Моделирование функционирования гибких производственных объектов с использованием математического аппарата теории массового обслуживания многофазных систем (на примере производственных подразделений нижнего уровня управления) тема диссертации по экономике, полный текст автореферата

Диссертация: содержание автор диссертационного исследования: кандидата экономических наук, Ли Гон У, 0

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА I. ПРОБЛЕМЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ СЛОЖНЫХ СИСТЕМ.

§ I. Моделирование как научный инструмент исследования сложных систем.

§ 2. Многофазная система массового обслуживания

СМ0/ как объект исследования.

§ 3. Гибкий производственный участок /ГПУ/ как экономический объект исследования.

ГЛАВА 2. ОСОБЕННОСТИ МОДЕЛИРОВАНИЯ МНОГОФАЗНОЙ СИСТЕМЫ

МАССОВОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ.

§ I. Определение характеристик многофазной системы массового обслуживания.

§ 2. Определение характеристик элементарных систем массового обслуживания.

§ 3. Определение основных показателей функционирования элементарных систем массового обслуживания.

§ 4. Определение оптимальной загрузки средств обслуживания в элементарных системах массового обслуживания.

§ 5. Определение характеристик состояния функционирования многофазной системы массового обслуживания.

ГЛАВА 3. ОСОБЕННОСТИ МОДЕЛИРОВАНИЯ ПШКОГО ПРОИЗВОДСТВЕННОГО УЧАСТКА КАК КОМПЛЕКСА ТРЕХ МНОГОФАЗНЫХ

СИСТЕМ МАССОВОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ

§ I. Определение характеристик гибкого производственного участка как комплекса трех многофазных систем массового обслуживания.

§ 2. Определение характеристик элементарных частей участка как элементарных систем массового обслуживания.

§ 3. Определение основных показателей функционирования элементарных частей участка как элементарных систем массового обслуживания. *.

§ 4. Определение оптимальной загрузки средств обслуживания в элементарных частях участка как элементарных систем массового обслуживания.

§ 5. Определение характеристик состояния функционирования участка.

ГЛАВА 4.ОСНОВЫ МЕТОДИКИ СОЗДАНИЯ МОДЕЛЕЙ И ОЦЕНКИ ИХ

АДЕКВАТНОСТИ.

§ I. Основы методики создания моделей и оценки их адекватности путем эксперимента на реальном объекте.

§ 2. Основы методики создания моделей и оценки их адекватности путем эксперимента на ЭВМ.

§ 3. Экономическое обоснование разрабатываемых моделей.

Диссертация: введение по экономике, на тему "Моделирование функционирования гибких производственных объектов с использованием математического аппарата теории массового обслуживания многофазных систем (на примере производственных подразделений нижнего уровня управления)"

Комплексная автоматизация производства является одним из важнейших методов освобождения трудящихся от тяжелого физического и рутинного умственного труда.

Главным направлением комплексной автоматизации производства в настоящее время является создание гибких автоматических (автоматизированных) производственных систем.

Под гибкой автоматизацией производства понимается такая автоматизация, которая позволяет производить или собирать различные типоразмеры изделий.

Гибкая автоматизация производства находит организационное воплощение: в виде гибкого производственного участка, цеха и завод-автомата. В настоящее время широкое применение находит создание гибкого автоматизированного производства на уровне участка в виде гибких производственных участков. Создание гибких производственных участков является первым шагом комплексной автоматизации производства.

С точки зрения комплексной автоматизации гибкий производственный участок должен быть программно-управляемым объектом. Для программного управления таким участком необходимо математическое описание его функционирования. Поскольку в процессе функционирования гибкого производственного участка участвуют неуправляемые величины, прежде всего необходимо математическое описание этих величин. Эту задачу можно решить с использованием теории массового обслуживания. Итак, теория массового обслуживания может быть инструментом для математического описания функционирования гибкого производственного участка.

Несмотря на то, что создание гибкого производственного участка находит широкое применение, многие задачи математического описания автоматизируемых процессов производства еще не решены. Некоторые из них решаются в данной работе.

