Выдвижение гипотез
Перед данной курсовой поставлен ряд задач, таких как определение оптимального способа закрепления роботов, нахождение времени прохождения деталей, коэффициентов использования роботов и станков и максимальной ёмкости бункера для хранения деталей на участке прибытия.
Что касается определения способов закрепления роботов, их, как уже было сказано в постановке задачи, два: жёсткое закрепление робота за одним из путей и использование ближайшего к данному участку робота. При определённом наборе входных параметров модели тот или иной способ является более предпочтительным. Недостатком второго способа является затрата дополнительного времени на определение ближайшего робота, а также возможность длительных «холостых» прогонов роботов. Данный способ эффективен, когда время работы робота значительно больше времени работы станка и интервалов поступления заявок, т.е. когда один робот не успевает перевозить все детали и станок простаивает. Если же значительной разницы во времени не наблюдается рациональней использовать более простой первый способ. Если рассматривать первый набор входных параметров модели, то очевидно, что время работы первого робота, равное сумме времени передвижения к приёмному пункта, захвата детали, передвижения к станку и освобождения детали, что составляет 21 секунду, почти вдвое меньше среднего времени прибытия деталей – 40 секунд, а время работы второго робота, вычисленное аналогичным первому способом и равное 23 секунды, меньше среднего времени обработки детали на станке – 60 секунд. Отсюда можно сделать вывод о рациональности использования для первого набора параметров первого способа закрепления роботов.
Проведя аналогичные рассуждения для трёх оставшихся наборов параметров, можно прийти к такому же выводу.
Описание реализации модели
Разработка концептуальных моделей
Рассмотрим объект моделирования и определим характер взаимодействия его элементов между собой и с окружающей средой. Многие параметры объекта представлены в виде законов распределения со своими параметрами, соответственно свойства модели имеют стохастический характер. Кроме этого,
так как состояния в объекте изменяются не в заданные фиксированные моменты времени, а непрерывно, то модель непрерывна. Известно, что для описания непрерывных стохастических моделей в виде типовых математических схем используют Q-схемы. Любая Q-схема состоит из простейших единиц: каналов обслуживания, накопителей, источников, клапанов, а также связей, указывающих пути перемещения транзактов или управляющих воздействий. Для построения Q-схемы заданного объекта необходимо определить в нем основные составляющие: устройства, очереди, источники, клапаны, связи. Для рассматриваемой системы будет существовать источник, генерирующий заявки, устройства: станок и два робота, а также очереди перед каждым из устройств. Склад обработанных деталей также будет представлен очередью. Две q-схемы модели, отображающие два способа закрепления роботов за операциями, представлены на рисунках 1 и 2.
Рисунок 1 – Q-схема модели, для первого способа закрепления роботов.
Вышеприведённая Q-схема описывает следующую последовательность действий: поступившие в модель заявки ожидают на приёмном пункте освобождения устройства «Робот 1»; это устройство перемещает их в очередь станка; обработанные заявки поступают в очередь второго робота, который затем перевозит их на склад.
Очередь перед роботом
Рисунок
2 – Q-схема
модели, для второго способа закрепления
роботов за операциями.
Приведённая на рисунке 2 Q-схема описывает следующее функционирование системы массового обслуживания. Поступившие заявки ожидают своей очереди на приёмном пункте. Они могут быть обработаны как первым, так и вторым роботом, в результате чего попадут в очередь станка. После обработки станком заявки ожидают транспортировки одним из роботов на склад обработанных деталей. Все вышеописанные Q-схемы справедливы и для ситуации первоначально поставленной задачи, когда в системе присутствуют три робота и два станка, с добавлением соответствующих блоков.