesów przem ysłowych, które mogą być badane za pomocą system u KWSP. Rozważany sy m u la to r u m o ż li- lia ś le d z e n ie p rz e b ie g u d y s k re tn e g o p ro c e su w s y s te m ie produkcyjnym, którego celem fu hkcjonow ania j e s t r e a l i z a c j a zadanego programu p ro d u k c ji prsy m inim alnych k o s z ta c h . Program p ro d u k c ji za w ie ra in fo rm a c je o wyro
kach, k tó r e n a le ż y wytworzyó w u stalo n y m h o ry z o n c ie harmonogramowania.
Poszczególne wyroby ( p a r t i e wyrobów) s ą rep rez en to w a n e p rz e z o b ie k ty thwilowe system u p ro d u k c y jn e g o , n a to m ia s t o b ie k ta m i B tałym i s ą maszyny, mgazyny m ię d z y o p eracy jn e i k o l e j k i . T e ch n o lo g ia p r o d u k c ji wyrobu podaje informację o z b io r z e o p e r a c j i zw iązanych z wykonaniem wyrobu o ra z warun
kach r e a l i z a c j i o p e r a c j i za pomocą m aszyn. Jak o ść p rz e b ie g u p ro cesu p ro jekcji, o c e n io n a za pomocą f u n k c j i c e l u , z a le ż y od d e c y z ji s te r u ją c y c h iotyczących w ie lk o ś c i p a r t i i p o szc z e g ó ln y c h wyrobów o ra z k o le jn o ś c i r e a lizacji o p e r a c j i na m aszynach. D ecyzje s t e r n j ą c e s ą wyznaczone za pomocą łjgenerowanego p rz e z użytkow nika - d l a badanego przypadku system u produk
cyjnego - podprogram u decy zy jn eg o z pak ietó w programów o p ty m a liz a c ji komputerowego sy stem u w spom agania.
Podkreślm y, że ś le d z e n ie p rz e b ie g u p ro c e su produkcyjnego d la k o n k re t
nego programu p r o d u k c ji pozw ala o k r e ś l i ć w arunki czasowe r e a l i z a c j i teg o programu p rz e z p o sz c z e g ó ln e maszyny i tym samym o k r e ś la ro z w ią z a n ie z a
gadnienia w ykonania p r o d u k c ji *r p o s t a c i harmonogramu p r o d u k c ji. Jakość rozwiązania j e s t o c z y w iś c ie zdeterm inow ana p rz e z d e c y z je s t e r u j ą c e p rz e biegiem p ro c e su p r o d u k c j i . Tak w ięc sy m u la to r j e s t w ykorzystany w p ro c e - lie o p ty m a liz a c ji p ro c e s u p ro dukcyjnego do p rz e b a d a n ia e fe k ty w n o ści pew
nej lic z b y r e g u ł (m etod) s te r o w a n ia d la k o n k retn eg o system u produkcyjnego i programu p r o d u k c j i .
2. S p e c y fik a c ja in f o r m a c ji d o ty c z ą c e j d y sk re tn e g o p ro cesu przemysłowego P rz y ję to , ż e na zaso b y system u p ro dukcyjnego s k ła d a ją s i ę u rz ą d z e n ia , agregaty p ro d u k c y jn e , s ta n o w is k a p ro d u k c y jn e , ś ro d k i tr a n s p o r t u , k tó r e toótko będziem y nazywać maszynami o ra z magazyny m iędzyoperacyjne o o g ra niczonej p o je m n o śc i, p rz e z n a c z o n e do chwilowego przechowywania wyrobów będących w to k u r e a l i z a c j i (półw yrobów ). S ogólnym przypadku z b ió r maszyn
j e s t p o d z ie lo n y na n ie p u s te p o d z b io ry ( k » 1 ,2 ,..K ) ,
»ane gniazdam i p ro d u k cy jn y m i, t a k i e , t e JC^CiĄ i g d z ie l i \ Ą k \ ¿r L. Z każdym gniazdem zw iązana j e s t je d n a k o le jk a o p e ra cji A^ c z e k a ją c y c h na r e a l i z a c j ę p rz e z dowolną z maszyn
ir z y j ę t o , że w modelu sym ulacyjnym p ro c e s u produkcyjnego uw zględnia
*1? tylko magazyny m ię d z y o p e ra cy jn e zw iązana z p oszczególnym i gniazdam i
K onrad W a la , H en ry k a Gądek-EJade ja
maszyn (k = > 1 ,2 ,..K ). D o k ła d n ie j z a k ła d a s i ę , że w m agazynie HGfc (k»1, 2 , . . K ) będą chwilowo przechowywane p ó łp ro d u k ty , k t ó r e z a k o ń c z y ły obróbkę w g n ie ź d z ić W yróżnia s i ę n a s tę p u ją c e p r z y p a d k ii
- n i e i s t n i e j e magazyn po g n ie ź d z ie w t e n sp o só b uw zględnia s i ę o g r a n ic z e n ie m ię d z y o p e ra cy jn e ty p u "b e z m agazynu";
t3Gk»<w- pojem ność magazynu po g n ia ź d z ie j e s t n ie o g r a n ic z o n a ;
MCk“ (“ s m i n ^ ,mgm ai(k ^ “ 1)0 ^ i s t n i e j e magazyn, d la którego maksymalna pojem ność w ynosi (m g ^ T > “ Smin ^ » Batonia*t mgm^T1 o zn acza m inim alny zap a s p ó łp ro d u k tu w m ag azy n ie.
In fo rm a c ja t a pozw ala z je d n e j s t r o n y u w z g lę d n ić o g r a n ic z e n ie ty p u "magazyn o o g r a n ic z o n e j p o je m n o ś c i" , z d r u g ie j s t r o n y na mo
d elo w an ie z a g a d n ie ń h a r roo no gramowa n j a ł ą c z n i e z n ie k tó ry m i zagad
n ie n ia m i s te ro w a n ia z a p a sa m i,
W ogólnym p rzypadku je d n a p o z y c ja program u p r o d u k c ji z a w ie ra następu
ją c e d a n e t numer t e c h n o l o g i i w yrobu, planow aną l i c z b ę wyrobów, najwcześ
n i e j s z y te rm in ro z p o c z ę c ia p r o d u k c ji, n a jp ó ź n ie js z y te r m in zakończenia p r o d u k c ji, p r i o r y t e t p o z y c j i . J e ż e l i planow ana l i c z b a wyrobów j e s t równa je d e n , d la d a n e j p o z y c ji program u rozw ażane j e s t ty lk o z a g a d n ie n ie hanoo- nogram ow ania, W przeciw nym p rzypadku w y s tę p u je ta k ż e z a g a d n ie n ie wielko
ś c i p a r t i i wyrobów. W ogólnym p rzypadku p o z y c ja program u p r o d u k c ji może b yć wykonana w k i l k u o d d z ie ln y c h p a r t i a c h ,
' T ech n o lo g ia p r o d u k c ji numer n (n « 1 ,2 , , , H ) j e s t o k r e ś lo n a p rz e z nastę
p u ją c ą in fo rm a c je »
— z b i ć r 0n » £ ° 1 n ,0 2 n ’ **»°s n ^ o p e r a c j i (c z y n n o ś c i) produkcyjnych, XI
tra n s p o rto w y c h , . . . ‘ p o trz e b n y c h do w ykonania w yrobu, g d z ie s n - lic z
b a o p e r a c j i n - te g o w yrobu;
- r e l a c j a p o p rz e d z a n ia o p e r a c j i (d o p u s z c z a ln a k o le jn o ś ć wykonywania ope
r a c j i w y n ik a ją c a z te c h n o l o g i i p r o d u k c ji) o k r e ś lo n a na z b io r z e 0n » STd C 0n x 0n , g d z ie (0 i n . 0 j n ) e ETn w ted y i t y lk o w te d y , gdy ro z p o c z ę c ie o p e r a c j i 0 ^n j e s t uwarunkowane zakończeniem o p e r a c j i 0^«
P r z y j ę t o , ż e r e l a c j e ETn (n= 1,2 . . , H ) s ą r e l a c j a m i p ó łp o rsą d k u ( r y s , 2 ) ;
- fu n k o ja t • •^2* 1 • 5rt^r a p rzy p o rząd k o w u je każd ej o p e r a c j i ° i n ^ ° n p o d z b ió r m aszyn ” ‘/ „ ( O , , , ) - g n iazd o produk
c y jn e , z k tó ry c h je d n a m usi być u ż y ta do w ykonania o p e r a c j i /fc=1,.••»*/!
- fu n k c ja pn p rzy p o rząd k o w u jąca o p erac jo m z b io r u 0n c z a s y wykonywa
n i a o p e r a c j i d la jed n eg o w yrobu. V p ro stsz y m p rzy p ad k u f u n k c ja t a aa p o s ta ć pn t 0n x J i- * -R +. Wówczas c z a s w ykonania o p e r a c j i 0^n na m aszynie Mit f ^ ( ° i n ) równy Pl i n ■ ^ e 8 t zaiiariy 28 P0000^
t a b l i c y czasów wykonywania o p e r a c j i . W p rzypadku wykonywania p a r t i i wyrobów, w a rto ś ć P ^ n j e s t mnożona p rz e z l i c z b ę wyrobów w p a r t i i .
Sooputerowy model sy m u lacy jn y . . .
I b a r d z ie j zło żo n y ch p rzypadkach c z a s wykonywania o p e r a c j i może z a le żeć od " h i s t o r i i " p ro d u k c ji w yrobu. U tym przypadku mote być on o k re - ślony za pomocą s p e c ja ln e g o podprogramu użytkow nika}
. funkcja Tn « On x y łt-»R+ , k tó r a przyporządkow uje k a td e j o p e r a c ji 0 n i m aszynie e n a jw c z e ś n ie js z y c zas » TE( 0 in , K i ) , po którym można ro z p o c z ą ć wykonywanie następ n y ch (w s e n - eie r e l a c j i p o p rz e d z a n ia RTn ) o p e r a c j i . Mogą a ie ó m ie js c e dwa p rz y padki t
1* Tl i n ^ pl i n 1 w ie lk o ś,i p a r t i i - o p e r a c ja 0 ^ , ( 0 ^ , 0 ^ ) e RTn , może s i ę ro z p o c z ą ć p rzed zakończeniem o p e r a c j i 0 l n , a m ianow icie po upływ ie cz a su od c h w ili ro z p o c z ę c ia o p e r a c j i 0^n - K ótm w t e n sposób u w zg lęd n ić przypadek jednoczesnego wykonywania dwóch (lu b w ię c e j) o p e r a c j i na p a r t i i wyrobów - wyroby, d la k tó ry c h ope
r a c j a 0 ir¡ z o s t a ł a zakończona, mogą p r z e jś ć do d a ls z e j o b ró b k i n ie c z e k a ją c na w ykonanie c a ł e j p a r t i i ( r y s . 3 ) .
2. ^ Pjj^jj X w ie lk o ś ć p a r t i i , co b ę d z ie oznaczane symbolem
" 1 ^ <* O? " • J e s t t o n a j c z ę ś c i e j sp o ty k a n y przypadek w zag a d n ie n ia c h harmono graroowania.
- funkcja y n * 0n ■—*”R+ , przyporządkow ująca wykonanym operacjom 0 i n 6 e 0n ( n - 1 ,2 ..U ) wymaganą do ak ła d o w a n ia pojem ność magazynu
yin “ yn ^ °in ^ * P1' ^ c zJ,a ro g ą m ieć m ie js c e dwa przypadki«
1. y ^ - 0 - n i e rozw aża s i ę problem u magazynowania po wykonaniu o p e r a c j i ° in *
2 . yiTi jí 0 - półw yrób otrzym any w wyniku wykonania o p e r a c j i ° i n musi być w c ią g u te c h n o lo g iczn y m magazynowany lu b um ieszczony na n a s tę p n ej m aszynie (m aszy n ach )}
- in f o r m a c ja d o ty c z ą c a p o d z ia łu ( oC ^n , oC-j^n* n) Półwyrobu (w przypadku, gdy y i n ¿ 0 ) po wykonaniu o p e r a c j i 0 i n m iędzy j e j b e z p o śre d n ie n a s t ę p n i k i O.j n *° •* » ° j n * ®d *i e ^ ° i n ,0 j n^ e RTn (v«1,2 , . . , r ) o r s z ^ E I 0^ - y . .
V»1 J r 11 111
°4 n °5 n
■O---S*-0
° n * i °1n»02 n '03 n ,0 4 n ’°5 n } *
RTn " ( < ^ . 03 n > ,( 0 2 » ,0 3 a ) , ( 0 3 n '04n) »<04B»°5n> ) *
Bye. 2 . P rz y k ła d d o p u s z c z a ln e j k o l e j n o ś c i wykonywania o p e r a c j i wyrobu o
te c h n o l o g i i n ..
