Устройство для моделирования гибких автоматизированных производственных систем Советский патент 1988 года по МПК G06N7/08 

4

00 СО О)

ел

Изобретение относится к специа.-, лизированным средствам вычислительной техники и предназначено для моделирования гибких автоматизированных производственных систем. Цель изобретения - расширение функциональных зоэ- можностей за счет моделирования работы склада гибкой автоматизированной производственной системы. Для достижения цели устройство дополнительно содержит модель склада, грзгппы накопителей заявок, буферного блока загрузки, буферного блока выгрузки, блока загрузки и блока выгрузки. Устройство позволяет моделировать межоперационные заделы, объем незавершенного производства, загруженность складского оборудования, необходимые мощности склада, влияние производительности склада на общее функционирование гибкой производственной системы и т.д. 10 ил. с 15 (Л

гч

Изобретение относится к специализированным средствам рычислительной техники, предназначено для моделирования гибких автоматизированных про- изводственных систем и является усовершенствованием устройства по авт. св. № 1345209.

Целью изобретения является расапи- рение функциональных возможностей з& счет моделирования работы склада гибкой автоматизированной производственной системы.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства; на фиг. 2 - струк- туркая схема модели обрабатьгаающего центра; на фиг. 3 - буферный блок модели обрабатывающего центра; на фиг.4 структурная схема модели склада; на фиг, 5 - структурная схема накопите- ля; на фиг. 6 - буферный блок выгрузки; на фиг. 7 - схема компаратора; на фиг. 8 - схема буферного блока загрузки; на фиг. 9 - структурная схема блока загрузки; на фиг. 10 - структурная схема блока выгрузки.

Устройство содержит группу моделей 1 обрабатывающих центров, первьй 2 и второй 3 блоки регистрации, блок 4 коммутации и модель 5 склада, Каж- дая модель 1 обрабатывающего центра содержит буферный блок 6, блок 7 приоритета, первый 8 и второй 9 триггеры, первый элемент ИЛИ 10, в.торой элемент ИЛИ 11, генератор 12 счетных импульсов, первый дифференцирующий элемент 13, первый реверсивный счетчик 14, счетчик 15, элемент HIS, элемент 17 запрета, блок 18 подготовки, обрабатывающий блок 19, блок 20 транспортировки, первый 21, второй 22 и третий 23 генераторы импульсов случайной длительности, второй дифференцирующий элемент 24, третий элемент ИЛИ 25, второй реверсивньм счетчик 26.

Буферный блок- 6 содержит группу 27 элементов ИЛИ, элемент 28 задержки, первый элемент ИГМ 295 первук группу 30 элементов И-ПЕ. первый элемент И 31, группу элементов НЕ 32, вторую группу ЗЗ элементов И-ИЕ, перву .труппу 34 элементов И, группу 35 ре- версивных счетчиков, третью группу 36 элементов , группу 37 элементов ШБ, второй элемент ИЛИ 38, диф- ференщ рующий эле.мент 39 (- fCJio элементов в группах равно числу потоков заявок, поступающих на обслуживание, что соответствует числу потоков деталей paзJШчнoй номенклатуры, обрабатываемых в гибкой автоматиз фован- ной производственной системе),

Модель 5 склада содержит второй триггер 40, генератор 41 тактовых импульсов, буферный блок 42 выгрузки, распределитель 43 импульсов, буферный блок 44 загрузки, элемент 45 задержки, элемент ИЛИ 46э первый реверсивный счетчик 47, блок 48 выгрузки, первьй триггер 49., нторой генератор 50 импульсов со случайной длительностью, блок 51 загрузки, первый генератор 52 импульсов со случайной длительностью, реверсивный счетчик 53, первый 54 и второй .:i5 коммутаторы, группу 56 накопителей заявок (по числу моделей 1 обрабатьшающ х деит- рЬв) .

Накопитель 56 заявок состоит из первой 57 группы элементов И-ИЕ,группы реверсивных счетчиков 58 заявок, rpynniii элементов ИЛИ 59, второй группы элементов И-НЕ 60, элемента ИЛИ 61, группы элементов ШШ-НЕ 62, третьей ГРУППЫ элементов И-ЫЕ 63, группы 64 элементов задержки (по числу потоков заявок).

Буферный-блок 42 выгрузки содержит второй элемент И 65, первьй элемент linn 66, элемент 67 задержки, реверсивный счетчик 68 заявок, третий эле- ыент ИЛИ 69, третью группу элементов

И 70, группу элементов 71 задержки, группу триггеров 72, первую группу элементов 73 запрета, группу вычиг тающих счетчиков 74, вторую группу элементов И 75, вторую группу элементов 76 запрета, первую группу элементов И 77, второй элемент ИЛИ 78, элемент 79 запрета, первый элемент И 80,

Коммутаторы 54(55) состоят из элементов И 81.

Буферньй блок 44 загрузки содержит первую 82J вторую 83 и третью 84 группы элементов И-НЕ, группу реверсивных счетчиков 85 заявок, группу элементов ИЛИ 86, элемент И-НЕ 87, группу триггеров 88, элемент НЕ 89.

Блок 51 загрузки содержит первый 90 и второй 91 дифференцирующие элементы, генератор 92 импульсов и элемент И 93.

Блок 48 выгрузки содержит первый 94, второй 95 и третий 96 дифференцирующие элементы, генератор 97 импульсов и элемент И 98.

Функциональное назначение и техническая реализация блоков регистрации 2 и 3, блока 4 коммутации и всех блоков модели 1 обрабатывающего центра полностью соответствует структуре аналогичных блоков основного изобретения.

Моделирование гибких автоматизированных производственных систем с помощью устройства происходит в виде последовательного прохождения заявок каждого входного потока через модель 1 обрабатывающих центров посредством блока 4 коммутации, что соответствует прохождению деталями различной номенклатуры последовательности некоторых технологических операций до принятия готового для данного производства вида. При достижении максит мально возможного заполнения блока 6 последующие заявки на обслуживание из модели 1 обрабатывающего центра направляются к модели 5 склада, что соответствует отправке детали на склад при заполнении входного буфера технологической установки. При пол- ном обнулении блока 6 в модель склада 5 от модели 1 обрабатьшающего центра поступает заявка типа Выгрузить деталь, тем самым моделируется запрос детали со склада. Буферные блоки 42 и 44 модели 5 склада производя накопление заявок соответственно типа Выгрузить деталь и Загрузить деталь независимо от обслуживания данных заявок и запуск данных заявок на обслуживание. Цикл моделирования загрузки детали в склад начинается после окончания моделирования загрузки предьщущей детали либо по окончании моделирования сбоя в работе выгружающего оборудования.

Накопление заявок от моделей 1 (незавершенное производство) происходит непосредственно в накопителях модели склада раздельно для каждого потока заявок (каждой номенклатуры деталей) и каждой модели 1 обрабатывающего центра (каждой технологической операции).

Каяодая из моделей 1 обрабатьшающего центра моделирует фазы обслуживания заявок, характерные для гибких

производственных систем: ожидание деталью обслуживания, подготовку обра- батывающег о средства к выполнению конкретной технологической операции над деталью данной номенклатуры, обработку детали и ее транспортировку к месту дальнейшей обработки согласно технологическому маршруту, при0 чем в фазах подготовки, обслуживания и транспортировки моделируются сбои в работе оборудования, которые приводят к выбраковке детали (потере заявки), находящейся в этот момент

5 на обслуживании в какой-либо из указанных фаз.

Первый блок 2 регистрации производит подсчет заявок по каждому входному потоку (соответствует подсчету

0 количества запускаемых в производство деталей каждой номенклатзфы). Второй блок 3 регистрации подсчитывает количество заявок каждого потока, обслуженных в устройстве моделирова5 ния (соответствует подсчету количества вьшущенных производством деталей каждой номенклатуры).

На блоке 4 коммутации задается последовательность обслуживания вход0 ных потоков заявок моделями 1 обрабатывающих центров (соответствует последовательности прохождения дета-, лями калщой номенклатуры некоторых технологических операций до принятия

5 вида готовых изделий).

Модель 5 склада производит по каждому отдельному потоку и каждой отдельной модели 1 обрабатьшающего цен0 тра хранение заявок на обслуживание, когда буферный блок 6 по данному потоку в данной модели 1 переполнен (соответствует отправке детали на склад межоперационных заделов, если

5 входной буфер технологической установки переполнен), и вьщачу заявки на обслуживание для модели 1 обрабатывающего центра, ког да буферный блок 6 ее полностью обнуляется (со0 ответствует отправке детали со склада на технологическую операцию, если во входном буфере технологической установки нет деталей для дальнейшей обработки), моделирование загрузки/

g выгрузки детали в складе, причем в фазах загрузки и выгрузки деталш мо- делируются сбои в работе складского оборудования, приводящие к выбраков- ке детали (потере заявки).

51

Назначение основньпс блоков модели 1 обрабатывающего центра. При моделировании производственных систем недопустима потеря- заявки на обслуживание в связи с занятостью обрабатывающих средств определенного обрабатывающего центра, В блоке 6 происходит накопление заявок по каждому потоку обрабатывающего центра, моделируя тем самым очереди в системе. Данный блок также производит запуск блока 7 приоритета в случае, когда в момент прихода заявки по одному из потоков счетчики 35 блока 6 обнулены . В случае заполнения счетчика 35 па выходе элемента И 36 появляется уровень, запрещающий про вождение иьшульсов заявок на вход суммирования счетчика: 35 и разрешающий прохождение его на выход 4 блока 6 (т.е. происходит моделирование отправки детали на склад при переполнении входного буфера технологической установки). В случае обнуления всех счетчиков группы 35 на выходе элемента ИЛИ 38 появляетсн высокий уровень и на выходе дифференцирующего элемента 39 появляется короткий импульс, попадающей на соот ветствующий выход блока б (т.е. моделируется запрос технологической установкой детали у склада) , Поступление заявок на обслуживание в описьшаемьй блок происходит по прямьш входам эле ментов ИЛИ 27 (деталь приходит с пре дьщущей технологической операции) либо по инверсным входам (деталь приходит со склада) (j ГГ)

Блок 7 приоритета моделирует определение самой приоритетной заявки по всем потокам заявок модели 1 обрабатывающего центра и запуск ее на обслуживание. При этом наибольшим приоритетом обладают заявки того потока, которых больше всего накопилось в буферном блоке 6. При равенстве количества заявок ,в буфере по нескольким входным потокам модели 1 обрабатывающего центра наиболее приоритетными будут заявки потока, поступающие по входу с, наибольшим номером,

Реверсивные счетчики 14 и 26 подсчитывают количество сбоев соответственно в фазах подготовки и обработки Счетчик 15 подсчитывает общее количество заявок, принятых на обслуживание в модели 1 обрабатьгаающего центра (o6niee количество деталай, посту пивяшх на обработку). Блок подго15 .

овки моделирует интервал времен и одготовки обрабатывающего центра (идентификация детали, замена инструента и т.д.). Обрабатывающий блок 19 и блок транспортировки моделирует соответственно фазы обработки и транспортировки детали. Генераторы 21-23 мпульсов со случайной ддительностью моделируют сбои в системе. Причем ш-гаульсу соответствует уровень логического О на выходе жаждого из генераторов. Длительность импульса на их выходах характеризует период восстановления.

Назначение ОСНЭЕПЬОС блоков модели 5 склада. Распределитель 43 импульсов задает циклический режим работы 5у - фарного блока 44 загрузки.

При наличии разрешающего уровня 1 от триггера 40 во BPSJMH действия импульса генератора 41 только на од- ном из вы вддоз рясп|)едейителя 43 будет единица. По окончании действия

импульса генератора 41 все выходы обнуляются. Положение 1 в выходном коде циклически изменяется. При нашг- чии О от триггера 40 прекращается цккличетлсое продвижение 1.

Буферный блок 44 загрузки производит, по каждому потоку и каждой модели 1 обрабатьшающего центра накопление заявок типа Загрузить деталь (в склад). При появлении импульса по

соответствующему входу и ненулевом состоянии соответствующего счетчика буферного блока 44 загрузка, соответствующего данному входу, на соответ- ствзпощем выходе группы буферного

блока 44 загрузки появляются 1 и импульс запуска блока 51 загрузки (т.е. моделируется запуск детали на загрузку в с,клад) ,

Буферный блок 42 выгрузки . произ1водит накопление и приоритетпьй за- , пуск на обслуживание заявок Выгрузить деталь (из склада). Наиболее приоритетной будет заявка, которая раньше всех других поступила в

буферный блок 42 выгрузки. В процессе моделирования заявка, пришедшая в виде ю.1пульса от блока буферной памяти соответствующей модели 1 у увеличи- вает на 1 состояние реверсивного

счетчика 68. При этом на выходе реверсивного счетчика 68 появляется , код-приоритет пришедшей заявки, кото - рый с задержкой на окончательную установку реверсивного счетчика 68 за

7

носится в соответствующий счетчик 74 Постановка пришедшей заявки в очередь происходит лишь при условии,что все разряды соответствующего счетчика 74 установлены в если данное условие пе выполняется (т.е. заявка от этой модели 1 обрабатывающего центра уже стоит в очереди), то увеличение содержимого счетчика 68 и поста- новки заявки в очередь не происходят Определение самой приоритетной заявк и запуск ее на обслуживание происходят по одному иэ входов элемента ИЛИ 66 в следующих случаях: когда блок 4 выгрузки находится в состоянии ожида

ния, триггер 49 модели склада - в единичном состоянии и запуск импульсов происходит с выхода элемента ШШ. 78; когда, по окончании модел1фования выгрузки детали из склада на выходе блока 48 выгрузки появляется импульс когда самой приоритетной заявке соответствует запрещающий уровень на входе 2i буферного блока 42 выгрузки и запуск следующей приоритетной заявки происходит импульсом с выхода элемента ИЛИ 69; когда заканчивается моделирование сбоя в работе блока выгрузки (по пятому входу буферного блока 42 выгрузки). Запуск заявки пропсхо- дит импульсом с выхода элемента 1ШИ 66J который сбрасьшает триггеры 72 и с задержкой проходит на сброс триггеров 72 (сброс кода, соответствую- щ.его предыдущей самой приоритетной .заявке), поступает на вычитаюхгр-ге входы всех счетчиков группы 74, соответствующих моделям 1 обрабатывающих центров, заявки которых стоят в очереди на обслуживание. При этом на

выходе обнуления счетчика 741, содержащего во всех разрядах О, появится импульс, устанавливающий при наличии разрешающего уровня по входу от соответствующего накопителя 56 заявок триггер 721 в 1. Содержание всех

остальных счетчиков 74 и счетчика 68

I

уменьшится на Г. Если от накопителя 561 будет запрещающий уровень (т.е. на складе нет деталей для обрабатывающего цен.тра, имеющего самую приоритетнло заявку), то все триггеры группы 72 останутся в нулевом состоянии и по выходу элемента РШИ 69 будет опрашиваться следующая приори- тетная заявка. Для норнгшьной работы буферного блока 42 выгрузки необхо

8

дима размерность реверсивных счетчиков 68 и группы счетчиков 74:

г int(log,;.(n+1)) + 1,

где

5

int 0

5

число разрядов счетчиков;, количество моделей 1 в уст- ройстве моделирования; функция взятия целой части от выражения.

Указанные счетчики включены с инверторами по счетным входам и входу записи.

Генераторы 50 и 52 импульсов со случайной длительностью моделируют сбои в работе складского оборудования. Причем импульсу соответствует уровень логического нуля на выходе каждого из генераторов. Длительность импульса на их выходах характеризует период восстановления. Блок 48 выгрузки моделирует интервал времени выгрузки детали определенной номенклатуры для определенной технологической операции. Блок 51 моделирует загрузку детали в склад. Реверсивные счетчики 47 и 53 подсчитывают соответственно количество сбоев во время 0 моделирования выгрузки. Коммутатор 55 обеспечивает раздельное накопление заявок по отдельному потоку и отдельной модели 1 обрабатывающего центра. Коммутатор 54 обеспе чивает 5 выбор детали из отдельного накопителя. Каждый из накопителей 56 заявок реализует непосредственно накопленное заявок для отдельной модели 1 обра- батьшающего центра с раздельным хра- 0 пением по потокам (т.е. моделируется создание межоперационных заделов в автоматизированном производстве отдельно по каждой технологической операщш и каждому виду номенклатуры 5 выпускаемых изделий). Элементы 64 задержки моделируют фазу транспортировки со склада.

Устройство работае т следующим образом.

При включении питания происходит обнуление счетчиков блоков 2 и 3 ре- гистрацгаг; во всех моделях 1 обраба- тьшающнх центров происходят обнуление счетчиков блока 6, триггеров бло- . ка 7, счетчика 15, реверсивных счетчиков 14 и 26, установка в О триггера 8, в 1 триггера 9, а также установка в исходное состояние,соот- ветстсующее моделированию состояния

0

5

91

ояаздаиия, блока 18 подготовки, обрабатывающего блока 19 и блока 20 транспортировки. При питания ПРОИСХОДИ.Т начальная установка модели 5 склада. При этом триггеры 40 и 49 устанавливаются в 1, осуп ествля ется сброс реверсивных счетчиков 58, накопителей 56, реверсивных счетчиков и триггеров буферного блока 44 загрузки, реверсивных счетчиков 47 и 53, триггеров 72 буферного блока 42 выгрузки, все разряды реверсивно- 68 устанавливаются в 1

го счетчика Ьо устанавливаются в после чего этот код заносится во все счетчики группы 74, что приводит к запрету прохождения тшпульсов на вычитающий вход .I разрешению прохождения импульса записи в счетчике 74j блок 48 выгрузки и блок 51 загрузки устанавливаются в исходное состояние (соответствует состоянию ожидания загрузки/выгрузки),

В процессе моделирования заявки в виде импульсов поступают на входы блока 4 коммутации и оттуда на вход соответствующей модели 1 обрабатывающего центра. В результате этого импульс с j-ro входа блока 6 поступает на с мирующий вход j-ro реверсивного счетчика 35. Если все счетчики 35 обнулены, то данный импульс проходит через элементы ИЛИ 29 и И 31 на блок 7. В случае ненулевого состояния счетчиков 35 происходит лишь- изменение содержимого одного из этих счетчиков. Импульс по входу блока 7 приоритета осуществляет запуск данного блока, в результате чего от блока б в него переписывается содержимое счетчикоЕ 35, определяется поток заявок с наибольш-ш приоритетом; что вы

зывает появление на группе вькодов блока 7 приоритета кода, содержащего единицу на выходе, соо;учетству1ощем наиболее приоритетному потоку заявок, и появление импульса на первом выходе блока 7 приоритета. Данный 1-1мпульс устанавливает триггер 8 в 1 % триггер 9 - в О и поступает на суммиру- ющие входы счетчика 15 и реверсивного счетчика 14 и через третий вког. блока 6 на вычитающий вход того реверсивного счетчика 35 блока 6, которому со- .ответствует 1 на вторых входах бло- ка 6 от блока 7. Импульсы от 1 енера- тора 12 сгштных импульсов через первый элемент И 16 и элемент .запрета 17 поступают на вход блока «3 подго

15

10

тонки, т.е. начинается моделирование фазы подготовки. Нулевой уровень на выходе триггера 9 обеспечивает запрет прохойодения импульса по второму входу блока 7 приоритета, что необход11мо для нормального моделирования в случае нулевого состояния всех счетчиков 35 блока 6. По окончании подготовки на выходе блока 18 подготовки появляется импульс, поступающий на первый вход обрабатывающего блока 19, вход реверсивного

счетчика 26, вычитающий вход реверсивного счетчика 14 и черкез первый элемент ИЛИ 10 на нулевой вход триггера 8. Таким образом, прекращается моделирование фазы обработки в обрабатывающем блоке 19. По окончании

моделирования фазы обработки на выхо де обрабатывающего блоке. 19 появляется импульс, поступающий на первый вход блока 20 тракспортировки. Это обеспечивает запись в блок 20 траиспортировки кода с вторых выходов блока 7 приоритета и начало моделирования фазы ранспортнровкн (транспортировка детали). Обрабатывающий блок 19 (обрабатывающее средство) свободен для обслуживания новой заявки. При этом импульс, поступивший на пятый вход блока 7 приоритета от элемента ШШ 11s сбрасывает код с вторых выходов данного блока и запускает

блок 7 приоритета. В результате этого происходит определение нового приоритета и начинается обслуживание сге- дзтощей заявки. Фаза подготовки и обслуживания каждой последующей заявки

(обработка каждой последующей детали) при наличии, очереди происходит одновременно с фазой транспортировки предыдущей заявки (транспортировки пре-. дццущей детали), при этом время транспортировки всегда меньше суммарного времени подготовки и обработки. По окончанш времени транспортировки на J--OM вьгходе блока 20 транспорти- ровкИд соответствующем 1 кода приоритета появится импульс5 который п юходит на выход модего обрабатывающего центра. Таким образом, обслуженная заявка вновь поступает па блок 4 ко№4утации и оттуда на послед1,пощую модель обрабатывающего центра (соответствует поступлению детали па следующую технологическую операцию).

В процессе моделирования в модели 1 обрабатывающего центра может возникнуть ситуация, когда после окончания обслуживания заявки (по окончании обработки детали) блок 6 оказывается полностью обнуленным (нет заявок на обработку детали). При этом вновь происходит запуск блока 7 приоритета по пятому входу, однако импульс на первом выходе данного блока не появится и на всех выходах группы будет уровень логического нуля, В результате этого модель 1 обрабатывающего центра переходит в режим ожидания заявок и начнет моделировать фазы подготовки и обработки только после прихода заявки на один из входов от коммутатора буферного блока 6 и последующего запуска блока 7 приоритета по второму входу от элемента И 31.

В процессе моделирования в модели 1 обрабатывающего центра может возникнуть ситуация, когда в момент прихода импульса на j-й вход блока 6 во всех разрядах j-ro счетчика 35 будут 1 (т.е. входной накопитель моделируемого технологического оборудования заполнен до предела). При этом импульс заявки на обслуживание поступит не на суммирующий вход j-ro счетчика, а через элемент И 34j на j-й выход буферного блока 6, выход модели 1 обрабатывающего центра (т.е. моделируется отправка детали на склад). Может также возникнуть ситуация, когда после вьщачи очередной заявки на обслуживание из блока 6 все счетчики 35 обнуляются, тогда на выходе эле-, мента ИЛИ 38 появляется высокий уровень, на выходе дифференцирующего элемента 39 появляется короткий импульс, поступающий через третий выход буферного блока 6 на третий выход модели 1 обрабатывающего центра (т.е. в ситуации, когда накопитель деталей технологического оборудования обнуляется, на склад отправляется запрос на деталь).

Моделирование работы склада происходит след тощим образом. Заявки на обслуживание поступают на вход ij модели 5 склада и через вход буферного блока 44 загрузки на суммирующий вход ij-ro реверсивного счетчика 85 данного блока. В результате этого происходит накопление заявок типа Загрузить деталь в буферном блоке 4 загрузки отдельно по каждой модели 1i обрабатывающего центра и каждому j-му потоку в пределах отдельной модели (i 1, п, j 1, m). Обслуживание данных заявок происходит в циклическом режиме. При наличии разрешающего уровня 1 с выхода триггера 40 на входе распределителя 43 импульсы от генератора 41 тактовых импульсов поступают на первый вход распределите0 ля 43. В результате чего на выходах распределителя 43 будет код, содержащий нули и одну 1. Данный код подается на входы буферногб блока 44 загрузки. Если реверсивный счет5 чик буферного блока 44 загрузки,

соответствующий 1, по входу от распределителя 43 обнулен, то на всех выходах буферного блока 44 загрузки йудет уровень логического О, триг0 гер 40 останется в состоянии 1 и через тактовый интервал времени импульсов генератора 41 положение 1 кода на выходах распределителя 43 циклически изменится.

5 Если реверсивный счетчик буферного блока 44 загрузки не обнулен, то на одном из группы выходов появится высокий уровень, а на первый вход блока 51 загрузки поступит импульс

0 (т.е. начинается моделирование загрузки детали из входного накопителя склада непосредственно в склад). Времени загрузки соответствует длительность импульса (высокий уровень)

с на выходе генератора 92 импульсов блока 51 загрузки. По окончании моделирования времени загрузки на выходе блока 51 загрузки появится короткий импульс, поступающий через ком- о мутатор 55 на вход j-го накопителя 56 заявок. Этот же импульс с задержкой на прохождение заявки через коммутатор 55 сбрасывает триггеры бу - ферного блока 44 загрузки, устанавли5 вает триггер 40 в 1, разрешая тем самым дальнейший циклическшс опрос . заявок на загрузку. Таким образом, осуществляется моделирование загрузки детсшей в склад.

0,«

Заявки на обслуживание типа выдать деталь поступают с выхода дифференцирующего элемента 39 i-й модели 1 о,брабатывающе.го центра на i-й 5 вход буферного блока 42 выгрузки. Если эта заявка еще не стоит в очереди (т.е. все разряды i-ro счетчика 74 установлены в 1), импульс через элемент ИЛИ 78 поступает на суммиру13

щий йход реверсивного счетчика 68, станавливая па нем приоритет постуившей заявки, который- с задержкой . ереписывается Е.счетчик 741 (. аявка от модели 11 типа Выгрузить еталь поставлена в очередь), Если заявка данного типа от модели 1i обабатывающего центра уже стоит уже очереди, то содержимое реверсивого счетчика 68 и счетчиков группы 74 не изменяется.

