Устройство для моделирования производственных систем

СОЮЗ СОНЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ 6 0144 УБЛИН ц 4 0 06 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ УДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ,(71) Московский институт инженеровжелезнодорожного транспорта(56) Авторское свидетельство СССРВ 907553, кл. О 06 Г 15/20, 1980,Авторское свидетельство СССРУ 1283784, кл. 0 Об У 15/20, 1985(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯПРОИЗВОДСТВЕННЫХ СИСТЕМ(57) Изобретение относится к областвычислительной техники и может бытьиспользовано при исследовании много фазных 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, суммируннций счетчик и дешифратор. Устройство позволяет получать статистические данные о качестве функционирования проектируемых систем с учетом состояния оборудования отдельных участков производственной системы и межфазных накопителей,щ 2 ил,35 Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при исследовании многофазныхтехнологических процессов в гибкихавтоматизированных производственныхсистемах,Цель изобретения - повышение точности моделирования за счет учетачисленных .значений показателей надежности межфазных накопителей.На фиг. 1 представлена схема устройства; на фиг, 2 - схема имитатораучастка производственной системы,Устройство для моделирования производственных систем содержит первый1 и второй 2 блоки генераторов случайных импульсов, блок 3 генераторовтактовых импульсов, модель 4 производственной системы, блок 5 регистрации, суммирующий счетчик 6, дешифратор 7,Модель 4 производственной системы содержит имитаторы 8 участков производственной системы, первый 9 ивторой 10 элементы И.Блок 5 регистрации состоит изэлементов И 11, 12, элемента НЕ 13 итрех 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, дешифратор29, первый 30, второй 31 блоки элементов 2 И-ИМИ, четвертый 32 и пятый33 элементы И.На выходах блока 1 генераторов 40формируются последовательности случайных импульсов, длительность которых пропорциональна времени безотказной работы оборудования участков,а длительность пауз между импульсамивремени восстановления.На выходах блока 2 генераторовФормируются последовательности случайных импульсов, длительности которых пропорциональны времени безотказной работы межфазных накопителей,а длительность пауз между импульсами - времени восстановления их работоспособности.На первом выходе блока 3 генераторов тактовых импульсов формируется последовательность импульсов, частота следования которых задает масштаб времени, в котором происходит процесс моделирования, на второмпоследовательность импульсов, частотаследования которых пропорциональнапроизводительности и-го участка производственной системы, на третьем -высокочастотная синхронизирующая последовательность импульсов, на группе выходов с 4 по (и+2)-й - последовательности импульсов, частота следования которых пропорциональна производительности первых (и) участковпроизводственной системы,В счетчике 14 блока 5 регистрациификсируется количество готовой продук.ции на выходе производственной системы, в счетчике 15 - суммарное время простоев системы, в счетчике 16сухарное время безотказной работыфсистемы,Устройство для моделирования производственных систем позволяет имитировать случайные процессы продвижения изготавливаемых изделий по различным участкам фазам) технологической системы с учетом надежностиучастков 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 оборудованиядо момента исчерпания запаса изделийв межфазном накопителе отклонений внормальном течении технологическогопроцесса не происходит,Если происходит отказ межфазногонакопителя, то изделие с предыдущего участка непосредственно передается на последующий участок, причемесли время восстановления накопителяпревышает предельное, то хранящиесяв нем полуфабрикаты теряют свои свойства и удаляются из производственнойсистемы,Будем считать, что при наличии потока продукции на выходе производственной системы она считается работающей безотказно, а при отсутствиипотока - простаивающей.Устройство позволяет оцениватьчисленные значения показателей качества Функционирования производственных систем на стадии проектирования и реконструкции с учетом использования оборудования и накопителейс различной надежностью.