Устройство для решения оптимизационных задач стандартизации

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН 6 С 7/12 с вычисл ть испольогомерных и метрически ядов.ия - расностей з Цель изобретеональных возмож шунке ч ч та зводст На ч ажена схема устройе тов Илемен 46,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЦТИПРИ ГННТ СССР.8)свидетельство СССРС 06 С 7/122, 1985.идетельство СССРС 06 С 7/122, 1988,ДЛЯ РЕШЕНИЯ ОПТИМИЗАТАНДАРТИЗАЦИИ Изобретение относится тельной технике и может б эовано при оптимизации мн ичении на возможност ства.Устройство содержит шину 1 питания, первую, вторую и третью груп-, пы (по тп) регистров 2 -2 3 3 , 4 -4 . соответственно, накапрьливающий сумматор 5, гятый элемент 6 задержки, счетчик 7 задания вариантов, генератор 8 тактовых импульсов, третий регистр 9, сумматор 10, первый 11 и второй 12 регистры, блок 13 сравнения, второй 14, третий 15, первый 16 и четвертый 17 элементы задержки, первый 18, второй 19 и тре(57) Изобретение относится к вычислительной технике, Цель изобретения расширение функциональных возможностей за счет учета ограничений на возможности производства. достигнута . введением дополнительных групп ре-. гистров, хранящих заданные ограничения, вычитающих счетчиков, арифметических блоков, определяющих очередное значение целевой функции припереборе вариантов, а также соответсвующим усложнением цепей управления и логики. 1 ил. тий 20 разделительные диоды, ключ 21,выключатель 22 установки начальногосостояния, вьключатель 23 запуска,матрицу из шп ячеек 24 задания производственно-эксплуатационных затрат, при этом каждая ячейка содержит первый 24, третий 26 и второй 27 элементы И, регистр 28 и вычитающий счет- чик 29, элемент ИЛИ-НЕ 30, второйэлемент И 31, первую группу элементов И 32,-32 группу из ш регистров 33, группу из (шп) элементов ИЛИ 34 и группу из (шп) элементов И 35, группу из ш элементов И 36, первую группу из ш элементов ИЛИ 37, группу из п элементов ИЛИ 38, группу из ш вычитающих счетчиков 39, группу:.регистров из ш 40, четвертый эле мент И 41, группу из ш триггеров 4вторую и третью группы элемен43 и 44, вторую группу из ш этов ИЛИ 45, третий элемент И(4) х,а д.еы,1 Е 3 где С; начальные затраты, связанные с использованием изделий д.-го типа и не зависяшие от числа этих изделий;С - производственно-эксплуатационные затраты на удовлетворение изделиями д.-готипа потребностей 3-го видаа - максимально возможныйобъем производства изделий д.-го,тигда;х =1 - если изделие д.-го типа1)используется для удовлетворения 1-й потребности их ц =0 - в противном случае,Устройство работает сддедудддщим образом.Перед началом решения счетчик 7обнуляется, в регистр 28 каждой,ячейки 24, (д = 1,дп, 3 =: 1,п) записывается число С;, равное производственно-эксплуатационддьдм затратампри выполнении 1-и работы д.-м изделием. В регистры 33 записываютсячисла, равные величинам начальныхзатрат на разработку и производствоизделий соответствующего типа. Есликоличество анализируемых изделийменьше ш, то в оставшиеся регистрызаписываются максимально возможныечисла. В .гегистрьд 40 записываютсячисла; равные ограничениям на возможности производства а ., В регистр 12записывается максимально возможноечисло (д 1131).Решение задачи начинается кратковременным включением выключателя 22,в результате чего опорное напряжение10 рат 24 имеется единичное напряже - т 1("1" на третьем входе элемента И 2/)возможности по использованию его не 45 исчерпаны ("1" на втором входе эле 1мента И 2/) и 3 я потребность не удовлетворена ("1" на первом входеэлемента И 27). 50 55 5 10 15 20 Е 5 30 35 от шины питания поступает на считывающие входы регистров 28 и осуществляется запись содержащегося в них числа в вычитадощие счетчики 29, а также через элемент 17 задержки на считывадощие входьд регистров 40 и осуществляют запись содержащегося в них числа в вычитающие счетчики 39 и, кроме того, на первые входы элементов И 43 и 44, обнуляет регистры 3 и сумматор 5 и переводит в нулевое состояние триггеры 47. Одновременно сигнал поступает через элемент 14 задержки на счетный вход счетчика 7, на выходе которого образуется комбинация 00001, При этом сигнал с д.-го выхода счетчика 7 поступает на вторые входы элементов И 43 и 44 и, если сигнал единичный; то сигнал с выхода элемента И 43 поступает на К-вход соответствующего триггера 42 и сигнал с инверсного выхода триггера поступает на второй вход элемента И 27 ячеек -й строки. Если на д.-м входе счетчика 7 имеется "О", то эта строка затрат не задействована.На этом этап предварительной настройки устройства закопчен. После замыкания выключателя 23 опорное напряжение через замкнутые контакты ключа 21 поступает на вход генератора 8, с выхода которого импульсы поступают на первые входы элементов И 36 и первый вхоц элемента И 31, на втором входе которого поддерживается единичное напряжение от элемента ИЛИ-НЕ 30. На выходе элемента И 27 ячейки затддие в том случае, если 1-й тип изделия входит в исследуемый вариант дд С выхода элемента И 25 импульсы от генератора 8 поступают на счетный вход вычитающего счетчика 29, После того, как один или несколько счетчиков обнуляются, сигнал об обнулении проходит через элемент М 26 и поступает на соответствующий вход элемента ИЛИ-НЕ 30, на выходе которого появляи иется сигнал О , который закрывает элемент И 31.Пусть, например, одновременно по- .явились сигналы об обнулении из ячеек 24 , 24 ю 24 п (это происходитв случае, когда С и=С = С,), Приэтом сигнал из 24, поступает навход элемента И 36 и одновременночерез элементы ИЛИ 34 , 34 э,.,34шпоступает на инверсные входы элементов И 35,35 запрещая прохождение сигналов об обнулении отячеек 2424,Таким образом,осуществляется выделение одного сигнала из нескольких поступивших на еговходы. На выходе имеется только сигнал от ячейки 24 1, в результате чегоследующий импульс от генератора 8:проходит через элемент И 36 и, поступает на вход регистра 3 и записывается в нем, на считывающий вход регистра 2 1, с выхода которого величина1С 1, записанная в нем, поступает навход накапливающего сумматора 5 искладывается тем.числом, что там записано, а также на первые входы элементов ИЛИ 37, и. 38,.С выхода элемента ИЛИ 38, сигналпоступает на вход триггера 47 переводя его в единичное состояние иисключая из дальнейшего рассмотренияпервый столбец матрицы ячеек. С выхода элемента ИЛИ 37, сигнал поступает на вход вычитающего счетчика39, вычитая из его содержимого единицу. Если в результате этого на выходе счетчика 39, появляется сигналобнуления (что свидетельствует об исчерпании возможности по произвЬдству изделия первого типа), то этотсигнал проходит через элемент ИЛИ45и поступает на вход триггера 42переводя его в единичное состояние иисключая первую строку матрицы ячеекиз дальнейшего анализа,Пусть в рассмотренном примереимпульс от генератора, прошедшийчерез элемент И 36 и элемент ИЛИ38 отключает первый столбец матрицы ячеек. Это приводит к тому, чтопоявляется сигнал "1" на выходеячейки 24 ь,. Следующий импульс от генератора 8 осуществляется запись единицы в регистр Зш , добавление велиФвфчины Сиз регистра 2к содержимому сумматора 5 и отключение и-гостолбца матрицы ячеек, в результатечего на всех входах элемейта ИЛИ-НЕ .30 присутствует "0", а на выходе"1", и следующие импульсы от генера 40 тора 50 поступает на вход второго элемента 15 задержки, где задерживается на время, достаточное для завершения суммирования в сумматоре 1 О. Свыхода сумматора 10 число, соответ ствующее дюрмуле (2), поступает напервый вход блока 13 сравнения, навторой вход которого поступает величина Г+, записанная в регистре 12. Сигнал с выхода Формирователя 50 посту 5 О пает на управляющий вход блока 13 сравнения, в результате чего в нем выполняется сравнение. 5 1 О 15 20 25 ЗС тора 8 через элемент И 3 поступаютна первые входы элементов И 25, обеспечивая дальнейшее вычитание из счетчиков 29 еще не отключенных ячеекзатрат.Описанный процесс повторяется дотех пор, пока не удовлетворены всепотребности (т.