Устройство для моделирования задач загрузки оборудования

ОП ИСАНИЕИЗОВРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик п,993269ав делам изюбретаний и етарытийОпубликоаано 30. 01. 83, бюллетень Рй" Дата опубликовании описания 30.01. 83(088.8) В.М. Гороховский, В.Л. Озоль, А.М, Рытиков,;."Ют удяк,Ю.Д, Полисский, В.Х, Цингауэ и В.В. Акилов рр;-, ,К .:а,ъНаучно-исследовательский и опытно-констру торский "институт автоматизации черной металлургил р(71) Заявитель Бй) УСтРОЙСтВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ЗАДАЧ ЗАГРУЗКИ ОБОРУДОВАНИЯИзвестно устройство для моделирования процессов управления. матери. альными ресурсами,.содержащее блоки измерения, индикатор, генераторы импульсных сигналов,. блоки задания адреса, блоки формирования адреса, регистр и коммутаторы 1 1.Изобретение относится к вычислительной технике и предназначено для;:-. оптимального планирования загрузки оборудования, моделирует деятельность промышленных объектов по производству полуфабрикатов и товарной продукции. Устройство служит для ана лиза календарных планов с целью вы-. бора рациональных границ технологи-. ческих этапов производства продук" ции,. распределения заказов между смежными цехами, выбора оптимальных технологических схем производства продукции, расчета .потребности в за. готовке по источникам поступления, расчета загрузки оборудования,2Недостатком известного устройст"ва является низкая точность моделирования.Наиболее близким по технической 5сущности к предлагаемому являетсяустройство для моделирования задачзагрузки, оборудования, содержащееблоки установки задания по производству товарной продукции, блоки моделирования продуктивности оборудования по производству товарнойпродукции, шину "Включение", устаное;вочные шины, генератор импульсов,элементы И и ИЛИ, соединенные междусобой согласно топологии исследуемого графа 2 ).Недостатком данного устройстваявляется, невозможность задания раз"личных значений ресурсов времени диф.1 о ференцированно по группам оборудова"ния, невозможность учета ограничений по производственным заданиям и ,балансавцм соотношениям заготовка -:269 3 99отсутствует возможность задания расходных коэффициентов, отсутствуетвсесторонний анализ моделируемой"ситуации, поскольку оценивается лишьперегруз или недогруз оборудования, а также не оценивается эффективность варианта моделирования, что вконечном счете, обусловливает егонизкую точность моделирования.. Цель изобретения - повышение тоцности моделирования,Поставленная цель достигается тем,что устройство, содержащее две группы счетчиков, группу элементов И,группу блоков моделирования производства товарной продукции, генераторимпульсов, две группы элементов ИЛИ,цополнительно содержит группу ревер-,сивных счетчиков, третью группу счетчиков, группу сумматоров, группублоков моделирования производстваполуфабрикатов, гоуппу блоков моделирования баланса продукции, группублоков локальной оценки эффективности производства, каждый блок моделирования производства товарнойпродукции содержит элемент НЕ, первый регистр, элемент ИЛИ, первый индикатор, второй регистр и второй индикатор, делитель частоты с регулируемым коэффициентом деления, элемент И второй вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ, а выход, элемента И подключен к входу делителя частоты и к суммирующему входувторого регистра, вход элемента НЕ,соединен с вь 1 ходом элемента ИЛИ, выход делителя частоты подключен к вычитающему входу первого регистра ивходу сброса второго регистра, каж-.:,дый блок моделирования производстваполуфабрикатов содержит элемент И,делитель частоты, регистр, индикаторпричем суммирующий вход регистрасоединен с выходом элемента И, а выход соединен с входом делителя часто.ты, выход которого соединен с входом сброса регистра, каждый блок моделирования баланса продукции содержит регистр, элемент ИЛИ, индикатор, элемент НЕ, делитель частоты,элемент И, первый вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ, а выход соединен с входом делителя частоты, выход которого соединен с вычитающим входом регистра, выход элемента ИЛИ соеДинен с входом элементаНЕ, каждый блок локальной оценки эф.