Устройство для моделирования производственной системы с ненадежными накопителями работает следующим образом.5Перед началом работы устройства все триггеры и счетчики устройства устанавливаются в нулевое состояние. После включения устройства блоки 1 и 2 генераторов на каждом из выходов 1 О формируют последовательность случайных импульсов, а на выходах блока 3 генераторов тактовых импульсов появляются последовательности импульсов заданной частоты. 15 Первый вход имитатора К-го 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 К-го имитатора поступает поток случайных импульсов с соответствующего выхода генератора 1, задающих состояние (работоспособное или восстановление) обо рудования К-го 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 сы проходят на В-вход и динамический синхровход триггера 19 и на первый выход имитатора, если К-й участок находится в работоспособном состоянии, в накопителе перед ним есть из делия-полуфабрикаты, а в межфазном накопителе за ним есть место для размещения обработанных на К-м участке производственной системы изделий, чему соответствует единичный сигнал на первом выходе блока 30 элементов 2 И-И 1 И. На седьмой вход К-го имитатора поступают импульсы с первого выхода (К+1)-го имитатора, которые соответствуют изъятию изделий-полу фабрикатов из межфазного накопителя, расположенного между К-и и (К+ +1)-м участками технологической системы, для обработки на (К+1)-м участке. Иежфазные накопители моделируютсяс помощью реверсивных счетчиков 28,На пятый и шестой входы К-го имитатора участка производственной системы подаются сигналы с первого ивторого выходов дешифратора 7 соответственно. Эти сигналы синхронизируют импульсы, поступающие на сумми"рующий и вычитающий входы реверсивного счетчика 28, поскольку типовыереверсивные счетчики не допускаютодновременной подачи импульсов наэти входы,На суммирующий вход счетчика 6поступают высокочастотные импульсыс третьего выхода блока 3 генераторовтактовых импульсов, При поступленииочередного импульса содержимое счетчика.6 увеличивается на единицу иизменяются сигналы на первом и второмвыходах дешифратора 7, т.к. суммирующий вход счетчика 6 связан со стробирующим входом дешифратора 7. Принечетном содержимом счетчика 6 и наличии стробирующего импульса на первом выходе дешифратора 7 появляетсяединичный сигнал, поступающий навход элемента И 23, а на втором выходе - нулевой сигнал, подаваемый навход элемента И 24 каждого имитатораучастка производственной системы.При четном содержании счетчика 6 напервом выходе дешифратора 7 присут"ствует нулевой сигнал, а на втором -единичный сигнал.Таким образом, на суммирующий ивычитающий входы счетчика 28 поступают короткие импульсы с выходов одновибраторов 25 и 26 соответственнов разные моменты времени.На суммирующий (вычитаюший) входсчетчика 28 импульс поступает с триггера 19 (20) при условии наличия навторых входах элементов И 32 и 33единичного сигнала (работоспособноесостояние накопителя) в момент при-хода синхронизирующего импульса навторой вход элемента И 23 (24),Одновременно осуществляется сброс триггегера 19 (20) в нулевое состояние.Код, записанный в счетчике 28, со"ответствует количеству полуфабрикатов, находящихся в межфазном накопителе,Дешифратор 29 формирует на первомвыходе единичный сигнал, если в межфазном накопителе есть место для приема полуфабрикатов. Так как на пер510 40 50, марное время безотказной работы про 5 144 вом входе первого элемента И блока 30 элементов 2 И-ИЛИ в случае работоспособного состояния межфазного накопителя присутствует единичный сигнал, то сигнал с первого выхода дешифратора 29 проходит на первый вход элемента 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 навьщзд блока 31, разрешая обработку полуфабрикатов участком производственной системы, расположенным в технологической цепочке сразу за межфазным накопителем.