Студопедия Главная Случайная страница Задать вопрос

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Универсальные пакеты имитационного моделирования





Универсальные пакеты имитационного моделирования позволяют строить модели, учитывающие время выполнения функций. Полученную модель можно “проиграть” во времени и получить статистику происходящих процессов так, как это было бы в реальности. В имитационной модели изменения процессов и данных ассоциируются с событиями. “Проигрывание” модели заключается в последовательном переходе от одного события к другому. Обычно имитационные модели строятся для поиска оптимального решения в условиях ограничения по ресурсам, когда другие математические модели оказываются слишком сложными. В нашей стране наибольшее распространение получил универсальные пакеты имитационного моделирования Arena и GPSS.

Пакет имитационного моделирования Arena. Пакет имитационного моделирования Arena [Systems, 1999; Kelton et al., 1998] поставляется компанией Systems Modeling Corporation (Севикли, Пенсильвания). Arena – это универсальное средство для оптимизации процессов, позволяющее строить модели, учитывающие время выполнения функций. Пакет позволяет строить имитационные модели, проигрывать их и анализировать результаты такого проигрывания. С помощью Arena можно строить модели процессов для самых разных сфер деятельности – производственных технологических операций, складского учета, банковской деятельности, обслуживания клиентов в ресторане и т.д.

Имитационная модель Arena включает следующие основные элементы: источники и стоки (Create и Dispose), процессы (Process) и очереди (Queue). Источники ‑ это элементы, от которых в модель поступает информация или объекты. Скорость поступления данных или объектов от источника обычно задается статистической функцией. Сток ‑ это устройство для приема информации или объектов. Понятие очереди близко к понятию хранилища данных - это место, где объекты ожидают обработки. Времена обработки объектов (производительность) в разных процессах могут быть разными. В результате перед некоторыми процессами могут накапливаться объекты, ожидающие своей очереди. Часто целью имитационного моделирования является минимизация количества объектов в очередях. Тип очереди в имитационной модели может быть конкретизирован. Очередь может быть похожа на стек - пришедшие последними в очередь объекты первыми отправляются на дальнейшую обработку (Last In First Out ‑LIFO ). Альтернативой стеку может быть последовательная обработка (очередь), когда первыми на дальнейшую обработку отправляются объекты, пришедшие первыми (First In First Out ‑ FIFO). Могут быть заданы и более сложные алгоритмы обработки очереди. Процессы ‑ это аналог работ в функциональной модели. В имитационной модели может быть задана производительность процессов.

Моделирующие конструкции, именуемые в пакете Arena модулями, объединены в шаблоны Basic Process (Основной процесс), Advanced Process (Дополнительный процесс) и Advanced Transfer (Дополнительная передача). Шаблон Basic Process содержит модули, которые используются во многих моделях (скажем, для моделирования поступления, ухода и обслуживания заявок). Шаблон Advanced Process состоит из модулей, предназначенных для выполнения специальных логических функций, таких как выбор очереди при наличии в системе нескольких очередей или координации продвижения нескольких объектов в различных частях системы. И, наконец, шаблон Advanced Transfer содержит модули (например, конвейеры и транспортеры), применяемые для описания передачи объектов из одной части системы в другую.

Для создания модели в пакете Arena модули сначала перетаскивают в окно модели, а затем соединяют, чтобы обозначить движение объектов в моделируемой системе. Затем модули детализируют с помощью диалоговых окон или встроенных таблиц. В иерархии модели может быть неограниченное число уровней. Пакет Arena обеспечивает двухмерную анимацию и позволяет выводить на экран динамическую графику (гистограммы и графики временной зависимости).

Число потоков случайных чисел в пакете не ограничено. Более того, пользователь имеет доступ к 12 стандартным теоретическим распределениям вероятностей, а также к эмпирическим распределениям. В пакет встроено средство моделирования нестационарных процессов Пуассона, представляющих собой модель поступления объектов с зависящей от времени скоростью поступления.

В пакете Arena имеется простой способ выполнения независимых повторных прогонов моделируемой системы, а также построения точечных оценок и доверительных интервалов для показателей работы системы. В нем можно построить и доверительные интервалы для оценки разности между средними значениями двух систем. Пакет позволяет строить графики (гистограммы, столбиковые диаграммы, графики временной зависимости и корреляционные). Кроме того, для пакета имеется дополнительный модуль оптимизации.

Пакет Arena содержит конструкции для моделирования нескольких видов погрузочно-разгрузочных устройств, таких как конвейеры (транспортные конвейеры и конвейеры-накопители), автопогрузчики и автоматизированные управляемые транспортные системы.

Arena позволяет выполнять функционально-стоимостной анализ (ФСА) систем (в Arena этот метод называется ABC-Activity-Based Costing), благодаря чему можно учитывать дополнительные и обычные затраты при анализе систем, а также создавать временные отчеты. Результаты моделирования сохраняются в базе данных и отображаются с помощью программы Crystal Reports, встроенной в пакет.

Пакет Arena поддерживает язык Visual Basic for Application (VBA) компании Microsoft, что дает возможность считывать данные из других приложений и записывать в другие приложения (например, Excel). Таким образом, можно создавать Удобные интерфейсы для ввода параметров модели, генерирования отчетов заданного формата и т. д. Данная технология также применяется для интерфейса Arena с графическим пакетом Microsoft Visio.

Кроме того, существует поставляемая по отдельному заказу версия Professional Version пакета Arena, которая используется для создания настраиваемых модулей и сохранения их в качестве шаблонов. Эти модули формируют из стандартных модулей пакета Arena или из других настраиваемых модулей.

Система имитационного моделирования GPSS. GPSS (General Purpose Simulation System) ‑ это общецелевая система моделирования и язык программирования, используемый для имитационного моделирования различных систем, в основном систем массового обслуживания.

Система GPSS была разработана сотрудником фирмы IBM Джефри Гордоном в 1961 году. Гордоном были созданы 5 первых версий языка: GPSS (1961), GPSS II (1963), GPSS III (1965), GPSS/360 (1967) и GPSS V (1971). Известный ранее только специалистам, в нашей стране этот программный пакет завоевал популярность после издания в СССР в 1980 году монографии Т Дж. Шрайбера [8]. В ней была рассмотрена одна из ранних версий языка ‑ GPSS/360, а также основные особенности более мощной версии ‑ GPSS V, поддерживаемой компанией IBM, у нас она была более известна как пакет моделирования дискретных систем (ПМДС). Этот пакет работал в среде подсистемы диалоговой обработки системы виртуальных машин единой серии (ПДО СВМ ЕС). После окончания поддержки GPSS V компанией IBM следующей версией стала система GPSS/H компании Wolverine Software разработанная в 1978 году под руководством Дж. Хенриксена. В 1984 году появилась первая версия GPSS для персональных компьютеров с операционной системой DOS ‑ GPSS/PC. Она была разработана компанией Minuteman Software под руководством С. Кокса. Конец XX века ознаменовался разработкой компанией Minuteman Software программного продукта GPSS World, увидевшей свет в 1993 году. За сравнительно небольшой период времени было выпущено несколько его версий, причем в каждой последующей возможности системы моделирования наращивались. Помимо этих основных версий существует также Micro-GPSS, разработанная Ингольфом Сталлом в Швеции, ‑ это упрощенная версия, предназначенная для изучения языка GPSS и WebGPSS, также предназначенная для изучения работы системы и разработки простейших имитационных моделей в сети интернет. Сейчас GPSS используется, но редко, так как этот язык менее гибок, чем такие языки моделирования как Simula и SIMSCRIPT II.5.

Программа на языке GPSS состоит из блоков, которые имитируют различные параметры «устройств» в модели. Как то ожидание, выполнение работы и другие. Блок начинает выполняться при попадании в него транзактов ‑ активных, неделимых элементов модели. К транзактам применяются различные правила описанные в блоках программы. Пример кода для системы GPSS World выглядит примерно так:






Дата добавления: 2014-11-12; просмотров: 440. Нарушение авторских прав

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2017 год . (0.006 сек.) русская версия | украинская версия