On some technology of project modeling of stochastic manufacturing technological processes

Principles of modification of program—technological simulation tools of stochastic discrete technological processes are described for the following problem fields: investigation of computing processes; simulation of assemble and disassemble jobs; models of stochastic net scheduling, post offices, di...

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:

Bibliographische Detailangaben
Datum:	2015
Hauptverfasser:	Maksimey, I.V., Levchuk, V.D., Smorodin, V.S., Maslovich, S.F., Popova, E.O., Potashenko, A.M., Starchenko, V.V., Tereschenko, G.A.
Format:	Artikel
Sprache:	Ukrainian
Veröffentlicht:	Інститут програмних систем НАН України 2015
Schlagworte:	UDC 681.3
Online Zugang:	https://pp.isofts.kiev.ua/index.php/ojs1/article/view/31
Tags:	Tag hinzufügen Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
Назва журналу:	Problems in programming

Institution

Problems in programming

id	pp_isofts_kiev_ua-article-31
record_format	ojs
resource_txt_mv	ppisoftskievua/15/fe7d4c8b3b8f32cf9b47545ccbfe4315.pdf
spelling	pp_isofts_kiev_ua-article-312018-10-09T14:10:39Z On some technology of project modeling of stochastic manufacturing technological processes Инструментарий имитационного моделирования дискретных вероятностных технологических процессов производства Інструментарій імітаційного моделювання дискретних імовірних технологічних процесів виробництва Maksimey, I.V. Levchuk, V.D. Smorodin, V.S. Maslovich, S.F. Popova, E.O. Potashenko, A.M. Starchenko, V.V. Tereschenko, G.A. UDC 681.3 УДК 681.3 УДК 681.3 Principles of modification of program—technological simulation tools of stochastic discrete technological processes are described for the following problem fields: investigation of computing processes; simulation of assemble and disassemble jobs; models of stochastic net scheduling, post offices, discrete manufacturing processes with unreliable equipment. Излагаются принципы модификации программно-технологического комплекса имитации вероятности дискретных технологических процессов для проблемных областей: исследование вычислительных процессов; моделирование сборочно-разборочных работ; моделирование вероятностного сетевого планирования, почтовых отделений связи, дискретных технологических процессов производства с ненадежным оборудованием. Викладаються принципи модифікації програмно-технологічного комплексу імітації ймовірності дискретних технологічних процесів для проблемних галузей: дослідження обчислювальних процесів, моделювання збірково-розбіркових робіт; моделювання ймовірносного мережевого планування, поштових відділень зв'язку, дискретних технологічних процесів виробництва з ненадійним обладнанням. Інститут програмних систем НАН України 2015-07-01 Article Article application/pdf https://pp.isofts.kiev.ua/index.php/ojs1/article/view/31 PROBLEMS IN PROGRAMMING; No 4 (2003) ПРОБЛЕМЫ ПРОГРАММИРОВАНИЯ; No 4 (2003) ПРОБЛЕМИ ПРОГРАМУВАННЯ; No 4 (2003) 1727-4907 uk https://pp.isofts.kiev.ua/index.php/ojs1/article/view/31/35 Copyright (c) 2015 ПРОБЛЕМИ ПРОГРАМУВАННЯ
institution	Problems in programming
baseUrl_str	https://pp.isofts.kiev.ua/index.php/ojs1/oai
datestamp_date	2018-10-09T14:10:39Z
collection	OJS
language	Ukrainian
topic	UDC 681.3
spellingShingle	UDC 681.3 Maksimey, I.V. Levchuk, V.D. Smorodin, V.S. Maslovich, S.F. Popova, E.O. Potashenko, A.M. Starchenko, V.V. Tereschenko, G.A. On some technology of project modeling of stochastic manufacturing technological processes
topic_facet	UDC 681.3 УДК 681.3 УДК 681.3
format	Article
author	Maksimey, I.V. Levchuk, V.D. Smorodin, V.S. Maslovich, S.F. Popova, E.O. Potashenko, A.M. Starchenko, V.V. Tereschenko, G.A.