В качестве экономического объекта исследования принят гибкий производственный участок, который состоит из станков-автоматов с высокой степенью гибкости (с точки зрения переналадки на новую продукцию), обслуживаемых операторами и наладчиками, управляемых мастерами и наладчиком участка, которые связаны между собой в том или другом смысле.

Цель исследования заключается в повышении эффективности программного управления гибким производственным участком путем математического моделирования его функционирования с использованием математического аппарата теории массового обслуживания.

Предметом исследования являются математическое описание и оптимальная организация функционирования гибкого производственного участка.

Поскольку гибкий производственный участок является сложной системой, математическое описание его функционирования выполняется следующим образом: разделяют гибкий производственный участок на более простые подсистемы, выполняют математическое описание функционирования каждой подсистемы, объединяют все подсистемы и выполняют математическое описание функционирования гибкого производственного участка в целом.

Гибкий производственный участок можно разделить на три подсистемы, исходя из характера функционирования последних: подсистему производства, которая включает производство заготовок, готовых деталей на станках-автоматах; подсистему обслуживания, которая состоит из станков-автоматов, обслуживаемых операторами и наладчиками; подсистему управления, которая состоит их операторов, мастеров и начальника участка.

Поскольку в процессе функционирования всех подсистем участвуют неуправляемые величины, то все подсистемы можно рассматривать как многофазные системы массового обслуживания.

Итак, гибкий производственный участок можно рассматривать как комплекс трех многофазных систем массового обслуживания.

Многофазная система массового обслуживания в работе принимается в качестве математического объекта исследования.

Решение задач исследования гибкого производственного участка приводит к необходимости решения задачи исследования многофазной системы массового обслуживания.

Каким образом исследуется многофазная система массового обслуживания?

Поскольку определение характеристик многофазной системы массового обслуживания является первоочередной задачей, сначала определяются эти характеристики. После этого многофазная система массового обслуживания разделяется на элементарные однофазные системы, которые уже подвергнуты глубокому исследованию во многих литературных источниках по теории массового обслуживания. Разделение многофазной системы массового обслуживания на элементарные является предпосылкой ее эффективного исследования.

Задачи исследования гибкого производственного участка решаются путем перенесения результатов решения задач исследования многофазной системы массового обслуживания в гибкий производственный участок с учетом его специфики.

Научная новизна работы заключается в том, что разработан новый метод определения оптимальной загрузки средств производства средствами обслуживания, разработана новая модель функционирования многофазной системы массового обслуживания, каждой из трех подсистем гибкого производственного участка, разработан метод определения характеристик элементарных систем на основе характеристик многофазной системы массового обслуживания. А также в работе даются обоснования основных понятий метода моделирования.

Теоретическая ценность работы состоит в том, что построены основы для дальнейшего исследования многофазной системы массового обслуживания, которая еще не подвергнута глубокому исследованию, а практическая - в том, что результаты исследования гибкого производственного участка можно применить для повышения эффективности программного управления гибким производственным участком.

Диссертация: заключение по теме "Математические и инструментальные методы экономики", Ли Гон У, 0

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В работе была сформулирована и решена важная проблема. Для решения этой проблемы было произведено дальнейшее исследование многофазной системы массового обслуживания и гибкого производственного участка; обоснованы основные понятия метода моделирования, усовершенствованы характеристики многофазной системы массового обслуживания; разработана математическая и графическая модель структуры гибкого производственного участка; разработан метод определения характеристик элементарных систем массового обслуживания на основе характеристик многофазной системы; разработан новый метод определения оптимальной загрузки средств производства; доказаны две теоремы, на основе которых строится метод оптимальной загрузки; разработана модель функционирования многофазной системы массового обслуживания; получена возможность повышения экономической эффективности функционирования гибкого производственного участка; расширена область применения модели функционирования гибкого производственного участка.

Дальнейшее исследование решения сформулированной в работе проблемы должно идти в направлении установления взаимосвязи трех подсистем и построения модели функционирования гибкого производственного участка в целом, приближения исследуемого в работе гибкого производственного участка к более реальному путем включения в модель новых различных подсистем.

Программа для определения оптимальной загрузки при отсутствии запретов

С РАСЧЕТ ОПТЗАГруЗКИ i INTEGER N,M,IXKIM(N)

REAL TOJJLTOCN), B(1UT(N),S(N)

Read to, n,m, шш*1ЛШ,кю DO H'-IH

M(l) = 0 i ти)=АМАХ1(то(1)до; Do ik*i,M DO 2 Kei, м г $(i)=t(ihb(i)

Kl=l

DO 31=1, N

3IF(S(Ki).<rT.$W)ki=I

T(KibS(Ki) iM(Kl)=M(Ki)+i Ti-t(i) d041>Jt,n

4- IF (Ti.LT.T(I))TleT(I) PRINT Ui,(M(I),I-iN) STOP END

Программа для определения оптимальной загрузки при наличии запретов

С РАСЧЕТ ОПТЗАГруЗКИ 1 INTEGER К, МД, К, Ki, П, МCM), KCN)

REAL TOJi.TOCN^BCNxmSCN^ACNiFC^ACN^hHlCN^HKNX) READ ТО/ N, М, CTO(I),KNUB(I}J=LN;XCHI(LKX млтю, Ш(1,к), МдЫЧЮ

DOiI*i,N ИС1Э« О

IT№»AMAXI(TO(I),TO) DO И 1=0 1=1+1

SIIWCO+BCD ДСЦ-о

К(Х)аО з mwtti) te-Kci)

IK Н2(1,к2ХТи))СтОТОЗ F(l)=Hi(Xlci)

5 IF (СГСИ+ВЩ* Fri))ep?ro4

Hacxkaj-AMAXlfTttJ^HIttto; д(1) = Д(х)+лп;К2;

S(X) « TCl)+£(I)-MCI}

Kls K2+ I ^ото в г Ki=l

DO 6I4,N

6 IF (S iWAI.Sil)) kls I

T(W>SCWL) iMCKaj«M(Ki}+i TI « Tci)

D07I-I/N

7IFCTI <TCI))TI--T(IJ PRINT iJi,(MC!U4N)

STOP END

Программа модели функционирования ШСМО iatpu), кз(м,иК4СМД), мзсмл), ki4(M,U n(M,l),I(Mi,nu mi x тз, т m T3(nd, к щ кнь в cm,мл)

ЬШи,1) М» M,L,T, (Тзсщ114NU (C»(xkilceiUJH.M;,

Ck стдц mi ccc вал CCCICXk,ii)jii nil n, u j-lm; о

P0iJ=I, M POlk'i.u K3(j,k)=o K4CJ,k)*o

Ш4ам-о

P02Iai,N K3(i)=o

K4(I)*o 1S(D«0 TUO

3 Ti-Ti+i

T3-73+T3Cli)

Ttti)«T3

1Р(ТСХ),иБ.Т}СтоТОЗ mi»ti-{

P04U*i,M2

4J(UJ«0

ПЫ Do hs. ЩТ№МТ(ЩК1*П

TUl)*j(K4j+i ifcx%t,mjct0to6

NC(J,MJ

Ki3(j,k)«i<iscxi<;+i

1-КХК,Ш k3(Ki)=K3CKi)+i

RCkjj-sci) IF(RCK£).LE.T)Ct0T06 ki4(xk)-Ki4(xk;ti TCKD-RCki; бТСШ-оо

Mi-M{+{

IF (Mi. LT. M) Cjo TO 7

D02k4l

1=0

M+i

Щш.мс-тотод IHB(XXK). BQ.O)%0TO8 k3(j ю=кзСхк) i-кзсх; k4Cxk;=k4(iK)+k4(i; toT i CCkKx kl k-4i >W| cckicxkXk4i M) m