е. все триггеры 47,47 переходят в единичное состояние), или выяснено, что при заданныхограничениях на производство изцелий,включенных в анализируемый вариант,все потребности удовлетворены бытьне-,могут (при этом все триггеры 42переходят в единичное состояние, ахотя бы один из триггеров 47 остается в состоянии "0"),В первом случае сигнал с выходаэлемента И 48 поступает на инверсныйвход элемента И 41 и вход дюрмирователя 50 импульсов, сигнал с выходапоступает на считывающий вход сумматора 5, с выхода которого величина С(ы) подается на вход сумматора10. Кроме того, импульс с Формирователя 50 поступает на вторые входыэлементов И 32, на первые входы которых подается сигнал от соответствующего разряда счет чика 7 (такимобразом единичные сигналы имеютсятолько на выходах тех элементов И 32,которые соответствуют изделиям, включенным в анализируемый вариант ю),сигналы с выходов которых поступают на считывающие входы соответствующих регистров 33, обеспечивая выдачу хранящихся в них величин на сумматор 1 О, Одновременно сигнал с выхода генераЕсли Е(я)Г", то сигнал с первого выхода блока 13 сравнения через разделительный диод 18 поступает на считывающие входы регистров 28 ячеек затрат, осуществляя закись величии С; в вычитающие счетчики 29, на вход элемента 17 задержки и с его выхода - насчитывающие входы регистров 40, осу-,ществляя запись величин в вычитающиесчетчики 39, а также на входы обнуления регистров 3, сумматора 5 и пер,5Вые входы элементов И 43 и 44,Одновременно сигнал с выхода блокасравнения через разделительный диод1;8 и элемент 14 задержки поступаета счетный вход счетчика 7, в результате чего на выходе счетчика 7 обраазуется новая кодовая комбинация,срответствующая новому варианту ис"пользуемых изделий. Если в -ом раз 11 1115риде 1, то триггер 42 установлен11 11в состояние 0 , Устройство готово .пля анализа нового варианта изде 3 ИЙ,Если Х 1) ( 21 то сигнал с второго выхода блока 13 сравнения постут 1 ает на вход записи регистра 9, в ко 1 ором фиксируется комбинация изелий, а также через элемент 16 заержки на считывающий вход регистра 11, с выхода которого, число Х Ьу)поступает в регистр 12 и становится опорным У для последующих шагов решения, Одновременно сигнал свыхода блока сравнения поступает 30на входы записи регистров 4,4 , запоминая план х;и черезразделительный диод 19 на считываюп 1 ие входы регистров 29 ячеек затфат 1 осуществляя запись величин Свычитающие счетчики 29 и черезэлемент 17 задержки на считывающиеходы регистров 40, осуществляя запись величин С; в вычитающие счет"4 ики 39, а также на входы обнулениярегистров 53 сумматора 5, первыевходы элементов И 43 и 44. Одновременно сигнал с выхода блока сравне-.ния через разделительный диод 19 иэлемент 14 задержки поступает на 45счетный вход счетчика 7, в результате чего на его выходе образуется но"Юая комбинация "О" и "1", соответствующая новому варианту используемых изделий. При этом сигнал с 1-горазряда счетчика 7 поступает на вторые входы элементов И 43, 44 и, ес-ли в 1.-ом разряде "1", триггер 42установлен в состояние "0". Устройство готово для анализа нового варианта изделий.В том, случае, если удовлетворейие всех потребностей достигаетсяпри задействовании всех имеющихся. в распоряжении (в данном варианте М)изделий, то все триггеры 47 и 4211в состоянии 1 сигнал с выхода элемента И 48 поступает на вход формирователя 50, импульс с выхода которого обеспечивает сравнение текущего варианта с предыдущими аналогично описанному, а также на инверсныйвход элемента И 41, сигнал с выходаэлемента И 46 поступает на вход формирователя 49, импульс с выхода которого поступает на второй вход элемента И 41,сигнала с выхода элементаИ 41 нет и устройство работает аналогично описанному,Если имеющихся в анализируемомварианте запасов иэделий недостаточно для удовлетворения всех потребностей, то не все триггеры 47 переходят в состояние "1" и на выходеэлемента И 48 "0", в то время какисчерпание всех запасов ведет к тому, что все триггеры 42 переходятв состояние "1" и на выходе элемента И 46 появляется сйгнал логичесн 11 1кои 1 , в результате на выходе элемента И 4 1 появляется сигнал " 1 " ,говоря о т ом , ч то анализируемая комбинация н е является допустимой ( р ешения нет ) , Сигнал с выхода эл емента И 41 через разделительный диод20 поступает на входы элементов 14и 17 задержки, сигналы с выходов которых обеспечивают переход к новомуварианту изделий и подготавливаютустройство для его анализа аналогично описанному. Далее весь описанный процесс повторяется многократно до тех пор, пока не будут просмотрены все возможные комбинации используемых изделий. После того, как проанализирован последний вариант, на следующем шаге на выходе счетчика 7 появляется сигнал переполнения, который размыкает ключ 21, в результате чего прекращается подача напряжения на генератор 8 и решение задачи заканчивается. По окончании решения задачи в регистре 9 зафиксирован оптимальный вариант используемых изделий, в регистре 12 - величина минимальных зат. рат, соответствующая оптимальному варианту, а в регистрах 4 - оптимальный план распределения изделий по потребностям.