Файл: В.В. Зиновьев Компьютерная имитация и анимация программа, методические указания и контрольные задания для студентов заочной формы обучения специальности 210200.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 22.06.2024
Просмотров: 92
Скачиваний: 0
|
24 |
|
Таблица 3.3 |
|
Команды управления анимацией |
Команда |
Действие |
TIME |
Скачок модельного времени к определенному собы- |
|
тию |
CREATE |
Создание динамического объекта из класса объекта |
DESTROY |
Удаляет объект с экрана |
MOVE |
Двигает объекты по прямой между двумя точками |
PLACE...ON |
Помещает объект на путь |
PLACE...AT |
Помещает объект в точку с координатами x, y |
ROTATE |
Вращает объект вокруг заданной точки |
SET OBJECT – |
Изменяет цвет объекта |
COLOR |
|
WRITE |
Выводит выполняемые операции и результаты имита- |
|
ции в виде текста на экран |
END |
Завершает обработку файла управления анимацией |
На этом этапе также требуется вывести результаты моделирования на анимацию технологического процесса. При этом необходимо выводить только те результаты, которые нужны для выполнения задания контрольной работы.
Этап 4. На этом этапе ПК используется для проведения имитационных экспериментов на составленной программе. Результаты этих экспериментов надо использовать для анализа и формулирования выводов о характеристиках заданного технологического процесса.
Необходимо решить вопрос о форме представления результатов моделирования (графики, диаграммы, гистограммы, схемы и т.п.). В каждом конкретном случае целесообразно выбрать наиболее подходящую форму представления результатов моделирования. В большинстве случаев результаты удобнее сводить в таблицы, хотя графики позволяют более наглядно иллюстрировать полученные результаты.
При проведении имитационных экспериментов сначала надо вызвать файл-меню и ввести в него исходные данные. Затем запустить составленную программу GPSS/H. После прогона модели сформируется файл
25
управления анимацией .atf-файл. При запуске анимации результаты моделирования должны быть выведены на экран в виде движения оборудования, рабочих, надписей и количественных показателей процесса.
3.5. Пример выполнения контрольной работы
Разработка модели компьютерной имитации и анимации показана на примере, в котором рассматривается процесс обслуживания нескольких рабочих мест робокаром.
Описание объекта моделирования Робокар обслуживает 5 рабочих мест, расположенных на разном рас-
стоянии от склада (см. табл. 3.4).
Таблица 3.4 Расстояния от склада до рабочих мест
Рабочее место |
Расстояние от склада |
|
до рабочего места, м |
1 |
500 |
2 |
300 |
3 |
100 |
4 |
200 |
5 |
160 |
С рабочих мест на склад поступают заявки. Поток заявок является случайным, с равномерным законом распределения. Интервал между поступлениями заявок 120±20 минут. По мере поступления заявок с рабочих мест устанавливается очередность обслуживания. Робокар по заданной программе управления оснащается требуемым грузом, перемещается к рабочему месту, разгружается и возвращается на склад.
Продолжительность загрузки и разгрузки робокара колеблется в интервале от 5 до 10 мин, распределенном по нормальному закону. Скорость робокара постоянна и равна 30 м/мин.
26
Задание Используя методы компьютерной имитации и анимации, определи-
те:
•количество обслуженных заявок за 8 часовой рабочий день;
•среднюю продолжительность обслуживания заявки;
•загрузку робокара;
•средний размер очереди на обслуживание из всех рабочих мест;
•среднее время ожидания заявки в очереди.
Исследуйте изменение загрузки робокара при изменении числа рабочих мест от 1 до 5.
Оцените изменение среднего размера очереди заявок на обслуживание от числа рабочих мест при скорости движения робокара 30 и 52 м/мин.
Решение
Этап 1. Представление заданного технологического процесса в виде системы массового обслуживания (СМО).
Процесс отображается системой массового обслуживания, в которой заявки, поступающие из n рабочих мест, последовательно проходят через обслуживающий прибор – робокар. Поток требований, формируемый рабочими местами, и время обслуживания каждого требования являются случайными величинами. Представим требование на определенный груз как заявку, а робокар – как прибор, выполняющий заявку за определенное время. Тогда технология обслуживания n-го количества рабочих мест робокаром может быть описана как однофазная, многоканальная СМО без отказов с прибором, выполняющим заявки на загрузку, перемещение и разгрузку определенного груза (рис. 3.1).
Рис. 3.1. Процесс обслуживания рабочих мест робокаром в виде СМО
27
Этап 2. Разработка в соответствии с СМО имитационной модели на специализированном языке GPSS/Н.
Переходя от системы массового обслуживания к специализированному языку компьютерной анимации GPSS/H, определим, что заявки в СМО соответствуют транзактам в имитационной модели. Для их ввода в модель используем блоки GENERATE. Так как по условию задания необходимо моделировать 5 рабочих мест, то модель построим из 5 сегментов, которые отображают поступление заявок с каждого рабочего места. Для перенаправления заявок на обслуживание робокаром используем блок TRANSFER в режиме безусловной передачи. Прибором в модели является робокар с именем ROB. Его описываем цепью блоков SEIZE-RELEASE. Для моделирования продолжительности операций загрузки, разгрузки и перемещения робокара используем блоки ADVANCE с распределением временных интервалов согласно заданию. Продолжительность рейса робокара зависит от продолжительности загрузки, разгрузки и движения до рабочего места и обратно. Так как расстояния до рабочих мест разные, то заявки должны обслуживаться за разное время. То есть в модели необходимо ввести различие между заявками с разных рабочих мест. Для этих целей воспользуемся блоками ASSIGN, при помощи которых в параметры транзактов действительного типа (REAL) будут записываться тип транзакта и продолжительность движения в зависимости от расстояния до рабочего места. Значения, записанные в эти параметры, затем будут использоваться в модели для имитации рейсов робокара. Для отображения выполненной заявки используем блок TERMINATE, который удаляет транзакты из модели. Для имитации восьмичасового рабочего дня в модель введем дополнительный сегмент, состоящий из двух блоков GENERATE
и TERMINATE.
Разработанная в соответствии с СМО блок-схема имитационной модели процесса обслуживания рабочих мест робокаром приведена на рис. 3.2. Она содержит 31 блок в 6 сегментах.
28
Рис. 3.2. Блок-схема GPSS/H-модели процесса обслуживания рабочих мест робокаром
GPSS/H- программирование
Для ввода исходных данных в модель, при помощи текстового редактора создан файл-меню. Часть этого файла представлена ниже (полная распечатка файла-меню приведена в прил. 1).
******************************************************************************
* Исходные данные для модели процесса обслуживания рабочих мест робокаром
******************************************************************************
* Значение * Тип данных
******************************************************************************
1 |
*Рабочее место 1 (включено 1; выключено 0) |
1 |
*Рабочее место 2 (включено 1; выключено 0) |
|
. |
|
. |
8 |
*Средняя продолжительность разгрузки робокара, мин |
2 |
*Отклонение от средней продолжительности, мин |
480 |
*Продолжительность моделирования, мин |
******************************************************************************
А – Создание .atf-файла и определение переменных
29
В соответствии с разработанной блок-схемой написана программа на языке GPSS/H, часть которой представлена ниже (полная распечатка программы приведена в прил. 2). В программе можно выделить несколько частей:
ATF FILEDEF |
'ROBO.ATF' |
|
Создать файл robo.atf |
INTEGER |
&M1,&M2,&M3,&M4,&M5,&SHIFT |
Опред. целых переменных |
|
REAL |
&SA1,&SAS1,&SA2,&SAS2 |
Опред. действит. переменных |
|
Б – Ввод исходных данных из файла-меню в модель |
|
||
GETLIST |
FILE=ROBO1,(&M1) |
Выключатель рабочего места 1 |
|
. |
|
|
|
. |
|
|
|
. |
|
|
|
GETLIST |
FILE=ROBO1,(&RASG) |
Ср. продолжительность разгрузки робокара |
|
GETLIST |
FILE=ROBO1,(&RASGR) |
Отклонение от средней продолжительности |
|
GETLIST |
FILE=ROBO1,(&SHIFT) |
Продолжительность моделирования |
В – моделирование технологических операций с вводом команд файла управления анимацией
**************************************************************************
* |
Моделирование рабочего места 1 |
|
*************************************************************************** |
||
GENERATE |
&SA1,&SAS1,,,,1PL,1PH Поступление заявки с рабочего места 1 |
|
TEST NE |
&M1,0,DES |
Проверка включения рабочего места 1 |
ASSIGN |
1,&RES1/&SCOR,PL |
Время движения до рабочего места 1 |
ASSIGN |
1,1,PH |
Принадлеж-ть заявки 1-му раб. месту |
BPUTPIC |
FILE=ATF,LINES=6,AC1,&SA1,&SAS1,&RES1,PL1 Запись в файл .atf в 6 |
|
|
|
линий в текущее время |
|
|
имитации следующих |
time *.* |
Текущее время |
команд |
|
||
create m m1 |
Создать динамический объект – рабочее место 1 |
|
place m1 -30 38 |
Поместить объект в координатное пространство Proof Animation |
|
set m1 color red |
Окрасить рабочее место 1 в красный цвет |
|
write z1 * * |
Вывести на экран мат. ожидание и дисперсию поступления заявки |
|
write r1 L=*m |
Вывести на экран расстояние от склада до рабочего места 1 |
|
write re1 t=*min |
Вывести на экран продолж-ть движения робокара до раб. места 1 |
|
TRANSFER |
,ROB |
Переход заявки на обслуживание к робокару |
. |
|
|
. |
|
|
. |
|
|