Составление и анализ структурной модели системы металлургического завода
Курсовая работа, 25 Декабря 2011, автор: пользователь скрыл имя
Краткое описание
Составить структурную модель металлургического завода на основе графов
Отметить связи полученной системы с внешней средой
Выделить основные подсистемы и иерархические уровни
Оценить качество полученной структуры
Содержимое работы - 1 файл
ИДЗ1 Вариант 4.docx
— 405.02 Кб (Скачать файл)Федеральное
государственное бюджетное
высшего профессионального образования
Липецкий
государственный технический
Кафедра
автоматизированных систем управления
Индивидуальное
домашнее задание №1
по системному анализу на тему:
«Составление и анализ структурной модели системы»
Вариант
4
Студент Никишев Р.В.
Группа АИ-08
Принял Фарафонов А.С.
Липецк – 2011
Задание кафедры
- Составить структурную модель металлургического завода на основе графов
- Отметить связи полученной системы с внешней средой
- Выделить основные подсистемы и иерархические уровни
- Оценить качество полученной структуры
Составить структурную модель металлургического завода по следующему описанию
1. Аглофабрика 1 производит агломерат для доменных печей.
2. Коксохимическое производство 2 перерабатывает уголь в доменный кокс.
Коксовая мелочь используется при производстве агломерата. Побочные продукты коксования (коксовый газ) используются в азотно-туковом производстве, а твердые остатки возвращаются в угольную шихту.
3. Огнеупорный цех 3 производит огнеупоры для своих печей и печей коксохимического, доменного цехов, цехов горячей прокатки и для конверторов.
4. Кислородный цех 4 обогащает кислородом воздушное дутье в доменном цехе и поставляет кислород в кислородно-конверторный и электросталеплавильный цеха.
5. Доменный цех 5 производит чугун, поступающий в сталеплавильные цеха. Доменный газ используется внутри цеха для нагрева насадок нагревателей и поставляется для нагрева печей цехов горячей прокатки. Колошниковая пыль в качестве добавки используется в агломерационном производстве.
6. Кислородно-конверторный цех 6 производит стальные слябы, поступающие в цех ГП 9. Негабаритные отходы передаются в копровый цех. Окалина в качестве добавки используется для агломерации.
7. Электросталеплавильный цех 7 производит стальные слябы, поступающие в цех ГП 10. Негабаритные отходы передаются в копровый цех.
8. Металлолом кислородно-конверторный и электросталеплавильный цеха получают из копрового цеха 8.
9. Цех ГП 9 производит подкат для цеха углеродистых сталей 11 и цеха динамной стали 12. Отходы прокатного производства поступают в копровый цех.
10. Цех ГП 10 производит подкат для цеха трансформаторных сталей 13. Отходы прокатного производства поступают в копровый цех.
11. Цеха холодной прокатки 11, 12, 13, производят готовую продукцию.
12.
Азотно-туковое производство 14 также производит
готовую химическую продукцию и минеральные
удобрения. Побочный продукт - серная кислота
возвращается на коксохимическое производство.
- Отметить
связи системы с внешней
средой. - Выделить подсистему основного материального потока металл-железо, подсистему потоков газа и огнеупоров.
- Для основной системы и подсистем потока газа и огнеупоров выполнить следующие задания:
- На основании графических представлений составить матрицы смежности и инцидентности. Дать множественное представление системы.
- Выделить подсистемы, используя алгоритм топологической декомпозиции и расставить их по иерархическим уровням.
- Рассчитать структурные характеристики исходной системы, системы, у которой элементами являются выделенные подсистемы, и для каждой выделенной подсистемы. В случае невозможности рассчитать все характеристики для ориентированного графа, рассчитать только связность и параметр избыточности R, а для соответствующего неориентированного графа рассчитать все характеристики.
- По численным значениям характеристик сделать выводы о качестве структуры систем.
- Исходный граф
1. 1. Наименование рёбер и вершин графа.
Вершины графа соответствуют названиям цехов, а рёбра – материал.
| Вершины
графа
1. Аглофабрика 2. Коксохимический цех 3. Огнеупорный цех 4. Кислородный цех 5. Доменный цех 6. Кислородно-конверторный цех 7. Электросталеплавильный цех 8. Копровый цех 9. Цех горячей прокатки 9 10. Цех горячей прокатки 10 11. Цех углеродистых сталей 12. Цех динамной стали 13. Цех трансформаторных сталей 14. Азотно-туковый |
Рёбра
графа
1 - Коксовая мелочь 2 - Колошниковая пыль 3 - Агломерат 4 - Побочные продукты коксования (коксовый газ) 5 - Серная кислота 6 - Доменный кокс 7 - Огнеупоры 8 - Кислород 9 - Огнеупоры 10 - Кислород 11 - Чугун 12 - Кислород 13 - Чугун 14 - Огнеупоры 15 - Доменный газ 16 - Доменный газ 17 - Огнеупоры 18 - Огнеупоры 19 - Металлолом 20 - Негабаритные отходы 21 - Стальные слябы 22 - Металлолом 23 - Негабаритные отходы 24 - Отходы прокатного производства 25 - Подкат 26 - Отходы прокатного производства 27 – Подкат 28 - Подкат 29 – Окалина 30 - Стальные слябы 31 - Твёрдые остатки 32 - Огнеупоры 33 - Доменный газ 34 –Уголь 35 - Готовая продукция 36 - Минеральные удобрения и готовая химическая
продукция |
2. Основная система
2.1 Исходный граф без петель и внешней среды
Подсистема потока «Металл - Железо»
2.1.1 Составим матрицу смежности и инцидентности
Матрица смежности:
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | |
| 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 2 | 1 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 |
| 3 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 4 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 5 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 6 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 7 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 8 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 9 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 |
| 10 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 |
| 11 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 12 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 13 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 14 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
Матрица инцидентности:
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 | |
| 1 | -1 | -1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | -1 | 0 |
| 2 | 1 | 0 | 0 | -1 | 1 | 1 | -1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 3 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 4 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 5 | 0 | 1 | -1 | 0 | 0 | -1 | 0 | -1 | -1 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 6 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | -1 | -1 | 0 | 0 | -1 | 0 | 0 | 0 | 0 | -1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 |
| 7 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | -1 | -1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | -1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 |
| 8 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | -1 | 0 | -1 | 1 | -1 | 0 | -1 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 9 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | -1 | 0 | -1 | 0 | 0 | -1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 |
| 10 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | -1 | 0 | -1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | -1 |
| 11 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 12 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | -1 | -1 | 0 | 0 |
| 13 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | -1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 14 | 0 | 0 | 0 | 1 | -1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |