Последовательность разработки и реализации автоматизированных систем. Имитационная модель

Глава 4. Последовательность разработки и реализации

автоматизированных систем

4.4. Имитационная модель

В результате обследования была выявлена структура предприятия.

Для этой структуры следует отметить, что разные цехи контролируются по различным показателям.

Так, пошивочные и отделочный цехи характеризуются выпуском продукции (в штуках) и нормативной стоимостью обработки (НСО) – стоимостью затрат в данном цехе.

В заготовительном и фурнитурном цехах к этим характеристикам добавляется трудоемкость (в рабочих часах), являющаяся основной учетной единицей.

Следует отметить, тенденция изменения для НСО и трудоемкости различных видов продукции очень часто не совпадают.

График выпуска продукции заготовительным цехом показан на рис. 4.12.

Отметим, что на момент обследования объединения в нем осуществлялся расчет оптимального плана.

В связи с этим обследование преследовало цель формирования модели динамических процессов в системе управления.

На начальном этапе была создана имитационная модель. Такая модель для пошивочного цеха представлена на рис. 4.13.

Динамическая имитационная модель (ДИМ), позволяющая отслеживать заранее рассчитанный план, представляет собой (рис. 4.13) совокупность элементов и связывающих их потоков (сетей). Специфическими являются решающие элементы. Выделяют следующие сети.

1. Материальных ресурсов (=========>).

2. Трудовых ресурсов.

3. Оборудования.

4. Финансовых ресурсов.

5. Заказов (планов).

Особым видом сетей являются информационные сети (-- -- --->), начинающиеся на ранее перечисленных сетях и заканчивающиеся у решающих элементов. Различные сети могут быть представлены в модели в разной степени детализации. Отсчет по времени характеризуется моментами (t_i) и интервалами времени [t_i], i = 1, m; m -целое число. Как правило, [t_i] = [t] = const.

В описании потоков выделяются два понятия:

1) уровень, характеризующий накопление;

2) темп (скорость), описывающий изменчивость системы.

На интервале [t_i] темп постоянен и может меняться на границах интервалов времени.

Имеются и более крупные интервалы времени [T] = m*[t], [T_r] = r*[t], [T_p] = p*[t]; m = r + p; r, p - целые числа; [T_r], [T_p] - ретроспективный (прошедший) и перспективный (будущий) интервалы времени при текущем моменте времени (T_r).

Модель объекта управления строится на основе документальных числовых данных.

При построении модели управляющей части учитывается представление исследователя о процессах в УЧ. Модель УЧ строится по результатам бесед с ЛПР, выполненных по схеме “имеются отклонения в выполнении плана - Ваши действия?”.

Поскольку процедура построения модели УЧ в значительной степени субъективна, могут быть различны и результаты использования построенной модели. Для выявления возможности прикладного применения полученной модели проводится проверка адекватности (похожести) модели исследуемой системе путем сравнения реакций модели и системы на одинаковое входное воздействие. Если разница в реакциях велика, то построенную модель следует уточнить. Поскольку формирование одинаковых входных воздействий - процедура сложная, чаще всего ограничиваются неформальной проверкой.

Перейдем к описанию модели k-го элемента уровня h = 1 (рис. 13.4), введя следующие дополнительные обозначения:

                                   - элемент,

- вспомогательный элемент,

-          решающий элемент,

 - решения.

Предполагается, что в цехе k (k = 1, K) производится только обработка полуфабриката j (j = 1, J), где j - одновременно и вид выпускаемой продукции. Наиболее подробно отразим потоки материальных ресурсов, тогда как остальные виды потоков (кроме информационного) представим интегрально в виде темпа w_5jk, заданного как число, и определяющего верхний предел выпуска продукции с учетом трудовых, финансовых ресурсов и оборудования (темп w_5jk задан численно). При принятии решений используются эвристические алгоритмы.

Управляющая часть вырабатывает следующие виды решений (рис. 4.13):

1) темп выпуска продукции u_1jk;

2) темп запуска продукции u_2jk;

3) темп запроса диспетчеру u_3jk.

Рассмотрим последовательно процедуры принятия перечисленных решений.

Решение u_1jk.

Тогда формальное описание ОУ (уровень h = 0) имеет следующий вид.

z_1jk(t_i+1) = z_1jk(t_i) + [t]*(x_jk[t_i] - x_1jk[t_i]),