Операция обработки представляет собой элементарный акт технологического процесса подготовки ЛА или его элемента, в результате которого меняется значение хотя бы одного из параметров этого аппарата. К абстрактной операции обработки относятся, в частности, технологические операции, связанные с изменением размеров элемента ЛА (членение), его положения в пространстве (транспортировка, повороты, подъемы) и сообщающие ему дополнительный признак (окраска, проверка) и т. д.
Комплекс технологического оборудования, обеспечивающий выполнение операции обработки, будем называть обрабатывающим агрегатом независимо от его реальной структуры и назначения. Построение математической модели операции обработки сводится к установлению соотношения между параметрами, характеризующими взаимодействие обрабатывающего агрегата и ЛА в процессе подготовки последнего к пуску.
Будем считать, что к моменту начала операции обработки t н известны значения всех параметров a 1К обслуживаемого ЛА или его элемента, тогда значение параметров а2К для момента времени t К после операции будут определяться соотношениями вида
(4.2)
где К= 1, 2,..., n — количество параметров, характеризующих обслуживаемый ЛА или элемент; bi — некоторые параметры, характеризующие обрабатывающий агрегат; tK = tH + , — длительность операции обработки.
Поскольку параметры a 1 K и b i могут оказаться случайными, то и a 2 K представляет собой случайную величину. В связи с этим независимо от природы возникновения флуктуации обычно в этом случае пользуются соотношениями вида
, (4.3)
где δ a 2К — случайные отклонения величины а2К от некоторого неслучайного значения а2 K 0, заданные соответствующими законами распределения.
Кроме соотношений (4.2) и (4.3) операцию обработки описывают зависимости, определяющие режим функционирования обрабатывающего агрегата во времени. В том случае, когда отсутствует централизованное управление технологическими циклами во времени, операция может начинаться в любой момент времени при условии, что обрабатывающий агрегат готов к работе и к нему уже поступил очередной обслуживаемый ЛА или его элемент. Момент начала операции определяется как
, (4.4)
где tj — момент поступления j -го ЛА к обрабатывающему агрегату;
Г — время, затрачиваемое на подготовку агрегата к выполнению следующей операции.
В данном случае предполагается, что дополнительные простои оборудования исключаются либо включены в Г.
Время, затрачиваемое на подготовку агрегата к выполнению следующей операции, обычно является случайной величиной с показательным законом распределения
, (4.5)
где λИ— интенсивность отказов, зависящая от характеристик обрабатывающего агрегата и реже от характеристик обслуживаемого ЛА.
Время выполнения операции обработки зависит обычно как от свойств обрабатывающего агрегата, так и от параметров обслуживаемого ЛА или его элемента. Если обрабатывающий агрегат функционирует нормально и случайные колебания величины несущественны, то длительность операции обработки является фиксированной неслучайной величиной. В более общем виде представляет собой случайную величину, вероятностные характеристики которой определяют в предположении независимости ее от других случайных величин с точностью до двух моментов, т.е. находятся ее среднее значение и дисперсия.
Рассмотрим следующую формализованную схему операций обработки. Обслуживаемый ЛА с номером j поступает к i -му обрабатывающему агрегату в момент tj Н и имеет параметры а j 1 K. Если обрабатывающий агрегат свободен, то он в момент tjH приступает к обработке ЛА. В противном случае ЛА неограниченное время ожидает освобождения агрегата. Когда количество m аппаратов в очереди достигает l оч, подача их к обрабатывающему агрегату прекращается. Возобновление подачи ЛА производится по признаку m < l 1. Операция обработки продолжается случайное время tопi, зависящее от и длительности работы обрабатывающего агрегата после наладки . Наладка обрабатывающего агрегата начинается по времени и продолжается t нл. Когда время t от начала процесса достигает значения Т, обработка нового ЛА не производится. Момент окончания операции обработки tK определяется по известным t Н и времени занятости агрегата t зн (с учетом to п, возможного ремонта, наладки и доработки). Таким же образом определяется и момент готовности агрегата к обработке нового ЛА: T Г = tK + t Г, где t Г — случайная величина, имеющая смысл времени подготовки агрегата к операции.
Блок-схема алгоритма операции обработки представлена на рис. 4.2.
Для построения алгоритма, моделирующего описанную операцию обработки, введены следующие операторы:
Ф1 — формирование очередного момента tj П поступления ЛА к агрегату;
Р2 — проверка условия tj П < t Г;
Р3 — проверка условия m > 1;
К4 — счетчик количества m ЛА в очереди, реализующий операцию m + 1;
А5 — запись величин tj П в специальные ячейки;
F6 — переход к обработке очередного Л А;
F7 — формирование tj;
;
Ф9 — формирование значения t оп;
А10 — определение tKj (tKj = t Н j + t зн);
А11 — подсчет наработки агрегата ;
Р12 — проверка условия ;
Ф13 — формирование времени наладки t нл и конца наладки Тнл;
Ф14 — формирование случайных значений t Г;
А15 — определение момента ТГ;
Ф16 — формирование значений параметров ЛА после обработки;
K 17 — подсчет количества обработанных ЛА;
F 18 — формирование момента готовности агрегата ТГ;
К19 — счетчик количества ЛА в очереди, реализующий операцию m -1;
P 20 — проверка условия β > 0 (β = 0 означает, что подача ЛА прекращена; β = 1 — подача производится);
Р21 — проверка условия m < l 1;
F 22 — формирование признака β = 1;
Р23 — проверка условия m < l оч;
F 24 — формирование признака β = 0;
А25 — обработка результатов моделирования;
Я26 — окончание вычислений и выдача результатов.
Приведенный моделирующий алгоритм операции обработки состоит из двух частей. Первая часть, моделирующая непосредственно операцию обработки, начинается оператором Ф9 и заканчивается Ф16. Рассматривать ее, однако, удобнее с операторов F 6,, F 7 и P 8.
Если условие, проверяемое оператором, P 8 (t H j < Т) выполнено, то управление передается оператору Ф9. В результате работы операторов Ф9 и Ф10 формируются tj оп и tj K.
Далее переходим к проверке условия (операторы А11 и Р12), т. е. к проверке необходимости наладки обрабатывающего агрегата из-за износа. Если условие, проверяемое Р12, выполнено (в наладке необходимости нет), то переходим к формированию времени подготовки агрегата к следующей операции (оператор Ф14) после i -1 операции, определению момента готовности агрегата к обработке нового элемента ЛА (оператор А15) и формированию значений параметров элемента ЛА после обработки (оператор Ф16). В случае наладки агрегата (условие, проверяемое оператором Р12, не выполнено, оператор Ф13 формирует время наладки t нал и конца наладки Тнал и передает управления оператору А15 для определения готовности агрегата к обработке нового элемента ЛА.
Вторая часть алгоритма непосредственно операцию обработки не моделирует, а обеспечивает связь и синхронизацию ее с другими актами технологического процесса подготовки ЛА (подача необработанных элементов ЛА), а также управление самим процессом моделирования (фиксация и обработка результатов, переход к очередному обрабатываемому элементу и т. д.). Эта часть алгоритма моделирует некоторую систему массового обслуживания. Оператор Ф1 формирует случайные числа tj П, которые имитируют поток однородных событий в соответствии с заданным законом распределения. Оператор Р2 проверяет условие tj П < ТГ. Если это условие выполнено, то заявка поступает в систему и обслуживается.
Операторная схема алгоритма, моделирующего работу обрабатывающего агрегата, запишется в виде
В операторной схеме приняты следующие обозначения:
ANК — арифметический оператор, означающий, что от оператора AN управления передается к оператору К;
— логический оператор, означающий, что от оператора PN управление следует передавать оператору l, если условие, проверяемое
Р N, выполнено, или же оператору К, если оно не выполнено;
n , l Ф N означает, что оператору формирования случайных процессов Ф N управление передается от операторов n и I;
FN — операторы формирования неслучайных величин;
К N - счетчики.
В блок-схеме логический оператор обозначен ромбом, внутри которого записано проверяемое условие. Управление от логического оператора передается по стрелке, отмеченной единицей, если условие, проверяемое оператором, выполнено, и по стрелке, отмеченной нулем, если оно оказывается невыполненным.
Если появится необходимость в описании модифицированного процесса обработки, представленный алгоритм может быть легко видоизменен или дополнен другими операторами [25, 26].