Формула изобретения Устройство для решения оптимизационных задач стандартизации, содержащее матрицу п.п ячеек задания производственно-эксплуатационных затрат, каждая из которых содержит первый элемент И, регистр и вычитающий счетчик, причем выход регистра соединен с кодовым входом вычитающего счетчика ячейки, выход первого элемента И - со счетным входом вычитающего счетчика, группу из щ регистров задания начальных затрат, выходы которых соединены с соответствующими входами сумматора, первую группу из щ элементов И, первые входы которых соединены с выходами соответствующих разрядов щ-разрядного счетчика задания вариантов, а выходы - с входами считывания соответствующих регистров группы, группу из п триггеров, единичные выходы которых соединены с соответствующими входами первого элемента И, первый регистр, информационный вход которого соединен с выходом сумматора и с первым входом блока сравнения, а выход через второй регистр соединен с вторым входом блока сравнения, первый выход которого соеди нен с входом записи третьего регистра и через первый элемент задержки - с входом записи первого регистра, выход счетчика задания вариантов соединен с информационным входом третьего регистра, шину питания, которая через выключатель установки начального состояния соединена с входами считывания регистров ячеек задания производственно-эксплуатационных затрат, с катодами первого и второго разделительных диодов и с входом второго элемента задержки, выход которого соединен со счетным входом счетчика задания вариантов, выход переполнения которого соединен с управляющим входом ключа управления, информационный вход которого через выключатель запуска соединен с шиной питания, а информационный выход - с входом запуска генератора тактовых импульсов, третий элемент задержки, выход которого соединен с тактирующим входом блока сравнения первый и второй выходы которого соединены с анодами первого и второго разделительных диодов, о т л и ч а ю - щ е е с я тем, что, с целью раапирения функциоанльных возможностей засчет учета ограничений на возможнос.6ти производства, в него введены второй, третий и четвертый элементы И, 5элемент ИЛИ-НЕ, третий разделительный диод, четвертьп и пятый элементы задержки, два формирователя импульсов, три группы из щхп регистров,накапливающий сумматор, группа из(щп) элементов И, группа из (щп)элементов ИЛИ, группа из щп элементов И, первая и вторая группы из щэлементов ИЛИ, группа из п элементовИЛИ, группа из щ регистров, группа изщ вычитающих счетчиков, вторая итретья группы из щ элементов И, группа из щ триггеров, а в каждую ячейку задания производственно-эксплуатационных затрат введены второй и третий элементы И, причем выход второгоэлемента И соединен с первыми входами первого и третьего элементов Иячейки, а выход обнуления вычитающе го счетчик ячейки соединен с вторымвходом третьего элемента И ячейки,при этом выход -го разряда счетчика задания вариантов,= 1,щ, соединен с первыми входами вторых элементов И д-й строки ячеек задания производственно-эксплуатационньгх затрат,с первым входом -го элемента И второй группы из щ элементов и с инверсным входом -го элемента И третьей группы,. выход генератора тактовыхимпульсов соединен с первымивходами второго элемента И и всехэлементов И группы из щп элементов,выход второго элемента И соединен с 40 вторыми входами первых элементов Иячеек задания производственно-эксплуатационных затрат, выходы третьихэлементов И всех ячеек соединены ссоответствующими входами элемента 45 ИЛИ-НЕ, выход которого соединен свторым входом второго элемента И, выход третьего элемента И первой ячейки соединен с вторым входом первогоэлемента И группы из щп элементовО И, с инверсным входом первого элемента И группы из (щп) элементов И и с вторым входом первого элемента ИЛИ группы из (щп) элементов ИЛИ,выход третьего элемента И каждойК-й ячейки, К = 2, щп, соединен снеинвертирующим.