Пример выполнения самостоятельного  задания по курсу

Разработка САПР

  1.  Постановка задачи
  2. Метод построения модели
  3. Таблица определений
  4. Блок схема.
  5. Распечатка программы
  6. Выходные данные
  7. Обсуждение

1. Постановка задачи.

Производство деталей определенного вида включает длительный процесс сборки, заканчивающийся коротким периодом обжига в печи. Поскольку содержание печи обходится довольно дорого, несколько сборщиков используют одну  печь, в котороу одновременно можно обжигать только одну деталь. Сборщик не может начать новую сборку, пока не вытащит из печи предыдущую деталь.
      1. Собирает следующую деталь.
      2. Ожидает возможность использования печи по принципу "первым пришел - первым обслужен".
      3. Использует печь.
      4. Возвращается к пункту 1.
    Время сборки  и время использования печи распределены в соответствии со значениями табл. 1 и 2.
 
Таблица 1. Распределение времени сборки
Время сборки, мин
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
Относительная частота
0.01
0.03
0.05
0.1
0.18
0.26
0.18
0.10
0.05
0.08
0.01

 

Таблица 2. Распределение времени использования печи
Время использования печи, мин
6
7
8
9
10
Относительная частота
0.05
0.25
0.40
0.25
0.05
   Стоимость операций и изделий представлены в табл. 3.
 
Элемент
Стоимость
Зарплата сборщика
24 руб в час
Стоимость печи
480 рублей за восьмичасовой рабочий дннь (независимо от степени использования)
Цена материала
12 рублей на одну деталь
Стоимость готового изделия
42 рубля за деталь
   
Необходимо построить на GPSS модель данного процесса. Имея эту модель, следует определить оптимальное число сборщиков, испоьзующих одну печь. Под оптимальным понимают такое число, которое дает максимальную прибыль . Определение надо сделать в течение 40 часов модельного времени.
    Предположим, что в течение рабочего дня нет перерывов, а рабочие дни идут подряд без выходных дней.
 

2. Метод построения модели.

    Для моделирования на GPSS надо определить:
  1. условия работы моделируемой системы;
  2. какие элементы GPSS надо использовать для удовлетворения условий модели.
В данном случае есть два вида ограничивающих условий. Во-первых, имеется только одна печь. Во-вторых , существует некоторое фиксированное число сборщиков, работающих в системе. Естественно, для моделирования печи использовать понятие "прибор" (SEIZE). Также естественно отождествлять сборщиков с транзактами. Тогда можно считать, что сборщики циркулирут в системе. Аналогично тому, как они периодически осуществляют сборку и обжиг, транзакты циркулируют в GPSS-модели системы.
    В реальной системе, после того как сборщик вынимает из печи обожжонную деталь, он возвращается и начинает новый этап сборки, В модели, после того как транзакт завершает использование прибора, моделирующего печь, он должен быть возвращен назад посредством блока TRANSFER в блок следующей сборки. Для того, чтобы ограничить общее число транзактов, циркулирующих в модели, необходимо использовать в операторе GENERATE операнд, задающий желаемое число транзактов.
    Для того, чтобы вычислить прибыль,  соответствующую заданному числу сборщиков, необходимо знать, сколько готовых деталей они сделали в течение моделируемого периода. Число использований печи в точности совпадает с этим значением.
 

3. Таблица определений.

Единица времени : 1 мин.
 
 
Элементы GPSS
Интерпретация
Транзакты:  
1-й сегмент модели 
2-й сегмент модели
Сборщики 
Транзакт-таймер
Приборы:  
OVEN
Печь
Функции:  
ASSEM 
FIER 
 
 
Распределение времени сборки 
Распределение времени использования печи

 

4. Блок схема.

5. Распечатка программы.

 ;  GPSS/PC Program File EX1.  (V 2, # 39560)  03-17-1998 12:07:35
10          SIMULATE             
20 ASEM     FUNCTION     RN1,D11
.01,25/.04,26/.09,27/.19,28/.37,29/.63,30
.81,31/.91,32/.96,33/.99,34/1,35        
30 FIER     FUNCTION     RN1,D5
.05,6/.3,7/.7,8/.95,9/1,10        
40 KEY      GENERATE     ,,,4        
50 BACK1    ADVANCE      FN$ASEM        
60          SEIZE        OVEN        
70          ADVANCE      FN$FIER        
80          RELEASE      OVEN        
90          TRANSFER     ,BACK1        
100         GENERATE     2400        
110         TERMINATE    1
1-ый вариант - работают 4 сборщика     -    40 KEY      GENERATE     ,,,4
2-ый вариант - работают 5 сборщиков   -   40 KEY      GENERATE     ,,,5
3-ый вариант - работают 6 сборщиков   -   40 KEY      GENERATE     ,,,6

6. Выходные данные.

                                        


 GPSS/PC Report file REPORT.GPS.  (V 2, # 39560)  03-17-1998 12:09:26   page 1

     START_TIME    END_TIME  BLOCKS    FACILITIES  STORAGES   FREE_MEMORY
            0         2400      8           1          0         17856


 LINE       LOC          BLOCK_TYPE       ENTRY_COUNT   CURRENT_COUNT   RETRY
  40        KEY           GENERATE                4              0         0
  50        BACK1         ADVANCE               246              3         0
  60         3            SEIZE                 243              0         0
  70         4            ADVANCE               243              1         0
  80         5            RELEASE               242              0         0
  90         6            TRANSFER              242              0         0
  100        7            GENERATE                1              0         0
  110        8            TERMINATE               1              0         0
Для 1-го варианта
FACILITY    ENTRIES  UTIL.   AVE._TIME AVAILABLE  OWNER PEND INTER RETRY DELAY
 OVEN          243  0.815        8.05      1         1   0     0     0     0
Для 2-го варианта
FACILITY    ENTRIES  UTIL.   AVE._TIME AVAILABLE  OWNER PEND INTER RETRY DELAY
 OVEN          288  0.970        8.09      1         1   0     0     0     0
Для 3-го варианта
FACILITY    ENTRIES  UTIL.   AVE._TIME AVAILABLE  OWNER PEND INTER RETRY DELAY
 OVEN          295  0.987        8.04      1         3   0     0     0     1

7. Обсуждение.

 Поведение модели исследовали при трех соотношениях сборщики - печь. Было выполнено три раздельных прогона на ЭВМ. При каждом новом прогоне менялся только операнд D лока GENERATE 1-го сегмента модели. Именно он задавал соотношения сборщики - печь.
 Стоимость использования печи в течение сорокачасового периода равна 480 * 5 = 2400 рублей.
Каждый сборщик зарабатывает за эту неделю 24 * 40 = 960 рублей.
Для трех прогонов число выпущенных деталей было равно 242, 287 и 294 соответственно (в эти числа не вошли те изделия, которые оставались в печи при завершении моделирования).
Значения прибыли в трех случаях равны:
1 вариант: 242 *42 - 242*12 -2400 -960*4 = 1020 рублей
2 вариант: 287*42 - 287*12 -2400 - 960*5 = 1410 рублей
3 вариант: 294*42 - 294*12 -2400 - 960*6 = 660 рублей.
Следовательно, оптимальным  числом на одну печь является число 5.