Имитационный моделирование программный математический

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

1. Описание моделируемой системы. Структурная схема системы

2. Временная диаграмма

. Q-схема

. Укрупненная схема моделирующего алгоритма

. Детальная схема моделирующего алгоритма

. Математическая модель

. Описание машинной программы решения задачи

. Результаты моделирования и их анализ

. Сравнение результатов имитационного моделирования и аналитического расчета. Описание улучшений в работе

. Окончательный вариант модели с результатами

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Имитационный моделирование программный математический

ВВЕДЕНИЕ

Современный этап развития человечества отличается тем, что на смену века энергетики приходит век информатики. Происходит интенсивное внедрение новых информационных технологий во все сферы деятельности. Изменяется и структура знаний об обществе. Формирование и получение новых знаний должно базироваться на строгой методологии системного подхода, в рамках которого особое место занимает модельный подход. Физическое моделирование позволяет получить достоверные результаты для достаточно простых систем. Сложные системы трудно поддаются прямым способам моделирования и зачастую для их построения и изучения переходят к имитационным методам.

В научных исследованиях большую роль играют гипотезы, т. е. определенные предсказания, основывающиеся на небольшом количестве опытных данных, наблюдений, догадок. Быстрая и полная проверка выдвигаемых гипотез может быть проведена в ходе специально поставленного эксперимента. При формулировании и проверке правильности гипотез большое значение в качестве метода суждения имеет аналогия.

Аналогией называют суждение о каком-либо частном сходстве двух объектов, причем такое сходство может быть существенным и несущественным. Необходимо отметить, что понятия существенности и несущественности сходства или различия объектов условны и относительны. Существенность сходства (различия) зависит от уровня абстрагирования и в общем случае определяется конечной целью проводимого исследования. Современная научная гипотеза создается, как правило, по аналогии с проверенными на практике научными положениями. Таким образом, аналогия связывает гипотезу с экспериментом.

Гипотезы и аналогии, отражающие реальный, объективно существующий мир, должны обладать наглядностью или сводиться к удобным для исследования логическим схемам: такие логические схемы, упрощающие рассуждения и логические построения или позволяющие проводить эксперименты, уточняющие природу явлений, называются моделями. Модель - это объект-заместитель объекта-оригинала, обеспечивающий изучение некоторых свойств оригинала.

Моделирование - замещение одного объекта другим с целью получения информации о важнейших свойствах объекта-оригинала с помощью объекта-модели. Таким образом, моделирование может быть определено как представление объекта моделью для получения информации об этом объекте путем проведения экспериментов с его моделью. Теория замещения одних объектов (оригиналов) другими объектами (моделями) и исследования свойств объектов на их моделях называется теорией моделирования.

Система GPSS/PC предназначена для имитационного моделирования сложных дискретных систем. Имитационное моделирование обеспечивает возможность испытания, оценки и проведения экспериментов с предлагаемой системой без каких-либо непосредственных воздействий на неё. При имитационном моделировании проводится эксперимент с программой, которая является моделью системы. Несколько часов, недель или лет работы исследуемой системы могут быть промоделированы на ЭВМ за несколько секунд или минут. Такая модель позволяет проводить измерения, которые невозможно провести каким-либо другим способом.

Моделирование станции мойки позволяет найти наиболее оптимальное решение. Что позволяет реализовать экономически выгодную станцию при минимальных затратах и трудовых ресурсах.

 

ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

Временная диаграмма

 

На временной диаграмме можно выявить все особые состояния системы, которые необходимо будет учесть при построении детального моделирующего алгоритма.

На диаграмме:

· ось 1 - моменты поступления автомобилей на мойку;

· ось 2 - мойка автомобилей.

Все описанное выше есть этап построения концептуальной модели системы. Следующим должен стать этап формализации модели.

Так как описанные процессы являются процессами массового обслуживания, то для формализации задачи используем символику Q-схем. В соответствии с построенной концептуальной моделью и символикой Q-схем структурную схему данной СМО (рисунок 1) можно представить в виде, показанном на рисунке 3, где И - источник, К - канал..

 

Q -схема

 

Источник И имитирует поток автомобилей на станцию мойки.

Мойка представлена каналом К. Машины, заставшие мойку занятой, покидают станцию не обслуженными, что соответствует потоку отказов.

Следовательно, данная система является одноканальной СМО с отказами.

Математическая модель

Перед построением детального моделирующего алгоритма необходимо определить переменные и уравнения математической модели.

Интенсивность потока машин l имеет среднее значение равное 4. Среднее время мойки одной машины равно 5 минут. Станция работает в течение 8 часов, что соответствует 480 единицам модельного времени.

Вероятность того, что прибывшая на станцию мойки машина получит отказ:

 

 

Где  - число обслуженных машин;

 - число машин, получивших отказ;

- вероятность отказа в обслуживании.

 

 

Значит, каждая 3 машина не будет обслужена.