Отказ межфазного накопителя на К-м участке производственной системы моделируется поступлением на третий вход К-го имитатора нулевого сигнала, На выходе элемента НЕ 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 2 И-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 К-го участка на (К+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 третьем входе имитатора меньше Й, то полуФабрикаты не утрачивают своих свойств и используются в технологическом процессе. Если длительность 4806 6 паузы превзошла, 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 Б-вход триггера 21 и сбрасывает его в ноль,Нормальный ход технологического процесса на К-м участке обеспечен, если оборудование К-го участка на" ходится в работоспособном состоянии, в предшествующем этому участку межФазном накопителе есть запас изделий-полуфабрикатов и в последующемнакопителе есть место для размещенияобработанных на К-м участке изделий,Если одно. из этих требований не выполняется, то процесс Функционирования системы на К-й фазе прерывается. Элемент И 9 имитирует заключительный участок производственной системь 1. На его выходе поток импульсов пропорционален потоку готовых изделий на выходе системы. Предполагается, что склад готовой продукциипереполниться не может, Количествоизготовленной продукции фиксируетсясчетчиком 14 блока 5 регистрации.На выходе элемента. И 9 присутствуетединичный 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 блока3 генераторов тактовых импульсов навход счетчика 1 б, фиксирующего сумизводственной системы, При нулевомсигнале на выходе элемента И 1 О импульсы с первого выхода блока 3 поступают на вход счетчика 15, Фиксирующего суммарное время простоев производственной системы.Формула изобретенияУстройство для моделирования производственных систем, содержащее пер48 ж 5 15 20 10 25 30 40 45 50 55 3 7144 вый блок генераторов случайных импульсон, блок генераторов тактовых импульсов, блок регистрации, первый информационный вход которого подключен к первому выходу блока генераторов тактовых импульсов, и модель производственной системы, содержащую два элемента И и пимитаторов. 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 1 с-го имитатора участка производственной системы (Е=2, и) подключен к счетному и синхронизирующему входам второго триггера (Х)-го 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 (и)-го имитатораучастка 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 повышенияточности моделирования за счет учетачисленных значений показателей надежности межфазных накопителей, онодополнительно содержит второй блокгенераторов случайных импульсов, суммирующий счетчик, дешифратор, а вкаждый имитатор участка производственной системы введены четвертый ипятый элементы И, третий и четвертыйтриггеры и первый и второй блоки элементов 2 И-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 2 И-ИЛИ, вторые входы четвертого и пятого элементов И, установочный вход третьеготриггера и вход элемента НЕ объединены и подключены к соответствующему выходу второго блока генераторов случайных импульсов, первый и второй З 5 выходы дешифратора в каждом имитаторе участка производственной системы подключены к вторым входам первых элементов И соответственно первого ивторого блоков элементов 2 И-ИЛИ,прямой и инверсный выходы четвертоготриггера соединены с первыми входамивторых элементов И соответственнопервого и второго блоков элементов2 И-ИЛИ, вторые входы вторых элементов И которых соединены с выходомэлемента НЕ и счетным входом третьеготриггера, выход которого подключен кобнуляющему входу реверсивного счет"чика, а синхронизирующий вход третье"го триггера соединен с выходом тре"тьего одновибратора, выход первогоблока элементов 2 И-ИЛИ соединен счетвертым входом третьего элемента Иимитатора участка производственнойсистемы, выходы первого и второго одновибраторов соединены с единичнымии нулевыми входами четвертого триггера соответственно, выход второго блока элементов 2 И-ИЛИ имитатора -го(=1, п) участка производственнойсистемы подключен к четвертому входутретьего элемента И (х+1)-го имитатора участка производственной системы,выход второго блока элементов 2 И-ИЛИ(п)-го имитатора участка производственной системы подключен к третьемувходу первого элемента И и второмувходу второго элемента И модели производственной системы, объединенныевторые входы первых элементов И и объединенные вторые входы вторых элементов И всех имитаторов участковпроизводственной системы подключенык первому и второму выходам деипфратора устройства соответственно, информационные входы которого соединеныс разрядными выходами суммирующегосчетчика, стробирующий вход - со счетным входом суммирулцего счетчика итретьим выходом блока генераторов тактовых импульсов,1,444806 Составитель В.Фукалова Техред А.Кравчук Корректор Л.Пилипенко Редактор аз 6508/5 Проектная,нно-полиграфическое предприятие, г. Уаго изво Тираж 704 ВНИИПИ Государственно по делам изобретени 3035, Москва, Ж, РаПодписнокомитета СССРи открытийская наб., д, 4/5