Analise de linha de automação

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Analise de linha de automação

  1. 1. III-ANÁLISE DE LINHAS DE PRODUÇÃO AUTOMATIZADAS ANÁLISE DE LINHAS DE PRODUÇÃO AUTOMATIZADAS 44
  2. 2. 0 - OS PROBLEMAS DAS LINHAS AUTOMATIZADAS Na análise do desenvolvimento de linhas de produção (flow line) automatizadas, há dois problemas distintos: 1° relaciona-se ao processo de produção utilizado na linha ex: Linha de produção efetuando uma série de processamentos de máquinas -ferramentas, Há um conjunto extenso de conhecimentos relacionados a teoria e prática de processar peças metálicas. a - especificação adequada e uso da ferramentas de corte, b - a metalurgia e trabalhabilidade do material da peça; c - vibrações das máquinas - etc. Muitos destes problemas são resolvidos ao nível da engenharia de produção. O mesmo é válido para outros tipos de processos produtivos. Entretanto, mesmo que se consiga operar cada estação de trabalho de modo ótimo, não significa que a linha como um todo opere de maneira ótimo. Este ponto de vista nos leva ao segundo problema. 2° relaciona-se com os aspectos de projeto e operação da linha do sistema (produtivo) * Normalmente associado como um problema das linhas automatizadas ESTÁ A CONFIABILIDADE. Como freqüentemente a linha opera como um único mecanismo, a falha de um componente do mecanismo resulta, a mais das vezes, na parada de toda a linha. Existem enfoques para este problema que extrapolam o processamento de manufatura nas estações individuais QUESTÕES: -Qual o efeito do número de estações de trabalho no desempenho da linha? - Quanto poder-se-á melhorar o desempenho da linha utilizando-se uma ou mais zonas de armazenamento pulmão? - Qual o efeito da qualidade do componente na operação de uma máquina automatizada de montagem? - Como as estações de trabalho manual afetam a linha? 1- TERMINOLOGIA GERAL E ANÁLISE O desempenho de linha de produção pode ser analisado por meio de três mensurações básicas: 45
  3. 3. - taxa média de produção; - proporção entre o tempo de operação e não operação da linha (EFICIÊNCIA), - Custo pôr item produzido na linha; Para iniciar a análise, algumas características básicas da linha de operação devem ser admitidas: No caso, vamos supor sistema de transferência síncrono: peças são introduzidas na primeira estação de trabalho, processadas e transportadas a intervalos de tempo regulares para a estação de trabalho seguinte; Este intervalo define um ciclo de tempo teórico ou ideal Tc da linha de produção Tc é o tempo necessário para a transferência das peças + o tempo de processamento na estação mais lenta (período de operação maior ) Os tempos de processamento em estações de trabalhos diferentes não são os mesmos. Furos profundos tomam mais tempo de execução na máquina que furos rasos. As estações que requerem menos tempo que a estação que necessita maior tempo, tem tempo inativo. Tc ciclo de tempo teórico da linha de produção • Componentes do tempo de ciclo numa estação de trabalho típico numa linha de transferência Devido a falhas da linha, o tempo médio de produção real Tp será maior que o tempo do ciclo ideal. Quando a falha ocorre em uma estação qualquer, supomos que a linha inteira para. Td tempo de parada médio para diagnosticar o defeito e efetuar o reparo quando a falha ocorrer. 46
  4. 4. Como há mais de uma causa para que a linha pare é, algumas vezes conveniente distinguir entre as diferentes causas, usando o índice j.Tdj. A freqüência com que a linha para por ciclo em função da causa j é chamada Fj Multiplicando a freqüência Fj pelo tempo médio de paralisação TDj teremos o tempo médio por ciclo que a maquina está parada pela causa j. Se houver somente uma causa que leve a maquina de transferencia a paralisação o tempo médio de produção será dado por: Tp = Tc + F Td Se houver várias causas que levem a linha a paralisação e desejamos fazer distinção entre elas, o tempo médio de produção torna-se: T T Fj Tdjp c j n = = ∑ . . 1 Uma importante medida de desempenho da linha de transferência é a taxa de Rp. Rp Tp = 1 (real) A taxa teórica de produção é Rc= Rc Tc = 1 e esta taxa corresponde a 100% de eficiência Mas a maquina não opera a 100% de eficiência ( E ) E Tc Tp Tc Tc FTd = = + A relação tempo de paralisação e tempo de operação E + D = 1 Custo de matéria prima por produto Cm produto - unidade de saída da linha Custo por minuto, de operação da linhaCL Custo deqq ferramenta disponível é computada por peça -Ct Custo total por peça 47
  5. 5. Cp c T CP t= Cm + CL + Exemplo: Uma linha de produção com 10 estações de transferência produz um componente utilizado numa bomba. O componente é produzido por meios convencionais mas a demanda do mesmo é maior. O Departamento de Engenharia de produção estimou que o ciclo de máquina ideal é Tc = 1 minuto. De linhas similares, sabe-se que falhas de todos dos tipos ocorrem com freqüência F= 0,10 falha / ciclo e que o tempo médio de paralisação é da linha é de 6 minutos. Os rejeitos representam, 5 % da produção. Deseja-se determinar o desempenho da linha: a) Taxa de produção b)Números de horas requeridas para alcançar 1500u/ semana c) eficiência da linha. o custo de peça fundida é $l,50, custo operação da linha $ 60,00/h e o gasto de ferramenta de $0,15/peça O tempo médio de produção por peça Tp = Tc + FTd Tp = 1,0 + 0,1 (6,0) = 1,6min. Tp min Tc min F Td min = = = = 1 6 1 0 1 6 , , a) taxa média de produção da linha Rp = 1 tp . = 1 1,6 . = 0 625, peças/minuto = 37,5pças/hora Se há um rejeito de 5% Rp = (0,95 x 37,5) = 35,625 Peças/h b) Números de horas n° horas = = 1500 35625, . 42,1h c) Eficiência E TP= = 1 16 0 625 , , .Cpc = Cm+CL tem que levar em consideração dos rejeitos Se o custo de recuperação das peças rejeitadas fosse $5,00/peça por unidade Cpc Cm C Tp CL t= + +. . Tem que levar em consideração os rejeitos 48
  6. 6. Cpc x= + + = 1 0 95 150 10 16 0 15 3 42 , ( , , , , ) , $ / peça se o custo de recuperação das peças rejeitadas fosse $ 5,00 / peça Cpc x x peç a= + + + =( , , , , ) , $3, '/150 0 16 0 15 0 05 5 50 A não ser que para atingir a demanda contratada tenhamos que reparar, a melhor política neste caso é refugar as peças. 2- ANALISE DE LINHAS DE PRODUÇÃO SEM ARMAZENAMENTO • Linhas de produção com transferência intermitente sem capacidade de armazenamento. No caso de falha, paralisação, há duas análises possíveis. Os enfoques “Upper bound” - Superior lower bound” - Inferior No enfoque “Upper bound”- admitimos que a peça não é removida da estação de trabalho no caso de falha Vejamos o primeiro caso: O enfoque “Upper bound”proporciona uma estimativa do limite superior, na freqüência das paralizações da linha por ciclo. Admitamos, neste caso, que: 1 a falha na estação de trabalho não provoca a remoção da peça da maquina,2 - Há mais que uma parada da linha associada a uma peça particular Exemplos: falha hidráulica no mecanismo de alimentação - o que impede o mecanismo de operar; a ferramenta de corte atingiu um nível de desgaste próximo do limite aceitável e tem que ser trocada. Nestes casos não há razão para a remoção da peça da maquina. (UPPER-BOUND) pi representa a probabilidade que a peça não poderá ser trabalhada numa particular estação de trabalho, é devido a falha na estação. Sendo i = 1,2, n. A peça não sendo removida quando da ocorrência de falha da estação, é possível (embora não provável) que a peça não possa ser trabalhada nas estações seguintes por falha das estações. A expectativa do n° de falhas por peça passando através da linha de produção, pode ser obtida simplesmente somando as probabilidades pi de cada estação de trabalho F pi i n = = ∑.. 1 Se as probabilidades de falha em cada estação de trabalho forem iguais, então: F n p= . Exemplo: numa linha de produção com 10 estações de trabalho, a probabilidade de ocorrer defeito numa estação de trabalho por determinada peça é 0,01. As estações de trabalho tem a mesma probabilidade de defeito. Qual a freqüência de paralisação da linha por ciclo, segundo o enfoque “upper-bound” F n p. . ( , ) ,= = =10 0 01 0 10 “LOWER - BOUND’- 49
  7. 7. o Enfoque “lower bound”estima o limite inferior de paralisação esperado da linha, por ciclo. Ex: uma broca quebra dentro da peça. A ferramenta pode ser substituída mas a peça deve ser retirada para processamento ou refugo. Se Pi é a probabilidade que a peça não possa ser trabalhada numa determinada estação i temos p/ estação: pi e 1- p.i Pi- probabilidade de não trabalho na peça 1-pi - prob. de trabalho na peça e na estação, é disponível, pois, na próxima estação Para estação 2: temos que : p p. ( .)2 11− . é a probabilidade que tem a peça de não poder ser trabalhada Generalizando: A probabilidade que uma dada peça não possa ser trabalhada numa estação de trabalho i é : Pi−1 (1- P )... (1- p ( 1- pi-2 2 1) . ) A probabilidade que uma determinada peça passe através de n estações sem paralisação da linha é: ( )1−∏ pi e n Portanto a freqüência das paralizações da linha por ciclo é dada por: F pi i n = − − = ∏1 1 1 . ( . ) Se as probabilidades forem iguais pi p p p pn= = = =2 3. ... . , teremos: . F = 1 - (1- p)n Podemos ser induzidos a ver esta freqüência F como probabilidade de uma linha paralizar por ciclo, exceto que isto não é possível, no enfoque Upper- Bound, para a freqüência de paralizações da linha por ciclo, pois a mesma excederá a unidade. A probabilidade > 1 não pode ser interpretada Com o enfoque “Lower Bound”o n° de peças retiradas da linha será menor que o n° inicial. Se as peças são removidas da linha quando há ocorrência de defeito, elas não são disponíveis para serem contadas na saída da linha. Portanto a taxa de produção anteriormente vista Rp Tp = 1 deve ser corrigida para .Rp F Tp = −1 Onde F não só é valido para freqüência de paralizações da linha, mas também para freqüência de remoção das peças. Tp - significa o tempo de ciclo médio da maquina Exemplo: Determine o valor F usando o enfoque “Lower-Bound”para o exemplo anterior : F p n = − −1 1( ) 50
  8. 8. n p = = 10 0 01, F = − − =1 1 0 01 0 0095610 ( , ) , comparando com o valor anterior 0,10 vemos que a diferença é pequena. A diferença cresce a medida que o valor de p e o n° de estações de trabalho cresce Rp = − =1 0 0956 16 0 565 , , , pç / min = 33,09 peças/h NOTAS 1) - Qual o enfoque mais apropriado na análise de uma linha: o “Upper - Bound’ ou o Lower bound”? somente o conhecimento operacional da linha, sob análise, pode determinar o enfoque. 2) - em cada falha de estação de trabalho é necessário que o operador determine se a peça deve ser ou não removida.Se as vezes não, a freqüência real de falhas fica compreendida entre os ,dois “Upper Bound e Lower Bound” 3) - Dos dois, o enfoque “Upper”é o preferido devido a conveniência de calculo e também a precisão. 4) - Há outras razões que levam a linha a paralisação além das falhas das estações de trabalho ; - Falha do mecanismo de transferência: - Programação de troca de ferramentas para todas as estações, - Manutenção preventiva: - etc. Estes fatores também deverão ser considerados no desempenho da linha. A Dificuldade está na determinação da probabilidade pi para as várias estações A saída é nos basearmos nos DADOS HISTÓRICOS e na experiência com estações similares. Há , entretanto alguns fatos já observados: 1- A eficiência da linha cai substancialmente com o aumento do número de estações de trabalho; 2- Há registro de linhas de número de estações de trabalho próximos de 100 que 50% de tempo estão paralizadas. Estas linhas darão o retorno esperado em seu projeto? 3) - AUTOMAÇÃO PARCIAL Há muitos exemplos de linha de produção industrial que contém estações de trabalho automatizadas e estações de trabalho manuais. Estes casos, de linhas de produção parcialmente automatizadas ocorrem por duas razões principais: 51
  9. 9. 1a- A Introdução gradual da automação na linha: partimos das operações mais simples para as operações mais complexas. Como isto é efetuado por etapas, temos durante um certo tempo a linha de produção parcialmente automatizada. 2a- Razões de ordem econômica Algumas operações manuais são de difícil automação e as vezes podem ser antieconômicas . Isto ocorre em operação de montagem e inspeção: - alinhamento - montagem -defeitos inspeção ( reconhecimento automático é função da programação) Na automação parcial como no caso anterior o tempo do ciclo Tc será determinado pela estação de trabalho mais lenta - neste caso uma estação manual Embora falhas possam ocorrer nas estações manuais, levando a paralisação da linha, sua freqüência é bem menor em relação a estação automática face a versatilidade do operador humano, por isto supomos ( embora não seja verdade)que não há falhas que levem a paralisação da linha parcialmente automatizadas, nas estações manuais. Seja p a probabilidade de falha numa estação automática. Se a linha tem n estações sendo na estações automáticas e no estações manuais, e, CL _ - Custo operacional da linha; Co - Custo do operador/ estação manual( $ /min p/est. manual); Cas - Custo por estação automatizada; é evidente que os custos são diferentes em função do maior ou menor grau de sofisticação das operações da estações; Cat - Custo da operação dos dispositivos de transferência automática usado para todas as estações de trabalho, sejam elas automática ou manuais. C no Co na CasL = + + Cat lembramos que: Tp Tc FTd Tc napTd= + = + ( coerente com a hipótese adotada : Não há falha nas estações manuais) Temos então: Cpc Cm noCo naCas Cat Tc napTd Ct= + + + + +( )( ) , Ct-Custo das ferramentas disponíveis/peça Exemplo: foi feita proposta para substituir uma das atuais estações de trabalho manual numa linha de 10 estações de trabalho. A linha atual tem 6 estações automáticas e quatro manuais. O ciclo atual de produção é de 30 seg. A estação “gargalo “da linha é uma estação manual cuja a substituição é proposta A estação de trabalho automática proposta permite a redução do ciclo para 24 segundos Seu custo é de $ 0,25/min Sabe-se que. Co min Cas min = = 0 15 10 , / $0, / Falhas ocorrem a cada 6 das estações automáticas com uma probabilidade p = 0 01, O tempo de paralisação médio da linha é 3 min. 52
  10. 10. O valor de p, previsto para a nova estação é p = 0 02, O tempo médio de paralisação da linha não será afetado. o custo matéria prima e $ 50/unidade,. os custos das ferramentas é desprezível *Comparar a linha atual com a linha proposta em termos de custo/peça. a) LINHA ATUAL Tp Tc nap Td Tp min min C noCo naCas Cat C min Cpc Cm C xTp Ct Cpc peç a L L L = + = + = = + + = + + = = + + = + + = . , ( , )( ) , / ( , ) ( , ) , , / ( ) , ( , )( , ) $1, / 0 5 6 0 01 3 0 68 4 0 15 6 0 1 0 1 1 3$ 0 050 130 0 68 0 384 peç a b -LINHA NOVA [ ] Tp Tc nap Td Tp x min C noCo naCas Cat CNOVA EST min Cpc Cm C xTp Ct L L = + = + + = = + + + = + + + = = + + . , ( , , ) , / ( , ( , ) , , , / ( ) 0 4 6 0 01 0 02 3 0 64 3 0 015 6 0 10 0 25 0 1 14$ peç a / MIN CL1 Cpc minx min peça= + + =0 05 14$ 0 64 0 1396$, ( , / , / ) , / peça NÃO HÁ VANTAGEM NA ADOÇÃO DE UMA NOVA ESTAÇÃO DE TRABALHO AUTOMÁTICA. Observem que o valor da probabilidade p é vital no calculo de custos. Se fosse 0 01 1345$, , /⇒ .peça, e a conclusão seria oposta. ARMAZENAMENTO PULMÃO Até o presente momento não consideramos armazenamento entre estações nas linhas de produção, entretanto quando a parte automatizada da linha falha, as estações de trabalho manual também devem parar por falta de peças. É pois interessante se ter armazenamento antes e depois das estações manuais Estas estações, mais lentas que as automáticas continuarão a produzir no caso de falha da parte automática da linha e auxiliará a dar uma melhor condição de trabalho a linha como um todo. Consideramos o exemplo precedente cujo ciclo ideal era Tc min= 0 50, O tempo, Tc=0,5 é resultante da operação de uma das estações de trabalho manual. Admita que o ciclo ideal da parte automática da linha possa ser ajustado em 0,32min/ O tempo médio de produção nas estações automáticas seriaTp min= + =0 32 6 0 01 3 0 50, ( , ) , . 53
  11. 11. Se um estoque de peças puder ser proporcionada ao operador das estações manuais para que o mesmo trabalhe durante a paralização da parte automática da linha de produção, o tempo médio de produção Tp será 0,50 e não 0,68 para a linha como um todo. O resultado de custo/ peça ,ignorando os custos adicionais das “buffers”de armazenamento será Cpc= + =050 130 050 115, , ( , ) , / peça o custo anterior era $ 1,384/ e há pois um ganho de $ 0,234/peça = 17% 4 - LINHAS DE PRODUÇÃO AUTOMATIZADAS COM ARMAZENAMENTO Um dos métodos pelo qual as linhas de produção podem operar mais eficiente- mente é adicionar um ou mais “buffers storage”entre as estações de trabalho. O armazenamento pulmão divide a linha de produção em estágios .Se um pulmão é usado, a linha é dividida em dois estágios se dois pulmões são utilizados, em locais diferentes ao longo da linha, a linha é dividida em três estágios. O limite superior, para n estações é n-1 pulmões, não incluindo obviamente o armazenamento de matéria prima . Numa linha de produção sem armazenamento as estações de trabalho são interdependentes quando uma estação falha todas as outras são afetadas imediatament, e ou no fim de algum ciclos de operação As outras estações são obrigadas a parar a produção por uma das duas razões : 1 - falta de alimentação: a estação de trabalho não pode continuar a operar porque não há peças. 2 - Bloqueio - quando a estação seguinte a (jusante) falha ela bloqueia a passagem da peça da estação precedente. Isto ocorre nas linhas manuais ou automáticas Quando uma linha automatizada é dividida em estágios por pulmões de armazenamento, a eficiência global da linha e a taxa de produção aumentam. Se um estágio da linha falha, os pulmões evitam que os estágios subsequentes sejam paralizados. É claro que a extensão desta independência entre estágios é função da capacidade de armazenamento, da zona pulmão , separando os estágios . - Limites de eficiência dos pulmões Há dois casos extremos : a) Não existência de capacidade de armazenamento; b) Pulmões com capacidade infinita; No primeiro caso a linha de produção age como uma maquina, quando uma estação falha a linha inteira para A eficiência, já vista é Eo Tc Tc FTd = + índice o - indica não existência de capacidade de armazenamento No segundo caso - capacidade de armazenamento infinito se supusermos que cada pulmão, na linha, tem esta capacidade e está meio cheio isto é capacidade infinita de suprir e aceitar peças ⇒ cada estagio é independente do restante. Isto não é possível na realidade .Entretanto se uma linha real puder se aproximar desta condição a eficiência global da linha será determinada pelo estágio “gargalo’. A produção será limitada nos outros estágios para haver consistência face ao estágio gargalo, senão o estoque a montante do gargalo cresceria indefinidamente enquanto que o estágio a jusante declinaria a zero . 54
  12. 12. De um modo prático portanto, o limite superior da eficiência em tal linha é definido pela eficiência de qualquer estágio,a eficiencia é dada por : EK Tc Tc FkTdk = + K - identifica o estágio A eficiência total da linha é dada por E min Ek∞ = ∞-indica pulmão infinito entre estágios Na pratica teremos Eo < E < E∞ Utilizando as expressões de eficiência vemos que : 1 - se Eo e E, tiverem valores próximos há pouca vantagem em se adicionar pulmões; caso contrario a adição de pulmões melhorará sensivelmente o desempenho da linha de produção: 2 - As estações de trabalho ao longo da linha devem ser divididas em estágios de modo que as eficiência dos estágios sejam as mais próximas possíveis ; 3 - A eficiência de uma linha de produção automatizada, utilizando pulmões, pode ser levada ao máximo sob as seguintes condições a) fazendo o n de estágios igual ao n° de estações de trabalho, isto é todas as estações adjacentes separadas por um pulmão b) providenciando estações de trabalho que tenham todas igual probabilidade de falhas, c) Projetando pulmões de grande capacidade; * A capacidade real do pulmão é função do tempo médio de paralisação. Se a razão Td Tc for grande maior capacidade do pulmão⇒ 4) Embora não seja obvio, das expressões até agora vistas, a lei da diminuição do retorno existe quando o n° de pulmões aumenta. O maior ganho na eficiência da linha é obtido com a adição do primeiro pulmão . A medida que mais pulmões são adicionados a linha, a eficiência aumenta mas a uma taxa decrescente . * Analise de uma linha de dois estágios. A linha de dois estágios é separada por um pulmão de armazenamento de capa- cidade b. A capacidade é expressa em termos de n de peças que o pulmão pode conter . Se F1 e F2 são respectivamente a taxa de falhas dos estágios 1 e 2 então r = razão de falhas será r F F = 2 1 O tempo de ciclo ideal Tc é o mesmo para ambos os estágios. Admitamos que a distribuição de paralizações de todas as estações dentro de um estágio é a mesma. e os tempos médios de paralisação dos estágios 1 e 2 são Td1 2= Td em longas campanhas ambos estágios devem ter igual eficiência ... Se a eficiência do estágio 1 tende a ser maior que a do estágio 2°, o estoque no pulmão crescerá até atingir b . ⇒ bloqueio do estágio 1. Caso contrario o pulmão esvaziará e o estágio dois para por falta de alimentação. Se os estágios tendem a eficiência iguais . a eficiência global dos dois estágios : 55
  13. 13. E Eo D h. ' ( )= + 1 6 Eo -. Eficiência de linha sem pulmão Eo Tc Tc F Td F Td = + +1 1 2 2 D; h(b) - melhoria da eficiência devido a adição do pulmão de capacidade b (b>o) D F Tc FTd F Td '1 1 1 2 2 = + + Td1 h (b) - ë a proporção ideal do tempo de paralisação D’1 (Quando o estagio 1 está paralizado ) de modo que o estágio 2 passa operar dentro dos limites da capacidade do pulmão - b - Cadeias de Markov( analise das cadeias de Markov) A hipótese feita é que: durante a paralização do estágio 1 o estágio 2 estará sempre em operação. Mais realisticamente admitimos que durante a paralisação do estágio 1 o estágio 2 será também paralizado durante certo tempo. E Eo D h E E = + ' ( )1 2 2 6 eficiencia do estado 2 E Tc Tc F Td2 2 2 = + . Exemplo: Considere uma linha com 10 estações de trabalho, cada uma delas com probabilidade de falha de 0,02. O tempo de ciclo operacional da linha é 1 minuto e a cada vez que ocorre uma falha o tempo de reparação é 5 minutos . A linha é dividida em dois estágios, (cada estágio com 5 estações de trabalho), por um pulmão . Determinar a eficiência da linha para várias capacidades de armazenamento do pulmão. 1- passo: - capacidade do pulmão F np Eo Tc Tc FTd = = = = + = + = 10 0 02 0 2 1 0 1 0 0 2 5 0 50 ( , ) , , , , ( ) , 2- passo ; Linha dividida em dois estágios F F E E x 1 2 1 2 5 0 02 0 1 1 10 0 1 5 0 6667 = = = = = + = ( , ) , . . ( , , ) , E∞=min/Ek=0,666- máxima eficiência possível para um buffer da capacidade infinita FORMULAS PARA CALCULAR h (b) Linha de produção de dois estágios em situações diversas de paralização 56
  14. 14. Td Td Td Tc Tc Tc B Td Tc L onde B é B 1 2 1 2 = = = = = + ≥b o maior inteiro que satisfaz arelaç ão b Tc Td e L representa o n° pelo qual b excede a B Td Tc e r = F F 2 1 Com estas definições e hipóteses duas relações teóricas foram determinadas: 1) Distribuição reparo cte - cada paralisação é admitida requerer um tempo cte de reparo Td. r h b r r r L Tc Td r r r r r h b B B L Tc Td B B B B B B B≠ = − − + − − − = = + + + + + + + +1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 1 1 2 1 2: ( ) . ( ) ( )( ) : ( ) . )( ) . 2) Distribuição reparo geométrico : probabilidade que a reparação seja completada durante qq ciclo é independente do tempo do começo do reparo . Define um parâmetro k K r Tc Td r rTc Td = + − + − 1 1 / ./ .r h b r K rK r h b bTc Td b Tc Td b b≠ = − − = = + − 1 1 1 1 2 1 : ( ) . ( ) . : ( ) / ( ) / Vamos examinar os casos do pulmão com b = 1,10,100,00 b B L= ⇒ = +1 0 e L = 1 b= B Td Tc “cte repair” r = 1. 57
  15. 15. h b B B L Tc Td B B h D F Td Tc F Td ( ) ( )( ( ) ( )( ) , . , ( , ) , ( , ) , . = + + + + = + + + + + = = + = + = = 1 1 1 2 1 0 0 1 1 1 5 1 0 1 0 2 0 1 0 1 5 0 1 0 2 5 0 0 251 1 1 1 1 A eficiência da linha é : E Eo D h b E E b B L L h E = + = + = = ⇒ = = + = + + = = + = 1 2 0 5 0 25 0 10 0 6667 0 5167 10 2 0 10 2 2 1 0 0 6667 0 50 0 25 0 6667 0 6667 0 61111 ' ( ) , , ( , )( , ) , , ( ) , , , ( , )( , ) , b = B Td Tc b B L h E E h E = ⇒ = = = + = = + = ∞⇒ ∞ = = 100 20 0 100 20 21 0 0 952 0 50 025 0 952 0 6667 0 6587 1 0 6667 , ( ) , , ( , )( , ) , ( ) , * LINHA DE PRODUÇÃO COM MAIS DE DOIS ESTÁGIOS. Não consideramos formulas exatas para determinar eficiência de linhas de produção com mais de dois estágios, mas sim ao analisarmos os exemplos que se seguem proporcionar uma orientação para decisão da configuração de linhas multi-estágios. Exemplo: Admita que a linha de produção considerada consiste de 16 estações de trabalho com tempo de ciclo de 15 s ( supõe-se que todas as estações possuem aproximadamente o mesmo tempo de processamento) A freqüência de falhas de cada estação é dada pela tabela abaixo e o tempo de paralisação no caso de falha é de 2 min. ESTAÇÃO Pi ESTAÇÃO Pi 1 0,01 9 0,03 2 0,02 10 0,01 3 0,01 11 0,02 4 0,03 12 0,02 5 0,02 13 0,02 6 0,04 14 0,01 7 0,01 15 0,03 58
  16. 16. 8 0,01 16 0,01 Queremos considerar os desempenhos relativos quanto a linha for configurada em 2, 3 ou 4 estágios Solução F pi i n = = = ∑ 0 30 1 , A eficiência da linha é Eo Tc Tc FTd Eo = + = + = 0 25 0 25 2 0 3 0 2941 , , ( ) , , 29,41% Para dividir a linha em estágios , temos que decidir quanto a locação ótima dos pulmões de armazenamento. As estações de trabalho devem ser grupadas em estágios, de modo que a eficiência dos estágios sejam os mais próximos possíveis. Veremos os casos da linha com 1,2,3 e 4 estágios 1 - Para linha com dois estágios: -a freqüência F= 0,3 deve ser partilhada entre os dois estágios F pi E Tc Tc F T i K k dk 1 1 8 0 15 0 25 0 25 0 15 2 0 4545 = = = + = + = = ∑ ∑, . , , ( , )( ) , F = pi = 0,15 i=9 16 As eficiências resultantes E E1 2= = E min EK= = 45,45%* *Se a configuração adotada por de 3 estágios teremos: e st á gi o 1: - 5 F = 6 - 10 F 1 1 - 1 6 F 1 1 5 2 3 e st á gi o 2: e st á gi o 3: E x E x E x 0 25 0 25 0 0 9 2 0 0 2 5 0 25 0 10 2 0 0 2 5 0 2 5 0 11 2 0 1 2 3 , , , , , , . , , , Com E min∞ = . EK, a eficiência da linha é 0,5319 ou 53,19% * Linha de produção com 4 estágios está gio 1 - 1 a 4 F = 0,07 E = 0,6410 está gio 2 - 2 a 8 F = 0,08 E = 0,6098 está gio 3 - 3 a 12 F = 0,08 E = 0,6098 está gio 4 - 4 a 16 F = 0,07 E = 0,6410 1 1 2 2 3 3 4 4 A eficiência da linha E minEK∞ = = 0 6098, ou 60,98% Embora a eficiência aumente com o aumento do número de estágio, o acréscimo na eficiência, resultante do acréscimo dos pulmões, diminui com o aumento dos mesmos. O Aumento na eficiência (ganho) diminui com o aumento do n° de pulmões: há que considerar também o aumento do custo de investimento resultante do acréscimo dos pulmões. 59
  17. 17. AUTOMAÇÃO TIPO “DETROIT” 1 - LINHAS DE FLUXO AUTOMÁTICAS - “INLINE” - ROTATIVAS 2- MÉTODOS DE TRANSPORTE DE PEÇAS 3 - MECANISMO DE TRANSFERENCIA 4 - ARMAZENAMENTO PULMÃO ( BUFFER STORAGE) 5 - FUNÇÕES DE CONTROLE 6 - AUTOMAÇÃO PARA AS OPERAÇÕES DE PROCESSAMENTO 7 - CONSIDERAÇÕES DE PROJETO E FABRICAÇÃO PARA UMA LINHA AUTOMATIZADA AUTOMAÇÃO TIPO ‘DETROIT’ Neste caso o equipamento está na configuração de linhas de fluxo integradas mecanicamente. Estas linhas são chamadas. linhas de transferência. 1 - LINHAS DE FLUXO AUTOMÁTICAS Uma linha de fluxo automática consiste de várias máquinas que são ligadas por dispositivos de manuseio que transfere peças entre estações de trabalho. A transferência de peças é feita automaticamente e as estações de trabalho conduzem suas funções especializadas automaticamente A matéria prima entra em um lado da linha e os passos de processamento são efetuados seqüencialmente a medida que a peça se move de uma estação para outra. E possível incorporar zonas de armazenamento (Buffers) na linha de fluxo (produção) ou reservar locais entre as estações. Podem ser incluídas também estações de inspeção. 60
  18. 18. CONFIGURAÇÃO DE UMA LINHA DE FLUXO AUTOMÁTICA Linhas de produção automatizadas são os meios mais apropriadas nos casos de produtos de vida estável, alta demanda, altas taxas de produção OBJETIVOS das linhas automatizadas 1 - Redução dos custos de trabalho 2- Aumento das taxas de produção 3- Diminuir distancias entre operações 4 - Atingir especialização de operações 5 - Atingir integração de operações TIPOS DE LINHAS INLINE - Seqüência de estações de trabalho em linha reta ROTATIVA - Nestas as peças são indexadas em torno de uma mesa circular. As estações são estacionárias e localizadas em torno da mesa . As peças são transportadas (ou registradas) na mesa rotativa e posicionadas em cada estação para processamento ou montagem. 61
  19. 19. 2 - MÉTODOS DE TRANSPORTE DE PEÇAS - Transferência contínua - Transferência intermitente ou síncrona - Transferência assíncrona ou “power and free” Transferência Continua - peças são movidas continuamente a velocidade constante Ex: engarrafamento de bebidas, empacotamento, linha de banda de rodagem de pneus. Transferência Intermitente - peças são transportadas com movimentos intermitentes ou descontinuo: . - Maquinas Ferramentas - Prensas - Montagem Transferência assíncrona - a peça move-se para outra estação quando o processamento da estação anterior foi completado Pallets - peças são fincadas nos “pallets”e estes são transportados entre as estações 3 - MECANISMO DE TRANSFERÊNCIA - Os que proporcionam movimento linear para máquinas “in-line” Os que proporcionam, movimentos rotativos. 4 - ARMAZENAMENTO - PULMÃO ( BUFFER STORAGE) 62
  20. 20. Ex; Caso de transferência intermitente Um dos objetivos é reduzir o efeito de defeitos de estações individuais na linha de produção. 5 - FUNÇÕES DE CONTROLE 1 - Controle de seqüência - O objetivo é coordenar a seqüência de ação do sistema de transferência e suas estações de trabalho 2 - Movimentação de Segurança - Assegurar que o sistema de transferência não opere em condições inseguras ou de risco. 3 - Monitoração da qualidade - Monitorar certos parâmetros de qualidade da peça. 3a - Controle Instantâneo: Este modo de controle pára a operação da linha de fluxo (produção) quando um defeito é detectado 3b - Controle Memória - Mantém a maquina em operação - mas não permite que a peça defeituosa sofra outros processamentos - defeitos randomicos 6 - AUTOMAÇÃO PARA AS OPERAÇÕES DE PROCESSAMENTO . Máquinas - “Single - Station” . Máquinas - rotativas indexadas . Máquinas de transferência. . Máquinas de coluna central 7 - CONSIDERAÇÕES DE PROJETO E FABRICAÇÃO P/ Uma linha automatizada Quando uma fabrica decide que alguma forma de linha de produção deva ser automatizada, significa o melhor método para produzir uma determinada peça ou determinado conjunto. Há uma serie de especificações a ser decidida. Ao projetar e construir uma linha automatizada alguns detalhes devem ser levados em consideração.: a1 - Se a linha será construída “In house”ou adquirida, 2 - Dimensões, peso , geometria e material, se uma peça processada ` 3 - Dimensões , peso, e numero de componentes, se montada 4- Tipo e seqüência de operações 5- Requisitos da taxa de produção 6 - Tipo de sistema de transferência 7 - Métodos de locação e fixação das peças 8 - Métodos de orientação e alimentação dos componentes no caso de montagem 9 - Confiabilidade das estações individuais e mecanismos de transferência , bem como a confiabilidade de toda linha 10 - Capacidade de armazenamento pulmão (Buffer Storage) 63
  21. 21. 11 - Facilidade de manutenção 12 - Aspectos de controle desejados 13 - Espaço disponível no piso 14 - Flexibilidade da linha em termos de possíveis mudanças futuras no projeto do produto 16 - Flexibilidade da linha para acomodar mais que uma única peça 17 - Custo inicial da linha 18 - Custo operacional e de ferramentas da linha 64
  22. 22. III - SISTEMA INFORMÁTICO INDUSTRIAL 65
  23. 23. SISTEMA INFORMÁTICO INDUSTRIAL I. INTRODUÇÃO II. ORGANIZAÇÃO FUNCIONAL DE UM SISTEMA TEMPO REAL III. TÉCNICAS É MÉTODOS BÁSICOS - SÍMBOLOGIA - SUB-ROTINA - LISTAS IV CONCEITOS LIGADOS AO TEMPO REAL - NOÇÕES DE UM SISTEMA INDUSTRIAL - “TASK” (TAREFAS) - MANIPULAÇÃO DE “TASKS” - RECURSOS 66
  24. 24. INFORMÁTICA INDUSTRIAL I- INTRODUÇÃO Os computadores vem substituindo a “wired-logic” nas funções de; aquisição de dados, supervisão e controle nos diferentes setores industriais. Está substituição, cada vez acelerada deve-se, principalmente, aos seguintes fatores: - busca de melhores desempenhos das unidades industriais; - melhoria da confiabilidade dos sistemas digitais; - redução do custo das instalações dos sistemas; - facilidade de adaptação dos programas em função evolução das necessidades dos processo industriais; • Ao ligar um computador a um processo quer seja ele uma central elétrica, uma unidade de produção industrial ou um analisador de laboratório estamos assumindo a realização das seguintes tarefas: a) - Aquisições de informações em quantidade continuamente variável, algumas periódicas e outras aleatórias; b) - Tratamentos das informações em função de critérios impostos pelos processo mais que por ordem cronológica; c) - Edição periódica dos resultados, característicos da evolução do processo ou mensagens de alarme; d) - Envio de comandos que agem diretamente sobre o processo; A realização desta última tarefa é obtida a partir de: - Uma entrada apropriada de dados e programas; - Gestão dos recursos disponíveis; - Ordenação eficaz dos programas de tratamento; 67
  25. 25. III - ORGANIZAÇÃO FUNCIONAL DE UM SISTEMA Um sistema destinado a condução de processos ou sistema TEMPO-REAL é composto geralmente de : 1- PROGRAMAS DIRETAMENTE LIGADOS AS INTERRUPÇÕES; 2- PROGRAMAS DE TRATAMENTO DAS INFORMAÇÕES; 3- MONITOR 4- SCHEDULER 5- SISTEMA OPERACIONAL 6- BIBLIOTECA PROGRAMAS DIRETAMENTE LIGADOS AS INTERRUPÇÕES São executados independentemente após a geração da IT correspondente, levada em consideração a prioridade “Hardware”. Eles devem ter um tempo de execução MÍNIMA para não retardar a execução de programas de menor prioridade em espera. Todo programa associado a uma IT é uma “TASK” imediata 68
  26. 26. PROGRAMAS DE TRATAMENTO DAS INFORMAÇÕES São programas hierarquizados uns em relação aos outros. São denominados “TASKS”DIFINIDAS OU NÃO IMEDIATAS Sua execução poede ser solicitada por uma “TASK” imediata ou uotra “TASK” diferida. SUPERVISOR Supervisor CONJUNTO constituído de: MONITOR, SCHEDULER, SISTEMA OPERACIONAL (OS); BIBLIOTECA. MONITOR - programa que assegura a gestão das entradas e saídas; SCHEDULER - (ORDENADOR DE “TASKS” assegura o lançamento e a retomada de “TASKS” colocadas em ESPERA. SISTEMA OPERACIONAL (OPERATING SYSTEM) autoriza o dialogo com o operador, suas funções podem permitir inclusive o “debbuging” de programas, a condição que o ambiente “hardware” assim o permita. BIBLIOTECA - Compreendendo: SUB-ROTINAS utilizadas pelas diferentes “TASKS” inclusive SCHEDULER; A qualidade de sistema T.R depende ESSENCIALMENTE da eficácia do MONITOR de E/S e particularmente do algoritmo escolhido para permitir o lançamento e retomada das diferente “TASKS” pelo “SCHEDULER”. 69
  27. 27. III - TÉCNICAS E MÉTODOS BÁSICOS 1 - SIMBOLOGIA P/ ESCRITA DE FLUXOGRAMAS SUB-ROTINA (sub-programas) Uma sub-rotina (sub-programa ou procedimento) é uma parte do programa formando um todo capaz de realizar um trabalho dado. É designado por um NOME e geralmente PARAMETRIZADO Sua utilização prende-se a melhoria de desempenho e facilidade na construção, execução e compreensão de um programa. Elas são utilizadas nos seguintes casos: a) - Quando uma tarefa bem definida deve ser executada em diferentes endereços de um ou de diversos programas; (evita deste modo a presença na memória da mesma sequência de instruções por diversas vezes). b) - Para dividir um programa em módulos que possam ser testados separadamente, escritos e “determinados” por pessoas diferentes; c) - Para constituição de funções utilitárias da biblioteca; (funções trigonométricas, programas matriciais, etc.) d) - Para comunicação com o sistema (procedimentos do SUPERVISOR para realizar sob seu controle certas operações de risco, susceptíveis de o perturbar) (ex; E/S); 70
  28. 28. LIGAÇÃO ENTRE O PROGRAMA SOLICITANTE E A SUB-ROTINA A arquitetura “hardware”do computador fornece os meios de retorno ao programa que solicita a execução da sub-rotina. Os procedimentos mais comuns são: PROCESSO DE SOLICITAÇÃO DA S.R PROCESSO DE RETORNO AO PROGRAMA LIGAÇÃO COM MARCAÇÃO O endereço de retorno é posto automaticamente no endereço da LIGAÇÃO com a execução da instrução que está no endereço de ligação Ligação indireta à memória que contem o ponto de retorno. 2- Colocação do ponto de retorno num registro Execução de uma instrução de ligação. Cópia do registro que contém o endereço de retorno no PC (contador do programa). 3 - etc. etc. TRANSMISSÃO DE PARÂMETROS Uma sub-rotina é normalmente escrita para trabalhar num caso genérico. Sua execução a um momento dado depende de VALORES PARTICULARES, fornecidos como parâmetros. Assim, uma sub-rotina destinada a extrair o elemento de valor máximo de uma tabela onde os elementos estão dispostos em ordem sequencial de valores aleatórios necessita dois PARÂMETROS: o ENDEREÇO DO PRIMEIRO ELEMENTO e a DIMENSÃO da tabela. Existem diversos modos de transmissão dos parâmetros; a) Por VALOR - transmite-se os VALORES dos parâmetros; b) Por REFERÊNCIA - transmite-se os ENDEREÇOS dos parâmetros; No momentos em que são solicitados, os parâmetros podem estar situados: - nos registros; - numa zona privilegiada da memória (COMUM) - numa tabela, onde o endereço é geralmente fornecido por registro; Este último procedimento é reentrante se ela pode ser utilizada a instantes aleatórios por programas diferentes. A reentrância de um programa supõe: a) - A INVARIÂNCIA DAS INSTRUÇÕES QUE O COMPÕE; 71
  29. 29. b) - A SEPARAÇÃO DAS INSTRUÇÕES E DADOS (argumentos, endereço de retorno, memória de trabalho, etc.) OS PROGRAMAS QUE CONSTITUEM A SEÇÃO SUPERVISOR DE UM SISTEMA SÃO NORMALMENTE REENTRANTES. 2- SOLICITAÇÃO REENTRANTE 72
  30. 30. (CONTEXTO TEMPO REAL) Uma SUB-ROTINA REENTRANTE pode ser interrompida no decorrer de sua execução quando solicitada por uma “TASK 2 de maior prioridade que a que tinha dado. início a sua execução. Assim uma sub-rotina que solicitada pela “TASK 1” estava em execução, é interrompida, totalmente executada pela “TASK 2” de maior prioridade, logo após, a execução da SR para TASK 1 é retomada e concluída (ver gráficos). Esta coordenação é feita pelo programa SCHEDULER. Reentrância de um programa é obtida quer permitindo ao programa SOLICITADO trabalhar numa zona memória própria da “TASK” SOLICITANTE quer permitindo que o trabalho seja executado numa PILHA gerada pelo programa reentrante. O primeiro método é o mais utilizado. As facilidades de implantação são diretamente ligadas as possibilidades “hardware” ou conceituais do sistemas tais como: - existência de registro de base; - regra de transmissão do endereço de retorno; - lógica de interrupção ( salvaguarda “hardware” ou “software” dos registros) - meios de acesso as zonas livres do programa solicitante A reentrância pode provocar: - a perda de um conteúdo de um registro; - a restrição a certas possibilidades de inibir as Its durante as salvaguardas indispensáveis LISTAS 73
  31. 31. Um sistema destinado ao controle de processos deve poder; - captar aleatoriamente informações; - suspender momentaneamente a execução de uma “TASK” para atender uma IT o ou para esperar o final de uma operação de E/S; neste caso iniciando ou retomando outra “TASK”. Um MONITOR TEMPO REAL é um organizador de “TASKS”, ele assegura a gestão de certos número de módulos como: - FILAS DE ENTRADA E SAÍDAS (I/O); - FILAS DE trabalhos momentaneamente suspensos; - FILAS de trabalhos em espera, para execução; Esta gestão é facilitada por uma estruturação apropriada das INFORMAÇÕES e vai conduzir ao estudo de casos particulares de LISTA LINEARES: DIMENSÃO DE UMA LISTA - no máximo de elementos que ela contém num dado momento: DIMENSÃO NORMAL DE UM ELEMENTO - o no de palavras (bytes) necessária para conter um elemento. FILAS - são listas sequenciais em que os elementos são inseridos numa extremidade (FRONT). Uma FILA É DEFINIDA por dois ponteiros que fazem sua localização. AFIM DE QUE A FILA NÃO SE PROPAGUE NA MEMÓRIA, SEUS ELEMENTOS SÃO DISPOSTOS EM FORMA CIRCULAR, isto é, numa Fila de dimensão no 0 enésimo elemento é seguido do primeiro. A evolução de uma FILA é igual a de uma fila de cinema; FIRST-IN, FIRST- OUT (FIFO), o primeiro que entra é o primeiro que sai. Underflow - de uma FILA - ocorre quando tentamos extrair um elemento inexistente. Geralmente não é um erro e significa que a ultima transferência foi efetuada ex: no caso de periférico significa que este deve ser eventualmente, desligado. OVERFLOW de uma FILA - ocorre quando a dimensão da FILA torna-se superior a DIMENSÃO NOMINAL. Isto pode ocorrer quando a velocidade de um periférico, por exemplo, é insuficiente. As FILAS são geralmente utilizadas para a gestão das E/S. PILHAS nestas os elementos são inseridos ou suprimidos a partir do topo pilha, A ordem de extração é LAST-IN, FIRST OUT (LIFO), o último que entra é o primeiro que sai. Uma PILHA é localizada pelo o seu topo. IV -CONCEITOS LIGADOS AO TEMPO REAL NOÇÕES DE UM SISTEMA INDUSTRIAL Consideremos um conjunto destinado a supervisionar e controlar um processo industrial, representado pela estrutura: 74
  32. 32. O sistema deve efetuar as seguintes operações: a) a leitura cíclica dos sensores; b) inspeção cíclica do estado dos contatos; c) inspeção gerada pela mudança da posição de contato que cause interrupção; d) conversão dos valores lidos em medidas físicas e) comparação de certos valores limites; f) ação de controle quando o desvio intre certas medidas e os valores de “set point” ultrapassajem limites toleráveis, disparando alarme ou ativando intretravamentos; g) edição periódica de relatório; h) edição instantânea de ALARME ; i) armazenamento de informações sobre suportes externos (memórias de massa); j) diálogo permitindo a modificação de certos valores de ajuste (set-points), edição instantânea de medições efetuadas; l) execução de algoritmo de controle; m) etc.; Embora esta seja uma descrição sumária, ela nos permite constatar uma série de fatos: 1. Certas ações são iniciadas quer seja aleatoriamente, quer seja ciclicamente. 2. Os retardos das respostas do sistema não estão submetidos as mesmas limitações (ex: a conversão de uma medida lida em unidades de engenharia e o disparo de um alarme); 75
  33. 33. 3. A coincidência de certos trabalhos como por exemplo: a edição de uma medida lida gerando alarme e a edição cíclica do relatório podem requerer a utilização “Simultânea” de um mesmo recurso físico (ex impressora) ou de “software” ( o programa de E/S). Levando-se em consideração as observações precedentes podemos explicitar as características e propriedades essênciais de um SISTEMA TEMPO REAL. Dizemos que um sistema funciona em TEMPO REAL quando ele é capaz de obsorver todas as informações de entrada e sem que elas envelheçam ( para a aplicação desejada) reagir as mesmas suficientemente rápido para que a reação efetuada tenha sentido. Os tempos de tratamento devem ser coerentes com a velocidade de evolução do processo. As informações de entrada chegam de modo aleatório e são de naturezas diversas (digitais, analógica, sinais de sincronização, etc.); Certos dados podem ser destruídos após sua utilização, quando eles se tornam envelhecidos, deixando de ser significativos. Isto implica numa GESTÃO DINÂMICA de dados. Os programas podem ser executados periodicamente, temporizados, sicronicamente; etc.; A execução dos trabalhos é obtida, definindo-se tratamentos elementares executados em função de PRIORIDADES, sejam diretamente ligadas a estrutura “hardware” do sistema, sejam hierarquizadas por programa; A lógica de encadeamento e a coordenação das ações é efetuada por programas de gerenciamento especializados: GESTÃO DO RELÓGIO, MONITOR DE E/S, ORDENADOR DE “TASK” ( SCHEDULER); 76
  34. 34. “TASKS” ( TAREFAS) TEMPOS CARACTERÍSTICOS LIGADOS A UM EVENTO a) - tempo de resposta; b) - tolerância; c) - duração do tratamento; d - frequência do evento; e) - tempo morto; Um sistema de condução de processos deve fornecer uma resposta coerente a um conjunto de estímulos que podem se produzir simultaneamente e que requerem tratamento distinto. A evolução de um sistema é regida pelo aparecimento de um certo número d eventos (ITS, fim de E/S, instante de sincronização). A um evento podemos associar cinco intervalos de tempo característicos: a) TEMPO DE RESPOSTA - tempo decorrido entre o aparecimento do evento e a conclusão do tratamento do mesmo; b) TOLERÂNCIA OU VALOR ADMISSÍVEL MÁXIMO DO TEMPO DE RESPOSTA: Uma ultrapassagem de tolerância podem acarretar consequências graves para continuidade do PROCESSO ( alarmes, intertravamentos); c) DURAÇÃO DO TRATAMENTO ligado ao EVENTO; d) FREQÜÊNCIA DE OCORRÊNCIA DO EVENTO; e) TEMPO MORTO - entre a ocorrência do EVENTO e o início do TRATAMENTO (software) tempo-morto está ligado a estrutura “hardware” do computador, a prioridade atribuída ao EVENTO, AO TEMPO DE REAÇÃO e as INIBIÇÕES DO SISTEMA “SOFTWARE” (OVERHEAD do SISTEMA); “TASK” (TAREFA) é o conjunto de programas e sub-rotinas associadas a um EVENTO que se desenvolve sob um nível de prioridade ( hardware ou software) constante. Ex: Considerando (figura seguinte) um dispositivo fornecendo 200 informações por segundo a uma cadência de 1 KHZ. Admitamos que sejam necessários 150us para aquisição de uma medida e 2ms para a tratar. É necessário p/a realização do trabalho o auxilio de duas “TASKS” (e de definir dois EVENTOS). 77
  35. 35. Ie - EVENTO; T1 - “TASK” de aquisição da informação: 150 uS, T2 - “TASK” de tratamento; 200 (0,15+2+ OVERHEAD) ms. A primeira “TASK” adquire a informação e gera uma TABELA. O evento associado é a chegada da INFORMAÇÃO. A segunda “TASK” trata sucessivamente as informações da tabela. O evento associado é, por exemplo, o “Quantum” de tempo decorrido depois de chegada da primeira INFORMAÇÃO. Como visto o sistema exemplificado deve, em seguida as solicitações externas, executar um certo número de “TASK” uma mui rapidamente ( ‘TASK”DIFERIDA) e outras com certo tempo de espera ( “TASK” IMEDIATA) “TASK” IMEDIATA - “TASK” ligada diretamente a uma interrupção (IT); Sua duração deve ser a mais breve possível de modo a não retardar a execução de “TASKS” imediatas de um nível de prioridade inferior. Uma “TASK” imediata pode requerer a execução de uma “TASK” diferida é a mais prioritária que qualquer “TASK” diferida (não imediata). “TASK” DIFERIDA - pode ser requerida por “TASK” imediata e pode solicitar outras “TASKS” diferidas. A execução de uma “TASK” DIFERIDA pode ser interrompida em benifício de qualquer “TASK” imediata ou diferida mais prioritária. A determinação dos EVENTOS, das “TASK” (imediatas ou diferidas) associadas e sua hierarquisação é FUNDAMENTAL. Alocamos normalmente a PRIORIDADE MAIS ELEVADA a “TASK” IMEDIATA correspondente ao EVENTO mais FREQUENTE OU AO EVENTO QUE ADMITE A MENOR TOLERÂNCIA. A organização das “TASK” DIFERIDAS é COMPLEXA. Assim podemos ter interesse a tornar uma “TASK” NÃO IMEDIATA mais longa, que ocupe pouco a CPU, efetuando numerosas E/S e que coloque na espera de E/S mais PRIORITÁRIA QUE UMA “task” DE CURTA duração, efetuando numerosos cálculos mas editando poucos resultados. 78
  36. 36. MANIPULAÇÃO DE “TASKS” Os comandos que afetam a execução de uma “TASk” são efetuados por meio de uma INSTRUÇÃO ou de SUB-ROTINA especializada do MONITOR. São eles: ATIVAÇÃO - Uma “ TASK” DIFERIDA em função de SUA PRIORIDADE PARADA - uma “TASK” deve indicar que seu trabalho foi concluído; TEMPORIZAÇÃO - A temporização permite suspender a execução de uma “TASK” DIFERIDA, durante um intervalo de tempo pre-determinado: Esta suspensão implica em: - inserção em fila especializada; - inicialização de um contador que será analisado e decrementado por um programa cíclico. Ao atingir zero, significa tempo decorrido igual ao tempo pre-fixado. - conexão ao SCHEDULER que examina a “TASK” DIFERIDA MAIS PRIORITÁRIA; Outras causas de colocação de uma “TASK” DIFERIDA em ESPERA são: - realização de uma condição; - liberação de recurso; - lançamento ou finalização de uma “TASK”, É PROIBIDO COLOCAR UMA “TASK” IMEDIATA EM ESPERA. RECURSOS: 79
  37. 37. A execução de uma “TASK” pode necessitar, em instantes particulares da monopolização de um PERIFÉRICO, DE UMA ZONA DE MEMÓRIA, DE OUTRA “TASK”. 80

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