Запуск заявки типа Выгрузить деталь на обслужИБание в модели 5 склада происходит следующим образом. Если в момент прихода заявки блок 48 выгрузки находится в состоянии ожидания (т.е. очередь заявок на обслуживание отсутствует), то после записи приоритета прибывшей заявки в счетчик 741 (приоритет в данном случае равен нулю) на вычитающий вход данного счетчика поступит импульс, счетчик переходит в состояние 11«,. 1, па выходе переполнения его появится импульс, который при наличии разреша- ющего уровня на входе элемента И 77 установит триггер 721 в -1, на выходе элемента ИЛИ 46 появится высокий уровень и начинается моделирование выгрузки детали из склада При этом триггер 49 з танавливается в О, По окончании моделирования выгрузки па выходе блока 48 выгрузки появится импульс, устанавливающий триггер 49 в 1 и поступающий на вход элемента ИЛИ 66 буферного блока 42 выгрузки, При наличии очереди на выходе счетчика 74, соответствующего потоку с наименьшими значениями приоритета, появится импульс и дальнейпйШ запуск за явки на обслуживание будет аналогич- нът предыдущему случаю. Если на входе буферного . блока 42 выгрузки от накопителя 561, соответствующего самому приоритетному потоку, нет разрешающего уровня (т.е. на складе нет запрашиваемой дета-год), то все триггеры 72 останутся в нулевом состоянии,, на выходе .элемента ИГМ 69 ПОЯЕИТСЯ импульсJ запускающий следующую заяв ку, стоящую в очереди.

Если при отсутствии очереди в момент прихода заявки па обслуживание по 1-му входу буферного блока 42 вы.грузки происходит моделнфсвание выгрузки детали из склада, то уровень логического О ка вькоде риггера 49 запрещает прохождение через эле

ь

439615

мент И 65

14

10

15

20

25

30

ЗЬ

40

45

ВО

зЬ

импульса запуска на определение приоритетного потока, т.е. заявка просто поставлена в очередь, Если при определении приоритетного потока во всех счетчиках 74 записан код 11...1, то 1-1мпульс запуска с выхода элемента ИЛИ 66 не изменит сое- .тояния счетчиков и буферный блок 42 выгрузки перейдет в состояние ожида ИЯ.

Всякий раз по окончании моделирования выгрузки детали на выходе блока 38 выгрузки появляется импульс, который в соответствии с кодом на выходах буферного блока 42 выгрузки через коммутатор 54 поступает на вход накопителя 561 и в соответствии с приоритетом накопителя и наличием деталей на складе приходит на выход ij иодели 5 склада (t.s, деталь отправляется со сюлада в обрабатьгааю- щий центр). При этом самым приоритетным потоком внутри накопителя будет (при ненулевых состояниях счетчика 58J) поток с наименьшим номером j.

В устройстве возможно моделирование отказов в фазах подготовки, обработки, транспортировки и внутрисклад- ской загрузки/выгрузки. Отказы моделируются появлением па выходах генераторов 21,22,23,50. и 52 импульсов со случайной длительностью. Импульсу соответствует .нулевой уровень на выходах генераторов. Момент наступления отказа соответствует переднему фронту импульса (спаду), а его длительность характеризует период восстановления.

При моделировар.ни отказов в фазе подготовки импульс с генератора 21 импульсов со случайной длительностью поступает на второй вход блока 18 подготовкиJ на второй вход элемента 17 запрета и через дифференцирующий элемент 13 на первые входы первого 10 и второго 11 элементов ИЛИ. Это обеспечивает запрет попадания счетных импульсов на первый вход блока 18 подготовки,, чем обеспечивается пракращение моделирования подготовки, Дифференцирующий эламент 13 выделяет saflHHii фронт и «1ульса, по KOTopoiviy происходят установка триггера 8 в О (соответствует фазе ождцагьия) и запуск блока 7 приоритета, т.е, моделируется возобновление работы обору-. довання после зосстановления, Вознкк новение отказа в фазе подготазки

водит к потере заявки в моделируемой системе.

При моделировании отказов в фазе обработки импульс с генератора 23 импульсов со случайной длительностью попадает на второй вход обрабатывающего блока 19 и через дифс еренцирую- щий элемент 24 на первый вход третьего элемента ИЛИ 25. Это приводит к прекращению моделирования обработки. Дифференцир ующий элемент 24 вьщеляет задний фронт мпульса, по которому происходит запуск блока 7 приоритета т.е. моделируется возобновление рабо ты оборудования после восстановления Возникновение отказа в фазе обработки приводит к потере заявки в моделируемой системе (деталь выходит бракованной) . .

При моделировании отказов в фазе транспортировки импульс от генератора 22 импульсов со случайной длительностью поступает на третий вход блока 20 транспортировки, прерывая моделирование транспортировки детали на следующую технологическую операцию. Таким образом, отказ в фазе транспортировки также приводит к потере заявки в моделирующей системе, однако при этом продолжается моделирование фаз подготовки и обработки для последующей детали.

При моделировании отказов при загрузке детали в склад импульс с выхода генератора 52 импульсов со случайной длительностью поступае,т на второй вход блока 51 загрузки для сброса генератора 92 импульсов. При этом низкий уровень на втором входе блока 51 запретит прохождение через элемент И 93 импульса на выход блока 51 загрузки (т.е. происходит потеря заявки) . По окончании времени восстановления триггер 40 будет установлен по синхровходу в 1 заднго фронтом импульса генератора 52 импульсов случайной длительности. Тем самьс возобновляется работа буферного блока 44 загрузки в циклическом режиме.