Big,2 .An exem ple o f f e a s i b l e o r d e r o f th e o p e r a tio n e x e c u tio n f o r n - th goods te c h n o lo g y
K onrad Wala* H enryica G ądek-M adeja
maszyna
|*~ P
M L .
l i nx w ie lk o ś ć p a r t i i » !
V , . x w ie lk o ś ć p a r t i i ... ---.--.■■id.
łh kJnU T T m ju n h m im m m iT n .
1 1
I Jn |
1P
ĘB ;zaa>l i n
(Oin.Ojp) e Wnł K, e f ( 0in ) , ^ <= <flo j a )
Ryg.3 • W o k r e s ie t * wykonywane s ą J e d n o c z e ś n ie dwie o p e r a c je na p a r tii wyrobów
F i g . 3 . Two o p e r a tio n s a r e e x e c u te d s im u lta n e o u s ly on l o t o f goods in p e r io d t
P r z y ję to ta k ż e , i e w modelu j e s t m ożliwe u w z g lę d n ie n ie o g ra n ic z e ń m iędzyoperacyjnych ty p u " c z a s trw a n ia p r z e z b r o je n ia m aszyn". Za pomocą zm iennej M?k ( k « 1 ,2 , ..K ) d e f i n i u j e s i ę o g r a n ic z e n ia na c z a s trw an ia p r z e z b r o je n ia maszyn p o d z b io ru tAćj. w n a s tę p u ją c y sposób»
- MPk = 0 - maszyny n ie wymagają p r z e z b r o je ń p rz e d ro zp o częciem nowych o p e r a c j i lu b cz a s p r z e z b r o je n ia j e s t w łączony do czasu r e a l i z a c j i o p e r a c j i ,
- MP^ » c z a s p r z e z b r o je n ia maszyn p o d z b io ru j e s t określony t a b l i c ą £ » g d z ie T " ^ j e s t w a r to ś c ią c z a su przezbro
j e n i a w przypadku wykonywania n a t e j sam ej m aszynie operacji 0 i n po o p e r a c j i 0± , g d z ie j - f ^ i ^ n , ) , i = f p ( i , n ) , f p - fu n k c ja pom ocnicza.
3 . Model sym ulacyjny d y s k re tn e g o p ro c e s u p r o d u k c ji
P r z y j ę t o , że p ro c e s sy m u lac y jn y s k ła d a s i ę z p o w ta rz a n e j sekw encji n a s tę p u ją c y c h c z y n n o śc i ( r y s .4 )» w ybór, zm iana s ta n u i p r z e s u n ię c ie czasu zegarowego do n a jb liż s z e g o z d a r z e n ia .
B y s .4 . Schemat ideow y s y m u la c ji p ro c e s u
F i g .4 . I d e o l o g i c a l d iag ram o f t h e s im u la tio n p r o c e s s
D la k o le jn e g o z d a r z e n ia z l i s t y z d a rz e ń d o k o n u je s i ę wyboru odpowied
n i e j sk ła d o w e j zm iennej d e c y z y jn e j. P r z y j ę t o , że czynność wyboru może hyc re a liz o w a n a na dwa sp o so b y :
iomputercray model sym ulacyjny * .
1, tfybór sk ła d o w ej zm iennej d e c y z y jn e j j e s t re a liz o w a n y każdorazowo d la k o lejnego z d a rz e n ia p rz e z a lg o ry tm o p ty m a liz a c ji ~ i t e r a c y j n e k o n s tr u owanie zm iennej d e c y z y jn e j. Zadaniem u ży te g o alg o ry tm u o p ty m a liz a c ji j e s t r o z s t r z y g n i ę c i e na p o d sta w ie 3 ta n u p ro c e s u , k t ó r ą s zazw yczaj w ystępujących w ie lu m ożliw ości n a le ż y w y b ra ć. Ten sposób r e a l i z a c j i wyboru sk ład o w ej zm iennej d e c y z y jn e j um ożliw ia w sp ó łp ra cę sy m u la to ra z p akietem programów r e a l i z u j ą c y c h h e u r y s ty k i p r o s t e .
