Моделирование процесса обработки на участке 400 шестерен

Описание объекта

    На участке термической обработки выполняются цементация и закаливание шестерен (на основном агрегате), поступающих через 10±5 мин. Цементация занимает 10±7 мин, а закаливание – 10±6 мин. Качество определяется суммарным временем обработки. Шестерни с временем обработки больше 25 мин покидают участок (1 сорт), с временем обработки от 20 до 25 мин передаются на повторную закалку (на отдельном агрегате), после чего тоже считаются деталями первого сорта, а при времени обработки меньше 20 мин должны пройти полную повторную обработку (на дополнительном агрегате), после чего  считаются вторым сортом.

Все интервалы времени распределены экспоненциально.

Постановка задачи

    Смоделировать процесс обработки на участке 400 шестерен. Обеспечить на участке мероприятия, дающие максимальный выход продукции первого сорта без снижения производительности участка.

Составление структурной схемы объекта

          По указанному выше описанию объекта зададимся переменными и составим схему работы объекта:

Рисунок 1 – Исходная принципиальная схема объекта:

t_post – время поступления шестерен на объект (10+5 мин);

c1, c2 – время цементации шестерен (10+7 мин);

z1, z2, z3 – время закаливания шестерен (10+6 мин);

e1, e2, e3, ez1, ez2 – заполненность накопителей шестернями.

Оптимизация работы объекта

          Выявим проблемные места объекта. Проанализировав полученную структурную схему становится ясно что объект способен работать в непрерывном режиме длительное время, так как средняя величина времени поступления шестерен (t_post),  их цементации (c1, c2) и закаливания (z1, z2, z3) совпадает и равна 10 минутам. Здесь разброс значений времени на некоторых диапазонах не имеет значения, так как отклонения в положительную и отрицательную сторону также совпадают, а значит взаимокомпенсируют друг друга.

          Значит, единственный недостаток данного объекта заключается в большом количестве готовой продукции второго сорта. Так как качество продукции напрямую зависит от суммарного времени их обработки в основном агрегате, то увеличивая время цементации и/или закаливания – получим рост выхода продукции первого сорта по отношению к выходу второго.

          Однако, увеличение времени обработки шестерен приведет к постоянному переполнению накопителя e1, вследствие чего объект не сможет выдавать прежнее количество готовой продукции в единицу времени, так как режим работы станет прерывным (потребуются регулярные остановки приема шестерен для очистки накопителя e1).

          Отсюда делаем вывод, что нужно разгрузить принимающий агрегат посредством его параллельного включения с дополнительным агрегатом. Данное мероприятие увеличит пропускную способность объекта, а также позволит увеличить время суммарной обработки без переполнения накопителей e1 и e2.

          Разработаем оптимизированную схему работы объекта по вышеучтенным требованиям:

Рисунок 2 – Принципиальная схема объекта после оптимизации

Разработка алгоритма

Алгоритм работы объекта до оптимизации

Рисунок 3 - Блок-схема моделирования процесса во времени

Рисунок 3 - Продолжение

Рисунок 3 – Окончание

Алгоритм работы объекта после оптимизации

Рисунок 4 - Блок-схема моделирования процесса во времени

Рисунок 4 - Продолжение

Рисунок 4 - Продолжение

Рисунок 4 – Окончание

Составление программы

          По разработанным блок-схемам напишем программы имитирующие работу объекта во времени.

Текст программы имитирующей работу объекта во времени до оптимизации

#include <iostream.h>

#include <graphics.h>

#include <fstream.h>

#include <conio.h>

#include <STDLIB.H>

#include <stdio.h>

#include <math.h>

#include <dos.h>

void main()

{int dr = DETECT, mod =1;initgraph (&dr,&mod,"");

setcolor(15);

//gorizontali

for (int gor=0; gor<10; gor++)

    {

     line(100,40+gor*50,550,40+gor*50);

     gotoxy(10,4+gor*6); cout<<(4-gor)*100;

    };

//verticali

for (int ver=0; ver<10; ver++)

    {

     line(100+ver*50,40,100+ver*50,440);

    };

setcolor(14);

line(560,200,580,200);

setcolor(12);

line(560,250,580,250);

setcolor(15);

outtextxy(200,20,"Raspredelenie produkcii");

outtextxy(585,197,"1_sort");

outtextxy(585,247,"2_sort");

outtextxy(350,450,"Vremya,min");

outtextxy(2,220,"Kolichestvo,");

outtextxy(30,230,"shtuk");

int x1=0, x2=0, x3=0, x4=0, x5=0, x6=0, x7=0, x8=0, x9=0, x10=0;

int x11=0,x12=0,x13=0,x14=0,x15=0,x16=0,x17=0,x18=0,x19=0,x20=0;

int x21=0,x22=0,x23=0,x24=0,x25=0,x26=0,x27=0,x28=0,x29=0,x30=0,x31=0;

int k1=0, k2=0, k3=0, k4=0, k5=0, k6=0, k7=0, k8=0, k9=0, k10=0;

int k11=0,k12=0,k13=0,k14=0,k15=0,k16=0,k17=0,k18=0,k19=0,k20=0;

int k21=0,k22=0,k23=0,k24=0,k25=0,k26=0,k27=0,k28=0,k29=0,k30=0,k31=0;

int u1=0;

int k=0;

int xx1=0, xx2=0, xx3=0, xx4=0, xx5=0, xx6=0, xx7=0, xx8=0, xx9=0, xx10=0;

int xx11=0,xx12=0,xx13=0,xx14=0,xx15=0,xx16=0,xx17=0,xx18=0,xx19=0,xx20=0;

int xx21=0,xx22=0,xx23=0,xx24=0,xx25=0,xx26=0,xx27=0,xx28=0,xx29=0,xx30=0,xx31=0;