Имитационное моделирование

Таким образом, вследствие последовательного  характера обработки информации в ЭВМ, параллельные процессы, происходящие в модели, преобразуются с помощью  рассмотренного механизма в последовательные. Такой способ представления носит название квазипараллельного процесса.

Простейшая  классификация на основные виды имитационных моделей связана с применением  двух этих способов продвижения модельного времени. Различают имитационные модели:

<!--[if !supportLists]-->• <!--[endif]-->непрерывные;

<!--[if !supportLists]-->• <!--[endif]-->дискретные;

<!--[if !supportLists]-->• <!--[endif]-->непрерывно-дискретные.

В непрерывных имитационных моделях переменные изменяются непрерывно, состояние моделируемой системы меняется как непрерывная функция времени, и, как правило, это изменение описывается системами дифференциальных уравнений. Соответственно продвижение модельного времени зависит от численных методов решения дифференциальных уравнений.

В дискретных имитационных моделях переменные изменяются дискретно в определенные моменты имитационного времени (наступления событий). Динамика дискретных моделей представляет собой процесс перехода от момента наступления очередного события к моменту наступления следующего события.

Поскольку в реальных системах непрерывные и дискретные процессы часто невозможно разделить, были разработаны  непрерывно-дискретные модели, в которых совмещаются механизмы продвижения времени, характерные для этих двух процессов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Моделирующий алгоритм. Имитационная модель

 

Имитационный характер исследования предполагает наличие логико, или логико-математических моделей, описываемых изучаемый процесс (систему).

Логико-математическая модель сложной системы может быть как  алгоритмической, так и неалгоритмической.

Чтобы быть машинно-реализуемой, на основе логико-математической модели сложной системы строится моделирующий алгоритм, который описывает структуру и логику взаимодействия элементов в системе.

Имитационная модель – это программная реализация моделирующего алгоритма. Она составляется с применением средств автоматизации моделирования. Подробнее технология имитационного моделирования, инструментальные средства моделирования, языки и системы моделирования, с помощью которых реализуются имитационные модели, будут рассмотрены ниже.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5. Имитационная модель банковской системы

       

Для того, чтобы  привести пример имитационного моделирования  можно рассмотреть обслуживание клиентов банка кассиром. Клиенты  приходят в банк. Ждут обслуживания, если кассир занят, обслуживаются у кассира, потом уходят из банка. Клиенты, которые приходят в банк в тот момент, когда кассир занят, ждут обслуживания в одной очереди. Для упрощения задачи, можно ввести условие, что время прибытия клиента и время его обслуживания заранее известны для каждого из клиентов (таблица 1). Цель состоит в ручной имитации функционирования данной системы,  чтобы определить, какой процент времени кассир свободен и какое среднее время пребывания клиента в банке.

 

Таблица 1. Время  прибытия и время обслуживания каждого  клиента

Номер клиента	Момент прибытия, (мин )	Время обслуживания, (мин )
1	3,2	3,8
2	10,9	3,5
3	13,2	4,2
4	14,8	3,1
5	17,7	2,4
6	19,8	4,3
7	21,5	2,7
8	26,3	2,1
9	32,1	2,5
10	36,6	3,4

 

Итоги  имитации с учетом исходных данных(таблица 1)  приводятся в таблице 2 . При этом предполагалось, что в начальный момент времени  в банке нет клиентов, кассир свободен. А первый клиент прибывает в момент времени, равный 3,2 минуты.

В таблице № 2 первый и второй столбцы заимствованы  из таблицы №1. Время начала обслуживания, которые мы обозначили в третьем  столбце, зависит от того, покинул  ли предыдущий клиент банк. Оно принимается  как  равное наибольшему значению из времен прибытия данного клиента и ухода предыдущего. Время ухода, представленное в четвертом столбце, вычисляется как сумма соответствующего элемента третьего столбца и времени обслуживания данного клиента, которое определяется по таблице №

Чтобы располагать  данные события прихода и ухода клиента в хронологическом порядке, нужно вести записи событий. События для последующей обработки. Это должно осуществляться при помощи занесения моментов наступления следующего события прихода и следующего события ухода. Сравнение этих моментов определяет  выбор одного из событий для обработки.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6. Методы построения математических моделей  для решения управленческих задач

 

1. аналитические и имитационные модели.

К аналитическим  моделям относят:

• модели линейного программирования;
• модели динамического программирования;
• сетевые модели (частный случай моделей линейного программирования).⁶

Имитационное  моделирование - это метод, позволяющий  строить модели, учитывающие время  выполнения процессов. В имитационной модели изменения процессов и данных ассоциируются с событиями. Процесс имитационного моделирования  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.

К имитационным моделям относят:

• системы массового обслуживания (СМО);
• абстрактные автоматы;
• сети Петри;
• агрегаты Бусленко;
• модели Форрестера;
• модели Глушкова;
• модели Пнуэли.

Выбор той или иной модели для решения организационных задач не является тривиальной задачей. Это в большой степени зависит от интуиции, опыта и таланта разработчика модели.

Заключение

 

    В данной курсовой работе нами были рассмотрены методы и этапы имитационного моделирования, а также был изучен процесс имитационного моделирования.

   Рассмотрев методы имитационного моделирования для  решения управленческих задач, можно говорить о том, что  помощью в решении задач создания эффективных систем управления  технологическими процессами является сочетание  методов теории управления и имитационного моделирования.

        И можем говорить о том, что  в имитационной модели можно  провести реализацию практически  любого алгоритма управленческой  деятельности, а также поведения  системы. Кроме того, данный метод является достаточно бюджетным. При этом помогает в исследования систем, а также количественной оценки характеристик их функционирования.

      Имитационное моделирование является одним из методов, который позволяет оценить систему, ее реакцию на раздражители по целому ряду показателей. С помощью моделирования определенного алгоритма сразу может решатся несколько задач.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список  использованной литературы

 

1. Андриевский Б.Р., Фрадков А.Л. Элементы математического моделирования в программных средах MATLAB 5 и Scilab // СПб., Наука, 2010.

2. Вертакова Ю.В., Кузъбожев Э.Н. Упреждающее управление на основе информационных технологий: Учебное пособие/Под ред. д-ра экон. наук Э.Н. Кузьбожева. Курск, 2009.

3. Гайцгори В.Г., Ицкович Э.Л., Первозванский А.А., Соркин Л.Р. Взаимосвязь задач оперативного управления производством и локальной оптимизации установок на предприятиях с непрерывной технологией // Автоматика и телемеханика, № 6, 1986.

4. Имитационные системы принятия экономических решений/К.А. Багри-новский, Т.Н. Конник, М.Р. Левинсон и др. М.: Наука, 1989. 
5. Карданская Н.Л. Принятие управленческого решения: Учебник для вузов. М.: ЮНИТИ, 2011.

6. Кустов Б.С., Яковис Л.М. Комбинированный метод расчета многомерных пропорционально-интегральных регуляторов для инерционных объектов с запаздыванием // ХХХIII Неделя науки СПбГПУ, Ч.IV: Материалы Всероссийской межвуз. научно-техн. конф.-СПб.: Изд-во СПбГПУ, 2008.  
7. ЛитвакБ.Г. Управленческие решения. М.: ТАНДЕМ, ЭКМОС, 2009.

8. Первозванский А.А. Курс теории автоматического управления // М., Наука, 1986

9. Ротач В.Я. Адаптация в системах управления технологическими процессами // Промышленные АСУ и контроллеры. №1, 2009 
10. Юкаева В. С. Управленческие решения: Учебное пособие. М.: Дашков и К", 2010.

¹ . Карданская Н.Л. Принятие управленческого решения: Учебник для вузов. М.: ЮНИТИ

² ЛитвакБ.Г. Управленческие решения. М.: ТАНДЕМ, ЭКМОС

³ Кустов Б.С., Яковис Л.М. Комбинированный метод расчета многомерных пропорционально-интегральных регуляторов для инерционных объектов с запаздыванием // ХХХIII Неделя науки СПбГПУ, Ч.IV: Материалы Всероссийской межвуз. научно-техн. конф.-СПб.: Изд-во СПбГПУ 

⁴ . Ротач В.Я. Адаптация в системах управления технологическими процессами // Промышленные АСУ и контроллеры. 

⁵ Имитационные системы принятия экономических решений/К.А. Багри-новский, Т.Н. Конник, М.Р. Левинсон и др

⁶ Андриевский Б.Р., Фрадков А.Л. Элементы математического моделирования в программных средах MATLAB 5 и Scilab // СПб.