Моделювання роботи регульованої ділянки (стр. 1 из 3)
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
ХЕРСОНСЬКИЙ ЕКОНОМІЧНО-ПРАВОВИЙ ІНСТИТУТ
КАФЕДРА Економічної КІбЕРНЕТИКИ
курсова робота
з дисципліни «Імітаційне моделювання»
На тему: «Моделювання роботи регульованої ділянки»
Херсон 2008
Реферат
Пояснювальна записка складається з 22 сторінок і у своєму складі містить 2 ілюстрації і 5 таблиць. Основні ключові слова: моделювання систем, модель, система масового обслуговування, імітаційне моделювання, GPSS.
Об'єктом моделювання є регулювальна ділянка цеху, у якому агрегати надходять на три види регулювання: первинну, вторинну, повну.
Завдання полягає в моделюванні роботи регулювальної ділянки цеху в плині заданого проміжку часу. За результатами моделювання потрібно визначити: імовірність відмовлення в первинному регулюванні, завантаження нагромаджувача агрегатами, що бідують у повному регулюванні. Визначити, при якій ємності нагромаджувача буде забезпечуватися безвідмовне обслуговування агрегатів, що надходять.
Поставлена задача зважується за допомогою системи імітаційного моделювання GPSS. Алгоритмічна мова GPSS є мовою моделювання, орієнтованим на побудову моделей систем з дискретними процесами і виконання моделювання на ЕОМ. ДО таких систем відносяться СМО довільної структури: транспортні вузли і транспортні системи, інформаційні системи, технологічні процеси. деякі підприємства і т.д. Мова GPSS розрахована на широке коло користувачів, що застосовують метод статистичного моделювання для проектування і дослідження складних систем в умовах АСУ.
ВСТУП
У багатьох областях практичної діяльності людини ми зіштовхуємося з необхідністю перебування в стані очікування. Подібні ситуації виникають у чергах, у квиткових касах, у великих аеропортах, при очікуванні обслуговуючим персоналом літаків дозвіл на зліт або посадку, на телефонних станціях чекаючи звільнення лінії абонента, у ремонтних цехах, чекаючи ремонту верстатів й устаткування, на складах організації чекаючи розвантаження або навантаження транспортних засобів. У всіх перерахованих випадках маємо справа з масовістю й обслуговуванням. Вивченням таких ситуацій займається теорія систем масового обслуговування.
У теорії систем масового обслуговування (СМО) обслуговує об’єкт, що, називають вимогою. У загальному випадку під вимогою звичайно розуміють запит на задоволення деякої потреби, наприклад, розмова з абонентом, посадка літака, покупка продуктів, одержання матеріалів на складі.
Кошти, що обслуговують вимоги, називаються обслуговуючими устроями або каналами обслуговування. Наприклад, до них ставляться канали телефонного зв'язку, посадкової смуги, майстри-ремонтники, квиткові касири, вантажно-розвантажувальні крапки на базах і складах.
У теорії СМО розглядаються такі випадки, коли надходження вимог відбувається через випадкові проміжки часу, а тривалість обслуговування вимог не є постійної, тобто носить випадковий характер.
Основним завданням теорії СМО є вивчення режиму функціонування обслуговуючої системи й дослідження явищ, що виникають у процесі обслуговування. Так, однієї з характеристик обслуговуючої системи є час перебування вимоги в черзі. Очевидно, що цей час можна скоротити за рахунок збільшення кількості обслуговуючих устроїв. Однак кожен додатковий устрій вимагає певних витрат, при цьому збільшується час бездіяльності обслуговуючого устрою через відсутність вимог на обслуговування, що також є негативним явищем. Отже, у теорії СМО виникають завдання оптимізації: яким образом досягти певного рівня обслуговування (максимального скорочення черги або втрат вимог) при мінімальних витратах, пов'язаних із простоєм обслуговуючих устроїв.
Моделі СМО дуже поширені й застосовуються в багатьох сферах діяльності людини так само й у комп'ютеризації. Моделі СМО зручні для опису окремих сучасних обчислювальних систем, таких як процесор - вінчестер, канал уведення - висновку й т.д. Обчислювальна система в цілому являє собою сукупність взаємозалежних систем. Наприклад: заявка на рішення деякого завдання, проходить кілька етапів обробки, звертання до зовнішніх запам'ятовувальних пристроїв й устроїв й устроям уведення - висновку. Після виконання деякої послідовності таких етапів, заявка вважається обслуженої, і вона залишає систему.
У цей час методи керування виробничими процесами, засновані на інтерактивних імітаційних моделях, здобувають все більше поширення при організації роботи підприємств. Все це вимагає необхідності впровадження нових інформаційних технологій у сферу керування їхньою діяльністю, розробки й використання автоматизованих систем керування різного класу й призначення.
Потреби дослідження складних систем і розробки методів їхнього моделювання приводять до розгляду в рамках єдиного процесу моделювання наступних етапів: побудова моделі, організація імітаційного експерименту, формування процедур прийняття рішень. За останнім часом розроблено досить багато систем імітаційного моделювання, які за рахунок своєї проблемної орієнтації надають користувачеві набір зручних коштів, що спрощує процес побудови моделей. Серед них можна виділити GPSS, SIMULA, і інші. Однак слід зазначити, що недостатня увага приділена розробці діалогових коштів взаємодії з моделями в рамках системи моделювання, що враховують специфіку проведення імітаційного експерименту.
1. ПОСТАНОВКА ЗАВДАННЯ
На регулювальну ділянку цеху через випадкові інтервали часу надходять по 2-ва агрегату в середньому через кожні 30 хв. Первинне регулювання здійснюється для двох агрегатів одночасно і займають близько 30 хв. Якщо в момент приходу агрегатів попередня партія не була оброблена, що надійшли агрегати на регулювання не приймаються. Агрегати після первинного регулювання, що одержали відмовлення, надходять у проміжний нагромаджувач. З нагромаджувача агрегати, що пройшли первинне регулювання, надходять попарно на вторинне регулювання, що виконується в середньому за 30 хв., а не минуле первинне регулювання надходять на повну, котра займає 100 хв. для одного агрегату. Усі величини, задані середніми значеннями, розподілені экспоненціально.
Змоделювати роботу ділянки протягом 100 ч. Визначити імовірність відмовлення в первинному регулюванні і завантаження нагромаджувача агрегатами, що бідують у повному регулюванні. Визначити параметри і ввести в систему нагромаджувач, що забезпечує безвідмовне обслуговування агрегатів, що надходять.
1.1 Аналіз гіпотетичної моделі
Перевірка гіпотетичної моделі на повноту, несуперечність і однозначність опису.
Перевірка гіпотетичної моделі на повноту, несуперечність і однозначність опису показує, що текст завдання містить усю необхідну для моделювання вихідну інформацію. Вона не суперечлива, при уявному програванні поводження системи не зустрілися ситуації, що суперечать фізичному змісту і логіці.
Складання графічного зображення моделюючого об'єкта.
Графічне зображення моделюючого об'єкта дане на рис. 1.1
Рисунок 1.1 - Формалізована схема роботи регулювальної ділянки цеху
1.2 Розгляд моделюючої системи з позицій теорії масового обслуговування
У розглянутої одно канальна СМО один однорідний, стаціонарний і ординарний вхідний потік подій - надходження пари агрегатів. Перед пристроями повного і вторинного регулювання можуть формуватися необмежені по довжині черги. Дисципліна обслуговування: "перший прийшов - перший обслугований".
Таким чином, ми маємо багатофазну одно канальну СМО з однорідним, стаціонарним і ординарним вхідним потокам без обмежень на довжину черги, з абсолютно надійними (тобто не потребуючого ремонту) приладами.
Формулювання основного і додаткового критеріїв оптимальності функціонування СМО.
Основні показники ефективності:
- завантаження нагромаджувача;
- імовірність відмовлення.
Додаткові показники ефективності:
- коефіцієнти використання пристроїв регулювання.
2. СИСТЕМА ІМІТАЦІЙНОГО МОДЕЛЮВАННЯ GPSS/PC
2.1 Основні положення мови GPSS/PC
Мова розроблена в 1961 році фірмою ІBM слідом за розробкою компілятора з мови ФОРТРАН. Являє собою Фортран - орієнтовану версію мови ЇМ. Перші реалізації GPSS будувалися у виді процесора, тобто вихідним текстом програм, що аналізують пропозиції GPSS, були тексти на Фортрані. Існує багато версій GPSS, що є найбільш розповсюдженою мовою даного класу. В даний час розроблені повні версії GPSS для ПЭВМ.
GPSS призначений для моделювання систем з матеріальними й інформаційними потоками. Можна описувати систему і керувати маршрутами проходження через об'єкти систем спеціальних динамічних
елементів - транзактів (транзакт, транзакція - повідомлення). Транзакт може сприйматися як динамічна одиниця матеріального чи інформаційного потоку, здатна переміщатися від об'єкта до об'єкта й імітувати послідовність обслуговування, що одержує транзакт за час перебування його в системі.
Всі оператори GPSS умовно поділяються на класи:
- динамічні (зв'язані з транзактами);
- апаратно - орієнтовані - їм у досліджуваній системі відповідає пристрій, зайняте обслуговуванням, тобто виконанням роботи тієї чи іншої властивості (зв'язані з активностями);
- статистичні - реалізують збір і обробку статистичноїінформації;
- операційні - призначені для керування потоками транзактів;
- різні (не зв'язані визначеною функцією).
Вихідна програма мовою GPSS/PC, як і програма на будь-якій мові програмування, являє собою послідовність операторів. Оператори GPSS/PC записуються і вводяться в ПК у наступному форматі:
- номер рядка ім'я операція операнди ;
- коментарі
Об'єкти GPSS/PC можна розділити на сімох класів: