Устройство для моделирования производственных систем

 

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано при исследовании многофазных технологических процессов в гибких автоматизированных производственных системах. Цель изобретения - повышение точности моделирования за счет учета численных значений показателей надежности межфазных накопителей . Устройство содержит два блока генераторов случайных импульсов, блок генераторов тактовых импульсов, блок регистрации, модель производственной системы, суммирующий счетчик и дешифратор . Устройство позволяет получать статистические данные о качестве функционирования проектируемых систем с учетом состояния оборудования отдельных участков производственной системы и межфазных накопителей. 2 ил. с (О. (Л

СОЮЗ COBETCHHX

C0LLHAЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1444806 А1 (5ц 4 G 06 F 15/20

6 ге.; - -. -

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H ABTOPCHOMV СВИДЕП=ЛЬС ГВУ (.21) 4245955/24-24 (22) 15.05.87 (46) 15.12.88. Бюл. М 46 ,(71) Московский институт инженеров железнодорожного транспорта (72) П.Э.Борицкий, В.М.Крылов, А.В Потапов, В.С.Голубев, 0.1О.Родионова и В.М.Цаканян (53) 681.3(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 907553, кл. G 06 F 15/20, 1980, Авторское свидетельство СССР

У 1283784, кл. О 06 F 15/20, 1985 ° (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ

ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ СИСТЕМ (57) Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано при исследовании многофазных технологических процессов в гибких автоматизированных производственных системах. Цель изобретения— повышение точности моделирования за счет учета численных значений показателей надежности межфазных накопителей. Устройство содержит два блока генераторов случайных импульсов, блок генераторов тактовых импульсов, блок регистрации, модель производственной системы, суммирувщий счетчик и дешифратор. Устройство позволяет получать статистические данные о качестве функционирования проектируемых систем с учетом состояния оборудования отдельных участков производственной системы и межфазных накопителей, S

2 ил.

1444806

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при исследовании многофазных технологических процессов в гибких автоматизированных производственных системах, Цель изобретения — повышение точности моделирования за счет учета численных .значений показателей надеж- 10 ности межфазных накопителей.

На фиг. 1 представлена схема устройства; на фиг. 2 — схема имитатора участка производственной системы, Устройство для моделирования про- 15 изводственных систем содержит первый

1 и второй 2 блоки генераторов случайных импульсов, блок 3 генераторов тактовых импульсов, модель 4 производственной системы, блок 5 регист- 20 рации, суммирующий счетчик 6, дешифратор 7.

Модель 4 производственной системы содержит имитаторы 8 участков производственной системы, первый 9 и второй 10 элементы И.

Блок 5 регистрации состоит из элементов И 11, 12, элемента НЕ 13 и трех суммирующих счетчиков 1 -16.

Каждый из имитаторов участка производственной системы содержит третий элемент И 17, элемент НЕ 18, первый — четвертый триггеры 19-22, первый 23, второй 24 элементы И, первый — третий одновибраторы 25-27, реверсивный счетчик 28, дешифратор

29, первый 30, второй 31 блоки элементов 2И-ИМИ, четвертый 32 и пятый

33 элементы И.

На выходах блока 1 генераторов 40 формируются последовательности случайных импульсов, длительность которых пропорциональна времени безотказной работы оборудования участков, а длительность пауз между импульсами- 45 времени восстановления.

На выходах блока 2 генераторов формируются последовательности случайных импульсов, длительности которых пропорциональны времени безот- 50 казной работы межфазных накопителей, а длительность пауз между импульсами — времени восстановления их работоспособности.

На первом выходе блока 3 генера- 55 торов тактовых импульсов формируется последовательность импульсов, частота следования которых задает масштаб времени, в котором происходит процесс моделирования, на втором последовательность импульсов, частота следования которых пропорциональна прбизводительности n-ro участка производственной системы, на третьем— высокочастотная синхронизирующая последовательность импульсов, на группе выходов с 4 по (n+2)-й — последовательности импульсов, частота следования которых пропорциональна производительности первых (п-1) участков производственной системы.

В счетчике 14 блока 5 регистрации фиксируется количество готовой продукции на выходе производственной системы, в счетчике 15 — суммарное время простоев системы, в счетчике 16 суичарное время безотказной работы системы, Устройство для моделирования производственных систем позволяет имитировать случайные процессы продвижения изготавливаемых изделий по различным участкам фазам) технологи/ ческой системы с учетом надежности участков и межфазных накопителей.