При моделировании отказов в фазе выгрузки детали из склада импульс с выхода генератора 50 ямпульсов со случайной длительностью поступает на второй вход блока 48 пыгрузки для сброса генератора 97 импульсов. При этом низкий уровень с выхода Х енера- тора 50 запретит прохождение короткого импульса на первый выход блока

выгрузки (т.е. гтроисходит потеря заявки) . По окончании времен1Г восстановления на третьем выходе блока 48 выгрузки появится короткий импульс, поступаюпц й на вход элемента ИЖ 66 буферного блока 42 выгрузки, в результате чего возобновляется работа по определению самого приоритетного потока в буферном блоке 42 выгрузки (т.е. после восстановления работоспособности складского оборудования возобновляется выгрузка деталей).

Формула изобрете. ния.

20

is

Устройство для моделирования гибких автоматизированных производствен -ных систем по авт. св. № 1345209, отличающееся тем, что, с целью рас1Ш{рения функциональных возможностей за счет моделирования работы склада гибкой автоматийирован- ной производственной системы, оно до- 25 полнительно содержит модель склада, состоящую из двух триггеров, генера- тора тактовых импульсов, двух генерал торов импульсов со случайной, длительностью, двух реверсивных счетчшсов, 30 двух коммутаторов, распределителя импульсов, элемента РШИ, элемента задержки, группы накопителей заявок,. буферного блока загрузки, буферного блока выгрузки, блока загрузки и блока выгрузки, а буферный блок каждой модели обрабатьшающего центра дополнительно содержит дифференцирукнций элемент, rpvnny элементов Н, группу

35

элементов НЕ и вторую группу элементов ИЛИ, буферный блок выгрузки модели склада содержит реверсивньй счетчик импульсов, группу вычитающих счетчиков, группу триггеров, три группы элементов И, группу элементов задержки, две группы элементов запре та, три элемента ИЛИ, два элемента И, элемент задержки и элемент запрета, причем в буферном блоке выгрузки разрядные выходы реверсивного счетчика импульсов соединены соответственно с входами первого элемента Икс раз- pяднымJi входами вычитающих счетчиков группы, Бьп1итаюп;ие входы которых подключены соответственно к выходам эле- ментов запрета первой группы, информационные входы которых объединены и через элемент злдершси подключены к выходу первого элемента ИЛИ и .ну- левьв-1 входам тригт-еров группы, еди-

I 7

HH4.ie входы которых соединены соответственно с выходами элементов И первой , первые входы которых объединены с информационными входами соответствующих элементов запрета второй группы и подключены к выходам переполнения соответствующих вычитаю- пщх счетчиков группы, разрядные выходы которых подключены соответственно к входам соответствующих элементов И второй группы, выход каждого элемента И второй группы соединен с первым входом соответствующего элемента И третьей группы и управляюп1;им входом соответствующего элемекта запрета первой группы, выходы элементов И третьей группы подключены соответственно к входам второго элемента ИЛИ и входам соответств1пощих элементов задержки группы, выходы которых соединены соответственно, с входами записи вычитающих счетчиков группы, выход второго элемента ИЛИ подключен к первому входу второго элемента И и суммирующему входу реверсивного счетчика импульсов, вычитающий вход которого соединен с выходом элемента запрета, управляющий вход которого подключен к выходу первого элемента И, а информационный вход элемента запрета соединен с выходом элемента задержки, выход второго элемента И подключен к первому входу первого элемента ШШ, второй вход которого соединен с выходом третьего элемента ШИ, входы которого подключены соответственно к выходам элементов запрета второй группы, буферный блок загрузки содержит три группы элементов И-НЕ, группу элементов ИЛИ, группу триггеров, группу реверсивных счетчиков импуль сов, элемент И-ИЕ и элемент НЕ, выход которого подключен к нулевым входам триггеров группы, в- буферном блоке загрузки выходы элементов И-НЕ первой группы соединены соответственно с суммирующими входами реверсивны счетчиков импульсов группы, разрядны выходы которых подключены к входам соответствующих элементов И-НЕ второй группы и элементов ИЛИ группы, выходы элементов ИЛИ грзгтшы соединены соответственно с первыми входами элементов И-НЕ третьей группы, выхо- ;1Ы которых подключены соответственно к вычитающим входам реверсивных счетчиков импульсов группы, прямьи входа триггеров группь и входам лемента

9615

И-НЕ, выходы элементов И-НЕ второй группы соединены соответственно с первыми входами элементов И-НЕ пер- ,вой группы, блок загрузки содержит последовательно соединенные первый дифференцирующий элемент, генератор импульсов, второй дифференцирующий элемент и элемент И, блок выгрузки 10 содержит последовательно соединенные первый дифференцирующий элемент, генератор импульсов, второй дифференцирующий элемент и .элемент И, а также третий дифференцирующий элемент, 15 накопитель заяво;.. модели склад содержит группу реверсивных счетчиков

импульсов, элемент ИЛИ, три группы элементов И-НЕ, группу элементов ИЛИ-НЕ, группу элементов ИПИ., rpynrfy