входом (К)-гоэлемента И группы из (щп) элементов и с первым входом (К)-гоэлемента ИЛИ группы из (щп) эле 1594568 12,40 ментов ИЛИ, причем выход каждого К-го элемента ИЛИ группы К=1,вп, соединен с инвертирующим входом(К+1)-го элемента И группы из (ап) элементов и с вторым входом следую" щего элемента ИЛИ группы из .вп) лементов, а выход третьего элемента И последней щп-й ячейки соединеннеинвертирующим входом (вп"1)-го лемента И группы из (вп) элемен-. тов, выходы элементов И группы из (пв) элементов соединены с вторыМи входами соответствующих элементов Й группы из вп элементов, начиная с второго, выходы всех элементов И этой группы соединены со считывающими входами соответствующих регистров пер" вой группы из пп 1 регистров и с инфор-. мационными входами соответствующих регистров второй группы, выходы эле- Центов И группы из шп элементов, соответствующих -й строке матрицы яче" ек задания производственно-эксплуатационных затрат, "1,й, соединены С соответствующими входами а-го эле 1 ента ИЛИ первой группы:из а элементов,выходы которых соединены со счетными входами соответствующих вычитающих счетчиков группы, кодовые входы которых соединены с выходами соответствующих регистров группы из в регистров, выходы элементов И группы из пп 1,Юлемеитов, соответствующие 1-му столбцу матрицы ячеек, 1=1,п, соеди-,нены с соответстдукпйми входами 1-го 1 лемента ИЛИгруппы изп элементов,выМоды элементов ИЛИ группы соединены с единичными входами триггеров группы из а триггеров, инверсные выходы которых соединены с вторыми входами вторых элеь 1 ентов И ячеек соответстующего столбца матрицы, выходы разрядов счетчика задания вариантов соединены с первыми входами соответствующих эле ментов И второй грцппы и с инверсными входами соответствующих элемен" тов И третьей грулпы, катоды перво" го и второго разделительных диодов Через четвертый элемент задержки Соединены с вторыми входами элементов И второй группы и с неинвертирую"1 1щими входами элементов И третьейгруппы, выходы элементов И второйгруппы соединены с единичными входами соответствующих триггеров группы из в триггеров, выходы обнуления-го вычитающего счетчика.и 1-го элемента И третьей группы соединены свходами -го элемента ИЛИ второй группы, =1,п, выход которого соединен снулевым входом соответствующего триггера группы из щ триггеров, единичныевыходы всех триггеров этой группысоединены с соответствующими входамитретьего элемента И, а нулевые выходы триггеров группы соединены с третьими входами вторых элементов И ячеек соответствующих строк матрицы, выход первого элемента И соединен с входом первого формирователя импульсов .и с инверсным входом четвертого элемента И, выход третьего элемента И через последовательно соединенные второй формирователь импульсов и пятыйэлемент задержки соединен .с неинвертирующим входом четвертого элемента ю И, выход которого соединен санодом и второго разделительных диодов, выход первого формирователя импульсовсоединен со считывающим входом накапливающего сумматора, с вторыми входами элементов И первой группы и свходом третьего элемента задержки,выходы регистров первой группы из шп регистров соединены с соответствующими информационными входами накапливающего сумматора, выходы регистров второй группы из ца регистров соединены каждый с информационным входомеоответствующего регистра третьейгруппы, входы записи которых соединены с первым выходом блока сравнения,а входы обнУления регистров второйгруппы накапливающего сумматора подключены к выходу четвертого элемента задержки, выход накапливаищего сумматора соединен с соответствующим входом сумматора.1594568 ель Г. ОсипаЛ,Олийнык р И. Блана Корректор Т. Иа ед 8 ое ираж о Государственного комитета113035, 1 осква,ткрытиям при ГКНТ но-цэдательскиц комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 101 Производс Зака ВНИИП ос ех изаоретениям и 5, Раувская наб