Если происходит отказ оборудования участков и оно не будет восстановлено до момента исчерпания запасов ранее обработанных изделий в межфазном накопителе, то технологический процесс прервется. В случае восстановления отказавшего оборудования до момента исчерпания запаса изделий в межфазном накопителе отклонений в нормальном течении технологического процесса не происходит, Если происходит отказ межфазного накопителя, то изделие с предыдущего участка непосредственно передается на последующий участок, причем если время восстановления накопителя превышает предельное, то хранящиеся в нем полуфабрикаты теряют свои свойства и удаляются из производственной системы.

Будем считать, что при наличии потока продукции на выходе производственной системы она считается работающей безотказно, а при отсутствии потока — простаивающей.

Устройство позволяет оценивать численные значения показателей качества функционирования производственных систем на стадии проектирования и реконструкции с учетом использования оборудования и накопителей с различной надежностью.

1444806

Устройство для моделирования про— изводственной системы с ненадежными накопителями работает следующим о6разом.

Перед началом работы устройства все триггеры и счетчики устройства устанавливаются в нулевое состояние.

После включения устройства блоки 1 и 2 генераторов на каждом из выходов 10 формируют последовательность случайных импульсов, а на выходах блока 3 генераторов тактовых импульсов появляются последовательности импульсов заданной частоты. 15

Первый вход имитатора k-ro участка производственной системы подключен к второму выходу имитатора предыдущего участка. На. нем присутствует единичный сигнал, если изделия-полуфабрикаты имеются в межфазном накопителе, расположенном между этими участками. При опорожнении этого накопителя единичный .сигнал сменяется 25 нулевым. На второй вход k-го имитатора поступает поток случайных импульсов с соответствующего выхода генератора 1, задающих состояние (работоспособное или восстановление) обо- 30 рудования k-ro участка. На третий вход имитатора поступает поток случайных импульсов с соответствующего выхода генератора 2, задающих состояние (работоспособное или восстановление) межфазного накопителя. На четвертый вход имитатора поступают импульсы от блока 3, частота которых задает производительность участка производственной системы. Эти импуль- 40 сы проходят на D-вход и динамический синхровход триггера 19 и на первый выход имитатора, если k-й участок находится в работоспособном состоянии, в накопителе перед ним есть из- 45 делия-полуфабрикаты, а в межфазном накопителе за ним есть место для размещения обработанных íà k-м участке производственной системы изделий, чему соответствует единичный сигнал на первом выходе блока 30 элементов

2И-И1И. На седьмой вход k rn имитатора поступают импульсы с первого выхода (k+1)-го имитатора, которые соответствуют изъятию изделий-полу 55 фабрикатов из межфазного накопителя, расположенного между k-и и (k+

+1)-м участками технологической системы, для обработки на (k+1) — м участке. Иежфазные накопители моделируются с помощью реверсивных счетчиков 28, На пятый и шестой входы k-го имитатора участка производственной системы подаются сигналы с первого и второго выходов дешифратора 7 соответственно. Эти сигналы синхронизируют импульсы, поступающие на суммирующий и вычитающий входы реверсивного счетчика 28, поскольку типовые реверсивные счетчики не допускают одновременной подачи импульсов на эти входы.

На суммирующий вход счетчика 6 поступают высокочастотные импульсы с третьего выхода блока 3 генераторов тактовых импульсов. При поступлении очередного импульса содержимое счетчика.б увеличивается на единицу и изменяются сигналы на первом и втором выходах дешифратора 7, т.к. суммирующий вход счетчика 6 связан со стробирующим входом дешифратора 7. При нечетном содержимом счетчика 6 и наличии стробирующего импульса на первом выходе дешифратора 7 появляется единичный сигнал, поступающий на вход элемента И 23, а на втором выходе — нулевой сигнал, подаваемый на вход элемента И 24 каждого имитатора участка производственной системы.

При четном содержании счетчика 6 на первом выходе дешифратора 7 присутствует нулевой сигнал, а на втором— единичный сигнал.

Таким образом, на суммирующий и вычитающий входы счетчика 28 поступают короткие импульсы с выходов одновибраторов 25 и 26 соответственно в разные моменты времени.

На суммирующий (вычитаяший) вход счетчика 28 импульс поступает с триггера 19 (20) при условии наличия на вторых входах элементов И 32 и 33 единичного сигнала (работоспособное состояние накопителя) в момент при- хода синхронизирующего импульса на второй вход элемента И 23 (24).Одновременно осуществляется сброс триггегера 19 (20) в нулевое состояние.

Код, записанный в счетчике 28, соответствует количеству полуфабрикатов, находящихся в межфазном накопителе.

Дешифратор 29 формирует на первом выходе единичный сигнал, если в межфазном накопителе есть место для приема полуфабрикатов. Так как на пер5

40

50, марное время безотказной работы про55

5 144 вом входе первого элемента И блока

30 элементов 2И-ИЛИ в случае работоспособного состояния межфазного накопителя присутствует единичный сигнал, то сигнал с первого выхода дешифратора 29 проходит на первый вход эле-мента И 17. Как только сигнал на первом выходе дешифратора 29 и на пер вом входе элемента И 17 сменяется на нулевой (заполнение межфазного накопителя), то на выходе элемента 17 устанавливается нулевой сигнал, что имитирует простой участка производственной системы, поток поступающих в накопитель полуфабрикатов прерывается.

Единичный сигнал на втором выхпде дешифратора 29 имитирует наличие запаса полуфабрикатов в накопителе.

При работоспособном состоянии межфазного накопителя этот сигнал проходит на вьщэд блока 31, разрешая обработку полуфабрикатов участком производственной системы, расположенным в технологической цепочке сразу за межфазным накопителем.

Отказ межфазного накопителя на

k-м участке производственной системы моделируется поступлением на третий вход k- ro имитатора нулевого сигнала.

На выходе элемента HE 18 появляется единичный сигнал, который запускает одиовибратор 27, представляющий собой элемент задержки с временем .

На вторые входы элементов И 32 и 33 и первые входы первых элементов И блоков 30, 31 элементов 2И-ИЛИ поступает нулевой сигнал. Счетчик 28 и дешифратор 29, имитирующие межфааный накопитель, оказываются отключенными. Содержимое счетчика 28 перестает изменяться. Единичный сигнал с выхода элемента НЕ 18 разрешает прохождение сигналов с прямого и инверсного выходов триггера 22 на выход блоков 30 и 31, С помощью триггера

22 моделируется прохождение полуфабрикатов с k-ro участка на (k+1)-й в обход межфазного накопителя в случае его отказа.

Если время восстановления межфазного накопителя не превышает предельное время хранения полуфабрикатов, т,е. длительность паузы на треть м входе имитатора меньше 3, то полуфабрикаты не утрачивают своих свойств и используются в технологическом процессе. Если длительность

4806 6 паузы превзошла с, то на С-вход триггера 21 импульс с выхода одновибратора 27 приходит в тот момент, когда на Э-входе трит гера присутствует единичный сигнал, Триггер 21 опрокидывается в единичное состояние, единичный сигнал с его прямого выхода обнуляет счетчик 29. Этим имитируется истечение срока хранения полуфабрикатов в накопителе и изъятие их из дальнейшей обработки, Возврат триггеа 21 в нулевое состояние осуществлятся сразу после восстановления рабо/ тоспособного состояния накопителя, Единичный сигнал с третьего входа имитатора поступает на R-вход триггера 21 и сбрасывает его в ноль, Нормальный ход технологического процесса на k-м участке обеспечен, если оборудование k-ro участка находится в работоспособном состоянии, в предшествующем этому участку межфазном накопителе есть запас изделий-полуфабрикатов и в последующем накопителе есть место для размещения обработанных на k-м участке изделий.

Если одно, из этих требований не выполняется, то процесс функционирования системы íà k-й фазе прерывается.

Элемент И 9 имитирует заключительный участок производственной системь1. На его выходе поток импульсов пропорционален потоку готовых изделий на выходе системы. Предполагается, что склад готовой продукции переполниться не может. Количество изготовленной продукции фиксируется счетчиком 14 блока 5 регистрации.

На выходе элемента И 9 присутствует единичный сигнал, если в последнем межфазном накопителе есть запас изделий и оборудование последнего участка находится в работоспособном состоянии. В этом случае через элемент

И 1 2 проходят импульсы, задающие масштаб времени, с первого выхода блока

3 генераторов тактовых импульсов на вход счетчика 1б, фиксирующего сумизводственной системы, При нулевом сигнале на выходе элемента И 10 импульсы с первого выхода блока 3 поступают на вход счетчика 15, фиксирующего суммарное время простоев производственной системы.

Формула и з о б р е т е н и я

Устройство для моделирования производственных систем, содержащее пер4806

10

30

7

144 вый блок генераторов случайных импульсон, блок генераторов тактовых импульсов, блок регистрации, первый информационный вход котороro подключен к первому выходу блока генераторов тактовых импульсов, и модель производственной системы, содержащую два элемента И и п-1 имитаторов участка производственной системы, каждый из которых .содержит первый, второй и третий элементы И, первый, второй и третий одновибраторы, элемент НЕ, первый и второй триггеры, реверсивный счетчик и дешифратор, причем в каждом имитаторе участка производственной системы входы дешифратора подключены соответственно к разрядным выходам реверсивного счетчика, выходы первого и второго одновибраторов соединены с установочными входами первого и второго триггеров соответственно, прямые выходы первого и второго триггеров подключены к первым входам первого и второго элементов И соответственно, выходы которых соединены с входами запуска первого и второго одновибраторов соответственно, выход третьего элемента И подключен к счетному и синхронизирующему входам первого триггера, выход элемента НЕ соединен с входом запуска третьего одновибратора, выход третьего элемента И k-го имитатора участка производственной системы (k=2, и-1) подключен к счетному и синхронизирующему входам второго триггера (k-1)-ro имитатора участка производственной системы, первые входы третьих элементов И всех имитаторов участка производственной системы подключены соответственно к выходам первого блока генераторов случайных импульсов, последний выход которого соединен с первыми входами первого и второго элементов И модели производственной системы, выходы первого и второго элементов И которой подключены к второму и третьему информационным входам блока регистрации, вторые входы третьих элементов И всех имитаторов участка технологического процесса соединены соответственно с выходами группы блока генераторов тактовых импульсов, второй выход которого подключен к второму входу первого элемен та И модели производственной системы, выход которого соединен со счетным и синхронизирующим входами второго триггера (n-1 ) -го имитатора участка производственной системы, третий вход третьего элемента И первого имитатора участка производственной системы подключен к шине единичного потенциала, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения точности моделирования за счет учета численных значений показателей надежности межфазных накопителей, оно дополнительно содержит второй блок генераторов случайных импульсов, суммирующий счетчик, дешифратор, а в каждый имитатор участка производственной системы введены четвертый и пятый элементы И, третий и четвертый триггеры и первый и второй блоки элементов 2И-ИЛИ, причем в каждом имитаторе .участка производственной системы суммирующий и вычитаюший входы реверсивного счетчика подключены соответственно к выходам четвертого и пятого элементов И, первые входы которых подключены к выходам первого и второго одновибраторов соответственно, первые входы первых элементов И первого и второго блоков 2И-ИЛИ, вторые входы четвертого и пятоro элементов И, установочный вход третьего триггера и вход элемента НЕ объединены и подключены к соответствующему выходу второго блока генераторов случайных импульсов, первый и второй

З5 выходы дешифратора в каждом имитаторе участка производственной системы подключены к вторым входам первых элементов И соответственно первого и второго блоков элементов 2И-ИЛИ, прямой и инверсный выходы четвертого триггера соединены с первыми входами вторых элементов И соответственно первого и второго блоков элементов

2И-ИЛИ, вторые входы вторых элементов И которых соединены с выходом элемента HE и счетным входом третьего триггера, выход которого подключен к обнуляющему входу реверсивного счетчика, а синхронизирующий вход третьего триггера соединен с выходом третьего одновибратора, выход первого. блока элементов 2И-ИЛИ соединен с четвертым входом третьего элемента И имитатора участка производственной системы, выходы первого и второго одновибраторов соединены с единичными и нулевыми входами четвертого триггера соответственно, выход второго блока элементов 2И-ИЛИ имитатора i-го

1444806

1О (i=1, п-2) участка производственной системы подключен к четвертому входу третьего элемента И (i+1)-го имитатора участка производственной системы, выход второго блока элементов 2И-ИЛИ (п-1)-ro имитатора участка производ ственной системы подключен к третьему входу первого элемента И и второму входу второго элемента И модели производственной системы, объединенные вторые входы первых элементов И и объединенные вторые входы вторых элементов И всех имитаторов участков производственной системы подключены к первому н второму выходам дешифратора устройства соответственно, информационные входы которого соединены с разрядными выходами суммирующего счетчика, стробирующий вход — со счетным входом суммирулцего счетчика и третьим выходом блока генераторов тактовых импульсов.

l,44 4806

Составитель В.Фукалов

Редактор М.Циткина Техред А.Кравчук

Корректор Л.Пилипенко.с

Заказ 6508/50 Тираж 704 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Укгород, ул, Проектная, 4