2, Wybór p o le g a na o d c z y ta n iu o d p o w ied n iej sk ład o w ej zm iennej d e c y z y jn e j u s ta lo n e j p rz e d ro zp o częciem s y m u la c ji. Na p rz y k ła d zmienna d ecy zy jn a j e s t zaproponowana p rz e z użytkow nika lu b wygenerowana na drodze lo s o w ania, czy t e ż j e s t o k re ś lo n a p rz e z a lg o ry tm o p ty m a liz a c ji l o k a l n e j . Ten sposób r e a l i z a c j i wyboru um ożliw ia w sp ó łp racę sy m u la to ra z p a k ie tem programów r e a l i z u j ą c y c h p o p ra w ia n ie r o z w ią z a n ia .
W y j ę t o . o b iek tem chwilowym system u produkcyjnego j e s t p a r t i a wyro
bu, będąca w t r a k c i e wykonywania, o u s t a l o n e j te c h n o lo g ii p ro d u k c ji i lie lk o ś c i. Z c h w ilą w ykonania w s z y s tk ic h s n o p e r a c j i o k re ślo n y ch p rz e z technologię numer n kończy s i ę w y tw arzan ie d an e j p a r t i i wyrobu - o b ie k t chwilowy j e s t lik w id o w an y .
Stan p ro c e su produkcyjnego j e s t o p is a n y za pomocą odpow iednich zbiorów danych. Po każdym w yborze mechanizm fu n k c jo n a ln y o p is u ją c y zw iązki p rz y - ccynowo-skutkowe c h a ra k te ry z u ją c e p rz e b ie g p ro cesu w ytw arzania dokonuje
» zbiorach danych zmiany w y n ik a ją c e z dokonanego wyboru o ra z upływu c z a s u . Podstawowe c z y n n o śc i mechanizmu fu n k c jo n a ln e g o modelu re a liz o w a n e (po każdym p r z e s u n ię c iu c z a su zegarow ego) d la . ch w il t & i k » 1 ,2 ..K (gdziei - h o ry z o n t harm onogram owania, k - numer g n iazd a maszyn) p o le gają na m o d y fik a c ji:
1, Zbiorów A ^ (t) o p e r a c j i gotowych do wykonania w c h w ili t na maszynach podzbioru t j . k o le je k o p e r a c j i p rze d poszczególnym i gniazdam i uaszyn. Warunki w łą c z e n ia o p e r a c j i do zbiorów A^t
- wykonanie w s z y s tk ic h b e z p o ś re d n ic h poprzedników (w s e n s ie r e l a c j i STfj w przypadku p a r t i i wyrobów będących w to k u wykonywania, p rzy czym p rz e z w ykonanie poprzedników rozumiemy upływ czasu trw a n ia o p e r a c ji (lu b c z a su Tl i n w p rzy p a d k u , gdy Tl l n < « ? ) ,
- o k r e ś le n ie nowego o b ie k tu chwilowego - p a r tii.w y r o b u - powoduje w łą c z e n ie do zbiorów w s z y s tk ic h ty c h o p e r a c j i , k tó r e n ie m a ją b e z p o śre d n ic h poprzedników ( w ,s e n s ie r e l a c j i RTn) . O k re ś le n ie nowaj p a r t i i wyrobu n a s tę p u je w c h w ili r e a l i z a c j i ' czy n n o śc i wybór wleŁŁo- ś c i p a r t i i d la p o z y c ji program u p ro d u k c y jn eg o , k tó r e z n a jd u ją s i ę w z b io r z e C. J e ż e l i wybrana w ie lk o ś ć p a r t i i o k r e ś lo n e j p o z y c ji j e s t równa w ie lk o ś c i planow anej p a r t i i , to t a p o z y c ja program u j e s t w ykre
ś la n a ze z b io ru C, w przeciwnym przypadku w ie lk o ś ć planowana j e s t pom n iejszan a o w ie lk o ś ć w ybraną.
2. Zbiorów w olnych m aszyn, k tó r e s ą przyporządkow ane do o p e -
K onrad W ala, H enryka Gądek-'.iade j a
r a c j i . Generowanie i lik w id o w a n ie elementów zbiorów Bfc j e s t związane z generowaniem i likw idow aniem elementów zbiorów Yj..
