Разработка системы планирования производственного процесса на основе математической модели

В данной работе рассматривается разработка программной имитационной модели дискретнособытийных производственных процессов. В ходе работы выведены аналитические выражения для моделирования отдельных установок в производственном комплексе и описаны правила их взаимодействия. На основе выражений и правил реализована программная модель в виде подключаемой библиотеки на языке С++. Для работы с моделью были разработаны приложения для управления данными и для взаимодействия с пользователем.

Введение ………………………………………………………………………………………………….. 14
1 Обзор литературы …………………………………………………………………………………. 17
1.1 Методы решения математических моделей ………………………………………. 18
1.2 Имитационное моделирование …………………………………………………………. 20
2 Описание разработки …………………………………………………………………………….. 22
2.1 Модель производственных процессов ………………………………………………. 23
2.1.1 Типы обработки изделий…………………………………………………………….. 24
2.1.2 Математическое моделирование типов обработки ………………………. 24
2.1.3 Алгоритмизация моделирования…………………………………………………. 26
2.1.3.1 Алгоритм моделирования ……………………………………………………… 26
2.1.3.2 Программная структура ………………………………………………………… 29
2.1.3.3 Реализация типов обработки изделий ……………………………………. 33
2.2 Слой доступа к данным ……………………………………………………………………. 36
2.2.1 Структура БД ……………………………………………………………………………… 38
2.3 Клиент-серверный модуль ……………………………………………………………….. 43
2.3.1 Архитектура приложения …………………………………………………………… 44
2.3.2 Структура веб-форм …………………………………………………………………… 46
3 Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение … 49
3.1 Оценка коммерческого и инновационного потенциала НТИ …………….. 49
3.1.1 Потенциальные потребители результатов исследования ……………… 49
3.1.2 Анализ конкурентных технических решений ………………………………. 50
3.1.3 SWOT анализ ……………………………………………………………………………… 51
3.1.4 Оценка готовности проекта к коммерциализации ……………………….. 54
3.2 Инициация проекта ………………………………………………………………………….. 56
3.2.1 Цели и результат проекта ……………………………………………………………. 56
3.2.2 Организационная структура проекта …………………………………………… 57
3.2.3 Ограничения и допущения ………………………………………………………….. 58
3.3 Планирование управления НТИ ……………………………………………………….. 59
3.3.1 Иерархическая структура работ ………………………………………………….. 59
3.3.2 Контрольные события проекта ……………………………………………………. 60
3.3.3 План проекта ……………………………………………………………………………… 60
3.3.4 Бюджет НТИ ………………………………………………………………………………. 63
3.3.5 Риски проекта …………………………………………………………………………….. 67
3.4 Определение ресурсной, финансовой, экономической эффективности 68
Вывод……………………………………………………………………………………………………. 70
4 Социальная ответственность………………………………………………………………….. 71
4.1 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности …… 71
4.1.1 Особенности законодательного регулирования проектных решений
…………………………………………………………………………………………………………… 71
4.1.2 Организационные мероприятия при компоновке рабочей зоны …… 72
4.1.2.1 Эргономические требования к рабочему месту ……………………… 72
4.2 Производственная безопасность ………………………………………………………. 72
4.2.1 Недостаточная освещённость рабочей зоны; отсутствие или
недостаток естественного света; …………………………………………………………. 73
4.2.2 Повышенный уровень шума ……………………………………………………….. 74
4.2.3 Повышенный уровень электромагнитных излучений ………………….. 75
4.2.4 Повышенная напряжённость электрического поля; …………………….. 76
4.2.5 Повышенная или пониженная влажность воздуха;………………………. 76
4.2.6 Статические перегрузки; …………………………………………………………….. 76
4.2.6.1 Умственные перегрузки, перегрузки анализаторов ………………… 76
4.2.7 Электробезопасность ………………………………………………………………….. 78
4.2.8 Статическое электричество…………………………………………………………. 79
4.3 Экологическая безопасность…………………………………………………………….. 79
4.3.1 Воздействие на литосферу ………………………………………………………….. 79
4.4 Безопасность в чрезвычайных ситуациях …………………………………………. 80
4.4.1 Пожарная безопасность ………………………………………………………………. 80
Вывод: ………………………………………………………………………………………………….. 81
Заключение ……………………………………………………………………………………………… 82
Список источников ………………………………………………………………………………….. 83
Список публикаций ………………………………………………………………………………….. 85
Приложение А (справочное) Раздел ВКР на английском языке …………………. 86
Приложение Б (дополнительное) Листинг кода реализации функции
push_ev класса Group_processing ………………………………………………………………. 94
Приложение В (дополнительное) Листинг кода реализации функции
push_ev класса Stack_processing ……………………………………………………………….. 95
Приложение Г (дополнительное) Листинг кода реализации функции
do_step класса Environement ……………………………………………………………………… 96
Приложение Д (дополнительное) Блок-схема функции do_step класса
Environement ……………………………………………………………………………………………. 97
Приложение Е (дополнительное)Листинг кода моделей данных в
DataModels ………………………………………………………………………………………………. 98
Приложение Ж (дополнительное) Листинг кода контекста БД в Context …… 99

В ходе работы была создана система моделирования дискретно
событийных производственных процессов. Данная работа является
продолжением работы «Разработка и реализация алгоритма планирования
производственного процесса» [10] и открывает перспективу объединения
результатов этих работ для создания комплексной системы планирования
производственных процессов.
В ходе работы исследованы меды моделирования производственных
процессов. Для реализации работы был выбран метод имитационного
моделирования.
На основе теоретической информации были разработаны математические
модели различных типов обработки изделий и метод моделирования «поток
событий». Для реализации модели спроектирована иерархическая структура
классов и их функции. Модель закодирована на языке C++ и скомпилирована в
виде подключаемой библиотеки.
Для работы с моделью разработаны модули окружения:
Модуль доступа к данным, обеспечивающий обмен данными между базой
данных и приложением, использована БД PostgreSQL и модуль библиотеки .Net
Entity Framework.
Web приложение, инкапсулирующее другие модули и являющееся
интерфейсом для работы пользователя. При разработке модуля использован
паттерн MVC.