Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Автоматизированные системы управления и прогрессивные информационные технологии

Диссертационная работа:

Матусов Константин Николаевич. Имитационное моделирование дискретных технологических систем для ситуационного управления производством функциональных устройств : Дис. ... канд. техн. наук : 05.13.06 : Воронеж, 2003 145 c. РГБ ОД, 61:04-5/591-5

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

ВВЕДЕНИЕ 4

1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ УПРАВЛЕНИЯ ДИСКРЕТНЫМИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ СИСТЕМАМИ 9

1.1. Особенности дискретных технологических систем 9

1.2. Анализ функционирования и методы моделирования дискретных технологических систем 19

1.3. Цель и задачи исследования 48

2. РАЗРАБОТКА СТРУКТУРЫ ИМИТАЦИОННОЙ МОДЕЛИ ФУНКЦИОНРІРОВАНИЯ ДИСКРЕТНОЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ НА ОСНОВЕ СЕТЕЙ ПЕТРИ 49

2.1. Системная модель дискретной технологической системы 49

2.2. Логическая схема построения структуры имитационной модели дискретной технологической системы 57

2.3. Структура и математическая модель инвариантного модуля 66

Выводы второй главы 71

3. РАЗРАБОТКА ДИНАМИЧЕСКОЙ ИМИТАЦИОННОЙ МОДЕЛИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ИЕРАРХИЧЕСКОЙ ДИСКРЕТНОЙ ТЕХ НОЛОГИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ НА ОСНОВЕ ИНВАРИАНТНЫХ МОДУЛЕЙ 72

3.1. Анализ и особенности реализации динамической модели 72

3.2. Метод построения динамической модели функционирования дискретной системы 83

3.3. Структурная схема программной реализации имитационной модели 90

Выводы третьей главы 95

4. РЕАЛИЗАЦИЯ И АПРОБАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ 96

4.1. Формирование структуры гибкого автоматизированного участка сборки функциональных узлов 96

4.2. Экспериментальное исследование конфликтующих вариантов технологических структур участка сборки функциональных устройств 108

4.3. Апробация системы в условиях производства 111

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 120

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ 121

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 123

ПРИЛОЖЕНИЕ 139 

Введение к работе:

Актуальность темы. Управление отраслями хозяйства, решение задач проектирования и исследования технических, экономических, организационных и других систем в современных условиях невозможно без привлечения математического моделирования как системной категории. При этом одним из важнейших направлений является имитационное моделирование (ИМ) на ЭВМ.

Методология имитационного моделирования с успехом применяется при анализе эффективности функционирования предприятий и производств, организации работы транспорта и сферы обслуживания; изучении различных сторон деятельности человека (охрана окружающей среды, управление водными ресурсами, экологические проблемы, энергетика и т.п.), в автоматизированном управлении технологическими и организационными процессами. Важно подчеркнуть, что имитационное моделирование используется на всех этапах жизненного цикла: при проектировании, создании, внедрении, эксплуатации систем, а также на различных уровнях их изучения - от анализа работы элементов до исследования взаимодействия систем в целом с окружающей средой.

Быстрое развитие вычислительной техники позволило резко увеличить сложность используемого математического аппарата при построении имитационных моделей на ЭВМ. Появилась возможность создания таких имитационных моделей, которые учитывают значительное разнообразие действующих факторов, и позволяют моделировать решение поставленных задач в условиях конфликта как асинхронных, так и параллельных процессов происходящих в исследуемой системе. Что, в свою очередь, послужило основой использования аппарата теории сетей Петри. В настоящее время сети Петри нашли широкое применение в практических задачах описания структуры, взаимодействия параллельных асинхронных систем и процессов при наличии конфликтов за использование общих ресурсов.

Моделирующие возможности сетей Петри и их эффективность в приложениях объясняются тем, что сети Петри - это интеграция графа и дискретной динамической системы, они могут служить, таким образом, и статической, и динамической моделью представляемого с ее помощью объекта.

Наибольшее развитие сетей Петри нашли в задачах проектирования параллельных вычислительных процессов при создании и исследовании вычислительных комплексов, информационных систем.

К сожалению, меньший интерес сетей Петри вызвали у специалистов в технологических областях формирования технологий производства, транспортного обеспечения, распределения ресурсов в дискретных производствах.

Именно в этом направлении в данной работе рассматриваются прикладные вопросы, возникающие при исследовании технологических систем, и предложены возможные пути их решения с помощью имитационного моделирования на основе сетей Петри.

Таким образом, актуальность темы исследования заключается в необходимости разработки методов и алгоритмов построения имитационных моделей на основе сетей Петри для ситуационного управления дискретными технологическими системами.

Целью диссертационной работы является разработка методов и алгоритмов построения имитационных математических моделей дискретных технологических систем для ситуационного управления в условиях гибкого производства функциональных элементов.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие основные задачи:

определить особенности дискретных технологических систем;

проанализировать процесс функционирования и методы моделирования дискретных технологических систем;

разработать методы моделирования процессов функционирования дискретных технологических систем;

предложить структурную схему программной реализации имитационной модели дискретной технологической системы;

осуществить экспериментальное исследование конфликтующих вариантов технологических структур в гибком производстве функциональных устройств.

Методы исследования. Для решения поставленных в работе задач были использованы методы теории управления сетей Петри, математической статистики и математического моделирования.

Научная новизна. В работе получены следующие основные результаты, характеризующиеся научной новизной:

принцип построения имитационных моделей дискретных технологических систем гибкого производства, основанный на модульности и структурного подобия и инвариантной к различным технологическим структурам;

логическая схема построения структуры имитационной модели, позволяющая формировать системную модель дискретной технологической системы в виде сети Петри;

процедура и алгоритм построения математической модели инвариантного модуля, основанные на логической схеме построения, структура имитационной модели дискретной технологической системе;

метод построения динамической модели функционирования дискретной технологической системы, отличающийся учетом динамического поведения имитационной модели системы;

структурная схема программной реализации имитационной модели дискретной технологической системы, позволяющая осуществлять возможность корректировки модели и изменять диагностические критерии и их функциональный вид.

Практическая значимость работы и результатов внедрения. Разработанная логическая система формирования структуры имитационной модели и инвариантных модулей реализована при ситуационном управлении гибким ав томатизированным участком сборки функциональных устройств цеха по выпуску микро-ЭВМ, что обеспечивает выпуск заданной номенклатуры изделий, заданного объема и качества за плановый промежуток времени при ограничениях на ресурсы.

Материалы диссертации используются в учебном процессе кафедры конструирования и производства радиоаппаратуры Воронежского государственного технического университета.

Апробация работы. Основные научные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях и семинарах: XXXIX научной конференции (Воронеж, 2000); XL научной конференции (Воронеж, 2001); научно-практической конференции «Актуальные проблемы научно-практических исследований и методологий» (Воронеж, 2002); II Всероссийской научно-технической конференции (Воронеж, 2002); «Интеллектуализация управления в социальных и экономических системах» (Воронеж, 2003); научно-методическом семинаре кафедры КИПР ВГТУ (Воронеж, 2002, 2003).

Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано 7 печатных работ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из четырех глав, заключения, изложенных на 122 страницах, списка литературы из 153 наименований, содержит 27 рисунков и 7 таблиц.

Во введении обосновывается актуальность темы диссертационной работы, сформулированы цель и задачи исследования, изложены основные научные положения, определена практическая значимость, приведены сведения об апробации и внедрении работы.

В первой главе рассматриваются особенности дискретных технологических процессов, их специфику во многом определяют применяемые математические методы и концепции построения автоматизированных систем управления. Имитационное моделирование и ситуационное управление позволяют решать проблему повышения эффективности автоматизации и управления дис кретными технологическими системами в условиях множества вариантов их реализации, большого количества ситуаций, возникающих при их функционировании, и учета конфликтующих критериев при выборе окончательного решения.

Вторая глава посвящена методологии разработки структуры имитационной модели функционирования дискретной технологической системы на основе сетей Петри. Показано, что специфика дискретных технологических систем ограничивает возможности применения аналитических моделей и методов для их исследования и управления, а как альтернатива им предлагается имитационное моделирование. Для построения имитационной модели предлагается использовать принципы модульности и структурного подобия. Рассматривается алгоритм построения структуры имитационной модели функционирования дискретной технологической системы и методика формирования логической схемы ее построения. На основе принципа модульности предложена структура и математическая модель инвариантного модуля дискретной технологической системы.

В третьей главе приводятся анализ и рассматриваются вопросы разработки динамической имитационной модели функционирования иерархической дискретной технологической системы на основе инвариантных модулей, излагается метод построения динамической модели функционирования дискретной системы и приводится структурная схема программной реализации имитационной модели.

В четвертой главе рассматриваются формирование структуры и экспериментальное исследование конфликтующих вариантов технологических структур участка сборки функциональных устройств, приводятся результаты апробации системы в условиях производства.

В заключении сформулированы основные результаты работы, а в приложении представлены алгоритмы формирования и коррекции функциональной сетевой модели и акты внедрения.

Подобные работы
Шведов Николай Георгиевич
Автоматизация и управление процессом многолезвийной механической обработки на основе динамического моделирования технологической системы
Асташин Сергей Михайлович
Управление режимами и процессами эксплуатации систем тягового электроснабжения на основе имитационного моделирования
Белякова Марина Станиславовна
Повышение эффективности процессов конструкторско-технологического проектирования на основе разработки информационной системы моделирования поверхностей
Гаспарян Георгий Левонович
Моделирование систем бункерного питания кардочесальных машин и их централизованного управления
Шергин Евгений Александрович
Объектно-ориентированное моделирование систем управления технологическим процессом шлюзования судов
Завадская Елена Сергеевна
Методы математического моделирования системы управления ресурсами лесопромышленного холдинга в условиях случайного спроса
Раков Владимир Иванович
Инфографический подход к моделированию систем управления с переменной структурой
Литвинов Михаил Анатольевич
Система комплексного моделирования процессов при бурении нефтяных скважин на основе нечетких множеств
Проснева Марина Кузьминична
Повышение производительности функционирования автоматизированных технологических систем путем моделирования и оптимизации технических решений
Федосенков Борис Андреевич
Научно-технические основы создания и моделирования автоматизированных систем управления непрерывными смесеприготовительными процессами

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net