фективности производства содержит 3индикатор, сумматор, группу элемен тов И, регистр, выходы которого соединены с первыми входами элементов Игруппы, а выходы элементов И группысоединены с соответствующими входамисумматора, выход которого подключенко входу индикатора, выходы элементов ИЛИ первой группы соединены с информационными входами счетчиков треть ей группы соответственно, установочные входы которых являются первой информационной группой входов устройствавходы элементов ИЛИ первой группысоединены с входами соответствующих 15 счетчиков первой группы и являютсявторой группой информационных входовустройства, выходы реверсивных счетчиков группы подключены соответственно к первым входам элементов И груп пы, вторые входы которых объединеныи подключены к выходу генератора импульсов, третьи входы элементов Игруппы объединены и соединены суправляющим входом устройства, чет вертый вход каждого элемента И группы соединен с выходом соответствующего элемента ИЛИ второй группы,выход каждого элемента И группы соединен с выцитатающим входом соответствующего реверсивного счетчикагруппы и согласно топологии исследуемого процесса с первыми входамиэлементов И соответствующих блоковмоделирования производства товарнойпродукции и блоков моделирования производства полуфабрикатов, выходы делителейчастоты блоков моделирования производства полуфабрикатов соединены с входамисоответствующих счетчиков второйгруппы и согласно топологии исследуемого процесса подключены к третьимвходам элементов И соответствующихблоков моделирования баланса продукции и вторым входам элементов И груп пы блоков локальной оценки эффективности производства, выходы сумматоровкоторых подключены к входам соответствующих сумматоров группы, управляющий вход устройства подключен согласно топологии исследуемого процесса ктретьему входу элемента И первогоблока моделирования производства товарной продукции или к второму входу элемента И первого блока моделирования производства полуфабрикатов, 55установочные входы первых регистров блоков моделирования производства товарной продукции соединены соответственно с входами второй инфорпы, суммирующие входы реверсивныхсчетчиков группы являются третьей инФормационной группой входов устройства,з На фиг. 1 приведена блок-схемаустройства; на Фиг. 2-5 - схемы отдельных блоков.Устройство для моделирования задач загрузки оборудования содержит1 о первую группу счетчиков 1, вторуюгруппу счетчиков 2, третью группусчетчиков 3, группу реверсивных счетчиков 4,группублоков 5 моделированияпроизводства товарной продукции, группу блоков 6 моделирования производ. ства полуфабрикатов, группу блоков 7моделирования баланса продукции,группу блоков 8 локальной оценки эфФективности производства, группу сум"2 о маторов 9, первую 10 и вторую 11группы элементов ИЛИ, группу элементов И 12, генератор 13 импульсов,управляющий вход 14 устройства, пер-вую 15, вторую 16, третью 17 и четвертую 18 информационные группы вкодов устройства,Блок 5 моделирования производстватоварной продукции (Фиг.2 ) содержитпервь 1 й регистр 19, два индикаторазо 20, второй регистр 21, элемент ИЛИ 22 рэлемент НЕ 23, элемент И 24, делитель 25 частоты с регулируемым коэфФициентом деления.Блок 6 моделирования производства35 полуфабрикатов (фиг.3) содержит счет.чик 26, индикатор 27, элемент И 28,делитель 29 частоты,Блок 7 моделирования баланса продукции (Фиг.4 ) содержит счетчик 30,индикатор 31, элемент ИЛИ 32, элемент НЕ 33, элемент И 34, делитель35 частоты.Блок 8 локальной оценки эффективности производства (фиг.5) содержитрегистр 36, .индикатор 37 сумматор 38,группу элементов И 39.Устройство работает следующим образом.Для работы устройства необходимо50 предварительно установиь исходныеданные. В соответствии с моделируемой технологической схемой производства блоки 1-10, устройства соединяются между собой согласно топологии исследуемого процесса. Через55первую информационную группу входов15 в счетчики 3 заносятся значениязаданий на производство товарной про.дукции всех видов. В счетчиках 4 че 5 993269 6 мационной группы устройства, третийвход элемента И 1-го блока моделирования производства товарной про. дукции (=2п) соединен согласно топологии исследуемого процессас выходом элемента НЕ соответствующего блока моделирования баланса продукции или с вцходом элемента НЕ(к)-го блока моделирования производства товарной продукции, выходы элементов ИЛИ. блоков моделирования производства товарной продукциигруппы подключены соответственно квходам первой группы соответствующихэлементов ИЛИ второй группы, входы.второй группы которых соединены свыходами элементов ИЛИ соответствующих блоков моделирования баланса продукции группы, выходы делительнойчастоты каждого из блоков моделирования производства товарной продукции соединены с вторыми входами элементов И группы соответствующих блоков локальной оценки эффективностипроизводства группы, входы регистровкоторых являются четвертой группойинформационных входов устройства,второй вход элемента И каждого блокамоделирования производства полуфабрикатов подключен согласно топологии исследуемого процесса к выход:элемента НЕ соответствующего блокамоделирования производства товарнойпродукции группы или к выходу элемента НЕ соответствующего блока моделирования баланса продукции группы, третий вход элемента И каждогоблока моделирования производства полуфабрикатов группы подключен к выходу элемента НЕ соответствующего блока моделирования баланса продукциигруппы согласно топологии исследуемого процесса, установочные входысчетчиков блоков моделирования баланса продукции группы являются второй группой информационных входовустройства, первый вход элемента, Ипервого блока моделирования балансапродукции группы. подключен в соответствии с топологией исследуемогопроцесса к выходу элемента НЕ соответствующего блока моделированияпроизводства товарной продукции, первый вход элемента И 1-го блока моделирования баланса продукции группыподключен в соответствии с топологией исследуемого процесса к выходуэлемента НЕ соответствующего блокамоделирования баланса продукции групрез третью информационную группувходов 17 устанавливаются значенияРесурсов времени работы, оборудованияпо производству каждого вида продукции. Через четвертую информационнуюгруппу входов 18 в регистрах блоков8 устанавливаются значения коэффициентов эффективности производства продукции каждого вида по каждой технологической схеме ее изготовления. 10В делителях частоты блока 5 и блокаб устанавливаются соответственно коэффициенты деления, пропорциональныезначениям норм затрат времени на изготовление единицы продукции каждого 15вида, а в делителях частоты блоков7 - расходные коэффициенты сырья навсех этапах обработки,Через группу входов 16 в счетчики1 заносится величина, пропорциональная объему продукции каждого аида,изготавливаемой по определенной технологической схеме.Одновременно эта же величинаподается на вход соответствующего 25счетчика и вычитается из величины ус.тавки, По остатку, записанному насчетчике после очередного набора,контролируют такой набор моделируемого объема продукции данного вида, зокоторый обеспечивает выполнение задания по производству полного объема товарной продукции.Устройство обеспечивает также вы-полнение дополнительных ограничений: кроме требования строгого выполнения задания по видам продукции(описано выше ) необходимо также, чтобы эти же объемы производства, сгруппированные по цехам и номенклатурнымгруппам, были не ниже соответствующих заданий. С этой целью в данномустройстве предусмотрена вторая группа счетчиков 3. При этом каждая моделируемая величина объема производства продукции определенного вида и технологической схемы изготовления одновременно .с подачей на один изсчетчиков 3 первой группы подаетсяна вход соответствующего счетчика 3второй группы, Все остальные счетчики устанавливаются на нулевые показания.С подачей через вход 1 ч устройства сигнал включения, который остается на все время цикла моделирования,импульсы от генератора 13 поступаютна первые входы всех блоков 5 и 6:Импульсы генератора, моделирующие 69 8время, через открытый сигналом включения элемент И первого по топологииблока 5 или б в зависимости от того, изготавливается ли первым заказна производства товарной продукции иили сырья для последующих этапов обработки, поступают также на вход делителя 25 и на счетный вход счетчика21 блока 5 или на вход делителя 29и счетный вход счетчика 26 блока 6.Каждый импульс на выходе делителя частоты моделируют изготовление единицыпродукции, Эти импульсы вычитаютсяиз содержимого регистра 19 и гасятрегистр 21 блока 5,С окончанием моделирования изготовления последней единицы продукцииданного вида и технологической схемысодержимое счетчика 19 блока 5 становится равным нулю и исчезает сигнална выходе элемента ИЛИ 22 этого блока. Элемент И 2 ч закрывается, появляется .сигнал на выходе элемента НЕ 23блока 5, который с первого выхода этого блока поступает на второй вход следующего по топологии блока 5, моделирующего изготовление товарной продукции очередного вида и технологической схемы изготовления, По окончании моделирования изготовления всейтоварной продукции появляется разрешающий сигнал на втором входе блока 6,Группы блоков б , 7 моделируютпроизводство полуфабриката, являющегося сырьем для последующих этаповобработки. При этом на выходе блокаб появляются импульсы, моделирующиеизготовление продукции, являющейсясырьем для последующих этапов обработки.Продукция, изготовление котороймоделируется блоком 5, может в общем случае служить (сырьем ) для нес.кольких видов продукции на последующих этапах обработки. Каждому изэтих видов соответствует свой блок7. Значение коэффициента деления6 этого блока соответствует коэффициенту расхода сырья на производство данного вида продукции. Импульсы на выход блока б будут поступатьдо тех пор, пока не закончится моденлирование блоками 7 обеспечения данным сырьем всех видов продукции наследующих этапах обработки, Приэтом импульсы с .