МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯИ НАУКИ РФ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПООБРАЗОВАНИЮ
МАРИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра ИСЭ
Курсовая работа
«Контрольные системыуправления»
Выполнила: студентка ЭФ гр.ПИЭ-32
Короткова А.М.
Научный руководитель:
доцент, к.э.н. ЕклашеваО.В.
Йошкар-Ола
2008
1. Планированиеэтапов производства (sf-2 algo)
1.1 Цель
Определить увеличитсяли производительность завода при новом распределении этапов производства.
1.2 Описание
В машинномцехе расположены 3 вида станков: А, В и С. В этот цех поступают заказы, причемсначала в рабочую область, а оттуда в плановый отдел, где учитывается критерийнаименьшей очереди заказов, распределенных по станкам. 50% заказов могутобрабатываться всеми станками, 30% только станками типа В или С, остальные 20%только станками типа С.
Но иногда обработказаказа машиной типа С занимает много времени. Тогда предполагается поступлениеминимального количества заказов из рабочей области в производственный цех. Этопозволяет более рационально распределить заказы и сократить время на ихобработку. Для этого в имитационную модель добавляются еще 2 элемента, один изкоторых отвечает за входящий поток заказов, а второй – за их сортировку по типами за их направление в соответствующий буфер.
1.3 Операции
Рассмотримструктуру данной имитационной модели. Начнем по порядку.
Рабочий деньсостоит из 8 часов.
/> Settings |Time representation
/>
60 units make 1minute
60 minute make 1hour
8 hour make 1day
Времяимитации модели равно одному дню.
Settings |Simulate| Stop time = 1day
Далее рассмотримэлементы, из которых построена модель и связи между ними.
Элементы –Inou_1, Inou_19 служат для генерации входящего потока заказов.
Элементы –Buff_2, Buff_20 сортируют заказы по типам и направляют их в соответствующийбуфер.
Элементы –Buff _3, Buff_4, Buff_5, Buff_6, Buff_7, Buff_8 содержат очередь продуктов,принятых к исполнению.
Элементы сMach_9 по Mach_14 отражают машины, обрабатывающие заказы.
Элементы –Buff_15, Buff_16 содержат уже готовые заказы, которые затем передают на выход.
Элементы –Inou_17, Inou_18 являются выходом для выполненных заказов.
По условиюзадачи, в заводской цех поступают заказы разных типов, из которых 50%обрабатывается всеми машинами, 30% — машинами типа В или С и 20% — машинамитипа С. Поступление заказов задаётся эмпирическим распределением. Отсюда имеем:
/> Model |Elements | Job parameters
Element 1:Trigger on exit = product[C]:=empirical [1]
Element19: Trigger on exit = product[C]:=empirical [2]
Заказпоступает каждые 5 единиц времени. Это время, через которое Элементы – Inou_1 иInou_19 генерируют входящий поток заказов. Задаётся пуассоновским закономраспределения:
/> Model |Elements | Job parameters
Element 1:Time =5.0 Neg.Exp
Element19: Time= 5.0 Neg.Exp
Так какзаказы поступают случайным образом, то пропускная способность элементов Inou_1и Inou_19 не тождественна. На выходе каждого генератора входящего потоказаказам присваиваются свои номера или коды, которые определяют их путь.Например, 1, 2, 3 при выходе заказов из Inou_1 и 4, 5, 6 – из Inou_19. Этоговорит о том, что заказы, вышедшие из первых трех буферов обрабатываютсяпервыми тремя машинами, из последних трех буферов – последними тремя машинами.Все преобразования в каждом элементе InOut происходят в соотношении 50:30:20.