элементов задержки, з накопителе заявок выходы элементов И-ПЕ первой группы соединены соотв(:.гственно с суммирующими входами реверсивных счетчиков импульсон группы, разрядные выходы которых соединены с входами соответстзующих элементов И-НЕ второй группы и соответствующих элементов ИЛИ группы, вькоды элементов И-НЕ второй группы соединены соответствеино с первыми входами элементов И-НЕ первой группы, выходы элементов ШШ группы подключены к входам элемента ИЛИ и первым входам элементов И-НЕ третьей группы соответственно, выходы которых соединены с вычитающими входами реверсивных счетчиков импульсов группы и входами элементов задержки группы, выхсвды элементов lUTF группы подключены соответственно к

прямым входам элементов 1ШИ-НЕ группы, выход i-ro элемента ИПИ-НЕ группы (i 1, m - 1); m - число потоков заявок) подключен к второму входу (i+1)-ro элемента И-ИЕ группы и инверсному входу (i+lj-ro элемента

ИЛИ-НЕ группы, прямые выходы триггеров группы буферного блока выгрузвш подключены соответственно к входам элемента РШИ модели склада., выход

которого соединен с суммируюгцик входом реверсивного счетчика заявок мо Д2ЛИ склада и входам первого дифференцирующего элемента блока загруэкн, вход останова генератора импульсов,

другой вход элемента И и вход третьего дн4 ференцнрующего элемента которого подключен X вьгходу первого ГР- нератора импульсов со сл гайной длительностью модели склада5 выход эле19 1

мента И блока выгрузки подключен к информационному входу первого коммутатора модели склада, к вьгчитающему входу первого реверсивного счетчика заявок модели склада, к третьему входу первого элемента ИЛИ буферного блока выгрузки и единичному входу первого триг.гера модели склада, нулевой вход которого соединен с выходом первого дифференцирующего элемента блока выгрузки, выход третьего дифференцирующего элемента которого подключен к четвертому входу первого элемента ИЛИ буферного блока выгрузки, прямой выход первого триггера модели склада соединен с вторым входом второго элемента И буферного блока выгрузки,прямые выходы триггеров группы которого соединены соответственно с управляю- щими входами первого коммутатора модели склада, выходы которого подключены к вторым входам элементов И-НЕ третьей группы соответствующего накопителя заявок группы, вторые входы элементов И-НЕ первой группы которых соединены соответственно с выходами второго коммутатор а модели склада, выход элемента ИЛИ j-ro накопителя заявок (J 1, п, где п - число моде лей обрабатывающих центров) соединен с управляющим входом j-ro элемента запрета второй группы и вторым входом j-ro элемента И первой группы буферного блока выгрузки, прямой вы- ход второго триггера модел11 склада соединен с информационным входом распределителя импульсов модели склада, тактовьй вход которого подключен к выходу генератора тактовых импульсов модели склада, а выходы распределителя импульсов соединены соответственно с вторыми входами элементов И-НЕ третьей группы буферного блока загрузкиГ прямые выходы триггеров группы которого подключены соответственно к управляющим входам второго коммутатора модели склада, информа- ционный вход которого, вычитающий вход второго реверсивного счетчика заявок модели склада и вход элемента задержки модели склада соединены с выходом элемента И блока загрузки.

1520

вход генератора импульсов блока загрузки и другой вход элемента И блока загрузки подключены к выходу второго генератора импульсов со случайной длительностью модели склада и счетному входу второго триггера модели склада, выход элемента И-НЕ буферного блока загрузки подютючен к входу первого дифференцирующего элемент блока загрузки, суммирующему входу второго реверсивного счетчика заявок модели склада к нулевому входу второго триггера модели склада, единичный вход которого соединен с выходом элемента задержки модели склада и входу элемента НЕ буферного блока загрузки выходы элементов И первой группы бу- -ферных блоков моделей обрабатывающего центра соединены соответственно с вторыми входами элементов И-НЕ первой группы буферного блока загрузки, вторые входы элементов И третьей группы подключены соответственно к выходам дифференцирующих элементов буферных блоков, выходы элементов задержки группы k-ro накопителя заявок (k 1, m) подключены соответственно к ин1зерсным входам элементов ИЛИ второй группы буферного блока k-й модели обрабатывающего центра, счетные входы второго триггера модели склада и реверсивного счетчика заявок буферного блока выгрузки подключены к шине единичного потенциала, в каждом буферном блоке модели обрабатывающего центра выходы элементов НЕ группы соединены соответственно с первыми входами элементов И первой группы, выходы элементов НЕ группы подключены соответственно к выходам элементов И-НЕ третьей группы, выход ,k-ro элемента ИЛИ второй группы соединен с k-M входом первого элемента ИЛИ, вторым входом k-ro элемента И первой группы и первым входом k-ro элемента И-НЕ второй группы, вход дифференцирующего элемента буферного блока подключен к выходу второго элемента ИЛИ буферного блока, прямые входы элементов ИЛИ второй группы которого соединены с соответств тощими выходашг коммутатора устройства.

(mftj4l

«f . HtfAJ

OafA-S f m

РЦ

2Z

I

Et

:

l2

Ontdft.

L..

. jff

ЯЛУ

%

«

«

Щ

KffA.ff

-

Фие:: д

I

..j

:,

I

§

гИ

От SA.S4

is

I

to fjl.lfi

SmtflJl to .). SS .

KiA.TS.n

t/i.(l втйлМ

,fm8A.e;

tie Sf.SV,

/

.J

ОтУл. От Ул. 5 Фив. 8

От f/(.

(

92

(

OfnS/(.

94

97

KSj)A9 nMS фа

S3

KffA,