Коэффициент загрузки станции вычисляется по формуле:

 

 

Где - коэффициент загрузки станции мойки;

- суммарное время занятости мойки;

T - общее имитируемое время работы.

 

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В ходе проведения курсовой работы были описаны этапы концептуальной модели и формализации задач. Стало ясно, что при начальных условиях система не является оптимальной. Был найден наилучший вариант имитационной модели станции моек. При этом удалось уменьшить количество отказов до нуля и повысить коэффициенты использования устройств до 86 %. Также было установлено, что наиболее эффективным является использование двух моек.

В результате экспериментов выявлено, что на эффективность работы станции в значительной степени влияет интенсивность поступления машин и время их обработки на мойке.

 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Советов Б.Я., Яковлев С. А. Моделирование систем. - М.:ВШ,1995.

2. Советов Б.Я., Яковлев С.А. Моделирование систем. Практикум. - М.:ВШ,1999.

3. Вентцель Е.С. Исследование операций. - М.:Сов. Радио, 1972.

 

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

 

simulate

generate (poisson(RN1,5))

transfer both,jump2,jump1

jump1 terminate 1

jump2 seize washr

60 advance (exponential(1,0,5))

release washr

terminate 1

90 start 97

 

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

10 simulate

generate (poisson(RN1,4))

transfer both,jump1,jump3,3

jump1 seize washr1

advance (exponential(1,0,5))

release washr1

terminate 1

jump2 terminate 1

jump3 seize washr2

advance 10,1

release washr2

terminate 1

start 122

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

1. Описание моделируемой системы. Структурная схема системы

2. Временная диаграмма

. Q-схема

. Укрупненная схема моделирующего алгоритма

. Детальная схема моделирующего алгоритма

. Математическая модель

. Описание машинной программы решения задачи

. Результаты моделирования и их анализ

. Сравнение результатов имитационного моделирования и аналитического расчета. Описание улучшений в работе

. Окончательный вариант модели с результатами

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

имитационный моделирование программный математический

ВВЕДЕНИЕ

Современный этап развития человечества отличается тем, что на смену века энергетики приходит век информатики. Происходит интенсивное внедрение новых информационных технологий во все сферы деятельности. Изменяется и структура знаний об обществе. Формирование и получение новых знаний должно базироваться на строгой методологии системного подхода, в рамках которого особое место занимает модельный подход. Физическое моделирование позволяет получить достоверные результаты для достаточно простых систем. Сложные системы трудно поддаются прямым способам моделирования и зачастую для их построения и изучения переходят к имитационным методам.

В научных исследованиях большую роль играют гипотезы, т. е. определенные предсказания, основывающиеся на небольшом количестве опытных данных, наблюдений, догадок. Быстрая и полная проверка выдвигаемых гипотез может быть проведена в ходе специально поставленного эксперимента. При формулировании и проверке правильности гипотез большое значение в качестве метода суждения имеет аналогия.

Аналогией называют суждение о каком-либо частном сходстве двух объектов, причем такое сходство может быть существенным и несущественным. Необходимо отметить, что понятия существенности и несущественности сходства или различия объектов условны и относительны. Существенность сходства (различия) зависит от уровня абстрагирования и в общем случае определяется конечной целью проводимого исследования. Современная научная гипотеза создается, как правило, по аналогии с проверенными на практике научными положениями. Таким образом, аналогия связывает гипотезу с экспериментом.

Гипотезы и аналогии, отражающие реальный, объективно существующий мир, должны обладать наглядностью или сводиться к удобным для исследования логическим схемам: такие логические схемы, упрощающие рассуждения и логические построения или позволяющие проводить эксперименты, уточняющие природу явлений, называются моделями. Модель - это объект-заместитель объекта-оригинала, обеспечивающий изучение некоторых свойств оригинала.

Моделирование - замещение одного объекта другим с целью получения информации о важнейших свойствах объекта-оригинала с помощью объекта-модели. Таким образом, моделирование может быть определено как представление объекта моделью для получения информации об этом объекте путем проведения экспериментов с его моделью. Теория замещения одних объектов (оригиналов) другими объектами (моделями) и исследования свойств объектов на их моделях называется теорией моделирования.

Система GPSS/PC предназначена для имитационного моделирования сложных дискретных систем. Имитационное моделирование обеспечивает возможность испытания, оценки и проведения экспериментов с предлагаемой системой без каких-либо непосредственных воздействий на неё. При имитационном моделировании проводится эксперимент с программой, которая является моделью системы. Несколько часов, недель или лет работы исследуемой системы могут быть промоделированы на ЭВМ за несколько секунд или минут. Такая модель позволяет проводить измерения, которые невозможно провести каким-либо другим способом.

Моделирование станции мойки позволяет найти наиболее оптимальное решение. Что позволяет реализовать экономически выгодную станцию при минимальных затратах и трудовых ресурсах.

 

ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