Рассмотримэлементы Buff_2 и Buff_20. Их вместимость (Capacity) равна 20 и 40 ед.соответственно. Сходство данных элементов в том, что при отправке первогозаказа они создают короткую очередь, состоящую из этого продукта. Но условиемвыхода заказа из добавочного Buff_20 является наличие в нем как минимум 3заказов одновременно:
/> Model |Elements | Element parameters
Element20: Exit condition = elqueue[E]>3
На этом этапезаказы, поступившие в цех через Inou_1 и Inou_19 сортируются по типам инаправляются в буфер в соответствии с таблицей «plan», где ячейка берется сномером из списка 3..5, 6..8, а номер столбца равен коду продукта, являющегосяв текущем элементе первым в порядке наименьшей очереди:
/> Model |Elements | Stage parameters
Element 2:Send to =select 1 with plan[L,product[E,1]]=1 from 3..5 order -(elqueue[L]+elqueue[L+6])
Element20: Send to = select 1 with plan[L,product[E,1]]=1 from 6..8 order-(elqueue[L]+elqueue[L+6])
L – значениев списке
product[E,1]– продукт (заказ), являющийся в текущем элементе первым в очереди
elqueue[L] –текущее число продуктов (заказов) в элементе
Следуетотметить, что строки в таблице соответствуют машинам (станкам), а столбцы — типу заказа (вид продукта). Если значение ячейки ij=1, то это означает, чтозаказ j может быть обслужен машиной i, если же ij=0 — тогда не может.
Например,элемент, находящийся на пересечении 5 строки и 3 столбца, говорит о том, чтозаказ может обрабатываться только машиной типа С.
/>
ЭлементыBuff_3, Buff_4, Buff_5, Buff_6, Buff_7, Buff_8 вмещают по 16 заказов каждый(Capacity=16) и направляют их в соответствующие машины (Mach_9 — Mach_14):
/> Model |Elements | Stage parameters
Element 3:Send to =E+6
Element 4:Send to =E+6
Element 5:Send to =E+6
Element 6:Send to =E+6
Element 7:Send to =E+6
Element 8:Send to =E+6
Данныевыражения можно пояснить следующим образом: если к номеру элемента, т.е. буфераприбавить 6, то получим номер машины, которая будет обрабатывать заказ,вышедший из этого буфера.
Таким образом,распределяются все заказы, которые нужно обработать той или иной машиной.
Т.к. среднеевремя необходимое для выполнения заказа равно 10 единицам времени(включаяполомку, и т.п.) и задаётся пуассоновским законом распределения, то оно можетсильно меняться.
Это времястоит во времени обработки в элементах Mach_9 — Mach_14.
/> Model |Elements | Element parameters
Element 9:Time = 10.0Neg.Exp
Element10: Time =10.0Neg.Exp
Element11: Time = 10.0 Neg.Exp
Element12: Time = 10.0 Neg.Exp
Element13: Time = 10.0 Neg.Exp
Element14: Time = 10.0 Neg.Exp
Внастоящий момент времени доступны все машины. У всех 6 машин стоитгалочка в поле Element active.
/> Model | Elements |Element parameters | More
Element 9:Element active = On
Element10: Element active = On
Element11: Element active = On
Element12: Element active = On
Element13: Element active = On
Element14: Element active = On
Послеобработки заказы, прошедшие через первые 3 машины (Mach_9, Mach_10, Mach_11)направляются в Buff_15, через оставшиеся 3 (Mach_12, Mach_13, Mach_14) — вBuff_16:
/> Model |Elements | Stage parameters
Element 9:Send to =15
Element10: Send to = 15
Element11: Send to = 15
Element12: Send to = 16
Element13: Send to = 16
Element14: Send to = 16
ЭлементыBuff_15, Buff_16 содержат по 14 обработанных заказов и направляют их на выход:Inou_17, Inou_18 соответственно.
Рассмотримзадание финансовых данных. Все финансовые расчёты в модели выполняются вдолларах:
/> Settings|Finances | Currency = $
И, наконец, унас имеются две динамические иконки WIP, которые отображают производительностьсистемы. Рассмотрим их. Начнем сверху.
Верхняяиконка показывает суммирование длины очереди во всех элементах с 3 по 5 и с 9по 11. Это отражает сумма переменных elqueue@sum[3..5] и elqueue@sum[9..11].
/>
/>
Нижняя иконкапоказывает суммирование длины очереди во всех элементах с 6 по 8 и с 12 по 14,т.е. здесь представлена сумма переменных elqueue@sum[6..8] и elqueue@sum[12..14].
/>
/>
Максимальноезначение, которое могут принимать данные выражения, равно 10.
В ShowFlowзнак @ является знаком присвоения в TLI выражениях. Другими словами, данноевыражение суммирует объём работы для всех активных элементов.
Теперьзапустим модель.
/> Simulate |Single run | Start
(илииспользуйте скоростную кнопку запуска)
При запускемодель работает как одна комплексная система, результат которой отображен вдинамических иконках.
В течениемоделирования можно переключаться между анимацией и статистикой, переключаяAnimation в Simulation Control Window.
Лучше всегопрогнать модель при маленькой скорости, чтобы просмотреть и сравнитьрезультаты, представленные в динамических иконках.
Поскольку заказыпоступают случайным образом, то для получения наиболее общего результатанеобходимо большее количество прогонов.
2. Моделированиебизнес-процесса реинженеринга в офисе
2.1 Цель
Определить, насколькоэффективно будет новое распределение этапов обработки заявок.
2.2 Описание
В некоторыйофис поступают заявки, которые сначала регистрируются, затем поступают нарассмотрение, принимаются или отвергаются, и наконец выполняются, если принятотакое решение. Также представлены 2 последовательности этапов обработки заявок.Результаты обработок представлены в динамических иконках.
2.3 Операции
Рассмотримструктуру данной имитационной модели.
В неделе 5рабочих дней.
/> Settings |Time representation
/>
60 units make 1hour
8 hour make 1day
5 day make 1 week
Время, втечение которого имитируется модель с начала ее запуска равно 12 неделям.
Settings |Simulate| Stop time = 12 week
Рассмотримэлементы, из которых построена модель и связи между ними.
Элементы –Inou_1, Inou_24 служат для генерации входящего потока клиентов.
Элементы – Oueu_2,Oueu_25 содержат очередь поступивших клиентов с заявками.
Элементы – Task_3,Task_26 предназначены для отображения приема клиента с заявкой.
Элементы –Oueu_4, Oueu_27 содержат заявки для регистрации.
Элементы –Task_5, Task_6, Task_28, Task_29 отражают регистрацию заявки.
Элементы –Oueu_7, Oueu_30 содержат уже зарегистрированные заявки.
Элементы –Task_8, Task_31 отражают сортировку заявок для дальнейшего рассмотрения.
Элементы –Oueu_9, Oueu_11, Oueu_13, Oueu_37 содержат заявки, ожидающие своегорассмотрения.
Элементы –Task_10, Task_12, Task_14, Task_38, Task_39, Task_40 отражают рассмотрениепринятой заявки.
Элементы –Oueu_15, Oueu_32 содержат заявки, которые будут либо приняты, либо отвергнуты.
Элементы–Task_16, Task_33 принимают либо отвергают заявки.
Элементы –Oueu_17, Oueu_41 содержат заявки для регистрации об их выполнении.
Элементы –Task_18, Task_42 отражают регистрацию о выполнении заявок.
Элементы –Oueu_19, Oueu_34 содержат рассмотренные заявки.
Элементы –Task_20, Task_21, Task_35, Task_36 отражают хранение рассмотренных заявок.
Элементы –Oueu_22, Oueu_43 содержат заявки с регистрацией об ее выполнении.
Элементы –Inou_23, Inou_44 являются выходом для заявок, прошедших обработку.
По условиюзадачи нам даны 2 различных последовательности этапов обработки заявок в одноми том же офисе. Заявки поступают в тот или иной процесс обработки:
/> Model |Elements | Stage parameters
Element 1:Send to =Select 2 from 2, 25
Причем длякаждой из них в какой-то момент фиксируется ее время:
/> Model |Elements | Job parameters
Element 2:Trigger on entry leadtime[C]:=time
Element25: Trigger on entry= leadtime[C]:=time
Очередь клиентовс заявками может состоять лишь из 16 человек:
/> Model |Elements | Element parameters
Element 2:Capacity =16
Element25: Capacity = 16
Время приемазаявки от клиента задается пуассоновским законом распределения. Оно равно 6 и 4единицам времени:
/> Model |Elements | Job parameters
Element 3:Time = 6.0Neg.Exp
Element26: Time= 4.0 Neg.Exp
Выражение вэлементах Task_3 и Task_26, а именно:
/> Model |Elements | Job parameters
Element 3:Trigger on exit = product[C]:=2
Element26: Trigger on exit = product[C]:=2
обозначает, чтозаявка принята.
Далее заявканаправляется на регистрацию в какой-либо регистрирующий отдел:
/> Model |Elements | Stage parameters
Element 4:Send to =Select 1 from 5, 6
Element27: Send to = Select 1 from 28, 29
При этомколичество заявок, ожидающих регистрацию, может достигать 24:
/> Model |Elements | Element parameters
Element 4:Capacity =24
Element27: Capacity = 24
Заявкарегистрируется в течение 13 единиц времени:
/> Model |Elements | Job parameters
Element 5:Time =13.0 Neg.Exp
Element 6:Time =13.0 Neg.Exp
Element28: Time= 13.0 Neg.Exp
Element29: Time= 13.0 Neg.Exp
Об еерегистрации говорит выражение:
/> Model |Elements | Job parameters
Element 5:Trigger on exit = product[C]:=3
Element 6:Trigger on exit = product[C]:=3
Element28: Trigger on exit = product[C]:=3
Element29: Trigger on exit = product[C]:=3
Т.е. заявкауже зарегистрирована.
Далеезарегистрированные заявки сортируются в течение 10 единиц времени:
/> Model |Elements | Job parameters
Element 5:Time =10.0 Neg.Exp
Element 6:Time =10.0 Neg.Exp
аотсортированные:
/> Model |Elements | Job parameters
Element 8:Trigger on exit = product[C]:=4
Element31: Trigger on exit = product[C]:=4
рассматриваютсяза 15 в офисе с текущей последовательностью этапов обработки заявок и за 35 вофисе с запланированной последовательностью этапов обработки.
Выражение:
/> Model |Elements | Job parameters
Element14: Trigger on exit = product[C]:=5
Element40: Trigger on exit = product[C]:=5
обозначает,что заявка уже рассмотрена.
Следуетзаметить, что количество уже зарегистрированных заявок в очереди не должнопревышать 8:
/> Model |Elements | Element parameters
Element 7:Capacity =8
Element30: Capacity = 8
Количествозаявок, ожидающих своего рассмотрения в офисе с текущей последовательностьюэтапов обработки – 24:
/> Model |Elements | Element parameters
Element 9:Capacity =24
Element11: Capacity = 24
Element13: Capacity = 24
а в офисе сзапланированной последовательностью этапов обработки – 104 заявки:
/> Model |Elements | Element parameters
Element37: Capacity = 104
которые далееотправляются на рассмотрение:
/> Model |Elements | Stage parameters
Element 9:Send to =10
Element11: Send to = 12
Element13: Send to = 14
Element37: Send to = Select 1 from 38, 39, 40
Очередь,состоящая из заявок, которые примут или отвергнут, одновременно может содержать5 таких заявок:
/> Model |Elements | Element parameters
Element15: Capacity = 5
Element32: Capacity = 5
Процесспринятия решения занимает лишь 10 единиц времени:
/> Model |Elements | Job parameters
Element16: Time= 10.0 Neg.Exp
Заявки,подлежащие регистрации о выполнении, поступают с кодом продукта, равным 7:
/> Model |Elements | Job parameters
Element17: Trigger on entry = product[C]:=7
Element41: Trigger on entry = product[C]:=7
Одновременно вочереди могут находиться 16 таких заявок:
/> Model |Elements | Element parameters
Element 17Capacity =16
Element41: Capacity = 16
Послерегистрации о выполнении в течение 18 единиц времени:
/> Model |Elements | Job parameters
Element18: Time= 18.0 Neg.Exp
Element42: Time= 18.0 Neg.Exp
80 % заявокпоступают к заявкам, выполнение которых уже зарегистрировано, а 20 % покаостаются в очереди (офис с текущей последовательностью этапов обработки):
/> Model |Elements | Stage parameters
Element18: Send to = Select 1 from Bernoulli [80, 20, 19]
Законраспределения Бернулли.
В офисе сзапланированной последовательностью этапов обработки заявки с регистрацией овыполнении поступают в хранилище данных заявок:
/> Model |Elements | Stage parameters
Element42: Send to = 43
Рассмотренныезаявки поступают в очередь с кодом продукта 6:
/> Model |Elements | Job parameters
Element19: Trigger on entry = product[C]:=6
Element34: Trigger on entry = product[C]:=6
Одновременнов очереди могут находиться 12 таких заявок:
/> Model |Elements | Element parameters
Element 19Capacity =12
Element34: Capacity = 12
Затем этизаявки поступают в хранилище:
/> Model |Elements | Stage parameters
Element19: Send to = Select 1 from 20, 21
Element34: Send to = Select 1 from 35, 36
В хранилищезаявки находяться в течение 100 единиц времени:
/> Model |Elements | Job parameters
Element20: Time= 100.0 Neg.Exp
Element21: Time= 100.0 Neg.Exp
Element35: Time= 100.0 Neg.Exp
Element 36:Time =100.0 Neg.Exp
При выходевсех заявок с регистрацией о выполнении их суммарное время нахождения в системеобнуляется:
/> Model |Elements | Job parameters
Element22: Trigger on exit = leadsum[1,1]:= leadsum[1,1]+time-leadtime[C]
Element43: Trigger on exit = leadsum[2,1]:= leadsum[2,1]+time-leadtime[C]
Данныевыражения ссылаются на таблицу leadsum
/>
гдеleadsum[1,1] и leadsum[2,1] – суммарное время нахождения всех заявок в системе,
time –текущее время нажождения заявки в системе,
leadtime[C] –время входа заявки в систему.
Теперьрассмотрим динамические иконки.
Иконки подназванием Applications Completed отображают объем выпуска заявок с регистрациейоб их выполнении (produced[22] и produced[42]). Максимальное число заявок вобоих случаях равно 100000.
/> />
Иконки 1и 4 стекстомWIP T1..T2 (current) и WIP T1..T2 (prop) показывают соответственносуммирование длины очереди во всех элементах с 9 по 14 (elqueue@sum[9..14]) и с37 по 40 (elqueue@sum[37..40]). Максимальное значение суммы в обоих случаяхравно 75.
/>/>
/>/>
В ShowFlowзнак @ является знаком присвоения в TLI выражениях. Другими словами, данноевыражение суммирует объём работы для всех активных элементов.
Оставшиеся 2иконки 2 и 3 с соответсвующим текстом Leadtime (current) и Leadtime (prop)отображают среднее время обработки заявки.
/>/>
/>
/>/>
/>
Отметим, чтоcurrent – это текущая последовательность этапов обработки заявок, а prop –запланированная.
Теперьзапустим модель.
/> Simulate |Single run | Start
(илииспользуйте скоростную кнопку запуска)
В результатеполучим максимальный объем выпуска обработанных заявок при минимальной затратевремени, учитывая новое распределение этапов обработки. Следовательно, наиболееэффективно использовать запланированный бизнес-процесс.
В течениемоделирования можно переключаться между анимацией и статистикой, переключаяAnimation в Simulation Control Window.