Modelarea unui Sistem de Fabricație Utilizând Rețele PETRI Temporizate

1. SISTEME DE FABRICAŢIE

Conceptul de sistem apare în formă embrionară în filosofia antică greacă. Afirmând că „întregul este mai mult decât suma părţilor”, Aristotel dă prima definiţie noţiunii de sistem, noţiune care se va dezvolta şi va evolua timp de peste două mii de ani, pentru a ajunge la forma actuală abia la începutul secolului nostru. Conform Shorter Oxford English Dicţionary, cuvântul sistem a apărut în anul 1619, fiind ca „un grup de obiecte organizate sau conectate”.

Cel care pune bazele unei teorii închegate privind sistemele este biologul german L. von BERTALANFFY, care între anii 1928-1950 publică o serie de lucrări reprezentând începuturile TEORIEI GENERALE A SISTEMELOR.

Pornind de la faptul că poate fi definită ca sistem orice secţiune a realităţii în care se identifică un ansamblu de fenomene, obiecte, procese, fiinţe sau grupuri interconectate printr-o mulţime de relaţii reciproce, precum şi cu mediul înconjurător şi care acţionează împreună în vederea realizării unor obiective bine definite, putem să desprindem diferite alte definiţii mai succinte ale sistemului. Între acestea putem cita:

- „Un sistem este un ansamblu integrat de elemente interconectate, destinat să execute, prin cooperare, o funcţie predeterminată”.

- „Un sistem este o colecţie de entităţi sau lucruri (animate sau neanimate) care primeşte anumite intrări şi este constrânsă să acţioneze concertat pentru a produce anumite ieşiri , cu obiectivul de a maximiza unele funcţii ale intrărilor sau ieşirilor”.

- „Un sistem este un mecanism, o procedură sau o schemă care se comportă conform cu o anumită descriere, funcţia sa fiind de a opera asupra informaţiilor şi/sau energiei, şi/sau materiei în timp, pentru a produce informaţie şi/sau energie, şi/sau materie în timp”.

Un sistem, în general, poate fi caracterizat de următoarele patru atribute:

Asamblarea. Sistemul constă dintr-un număr de unităţi distincte (elemente, componente, factori, subsisteme, etc.), care pot fi, fizice sau conceptuale, naturale sau artificiale. De exemplu: - un sistem de fabricaţie este compus din maşini unelte, operatori, dispozitive de fixare şi de control, scule, etc.; - sistemul solar este compus din planetele sale.

Relaţiile sistemului. Pentru ca grupul sau setul de unităţi să fie acceptat ca sistem, între acestea trebuie să existe o anumită relaţie sau interconexiune. Relaţiile sistemului pot fi fizice, logice sau instituţionale şi se pot manifesta între ele sau între ele şi întregul sistem.

Obiectivul sistemului (funcţia sistemului). Un sistem, în întregul său, realizează o anumită funcţie sau unul sau mai multe obiective. Când aceste obiective sunt atinse la nivelele lor maxime, se spune că s-a realizat optimizarea sistemului. Aceasta presupune posibilitatea măsurării, obiective sau subiective, a gradului de atingere a acestor obiective.

Adaptabilitatea la mediu. Un sistem trebuie să se comporte în aşa fel, încât să se adapteze la schimbările sale interioare sau ale mediului înconjurător. Mediul extrem influenţează sistemul, şi invers, poate fi influenţat de către acesta, astfel încât se face schimb de informaţii şi/sau energie, şi/sau materie între ele. Sistemul care este capabil să se autocontroleze în asemenea mod încât să se comporte optimal chiar şi sub variaţiile mediului înconjurător este numit sistem adaptiv sau cibernetic. De exemplu, o întreprindere este un sistem adaptiv pentru că sunt luate decizii astfel ca să realizeze obiective în cele mai severe situaţii ale mediului de interacţiune (competitori, piaţă, societăţi industriale, condiţii economice şi politice, tendinţele internaţionate, etc.).

Pentru a studia comportamentul sistemelor în ansamblul lor, s-a propus conceptul de cutie neară (figura 1.1), care priveşte sistemul ca un tot, făcând abstracţie de procesele sale interne. Pornind de la ultimul atribut de mai sus, efectele mediului asupra sistemului sunt denumite intrări (acestea pot include,chiar perturbaţiile neprevăzute) şi invers, efectele sistemului asupra mediului sunt denumite ieşiri. În consecinţă, sistemul primeşte intrări de la mediu şi le transformă în ieşiri pe care le furnizează mediului, căutând să maximizeze productivitatea sau alte caracteristice ale transformărilor pe care la realizează.

Dacă notăm cu T procesul de transformare a intrărilor I în ieşiri E, se poate scrie următoarea relaţie simbolică: T(I)=E.

Având în vedere această ecuaţie şi figura 1.1, problemele privind studiul sistemelor se pot încadra în una din următoarele categorii:

Analiza sistemului, prin care se clarifică conţinutul lui T, I şi E.

Operarea sistemului, când se dau I şi T şi se caută (se găseşte) E.

Inversiunea sistemului, când se dau E şi T şi se caută I.

Sinteza sau identificarea sistemului, când se dau I şi E şi se determină structura T adecvată.

Optimizarea sistemului, când se alege I, E sau T astfel încât un criteriu de evaluare a sistemului să fie optimizat.

În analiza, sinteza, operarea sau optimizare asistemelor se pune problema stabilirii adecvate a variabilelor controlabile ale sistemului, astfel încât să se atingă cea mai înaltă măsură a performanţei pentru obiectivele sistemului. În sensul optimizării, în analiza sau sinteza sistemului, este necesar să fie exprimată structura de bază a sistemului. Aceasta este specificată prin cele patru atribuţii menţionate mai sus şi prin următorii doi factori:

1. Obiectivele sistemului, care sunt atinse de către funcţia sistemului prin componentele sale.