Кандидат технических наук, заведующий кафедрой РиТК ПИ СФУ.
Красноярск.
Cand.of Tech. Sci., Siberian Federal University.
Krasnoyarsk, 660041.
Описан подход к решению задачи управления дискретным производством на основе эталонной имитационной модели. В качестве объекта исследования выбрана производственная система, представленная типичным технологическим оборудованием. Имитационная модель использует математический аппарат временных сетей Петри.
Сформирован и апробирован метод автоматизированного получения готовых к использованию моделей производства. В основу метода положена идея синтеза общей модели производственного процесса из моделей типовых технологических процессов. В практике применения сетей Петри сложность разработки, последующей интерпретации моделей, а следовательно, и внесения изменений — факторы, значимо сдерживающие их практическое использование.
Предложен новый способ влияния на критерий оптимальности через задание различных отношений инциденций в сети Петри. В структуре матрицы инциденций выделены неизменяемая и изменяемая части. Использован способ задания структуры изменяемой части через вектор параметров, что позволило использовать метаэвристический алгоритм поиска ее наилучшей структуры. Сформулирована задача оптимального планирования производства, определенная для описанного выше подхода. Биоинспирированный алгоритм прыгающих лягушек адаптирован к поиску наилучшей для заданного критерия оптимальности структуры сети. Изменения указанного алгоритма позволили сократить число шагов поиска и работать с параметрами дискретного типа. В процессе решения использован наиболее популярный критерий оптимальности. Полученные теоретические результаты находятся в рамках оптимизационно-имитационного подхода и являются его логическим развитием.
Разработанный подход к решению задачи оптимального управления производством развивает теорию сетей Петри, делает ее более пригодной для моделирования сложных систем с разветвленной структурой и большим числом взаимных связей. На основе разработанных теоретических положений представлен тестовый пример, характеризующий эффект от их применения. Определены рекомендации по практическому использованию предложенного подхода в смысле минимизации времени принятия управленческих решений с требуемой точностью.
The presented article describes the approach to solving the task of discrete production control based on the reference imitation model. A discrete production system, represented by typical technological equipment, was chosen as the object of research. The simulation model uses the mathematical apparatus of temporary Petri nets. A method for automated synthesis of ready-to-use production models has been formed and tested. The method is based on the idea of synthesizing a production process model from models of typical technological processes. In the practice of applying Petri nets, the complexity of developing, subsequent interpretation of models, and, consequently, making changes are factors that significantly hinder their practical use. A new way of influencing the criterion is proposed by setting different incidence ratios in the Petri net. In the structure of the incidence matrix, the invariable and variable parts are distinguished. A method for specifying the structure of the variable part through the vector of parameters is described, which made it possible to use a metaheuristic algorithm for finding its best structure. The problem of optimal production planning defined for the approach described above is formulated. The bioinspired algorithm of jumping frogs is adapted to the search for the best network structure for a given optimality criterion. Changes in the specified algorithm made it possible to reduce the number of search steps, as well as work with discrete type parameters. In the process of solving, the most popular optimality criterion was used. The obtained theoretical results are within the framework of the optimization-simulation approach and are its logical development. The developed approach to solving the problem of optimal production control develops the theory of Petri nets, makes it more suitable for modeling complex systems with a branched structure and a large number of interconnections. On the basis of the developed theoretical provisions, a test example is presented that characterizes the effect of their application. Recommendations for the practical use of the proposed approach in the sense of minimizing the time for making managerial decisions with the required accuracy are determined.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.