Имитационное моделирование при выполнении комплекса работ

Модели системы работ могут быть использованы для описания большого количества производственных систем. Основой этих систем являются непрерываемые конечные операции, когда затраты входных продуктов связаны с началом операции, а выходные продукты — с окончанием операции. В связи с этим состояние системы — состояние производственных звеньев (агрегатов) и звеньев хранения — изменяется лишь в моменты начала и окончания конечных операций (работ). Применение моделирования на фиксированной сетке времени с заданным шагом для определения моментов времени, в которых рассчитываются производственные показатели для определения состояния производственной системы, возможно лишь в случае, когда длительность каждой отдельной работы существенно меньше этого заданного шага.

Такие модели позволяют ответить на вопросы, сколько выходных продуктов производится производственным звеном в течение заданного промежутка времени или сколько продуктов выпускается в единицу времени, определить производительность производственной системы. Такие модели имеют широкое распространение в управлении производственными системами. Но в случае, когда длительность отдельной работы соизмерима с тактом модели или даже существенно больше шага фиксированной сетки времени, расчет состояния системы в каждой точке этой сетки не имеет смысла, так как состояние системы изменяется только в моменты времени, связанные с началом и окончанием работ. В другие моменты времени состояние системы не меняется и не требует расчета и определения. Можно сделать шаг сетки сколь угодно малым, чтобы в сетку вошли все существенные моменты. Но часто расчет состояния системы в большом количестве точек фиксированной сетки времени технически малоосуществим. Другой причиной нецелесообразности использования объемных моделей является необходимость более детального по времени анализа, когда необходимо учитывать порядок запуска технологических операций (в виде направленного графа, сети) на производственном звене в течение заданного календарного времени, определять момент времени, к которому будет произведен отдельный узел или готовое изделие. Здесь широкое распространение получили сетевые модели. Они применяются при описании систем мелкосерийного и единичного производства.

При моделировании производственной системы предполагается, что выполняется комплекс работ, которые упорядочены в смысле производственной необходимости. Они выполняются в строго заданной последовательности в соответствии с технологией производства, где выполнение каждой работы определяется результатами предыдущей работы и определяет выполнение следующей работы. Это производственное ограничение не означает невозможности параллельного выполнения некоторых работ.

Одной из основных задач моделирования таких производственных систем является определение времени, необходимого для выполнения комплекса работ. Естественный рациональный интерес представляет собой промежуток времени, минимально необходимый для выполнения комплекса работ. Множество факторов оказывают влияние на этот показатель.

Во-первых, это состав комплекса работ, какие работы должны быть выполнены, их длительности, последовательность выполнения. Во-вторых, наличие необходимых производственных звеньев, их количество, время функционирования; наличие необходимых звеньев хранения, их объемы для хранения продуктов. В-третьих, для выполнения каждой производственной операции необходимо иметь определенное количество входных продуктов. В общем случае входные продукты для отдельных работ не могут быть заготовлены заранее до начала выполнения комплекса работ. Они не являются исходными. Это промежуточные продукты, получаемые в процессе выполнения комплекса работ. Это выходные продукты предшествующих по технологии работ. Таких продуктов должно быть накоплено в количестве, достаточном для начала работы.

Внешние факторы играют немаловажную роль. К ним можно отнести факторы управления, которые могут оказывать влияние на время выполнения комплекса работ как в сторону увеличения, так и в сторону уменьшения.

Сначала рассмотрим задачу определения времени выполнения комплекса работ без учета ограничений на производственные звенья, звенья хранения. Предположим также, что для начала любой работы есть все входные продукты в достаточном количестве. После запуска мероприятий по выполнению комплекса работ нет никаких управляющих воздействий на процесс функционирования производственной системы.