Zbiorów V j .i t ) . Elem entam i zbiorów a ą s z ó s t k i
t ^ n , t ^ n ) . Elem ent t a k i o z n a c z a , że maszyna M-j j e s t p rz y d z ie lo n a do o p e r a c j i 0 i n w c h w ili t | n , n a to m ia a t wykonywanie o p e r a c j i rozpo- ozyna s i ę w c h w ili t ^ E , a - t ^ n j e s t planowanym term inem j e j zakoń
c z e n ia . Termin t ^ n j e s t n ajw c z e śn ie jszy m czasem , po którym można ro z p o c z ą ć wykonywanie n astęp n ik ó w o p e r a c j i ° i n (z g o d n ie z r e l a c j ą RTn ) . Z apis t a k i um ożliw ia o k r e ś le n ie n a s tę p u ją c y c h stanów p ra c y ma
szyny ( r y s . 5)*
1 2
t ^ ^ t ~ p r z e z b r a ja n ie maszyny
t ^ n ^ . t -k. t | n - w łaściw a r e a l i z a c j a o p e r a c j i 0 i n ,
t t^ - można ro z p o c z ą ć wykonywanie n astę p n ik ó w o p e r a c j i 0in , t > t f n - maszyna K-j p r a c u je ja k o magazyn m ięd zyoperacyjny
(półw yrób uzyskany po zak o ń czen iu o p e r a c j i 0 i n nie z o s t a ł p rzek a zan y a n i do magazynu, a n i na in n e ma
szyny) , t - cz a s zegarow y.
p rz y p o rz ą a- kowanie maszyny K,
" “ i n ‘
U
z w a ln ia n ie magazynów
U
n a s tę p n ik i 0^E można w p isa ć do Ak
U
p róba z w o ln ie n ia ma
szyny i z a j ę c i a maga
zynu; zajmowanie ma
gazynów lu b n a s tę pnych maszyn
U
in in i n ‘i n
- t — ii I i
I ' i i l i n
P l i D x w ie lk o ś ć p a r t i i i R y s .5 . Cykl p ra c y maszyny zw iązany z wykonaniem je d n e j o p e r a c j i P i g . 5 . The m achine o c c u p a tio n p e r io d co n n e c te d w ith e x e c u tio n o f one
o p e r a tio n
Elem ent z b io ru Yj. generow any j e s t w n a s tę p u ją c y sposób* d l a maszyny
£. re a liz o w a n a j e s t czynność wy b ó r o per a c j i 0^n £. A^. Kaszyna j e s t u s u n ię ta ze z b io r u Bv i przyporządkow ana o p e r a c j i
ze z b io ru
.♦Ł
t i n “ t i n t ,
.2 V•a 2 i n
o ra z z o s t a j ą wyznaczone term iny*
0i r ( u s u n ię te j
i ’ " in in pl i n x w ie- 5c0&ś p a r t i i . Warunki l i k w i d a c j i elem entu z b io ru 7 - o p e r a c ja 0.,^ j e s t zak o ńczona, t j .
+ Tl i n
*4’ i n
iooputerowy m odel s y m u la c y jn y .
.« m agazynie m iędzyoperacyjnym j e s t m ie js c e na sk ład o w a n ie półwyrobu pow stałego po z ak o ń c z en iu o p e r a c j i ° l n ■ lu b z o s t a ł y ro z p o c z ę te n a s t ę p n ik i z ak o ń cz o n ej o p e r a c j i , a w ięc półw yrób j e s t p rz e tw a rza n y w r o z poczętych o p e r a c ja c h (w p rzy p ad k u , gdy yi n ^ 0 ) .
Podczas l i k w i d a c j i a le m e n tu z b io ru Yfc zw aln ian a maszyna z o s t a j e
»pisana do z b io r u Bj,.
I, Zbioru C ( t) p o z y c ji program u p r o d u k c ji gotowych do w ykonania. Do zbioru C w p iaan e s ą t e p o z y c je programu p r o d u k c ji, d la k tó ry c h n a j w c z e śn ie jsz y te rm in ro z p o c z ę c ia p r o d u k c ji n ie j e s t w ięk szy od czasu zegarowego t .
Ogólna s t r u k t u r a modelu sym ulacyjnego p rz e d s ta w ia ją c a p o w iązan ia o i ę - ity podstawowymi z b io ra m i o p is u ją c y m i s t a n p ro c e su produkcyjnego j e s t przedstawiona na r y s . 6 .
program p ro d u k c ji
Eya.6. Ogólna s t r u k t u r a modelu sym ulacyjnego
?ig.6. G e n e ra l s t r u c t u r e o f t h e s im u la tio n model JUGA 1
Sprow adzenie s ta n u początkow ego p ro c e s u p o le g a na w p isa n iu do zbiorów i*(0), Bk ( 0 ) , \ ( 0 ) , ( k - 1 ,2 .. K ) , C(0) o ra z magazynów m iędzyoperacyjnych lanych o p r o d u k c ji w t o k u .
SUGA 2
In fo rm a cja z a w a rta w z b io ra c h Ak ( t ) , B ^ t ) , V ^ í t ) , ( k - 1 ,2 , ..K ) w p o łą -, cseniu ze stan em magazynów m ięd zy o p eracy jn y c h d la ch w il t
pozwala na w y znadzenie w a r to ś c i stan d ard o w y ch f u n k c ji c e lu lu b f u n k c ji
■definiowanych p r z e z u ż y tk o w n ik a . In fo rm a c ja t a może być ta k ż e wykorzy
stana w p r o c e s i e o p t y m a l i z a c j i .
<i I n f r a s t r u k t u r a s y m u la to ra
System KNSP j e s t wykonany na kom putery k o m p aty b iln e z IBk PC XT w języku PORTEAN 7 7 . P odkreślm y w tym m ie js c u , t e s y m u la to r może re a liz o w a ć symulację p ro c e s u p r o d u k c ji ty lk o we w sp ó łp ra c y z programem wyznaczającym decyzje s t e r u j ą c e , t j . z jednym z programów p a k ie tu o p ty m a liz a c ji system u toaputorowego lu b program u w łasnego u ży tk o w n ik a.
S sy m u la to rz e móżna w y ró żn ić dwie- podstawowe sk ła d o w e . Jedną z n ie b jest oprogramowany model sy m u lac y jn y p ro c e su p r o d u k c ji, k tó r y r e p r e z e n tu je
•tego r o d z a ju s c e n a r iu s z e zachow ania s i ę modelowanego system u p ro d u k c y jn e - 8®) t j , p r z e d s ta w ia , w J a k i sposób b ę d z ie p r z e b ie g a ł p ro c e s pro d u k cy jn y w
188 K onrad W ala, H enryka Gqdak-Kn.dej a
s y s te m ie . Dragą składow ą j e s t a p a r a t zwany i n f r a s t r u k t u r ą , k t ó r y u rzeczy w i s t n i a ów s c e n a r iu s z o ra z r e a l i z u j e p o w iązan ia modelu z o to c z e n ie m . I n f r a s t r u k t u r a sy m u la to ra w y stę p u ję w ięc względem oprogramowanego modelu sym ulacyjnego w c h a r a k te rz e a p a r a t u u m o żliw iają ceg o r e a l i z a c j ę p ro cesu s y m u la c ji.
S p e łn ia n e fu n k c je można u ją ć w dwa n ie z a le ż n e od s i e b i e p r z e b i e g i . P ierw szy pozw ala na w ielo etap o w y p ro c e s kom pletow ania b a zy danych ( r y s . 7), d r u g i obejm uje c z y n n o śc i zw iązane z procesem s y m u la c ji powtarzanym d la k o le jn o w ybieranych punktów p r z e s t r z e n i o p ty m a liz a c ji (PO ):
1 . u s t a l e n i e s ta n u początkow ego p ro c e s u i param etrów e k s p lo a ta c y jn y c h sy m u la to ra ,
2 . s te ro w a n ie upływem c z a su rz e c z y w is te g o ,
3 . s te ro w a n ie c a ł o ś c i ą p ro c e su sy m ulacyjnego zg o d n ie z t r e ś c i ą m odelu, 4 . wyprowadzenie wyników: harmonogramów (H ), ic h wskaźników j a k o ś c i (S J ), 5 . a n a l i z a m odelu: s t a t y s t y k a wyników s z e re g u s y m u la c ji.
R y s .7 . Schemat z a k ła d a n ia b a zy danych d la s y m u la to ra F i g . 7« Diagram o f th e d a ta b a se i n s t a l l a t i o n
czy - w c z y tu je s i ę o ta n początfc
■ S S ? - w c z y ta n ie a ta n u
początkowego SS
o b l i c z e n i e WJ(KSiK)
kontynuow ać 7j
, ^ - ^ c z y ■'»
k o n ie c optyma' C l i z a ć J i ? ^ .
U s t a l e n i e c h w ili początkow ej T_=0 o r a z h o ry z o n tu s y m u la c ji ?.
p r z y j ę c i e serowego s ta n u początkowego
KIE SS
u s t a l e n i e s ta rto w e g o punktu w p r z e s t r z e n i o p ty m a liz a c ji
odnow ienie e ta n u
początkow ego SS u s t a l e n i e k o le jn e g o
punktu GK)
s y m u la c ja d la t€{T 0 ,T^l w yprow adzenie H(ESYli)
tosputerowy m odel s y m u la c y jn y . . . -539
KIE ,,
STOP | NSYii - numer s y m u la c ji
Sys.8. Schemat bte ro w a n ia p rz e b ie g ie m eksperym entćw sym ulacyjnych H g.8 . Diagram o f th e s im u la tlo n t e s t s c o n tr o l
190 Konrad W ala, Henryka Gt^dek—Łfcideja --- — --- 3---
LITERATURA.
fi] Sawik T .i A k tu aln o problem y badań o p e ra c y jn y c h w sy stem ach produkcyj
n y ch . R e f e r a t w ygłoszony na koliokw ium n t . “ I n ż y n i e r l a system ów w ro z w o ju społeczno-ekonom icznym i obronnym k r a ju " w A kadem ii S z ta b u ' G eneralnego WP, 2 2 -2 4 IV 1985.
fe] S ło w iń sk i R ., W ęglarz J . i Problem y s te r o w a n ia r o z d z ia łe m zad a ń i zaso- b<5w - p ró b a s y n te z y . Archiwum A utom atyki i T elek o m ., tX X H ,1977.
[3]. Wala K.» Problem y p r im ie n ie n ia im ita c jo n n y c h a łg o ritm o w d la w y c z isle -
!nja (• k a le n d a rn y c h płanow d is k r e tn y c h p ro izw o d stw ien n y ch p ro cesso w . Trudy se m in a ra " T i e o r j a s ło tn y c h s is te m i m ie to d y ic h m o d ieliro w an ia", W sje so ju zn y j |§ ha u c z n d - ia B l e do wa t j e l s k i I n s t i t i u t S istie m n y c h Issle d ó ^ f w a n ii, Moskwa 19 8 2 .
R e c e n z e n tiD o c .d r h a b .in ż .M .Z a b o ro w sk i W płynęło do R e d a k c ji do d n ia 19BB-04—3 0 .
cMyjmDjiOHffiLH cncTS!À
m
onrnocauira; jpckpethhx npcwaimrEHHHX npoqBGcoBP
e s d m eB pacioTe n p e n c T a s jie H a cmjyaiarcHOHHaH C H crew a ( cHMyaramtOHHas h o r sjh
«hh BiriECJiHTejrBHoa Mbbbhh ) , nosBaasmnjas Ha OHHTea npadunaehhhx azropzT- MOB 0GTHMH3aHHH flJIH JDICKDSTHHX UpOHHŒEeHHHX UpOpeCCOB. CHMyHHUHOHKaH OHC- Teua no3Bajuiew Ha bhhhcæ6hh6 ROnyoTHMstx pememü npoOneu hphhhthh pemeHHt
qthochhudcoh k B6JŒHRHH6 naprafl , pacnecam ta nponymuiH h HeKOTopm n p o te a
bojhrhhh p ese p sa .
A COMPUTER SIMULATION MODEL FOR OPTIMIZATION OF THE DISCRETE PRODUCTION PROCESSES
S u m m a r y
S im u la to r program / s i m u l a t i o n com puter m o d e l/ f o r o om puter-aided s y n t h e s i s o f ap p ro x im a te o p tim iz a tio n a lg o r ith m s o f th e d i s c r e t e prpduc- t i o n p r o c e s s e s iB p r e s e n te d . The s im u la to r program e n a b le s t o compute th e f e a s i b l e s o l u t i o n s o f th e d e c i s i o n problem s r e f e r i n g t o p ro d u ctio n s c h e d u lin g , l o t s i z e and some in v e n to r y c o n t r o l p ro b le m s.
