АВТОМАТИЗАЦИЯ РАЗРАБОТКИ ПЛАНИРОВОЧНЫХ РЕШЕНИЙ ДЛЯ ИМИТАЦИОННЫХ МОДЕЛЕЙ В PLANT SIMULATION

AUTOMATION OF PLANNING DECISIONS USING TECNOMATIX PLANT SIMULATION

Dmitrii Trubeckoi

student of Voronezh state technical university,

Russia, Voronezh

Pavel Gusev

candidate of engineering sciences, senior lecturer of Voronezh state technical university,

Russia, Voronezh

Denis Pachevskii

candidate of engineering sciences, assistant professor of Voronezh state technical university,

Russia, Voronezh

АННОТАЦИЯ

Цель статьи – показать возможность автоматизированного построения планировок в имитационных моделях. Для этого разработана структура модели и приведены основные программные методы разработки.

ABSTRACT

The purpose of the article – to show the possibility of automated construction of simulation models in planning. For this purpose, a model structure and lists all major software design methods.

Ключевые слова: моделирование; планировка; plant simulation.

Keywords: modeling; layout; plant simulation.

Разработка имитационной модели технологического процесса представляет собой трудоемкий процесс, заключающийся во всестороннем исследовании изучаемого объекта. Каждый этап разработки имитационной модели технологического процесса имеет свои особенности. В качестве примера, можно выделить следующие этапы разработки имитационной модели:

• определение объекта исследования;
• сбор исходных данных;
• анализ и преобразование исходных данных;
• разработка структуры имитационной модели;
• разработка имитационной модели;
• анализ имитационной модели;
• оптимизация имитационной модели.

На этапе определения объекта исследования необходимо определить конкретные объекты, которые подлежат исследованию. Следует учитывать, что объекты, которые описывают систему в одном исследовании, могут являться лишь подсистемой в другом исследовании. Поэтому ошибочный выбор объектов может привести к неожиданным результатам. Как следствие, это ведет к неоправданным затратам времени и средств на повторную разработку модели. В качестве примера выбора объектов для исследования можно привести разработку имитационной модели для производства. В случае если исследуется конкретный участок, то объектами в исследуемой системе будут выступать:

• оборудование;
• детали;
• рабочие;
• элементы транспортной системы;
• инструмент;
• и т. д.

При этом все эти объекты формируют законченную, для исследования данного производственного участка, имитационную модель. В том случае, если исследуемой системой выступает производственный цех в целом, то объектами исследуемой системы будут выступать:

• участки;
• элементы транспортной системы цеха;
• изделия, производимые в цеху;
• и т. д.

Таким образом, все объекты, которые формировали имитационную модель участка, становятся элементами подсистемы при исследовании цеха.

Сбор исходных данных для имитационного моделирования можно рассматривать как один из важнейших этапов подготовки к моделированию. От корректности исходных данных зависит получаемый результат. Если этап сбора исходных данных выполнен некачественно, то в дальнейшем это приводит к получению результата, не отвечающего поставленным требованиям. Особое внимание следует уделить нечетким входным параметрам [1].

Разработка структуры имитационной модели заключается в создании определенных правил и форм, регламентирующих дальнейшее использование модели [2].

Этапы разработки, анализа и оптимизации имитационной модели являются завершающими и, с точки зрения получения результата, самыми важными.

Несмотря на то, что каждый этап необходимо прорабатывать для каждой конкретной имитационной модели, можно выделить некоторые общие действия, которые можно автоматизировать. В частности, если разрабатывается имитационная модель участка, а целью исследования является определение планировки участка при различных исходных данных, то объектом автоматизации может выступать разработка планировки производственного участка.

В созданной имитационной модели рассматриваются три технологических процесса изготовления деталей в рамках одного производственного участка. При этом следует соблюдать принципы прямоточности и массовости производства [3].

Исходные маршруты обработки деталей записаны в табличной форме. Для каждой детали реализована отдельная таблица. Для примера на рисунке 1 приведена таблица маршрута обработки первой детали.

Рисунок 1. Маршрут изготовления первой детали

Следует отметить, что количество требуемого оборудования, в общем случае, не относится к маршрутной карте технологического процесса. Однако, при автоматизированной разработке планировки, необходимо учитывать требуемое количество оборудования для конкретного технологического процесса. Также одной из задач автоматизации может служить автоматизация расчета требуемого количества оборудования.

Наименование операции обработки носит информативный характер. Наименование оборудования позволяет определять, где в конкретный момент имитации находится конкретная деталь. Также наименование оборудования необходимо для корректного задания времени имитации обработки. Время обработки определяет длительность нахождения имитации детали на имитации оборудования.

Для имитационной модели разработано три варианта автоматизированной планировки:

• с учетом количества требуемого оборудования и повторного использования оборудования других технологических процессов;
• с учетом количества требуемого оборудования без использования оборудования других технологических процессов;
• планировка без учета количества технологического оборудования.

Первый вариант планировки представляет собой производственное подразделение, где оборудование, использованное в одном технологическом процессе, может повторно использоваться для другого технологического процесса. Алгоритм расстановки оборудования для такой производственной системы можно описать следующим образом:

1. Внесение исходных данных.
2. Добавление имитаций оборудования по первому технологическому процессу в один ряд.
3. Добавление имитаций оборудования по второму технологическому процессу во второй ряд.
4. Используя имитации оборудования, расставленные для первого и второго технологических процессов, организуется выполнение третьего технологического процесса.
5. Если расставленных имитаций оборудования недостаточно для выполнения обработки по третьему технологическому процессу, то добавляются недостающие имитации.
6. Выполняются имитационные прогоны.

Самый важный компонент при разработке имитации планировки производственного участка – программный метод. Этот программный метод отвечает за все этапы разработки планировки: начиная от обработки исходных данных и заканчивая соединением имитаций оборудования.

На рисунке 2 представлен результат работы программного метода автоматизированной разработки планировок.

Рисунок 2. Имитационная модель

Автоматизированная разработка планировок имитационных моделей позволит значительно сократить трудоемкость создания имитационных моделей в Tecnomatix Plant Simulation и улучшить качество принимаемых решений.

Список литературы:

1. Гусев К.Ю., Бурковский В.Л. Моделирование динамики нелинейных объектов на основе нечёткой нейронной сети // Вестник Воронежского государственного технического университета, – 2014. – Т. 10, № 3-1. – С. 13–17.
2. Килина А.А., Паринов М.В., Чижов М.И. Архитектура системы поддержки принятия и контроля проектных решений // Вестник Воронежского государственного технического университета. – 2011. – Т. 7, № 12-2. – С. 41–44.
3. Собенина О.В., Юрочкин А.А. Оптимальное использование трехзвенной архитектуры при построении информационных систем с использованием математической модели формирования логики // Известия ЮФУ. Технические науки. – 2002. – № 3 (26). – С. 176–180.