Промислові роботи (стр. 10 из 12)

Структуру виробничої системи можна представити взаємозв’язаною сукупністю її елементів, при цьому існують різні способи зв’язку елементів. Розглянемо найбільш вживані .

При послідовному з’єднанні вихід попереднього елемента є входом наступного. Видно, що при такому з'єднанні елементів обробляючого типу бажано, щоб ресурси їх продуктивностей були однакові. В іншому випадку виникає “вузьке місце” і елементи з більшим ресурсом продуктивності будуть працювати з недозавантаженням. Структури з послідовно з’єднаними елементами характерні для збірних технологічних процесів з синхронним конвейєром. Кожний елемент є збірним автоматом. Ресурси продуктивності всіх збірних автоматів повинні бути однакові і вибрані так, щоб забезпечити заданий темп випуску виробів.

У випадку, коли продуктивності елементів обробки або збірних елементів змінюються в процесі функціонування, наприклад, із-за простоїв, зв’язаних із збоями або профілактикою, між послідовно з’єднаними елементами доцільно встановити буферний накопичувач із змінним запасом продуктів. При нормальному функціонуванні в накопичувачі піддержується деякий постійний запас продукту. При виході із роботи першого (протягом технологічного процесу) елементу другий не припинить роботу, при цьому запас в накопичувачі буде зменшуватися.

Час роботи другого елемента при непрацюючому першому визначається величиною запасу в накопичувачі. При відмові другого елемента запас продукту в накопичувачі буде збільшуватися, а час роботи першого елемента при непрацюючому другому визначається різницею між максимальною ємністю накопичувача і величиною запасу в момент відмови другого елемента.

При паралельному з'єднанні об’єднані входи і виходи елементів. Таке з'єднання зазвичай використовується для збільшення інтенсивності обробки продуктового потоку, так як продуктивності елементів, з'єднаних паралельно, складаються.

Структура із зворотнім зв’язком, при якій частина вихідного потоку елемента S₁ подається на вхід елемента S₂ , приведена на рис. 13.2. На практиці структури із зворотними зв’язками використовуються, наприклад, якщо в елементі S₁ відбувається контроль виробу, а в елементі S₂ – виправлення браку.

Реальні виробничі системи, як правило, мають комплексну структуру, тобто структуру, яка об’єднує всі три розглянутих типа з'єднання елементів.

Рис. 13.2. Структура із зворотнім зв’язком.

Побудова структури нових високоавтоматизованих виробництв є, як правило, важко формалізованим процесом. Аналіз запропонованої проектувальником структури і технічних рішень в значній мірі базується на математичному моделюванні. При цьому можна рішити наступні задачі:

1. визначити продуктивність всієї системи і завантаження її окремих елементів при відомих характеристиках виробів, технології, ресурсах продуктивності всіх елементів і ємностей накопичувачів;

2. визначити необхідні ресурси продуктивності всіх елементів системи і ємності накопичувачів при відомих характеристиках виробів, технології і плановому завданні;

3. визначити необхідну продуктивність транспортної системи і ємності накопичувачів при відомих характеристиках виробів, технологій, плановому завданні, ресурсах продуктивності та елементів обробки (зборки) ;

4. визначити втрату продуктивності системи при відмові певних елементів при відомих характеристиках виробів, технології, плановому завданні, ресурсах продуктивності і ємностей накопичувачів.

Перераховані задачі є найбільш характерними при аналізі проектів ГАВ, але не вичерпують список можливих постановок задач.

Для моделювання ГАВ використовуються різноманітні методи, які можна розділити на два широких типи: аналітичні, імітаційні

Аналітичне моделювання основане на поверхневому описі об’єкта, який моделюється з допомогою набору математичних формул. Мова аналітичного опису містить наступні основні групи семантичних елементів:

- критерій; - невідомі; - дані; - математичні операції; - обмеження

Найбільш суттєва характеристика математичних моделей полягає в тому, що модель не є структурно подібна об’єкту моделювання. Під структурною подібністю тут розуміють однозначну відповідність елементів і зв’язків моделі елементам і зв’язкам об’єкта моделювання. До аналітичних відносяться моделі, які побудовані на основі апарату математичного програмування, кореляційного, регресивного аналізу. Аналітична модель завжди являє собою формальну конструкцію, яку можна проаналізувати і рішити математичними засобами. Так, якщо використовується апарат математичного програмування, то модель складається із цільової функції і системи обмежень на змінні. Цільова функція, як правило, виражає ту характеристику системи, яку потрібно обчислити чи оптимізувати. Наприклад, це може бути продуктивність системи. Змінні виражають варіативні технічні характеристики системи, обмеження – їх допустимі граничні значення. Процес (у визначеному вище значенні), який відбувається на об’єкті, не має прямого аналогу в аналітичній моделі. Аналітичні моделі є ефективним інструментом для рішення задач оптимізації або обчислення характеристик виробничих систем. Але в ряді практичних задач застосування аналітичних моделей є проблематичним, в зв’язку з їх великою розмірністю. Для збільшення обчислювальної ефективності використовують різні прийоми. Один з них зв’язаний із розбиттям задачі великої розмірності на під задачі меншої розмірності так, щоб автономні рішення під задач в певній послідовності давали рішення основної задачі. При цьому виникають організації взаємодії від задач, які не завжди виявляються простими. Інший приклад розуміє під собою зменшення точності обчислень, за рахунок чого вдається скоротити час рішення задачі.

Імітаційне моделювання основане на прямому описі об’єкта моделювання. Значимою характеристикою таких моделей є структурна подібність об’єкта і моделі. Це значить, кожному значимому з точки зору задачі, яка обчислюється, елементу об’єкта ставиться і відповідність елемент моделі. При побудові імітаційної моделі описуються закони функціонування кожного елемента об’єкта і зв’язку між ними. Робота з імітаційною моделлю полягає в проведенні імітаційного експерименту. Процес, який протікає в моделі в ході експерименту, подібний до процесу в реальному об’єкті. Тому дослідження об’єкта на його імітаційній моделі зводиться до вивчення характеристик процесу, який протікає в ході експерименту.

Для формального представлення виробничої системи при імітаційному моделюванні зазвичай використовується схема з дискретними подіями. При цьому процес функціонування системи в часі ототожнюється з послідовністю подій, які виникли в системі у відповідності із закономірностями її функціонування. В формальне поняття “подія” вкладають конкретний смисловий зміст, який визначається цілями моделювання. Важливою властивістю імітації є можливість керувати масштабом часу. Динамічний процес в імітаційній моделі протікає в так званому системному часі. Системний час імітує реальний час. При цьому перерахунок системного часу в моделі можна виконувати двома способами:

1.перший полягає в “русі” по часі з деяким постійним кроком Dt ;

2.другий – в “русі” по часі від події до події .

Рахують, що в періодах часу між подіями в моделі не відбувається ніяких змін.

Крім реального і системного часу існує ще один тип часу – машинний, тобто час, за який реалізується імітаційний експеримент. При імітаційному моделюванні виробничих систем, як правило, намагаються “стиснути” реальний час, тобто протяжність процесів в моделі, яка вимірюється машинним часом, значно менше протяжності тих же процесів в реальному об’єкті. Це дає змогу вивчати функціонування виробничої системи на досить довгих інтервалах часу.

Таким чином основне призначення імітаційного моделювання полягає в наступному:

- виділити найбільш суттєві змінні, оцінити ступінь впливу їх зміни на параметри системи, які досліджуються, а також визначити “вузькі місця”, тобто технологічні, організаційні або керуючі фактори, які найбільш суттєво впливають на показники функціонування системи;

- вивчити дію різних організаційних, керуючих та техніко-економічних змін на показники функціонування системи;

- оцінити різні варіанти технічних рішень і стратегій керування при пошуку оптимальної структури ГАВ.

Ясно, що аналітичні задачі можна рішати з допомогою аналітичних методів, але імітація дозволяє працювати з моделями більшої розмірності, враховувати обмеження і умови, які важко або неможливо включити в аналітичну модель, а також представляти результати моделювання в наглядній, легко інтерпретуємій формі. Однак, це не значить що імітаційне моделювання може замінити аналітичне. Проведення імітаційного експерименту часто виявляється трудоємною і довгою процедурою. Тому, на практиці, при рішенні задач аналізу та синтезу ГАВ аналітичне і імітаційне моделювання об’єднують в комплексну процедуру. Аналітичне моделювання в такій процедурі використовують для швидкого, але приблизного оцінювання основних характеристик ГАВ, що дозволяє усунути найбільш суттєві неточності програмування, збалансувати продуктивність окремих елементів, вибрати ємність накопичувачів і сформулювати вимоги до системи керування. Імітаційне модулювання займає більше часу і дозволяє визначити вказані характеристики та інші характеристики з більш високим степенем точності.

14. РТК при пакуванні готової продукції в галузях харчової, легкої та інших промисловостях

14.1 Пакетування штучних вантажів

Характеристика штучних вантажів.

Під загальним терміном розуміються матеріали і предмети, які транспортуються і складуються. Вид вантажу і його характеристика являються одним із важливих чинників (факторів), які визначають технологію вантажопереробки.