author_facet	Maksimey, I.V. Levchuk, V.D. Smorodin, V.S. Maslovich, S.F. Popova, E.O. Potashenko, A.M. Starchenko, V.V. Tereschenko, G.A.
author_sort	Maksimey, I.V.
title	On some technology of project modeling of stochastic manufacturing technological processes
title_short	On some technology of project modeling of stochastic manufacturing technological processes
title_full	On some technology of project modeling of stochastic manufacturing technological processes
title_fullStr	On some technology of project modeling of stochastic manufacturing technological processes
title_full_unstemmed	On some technology of project modeling of stochastic manufacturing technological processes
title_sort	on some technology of project modeling of stochastic manufacturing technological processes
title_alt	Инструментарий имитационного моделирования дискретных вероятностных технологических процессов производства Інструментарій імітаційного моделювання дискретних імовірних технологічних процесів виробництва
description	Principles of modification of program—technological simulation tools of stochastic discrete technological processes are described for the following problem fields: investigation of computing processes; simulation of assemble and disassemble jobs; models of stochastic net scheduling, post offices, discrete manufacturing processes with unreliable equipment.
publisher	Інститут програмних систем НАН України
publishDate	2015
url	https://pp.isofts.kiev.ua/index.php/ojs1/article/view/31
work_keys_str_mv	AT maksimeyiv onsometechnologyofprojectmodelingofstochasticmanufacturingtechnologicalprocesses AT levchukvd onsometechnologyofprojectmodelingofstochasticmanufacturingtechnologicalprocesses AT smorodinvs onsometechnologyofprojectmodelingofstochasticmanufacturingtechnologicalprocesses AT maslovichsf onsometechnologyofprojectmodelingofstochasticmanufacturingtechnologicalprocesses AT popovaeo onsometechnologyofprojectmodelingofstochasticmanufacturingtechnologicalprocesses AT potashenkoam onsometechnologyofprojectmodelingofstochasticmanufacturingtechnologicalprocesses AT starchenkovv onsometechnologyofprojectmodelingofstochasticmanufacturingtechnologicalprocesses AT tereschenkoga onsometechnologyofprojectmodelingofstochasticmanufacturingtechnologicalprocesses AT maksimeyiv instrumentarijimitacionnogomodelirovaniâdiskretnyhveroâtnostnyhtehnologičeskihprocessovproizvodstva AT levchukvd instrumentarijimitacionnogomodelirovaniâdiskretnyhveroâtnostnyhtehnologičeskihprocessovproizvodstva AT smorodinvs instrumentarijimitacionnogomodelirovaniâdiskretnyhveroâtnostnyhtehnologičeskihprocessovproizvodstva AT maslovichsf instrumentarijimitacionnogomodelirovaniâdiskretnyhveroâtnostnyhtehnologičeskihprocessovproizvodstva AT popovaeo instrumentarijimitacionnogomodelirovaniâdiskretnyhveroâtnostnyhtehnologičeskihprocessovproizvodstva AT potashenkoam instrumentarijimitacionnogomodelirovaniâdiskretnyhveroâtnostnyhtehnologičeskihprocessovproizvodstva AT starchenkovv instrumentarijimitacionnogomodelirovaniâdiskretnyhveroâtnostnyhtehnologičeskihprocessovproizvodstva AT tereschenkoga instrumentarijimitacionnogomodelirovaniâdiskretnyhveroâtnostnyhtehnologičeskihprocessovproizvodstva AT maksimeyiv ínstrumentaríjímítacíjnogomodelûvannâdiskretnihímovírnihtehnologíčnihprocesívvirobnictva AT levchukvd ínstrumentaríjímítacíjnogomodelûvannâdiskretnihímovírnihtehnologíčnihprocesívvirobnictva AT smorodinvs ínstrumentaríjímítacíjnogomodelûvannâdiskretnihímovírnihtehnologíčnihprocesívvirobnictva AT maslovichsf ínstrumentaríjímítacíjnogomodelûvannâdiskretnihímovírnihtehnologíčnihprocesívvirobnictva AT popovaeo ínstrumentaríjímítacíjnogomodelûvannâdiskretnihímovírnihtehnologíčnihprocesívvirobnictva AT potashenkoam ínstrumentaríjímítacíjnogomodelûvannâdiskretnihímovírnihtehnologíčnihprocesívvirobnictva AT starchenkovv ínstrumentaríjímítacíjnogomodelûvannâdiskretnihímovírnihtehnologíčnihprocesívvirobnictva AT tereschenkoga ínstrumentaríjímítacíjnogomodelûvannâdiskretnihímovírnihtehnologíčnihprocesívvirobnictva
first_indexed	2025-07-17T09:50:04Z
last_indexed	2025-07-17T09:50:04Z
_version_	1838409618926075904
fulltext	Прикладные программные системы © И.В. Максимей, В.Д. Левчук, С.Ф. Маслович, Е.О. Попова, А.М. Поташенко, В.С. Смородин, В.В. Старченко, Г.А. Терещенко, 2003 92 ISSN 1727-4907. Проблемы программирования. 2003. № 4 УДК 681.3 И.В. Максимей, В.Д. Левчук, С.Ф. Маслович, Е.О. Попова, А.М. Поташенко, В.С. Смородин, В.В. Старченко, Г.А. Терещенко ИНСТРУМЕНТАРИЙ ИМИТАЦИОННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ДИСКРЕТНЫХ ВЕРОЯТНОСТНЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ПРОИЗВОДСТВА Излагаются принципы модификации программно-технологического комплекса имитации вероятности дискретных технологических процессов для проблемных об- ластей: исследование вычислительных процессов; моделирование сборочно-разбо- рочных работ; моделирование вероятностного сетевого планирования, почтовых отде- лений связи, дискретных технологических процессов производства с ненадежным оборудованием. Введение Для исследования дискретных технологических процессов производ- ства (ДТПП) разработан мощный ана- литический аппарат, основанный на использовании моделей сетевого пла- нирования [1]. Однако в случае веро- ятностного характера технологических операций (ТХОi) возникают проблемы с применением процедур анализа па- раметров сетевого графика (СГР). По- этому исследователи вынуждены при- менять имитационные модели (ИМ), использующие процедуры метода Монте-Карло [2]. Существует большое количество типов ДТПП, у которых ТХОi имеют сходную методику реше- ния с помощью ИМ. Это обстоятель- ство побудило авторов разработать программно-технологический комплекс исследования (ПТКИ) ДТПП [3], авто- матизирующий большинство этапов разработки и использования ИМ веро- ятностных ДТПП. В данной статье из- лагаются принципы модификации и использования ПТКИ ДТПП для сле- дующих проблемных областей: — исследование параметров вы- числительного процесса (ВП) и рабо- чей нагрузки (РН) в вычислительных системах (ВС) и локальных вычисли- тельных сетях (ЛВС) с помощью ими- тационных моделей; — проектное моделирование тех- нологии проведения сборочно-разбо- рочных работ; — расчеты параметров СГР с вероятностным характером микротех- нологических операций (МТХОij), реа- лизующих процедуры метода Монте- Карло; — анализ динамики развития технологических процессов в почтовых отделениях связи (ПОС); — отработка вариантов управ- ления реализацией ДТПП в условиях возникновения чрезвычайных ситуа- ций. Использованию ПТКИ ДТПП в перечисленных предметных областях способствует то, что во всех этих слу- чаях применения ИМ реализуются од- ни и те же процедуры на этапах созда- ния, испытания и исследования свойств ИМ согласно универсальной технологии имитационного моделиро- вания, предложенной в монографии [4]. Различие между ИМ по этим пред- метным областям заключается в алго- ритмах активностей и процессов этих ИМ. Поэтому одним из путей модифи- кации ПТКИ ДТПП явилась разработка библиотек компонентов ИМ. 2. Программно-технологический комплекс имитации дискретных технологических процессов Предметом исследования явля- ется поиск "узких мест" в ДТПП в хо- де имитационных экспериментов, оп- ределение пропускной способности производственных предприятий, функ- Прикладные программные системы 93 ционирующих на основе вероятност- ных характеристик ДТПП предпри- ятий, для получения