выхода блока б подсчитываются счетчиком 2, показываясмоделированный объем сырья данноговида.15 20 25 Устройство для моделирования задач загрузки оборудования, содержащее две группы счетчиков, группу элементов И, группу блоков моделирования производства товарной продукции, генератор импульсов, две группы элементов ИЛИ, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности моделирования, оно дополнительно содержит группу реверсивных счетчиков, третью группу счетчиков, группу сумматоров,группу блоков моделирования производства полуфабрикатов, группу блоков моделирования баланса продукции и группу блоков локальной оценки эффективности производства, причем блок моделирования производства товарной продукции включает элемент НЕ, первый регистр, элемент ИЛИ, первый индикатор, второй регистр и второй индикатор, делитель частоты с регулируемым коэффициентом деления, элемент И, второй вход которого сое.динен с выходом элемента ИЛИ, а выход элемента И подключен к входу делителя частоты и к суммирующемувходу второго регистра, вход элемента НЕ соединен с выходом элемента ИЛИ, выход делителя частоты подключен к вычитающему входу первого регистра и входу сброса второго регистра, каждый блок моделирования производства полуфабрикатов .содержит элемент И, делитель частоты, регистр, индикатор, при этом суммирующий вход регистра соединен с вы 35 1 О В том случае, когда ресурса времени недостаточно для выполнения выб ранных объемов производства сырья, обнуляется соответствующий счетчик 1, исчезает сигнал на его выходе и закрывается соответствующий элемент И 12 группы. В.этом случае во всех счетчиках 19 блоковзафиксированы объемы незавершенного производства товарной продукции, а в индикаторах 31 счетчиков 30 блоков 7 - объем продукции, не обеспеченный сырьем,Индикаторы 20 блоков 5 и 27 блоков б фиксируют время, затраченное на обра ботку заданной в производство продукции к моменту исцерпания ресурсавремени, В случае избытка ресурса времени блок 11 фиксирует величину избытка.Третьи выходы всех блоков 5,и выходы всех блоков 6 соединены каждый с первым входом своего блока 8. Поэтому с появлением на первом входе блока 8 каждого очередного импульса, моделирующего изготовление единицы товарной продукции или сырья, величина коэффициента эффективности поступает в его сумматор 38. По окончании моделирования изготовления всей продукции данного виде и техноло- зогицеской схемы производства в сумматоре блока 8 записана соответствующая этому локальная оценка эффективности производства, величина которой фиксируется. Суммарная оценка эффективности производства продукции по видам оборудования, цехам и в целом всей продукции по данной моделируемой топологии фиксируется соответствующими блоками 9.Сопоставление и анализ полученных 1локальных и суммарной оценок на каждом цикле моделирования с предыдущими определяет необходимость проведения очередного цикла моделирования, При этом производится корректировка значений уставок, коэффициентов производительности оборудования, расходных коэффициентов производитель,ности оборудования, расходных козф" фициентов и наборов значений объемов производства товарной продукции.Проведение таким образом направленного процесса моделирования приводит к получению варианта, обеопечи 55 вающего оптимальную загрузку оборудования и рациональную топологию . технологическую схему производства продукции. 69 10Применение предлагаемого устройст ва для моделирования задач загрузки оборудования и выбора рациональных технологических схеМ производства продукции обеспечивает увеличение выпуска продукции на действующем обору. довании за счет его рациональной загрузки, выявление резервов производственных мощностей, выполнение всех заказов с минимальными затратами на их производство, специализацию производства. Кроме того;снижаются себестоимость производства продукции, простои на настройку оборудования при переходах с одного вида продукции на другой, трудоемкость и сокращаются ,сроки составления плановых и учетных разработок по загрузке производ. ства. Формула изобретения30 50 55 ходом элемента И, а выход соединен 1 с входом делителя частоты, выходкоторого соединен с входом сбросарегистра, каждый блок моделированиябаланса продукции содержит элементНЕ, делитель частоты, регистр, элемент ИЛИ, индикатор, элемент И, первый вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ, а выход соединен с входом делителя частоты, выход которого подключен к вычитающему входу регистра, выход элемента ИЛИ соединен свходом элемента НЕ, каждый блок локальной оценки эффективности производства содержит индикатор, сумматоргруппу элементов И, регистр, выходыкоторого, соединены соответственно спервыми входами элементов И группы,выходы которых соединены с соответст вующими входами сумматора, выход которого подключен к входу индикатора,выходы элементов ИЛИ первой группысоединены с информационными входами счетчиков третьей группы соответственно, установочные входы которых являются первой информационной группойвходов устройства, входы элементовИЛИ первой группы соединены с входами соответствующих счетчиков первой группы и являются второй группой информационных входов устройства, выФходы реверсивных счетчиков группы подилючены соответственно к первым входам элементов И групйы, вторые входы которых объединены и подключены к выходу генератора импульсов, третьи входы элементов И группы,объединены и соединены .с управляющим входом устройства, четвертый входкаждого элемента И группы соединен с выходом соответствующего элементаИЛИ второй группы, выход каждого элемента И группы соединен с вычитающим входом соответствующего реверсивного счетчика группы и согласно топологииисследуемого процесса, с первыми входами элементов И соответствующих блоков моделирования производства товарной продукции и блоков моделирования производства полуфабрикатов, выходы делителей частоты блоков моделированяя производства полуфабрикатов соединены с входами соответствующих счетчиков второй группы и согласно топологии исследуемого процесса подклю. цены к третьим входам элементов И соответствующих блоков моделирования баланса продукции и вторымвходам элементов И группы блоков локаль 69 12ной оценки эффективности производства, выходы сумматоров которых подключены к входам соответствующих сумматоров группы, управляющий вход устройства подключен согласно топологии исследуемого процесса к третьему входу элемента И первого блока моделирования производства товарной продукции или к второму входу элемента И первого блока моделирования производства полуфабрикатов, установочные входы первых регистров блоков моделирования производства товарной продукции соединены соответственно с входами второй информационной группы устройства, третий вход элемента И к-го блока моделирования производства товарной продукции к = 2п ) соединен согласно топологии исследуемого процесса с выходом элемента НЕ соответствующего блока моделирования баланса продукции илй с выходом элемента НЕ Ь)-го блока моделирования производства товарной продукции, выходы элементов ИЛИ блоков моделирова ния производства товарной продукции группы подключены соответственно к входам первой группы соответствующих элементов ИЛИ второй группы, входы второй группы которых соединены с вы. ходами элементов ИЛИ соответствующих блоков моделирования баланса продук.ции, выходы делителей частоты каждого из блоков моделирования производства товарной продукции соединены с вторыми входами элементов И группы соответствующих блоков локальной оценки эффективности производства группы, входы регистров которых являются четвертой группой информационных входов устройства, второй вход элемента И каждого блока моделирования . производства полуфабрикатов подключен согласно топологии исследуемого процесса к выходу элемента НЕ соответствующего блока моделирования производства товарной продукции группы йли к выходу элемента НЕ соответствующего блока моделирования баланса продукции группы, третий вход элемента И каждого блока моделированияпроизводства полуфабрикатов группыподключен к выходу элемента НЕ соответствующего блока моделированиябаланса продукции группы согласнотопологии исследуемого процесса, ус"тановочные входы счетчиков блоковмоделирования баланса продукции группы являются второй группой информаци13 993 онных входов устройства, первый вход элемента И первого блока модели. рования баланса продукции группы под ключен в соответствии с топологией исследуемого процесса к выходу эле- з мента НЕ соответствующего блока моделирования производства товарной поодукции,первый вход элемента И 1-го блока моделирования баланса продукций группы подключен в соответст-. 101вии с топологией исследуемого процесса к выходу элемента НЕ, соответст 69 1 Мвующего блоку моделирования баланса продукции группы, суммирующие входы реверсивных счетчиков группы являются третьей информационной группой входов устройства.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР И 5 11593, кл. С 06 Г 15/20, 197..2. Авторское свидетельство СССР Ю 3710; кл. С Об С 7/18, 1972Сош Те кал о по 11303 илиал ПП