A36 Модель цеха 222 ЗШП Авиастар-СП
Начальные действия по созданию модели цеха 222 ЗШП Авиастар-СП: выбор пункта меню: Файл->Создать-> Модель— и заполнение мастера создания модели. (Рис.1)
Рис.1
В качестве единицы модельного времени указаны секунды — это означает, что моменты наступления событий привязываются к секундам системного (реального) времени. Но логически секунды мод.времени в дальнейшем мы приравниваем к 1 часу времени в цеху. Т.е. месяц работы цеха будет смоделирован всего за 720 секунд модельного времени, т.к. месяц это 30 дней по 24 часа, то получается 720 часов рабочего времени, а 1 час в цеху мы равняем с 1 секундой модельного времени. Длительность моделирования мы указываем в настройках эксперимента Simulation( рис.3). А находится сам эксперимент в области интерфейса слева от середины экрана — рис.2.
Рис.2
Рис.3
После создания проекта необходимо было выполнить визуальную часть модели. Схема моделируемого цеха представлена на рис.4. Она взята в качестве фоновой картинки в анимации модели, на которую уже были наложены остальные детали визуализации.
Рис.4 Схема цеха 222 ЗШП Авиастар-СП
Основная задача визуальной части модели показать последовательность технологического процесса в цеху 222 ЗШП Авиастар-СП от момента поступления сменно-суточных заданий до выпуска готовых деталей, а также отобразить статистическую информацию. Данная модель разработана с целью узнать сможет ли цех выпустить планируемых 590-650 деталей за месяц при имеющихся материальных и человеческих ресурсах:
- Электрокар с телегой и кран для доставки металла со склада на участки цеха.
- На участке 51 – 3 станка, на каждом из которых по два оператора. Используется один подъёмнк.
- На участке 42 — 12 рабочих, не считая мастера и контролера
- На участках 43 и 41 работают 10 и 7 человек соответственно, не считая мастера и контролера
- В ПРОСК – 2 маркировщицы и 2 грузчика, не считая заведующей
Рис.5
Для того, чтобы отобразить протекание технологического процесса в цеху, была сделана сеть для перемещения материально-трудовых ресурсов по схеме. Использовались элементы разметки пространства: пути и прямоугольные узлы — в количестве 33штук (рис.6). А так же для имитации хранения металла на складе был взят стеллаж «palletRack» из библиотеки моделирования процессов. Элементы разметки пространства берутся из соответствующего раздела палитры Рис.5.2
Рис. 5.2
Рис.6
Процент выполнения месячного плана по выпуску деталей выводится столбиковой диаграммой с заданными свойствами на рис.8. Диаграмма была добавлена из Палитры->Статистика (рис.7)
Рис.7
Рис.8Заданные свойства столбиковой диаграммы
Выводимым значением в диаграмме является частное от числа выпущенных деталей (далее ЧВД) и максимальным уровнем месячного плана. Результат умножается на 100. ЧВД берётся из последнего элемента блок-схемы модели (рис.9) – цепи связанных друг с другом элементов библиотеки моделирования процессов. Данная цепь элементов является логикой функционирования модели. Её конфигурация задаётся совокупностью параметров и свойств каждого из элементов.
Рис. 9 Логическая цепь цеха
Блок-схема включает в себя подсистемы, имитирующие различные участки цеха. Непосредственно с конечным компонентом цепи sink связана подсистема ПРОСК (рис.10), которая по логике описанного процесса занимается приёмом и отгрузкой деталей, учётом выпускаемой продукции, проверкой их соответствия производственным стандартам
Рис.10
ПРОСК связана с подсистемой участка 51, откуда поступают детали на разных этапах технологического процесса рис.11
Рис.11
Подсистема участка 42 представлена на рисунке 12
Рис.12
Подсистема участков 41 и 43 представлена на рисунке 13
Рис.13
За поставку металла на склад ответственна в модели цепь блоков, представленная на рис.14
Рис.14
А привоз металла со склада электрокаром с телегой уже задаётся с помощью цепи из двух блоков, представленной на рис.14
Рис.14
Каждый элемент в блок-схеме добавлялся в модель из библиотеки моделирования процессов в палитре рис 15. перетаскиванием правой кнопкой мыши из левой колонки интерфейса Anylogic.
Рис. 15
По назначению все блоки можно разделить на несколько типов: задерживающие во времени, аккумулирующие в очереди, освобождающие, распределяющие, создающие/уничтожающие, ресурсы.
