 |
|
||||
|
|||||
|
биография ссылки отчет о поиске индивидуальное задание библиотека |
|||||
 |
 |
||||
|
Автореферат Содержание: Актуальность темы Машиностроение является ведущей отраслью всей промышленности, ее "сердцевиной". Продукция предприятий машиностроения играет решающую роль в реализации достижений научно-технического прогресса во всех областях хозяйства[5]. На долю машиностроительного комплекса приходится почти 30 % от общего объема промышленной продукции. Современное крупное машиностроительное предприятие является, как правило, весьма сложным по составу и взаимосвязям его производственных единиц — цехов. В настоящее время в машиностроении и в других отраслях промышленности все возрастающее значение приобретает комплексная автоматизация производства и управления[2]. Цель и задачи работы Разработать теоретические основы моделирования оборудования; разработать программный модуль по автоматизации оборудования; провести апробирование программного модуля в условиях машиностроительного предприятия. Научная новизна и практическая ценность Научная новизна состоит в применении новейших разработок для задачи моделирования оборудования машиностроительных производств, а именно объектно-ориентированного подхода. В процессе исследования предполагается получить следующие теоретические и практические результаты, определяющие научную новизну: - Систематизировать теоретическую основу процесса моделирования. - Изучив особенности основных типов оборудования и последовательность взаимодействия между ними, разработать модель, которая позволит увеличить коэффициент загрузки оборудования. Практическая значимость работы заключается в том, что разработанная модель может использоваться как на стадии проектирования предприятия для определения рациональных характеристик системы, так и в процессе работы действующего предприятия – для определения загрузки компонентов системы.
Виды машиностроительного оборудования (количество циклов-5, кадров-4, для повторного просмотра обновите страницу) Методы моделирования Имитационное моделирование Метод машинной имитации позволяет решать широкий круг задач, возникающих при проектировании АСУ, дает возможность одновременного рассмотрения и оценки нескольких альтернативных вариантов проектных решений, что в целом повышает достоверность и качество окончательно выбранного варианта. В настоящее время имеется определенный задел, создающий основу для практической реализации метода, например имитационные пакеты, использующие следующие типы моделей: модели технических средств, которые имитируют работу центральных и периферийных устройств вычислительной системы (например, функционирование центрального процессора, передачу данных по каналу связи в управляющий блок периферийного устройства, работу пакета дисков с фиксированной головкой); модели программных средств, имитирующие функционирование программ, обеспечивающих работу вычислительной системы (например, программ управления вводом-выводом, компиляторов, программ, распределяющих задания); стыковочно-оптимизационные модели, осуществляющие увязку предыдущих типов моделей в единую согласованную систему. С помощью последних производится структурирование массивов, назначение массивов по периферийным устройствам и каналам, блокирование записей, корректировка длин записей, распределение памяти и др. Имитация дает возможность разработчику выяснить, может ли быть осуществлен проектируемый процесс обработки данных на заданной вычислительной системе, оценить возможные режимы нагрузки системы во времени, проверить возможность улучшения качества системы путем изменения конфигурации вычислительных средств и т. п. Использование имитационного метода носит итерационный характер. Модель производственного объекта и система интерфейса в совокупности представляют собой ППП имитационного моделирования управления производством. Эта модель воспроизводит динамику производственного процесса предприятия в естественной временной последовательности производственных событий, но в ускоренном масштабе времени так, что за 2-3 ч машинного времени осуществляется моделирование 1 мес. работы предприятия среднего размера. Содержанием моделирования является имитация движения материальных потоков предметов труда с учетом технических и организационных характеристик производственного процесса и стохастических факторов функционирования подразделений (цехов, участков, рабочих мест и др.), а также организация вспомогательных процессов (технического контроля, ремонтных, транспортных, складских)[1]. Воспроизведение динамики производственного потока основывается на моделировании деятельности основных и вспомогательных производственных подразделений в течение заданного интервала времени. Модель производственного объекта позволяет воспроизводить случайные факторы, обусловливающие вероятностный характер производственных процессов и вызывающие отклонения течения производственного процесса от запланированного: случайные потери ресурса оборудования вследствие аварийности его работы и простои в ремонте; случайные потери ресурса рабочей силы, определяемые невыходами на работу; случайные колебания индивидуальной производительности труда, приводящие к изменениям длительности выполнения технологических операций; случайные колебания длительности вспомогательных и обслуживающих процессов и т. д.[4] Весь объем информации, учитывающий вероятностный характер производственного процесса по указанным факторам, вводится в модель в виде законов распределения или произвольных статистических рядов (табличным способом). Модель АСУП представляет собой автоматизированную систему управления промышленным предприятием с дискретным характером производства. Объектом управления модели АСУП является предприятие с параметрами, типичными для обширного класса предприятий. Такое предприятие можно назвать обобщенным, так как его отраслевая принадлежность несущественна, а параметры могут меняться в очень широком диапазоне. Данная модель может быть использована как полностью готовое сгенерированное программное обеспечение АСУ для широкого класса объектов. На его основе по утверждению авторов может быть в короткие сроки реализована первая очередь АСУ. Имитационное моделирование является одним из методов, позволяющих оценить систему и ее реакцию на возмущения по ряду показателей. С помощью моделирования при создании АСУ цехом могут решаться следующие задачи: определение путей совершенствования системы на основе моделирования различных вариантов технической, технологической, а также организационной перестройки и исследование последствий принятых решений. Имитационное моделирование позволяет производить отработку не только различных вариантов структур и режимов функционирования технических средств программного обеспечения (в том числе операционных систем, ППП и промышленных вариантов программ пользователя), но и различных форм функционирования АСУ. Итак, имитационные модели позволяют производить анализ: стохастических материальных и информационных процессов, определяемых выходом из строя оборудования, инструмента транспортных и других технических средств, включая в общем случае и средства АСУ[8]. Объектно-ориентированное моделирование Деловые компьютерные программы, используемые в бизнесе и научных исследованиях, строятся на основе моделей реального мира. В таких моделях реальным процессам и системам ставится в соответствие совокупность величин, называемых переменными состояния. Изменение состояния исследуемого процесса или системы отображается изменением переменных состояния модели. В общем случае математическая модель описывается набором переменных состояния и отношениями (связями) между этими переменными. Переменные состояния могут быть как числовыми, так и не числовыми, в том числе словами и предложениями естественного языка. Проектирование и разработка программ, реализующих модели сложных процессов и явлений достаточно сложны и трудоемки. Одним из подходов, обеспечивающих структурирование математической модели и упрощение ее программирования, является объектный подход, в котором реальный процесс или система представляются совокупностью объектов, взаимодействующих друг с другом[3]. Понятию “объект” сопоставляют ряд дополняющих друг друга определений. Ниже приведены некоторые из них. - Объект - это осязаемая реальность, характеризующаяся четко определяемым поведением. - Объект - особый опознаваемый предмет, блок или сущность (реальная или абстрактная), имеющая важное функциональное назначение в данной предметной области. Объект может быть охарактеризован структурой, состоянием объекта, его поведением и индивидуальностью. Состояние объекта определяется перечнем всех возможных (обычно статических) свойств и текущими значениями (обычно динамическими) каждого из этих свойств. Свойства объекта характеризуются значениями его параметров. Поведение объекта описывает, как объект воздействует на другие объекты или как он подвергается воздействию со стороны других объектов с точки зрения изменения его собственного состояния и состояния других объектов. Говорят также, что поведение объекта определяется его действиями. Определенное воздействие одного объекта на другой с целью вызвать соответствующую реакцию называют операцией. В объектно-ориентированных языках программирования операции называют методами. Можно выделить пять типов операций: - конструктор, создание и инициализация объекта; - деструктор, разрушающий объект; - модификатор, изменяющий состояние объекта; - селектор для доступа к переменным объекта без их изменения; - итератор для доступа к содержанию объекта по частям в определенной последовательности. Известна и другая классификация методов объекта, когда выделяют функции управления, реализации, доступа и вспомогательные функции. Под индивидуальностью объекта понимают свойство объекта, позволяющее отличать этот объект от всех других объектов. Объекты могут находиться в определенных отношениях друг к другу. Эти отношения могут быть иерархическими. Основные иерархические отношения - это отношения использования и включения. Отношение использования реализуется посылкой сообщений от объекта A к объекту B. При этом объект A может выступать в роли: - активного или воздействующего объекта, когда он воздействует на другие объекты, но сам воздействию не подвергается; - пассивного или исполняющего, когда объект подвергается воздействию, но сам на другие объекты не воздействует; - посредника, если объект и воздействует и сам подвергается воздействию. Отношение включения имеет место, когда составной объект содержит другие объекты. Структура и поведение сходных объектов определяют класс объектов. Между классами также могут быть установлены отношения: - отношение разновидности; - включения или составной части; - ассоциативности, когда между классами есть чисто смысловая связь. Объект, обладающий перечисленными характеристиками, в общем случае служит моделью реальной сущности, поскольку при описании объекта пренебрегают второстепенными или несущественными в конкретной ситуации свойствами. Выделение надлежащим образом совокупности объектов и отношений между ними позволяет построить объектную модель определенной предметной области, а на основе такой модели разработать программные средства для исследования этой предметной области и принятия решений[7]. Приведенная выше характеристика объектного подхода соответствует применению его для построения и программирования имитационных моделей реальных процессов и систем. С точки зрения собственно программирования объектный подход можно рассматривать как развитие понятия типов данных. Тип данного определяет множество значений, которые может принимать данное, и набор операций, которые могут быть выполнены над данными этого конкретного типа. В языках программирования предусматриваются некоторые предопределенные (базовые) типы данных, обычно это целые и вещественные числовые типы, символьные и строковые типы, а в ряде случаев и преобразования данных одного типа в другой. В языках программирования со строгой типизацией каждое данное принадлежит только одному типу и разрешаются только явные преобразования данных одного типа в другой. Строгая типизация повышает надежность разрабатываемых программ, позволяет выявить многие ошибки еще на этапе отладки программы. В языках программирования предусматривается и возможность построения новых типов данных, определяемых программистом, но для таких типов, как правило, отсутствует перечень допустимых операций. Объектно-ориентированные языки программирования позволяют распространить требования строгой типизации на типы данных, определяемых программистом. Объектно-ориентированный подход к проектированию программных изделий предполагает: - проведение объектно-ориентированного анализа предметной области; - объектно-ориентированное проектирование; - разработку программного изделия с использованием объектно-ориентированного языка программирования. Перечень не решенных проблем Проведя анализ используемых методов и средств, можно заметить, что каждый из них обладает рядом недостатков. Рассмотренные методы не позволяют моделировать сложные компьютерные информационные системы с достаточной точностью и адекватностью. Данные проблемы можно решить при использовании объектно-ориентированного подхода в моделировании. Использование объектно-ориентированной библиотеки типовых компонентов машиностроительного производства при создании моделей позволило существенно ускорить и упростить разработку, а также повысить гибкость полученной модели. Заключение 1. Обоснована актуальность создания моделей оборудования машиностроительных производств. 2. Произведен анализ существующих методов и средств моделирования, рассмотрены их недостатки. 3. Целесообразно применить объектно-ориентированный метод, в результате которого модели оборудования представляют собой совокупность взаимодействующих друг с другом и взаимодействующих типовых компонентов. 4. Создание подсистемы позволит без значительных экономических затрат определять оптимальные параметры системы и повышение эффективности работы оборудования. Список используемой литературы 1. Туровец О.Г., Родионов В.Б., Бухалков М.И. Организация производства и управление предприятием. – М.: Издательский дом «ИНФРА-М», 2005 г. 2. Егоров К.А. Справочник механизатора погрузочно-разгрузочных и транспортных работ. – Л.: Машиностроение, 1979 г. 3. http://www.object.newmail.ru/oop1.html - Патрикеев Ю. Н. Объектно-ориентированное проектирование. 4. Е.Г. Непомнящий. Экономика и управление предприятием: Конспект лекций Таганрог: Изд-во ТРТУ, 1997 г. 5. http://elib.ispu.ru/library/lessons/Poletaev2/index.html - Полетаев В.А. Методическое пособие по выполнению курсовой работы «Проектирование машиностроительного производства». 6. Гради Буч. Объектно - ориентированный анализ и проектирование с примерами приложений на С++ Изд-вo: Бином, Невский Диалект, 1998 г. 7. Рыжиков Ю.И. Имитационное моделирование. Теория и технологии. -М.: Альтекс, 2004 г.
|
|||||
 |
 |