| Название | Используется раз в модели | Описание | Основные свойства |
| Создающие/уничтожающие блоки | |||
 | 2 | Создаёт в модели: заявки на пополнение склада металлом, сменно-суточные задания | Характеристики времени создания транзактов;количество создаваемых транзактов, тип агента транзактов (описание создаваемых сущностей), место прибытия, программируеммые действия при входе, уходе |
 | 3 | Уничтожает в модели транзакты: Сменно-суточные задания, заявки на пополнения склада | Программируемые действия при уничтожении |
 | 1 | Используется, когда надо довести металл электрокаром со склада на участок 51 | Программируемые действия при входе |
| Задерживающие во времени блоки | |||
 | 10 | Держит транзакт в себе заданный промежуток времени. Используется во всех подсистемах модели | Время задержки |
 | 1 | Держит транзакты в себе, пока не будет вызвана программно функция free | Вместимость, программируемые действия |
| Распределительные блоки | |||
| 1 | Разветлитель на 5 выходов. Соединён в модели с ПРОСК и нужен для того, чтобы определить дальнейший ход сменно-суточного задания. Ветка следования выбирается в зависимости от значения параметра транзакта | Условие выбора для каждой ветки |
 | 4 | Разветлитель на выхода. Используется в модели для равномерного распределения сменно-суточных заданий между участками 41 и 43, между станками участка 51; чтобы определить ход следования транзактов после участка 42 | Условие выбора для каждой ветки |
| Аккумулирующие в накопители блоки | |||
 | 8 | Необходим в модели, чтобы проверить наличие свободных ресурсов(электрокаров, рабочих, операторов) и остановить транзакт в случае их отсутствия. Если нужного ресурса нет, то транзакт остаётся ждать в очереди | Захватываемый ресурс Вместимость, программируемые действия, режимы работы с ресурсами |
 | 1 | Размещает транзакт (металл) на стеллаже | Стеллаж, где размшщаем паллеты |
| Освобождающие | |||
 | 1 | Освобождает стеллаж от паллета (металла) | Стеллаж, откуда убераем паллеты |
 | 8 | Освобождает занятый ресурс | Освобождаемые ресурсы |
 | 10 | Имитирует ограниченные в количестве ресурсы | Тип, количество |
Для того, чтобы добавленная моделирующая цепь блоков приобрела необходимую заданным условиям конфигурацию, понадобилось дополнить структуру модели ещё четырьмя типами агентов: Blanks, Raw, Workers, Электрокар (рис. 16)
Рис.16
В главном типе агента MAIN содержится вся логика технологического процесса и его визуализация, а также задействованы остальные типы агентов. Blanks – это тип агентов, который описывает суточно-сменные задания, создаваемые блоком 
. Свойства этого блока на рис.17. Он содержит один параметр и картинку для анимации (рис.18)
Рис.17
Рис.18
Тип агентов Raw служит для того, чтобы у закупаемого металла была своя анимация в виде синего квадратика (рис.19) Используется при создании заявок на пополнение склада в блоке 
. Свойства данного блока на рис. 20
Рис.19
Рис.20
У типов агентов Workers и Электрокар схожие задачи — менять анимацию рабочих и электрокара в модели. Но используются они в блоках другого типа — ресурсах (рис.21).
Рис.21
Далее в модель были добавлены параметры, влиящие на характеристики моделируемого процесса (рис.22).
Рис.22
В таблице 1 приведены значения всех параметров, заданные по условию задания на разработку модели.
Табл. 1 Параметры и их начальные значения
| Название | Значение |
| Партия металла | 10 |
| Рабочих 51 | 10 |
| Рабочих41 | 10 |
| Рабочих43 | 7 |
| ПерсоналаПроск | 4 |
| электрокаров | 1 |
| подъёмников | 1 |
| операторовТорес | 2 |
| оператороВСТАР | 2 |
| операторовВизио | 2 |
В модели также используется один подъёмник и один кран. Их количество будет неизменным во всех экспериментах.
Запустим простой эксперимент Simulation (рис.23) и проанализируем результат
Рис.23
Результат выполнения эксперимента Simulation представлен на рисунке 24.
Рис.24
Как видно на скриншоте эксперимента, за время моделирования (720 часов) план по выпуску деталей был выполнен всего на 53%. Также видим скопление большого числа сменно-суточных заданий на участке 51. Перейдём в логику модели нажатием правой кнопки мыши на соответствующую надпись. (рис.25) . Видим, что на момент окончания моделирования 293 заготовки ждут обработки на станке Vision. Поэтому надо подобрать значения регулируемых параметров таким образом, чтобы решить эту проблему и процент выполнения планв по выпуску деталей был близок 100%.
Рис.25
С этой целью создадим оптимизационный эксперимент (рис.26) правой кнопкой мыши по
названию проекта и выбрать Создать->Эксперимент. Далее выбираем Оптимизация и жмём
кнопку готово.
Рис.26
Перед нами появляется абсолютно пустое окно. В свойствах эксперимента зададим целевую функцию:
650-root.sink.count()— которую будем минимизировать. Эксперимент будет подгонять изменяемые параметры таким образом, чтобы вычитаемое становилось близкой к 650, чтобы разность была минимальной – 0. Так как учебная версия Anylogic имеет ограничения на число изменяемых параметров — не более 7. На рисунке 27 представлены перечень изменяемых и фиксированных параметров модели в эксперименте.
Рис.27
Чтобы оптимизирующий алгоритм эксперимента не стал уменьшать целевую функцию ниже предела, равному нулю, необходимо в свойствах указать трбование к результатам оптимизации (рис.28)
Рис.28
Далее создаём интерфейс эксперимента нажатием на кнопку «создать интерфейс» в свойствах эксперимента. После этого запускаем оптимизационный эксперимент и дожидаемся результатов (рис.29) Напротив надписи «Функционал» находится наименьшее значение целевой функции – 20. Это значит, что оптимизационный эксперимент смог найти такие значения параметров, при которых достигается выполнение месячного плана по выпуску моделей на 100*(650-20)/650 = 97 %
рабочих51—10
рабочих41—11
рабочих43—13
персоналаПРОСК—14
электрокаров—7
подъёмников—1
операторовТоррес—2
операторовВСТАР—3
операторовВИЗИО—4
партияМеталла—75
Рис.29