оценок характе- ристик надежности и безопасности реализации ДТПП, а также выбора рациональных вариантов его органи- зации с целью обеспечения возмож- ности принятия решения в условиях неопределенности и риска, в том чис- ле и для предотвращения случаев ава- рий и катастроф техногенного и эко- генного характера. ПТКИ ДТПП реализован как средство предметного расширения сис- темы моделирования (СМ) MICIC [4] при исследовании функционирования ДТПП методами имитационного моде- лирования. Основное назначение ПТКИ ДТПП [3] состоит в реализации методов анализа вероятностных ДТПП и автоматизации этапов разработки имитационных моделей ДТПП и их ис- пользования на основе процедур мето- да статистических испытаний. ПТКИ ДТПП состоит из следующих подсис- тем: базовой СМ MICIC, подсистемы взаимодействия с пользователем (ПС ВЗАИМОДЕЙСТВ), подсистемы расче- та и анализа параметров вероятностно- го сетевого графика (ВСГ) по методу Монте-Карло (ПС. РАСЧЕТОВ), под- системы оптимизации сетевого графи- ка и принятия решений (ПС. ОПТИ- МИЗ). Связи подсистем осуществляют- ся через информационную базу дан- ных (ИБД). Блок-схема ПТКИ ДТПП представлена на рисунке. ПС. ВЗАИМОДЕЙСТВ организу- ет первоначальный ввод описания ВСГ и перевод его на внутренний язык, контролирует корректность описания, выдает исследователю результаты это- го контроля для устранения ошибок в описании ВСГ. Это взаимодействие ПС. ВЗАИМОДЕЙСТВ Технологическая оболочка ПС. РАСЧЕТОВ Б. ТЕХНОЛОГ Б. ОПИСАНИЙ Б. ЭЛЕМЕНТОВ ПС. ИСПЫТАН ПС. ОПТИМИЗ СМ MICIC ИБД СМ MICIC Рисунок. Блок-схема управляющих и информационных связей библиотек и подсистем ПТКИ ДТПП Прикладные программные системы 94 осуществляется с помощью набора ди- ректив "меню" в режиме "вопрос— ответ". ПС. РАСЧЕТОВ реализует ВСГ в серии i-х реализаций (i = 1, N) по мето- ду Монте-Карло [2] в виде последова- тельности детерминированных сетевых графиков (ДСГР). При этом осуществ- ляется поиск динамических ошибок в ВСГ и при их обнаружении дальней- ший расчет параметров ДСГР не про- изводится, а сама подсистема перехо- дит в диалоговый режим взаимодейст- вия с пользователем для корректиров- ки ВСГ. Расчет параметров ДСГР вы- полняется до тех пор, пока не будет верифицирована i-я реализация ВСГ, в которой все МТХОij имеют детермини- рованный характер. Далее имитируется выполнение ДСГР с расчетом ранних и поздних сроков выполнения событий j (tрj и tпj), определения резервов свер- шения событий {Rj} и поиском крити- ческого пути (KRPi), представляющего собой последовательность {МТХОij} с нулевым резервом свершения событий. ПС. ОПТИМИЗ сортирует ин- формацию, накопленную в файле ста- тистики, и формирует выборки объема N каждой статистики имитации (tрj, tnj, Rj, KRPi). По этим выборкам формиру- ются функции распределения, матема- тические ожидания и дисперсии этих параметров. Анализ множества {KRPi} позволяет выбрать наиболее вероятный критический путь и оценить наиболее вероятные значения коэффициентов напряженности работ. Определяется список событий, имеющих наибольшие резервы их выполнения, и выбираются все MTXOij, входящие в эти события. Из этих MTXOij намечаются кандидаты на изъятие ресурсов на величину, соот- ветствующую резерву времени выпол- нения МТХОij. В основу использования СМ МICIC [4] положена концепция много- уровневого представления объектов моделирования (ОМ). Это позволяет работать с этими ИМ пользователям разной квалификации. Уровни пользо- вателей определяются следующими це- лями использования ИМ: создание концептуальной модели и формального описания ОМ; программирование ал- горитмов ИМ; конструирование оче- редного варианта имитации ОМ; экс- плуатация ИМ. Согласно этому пользо- ватели СМ МICIC логически подразде- ляются на аналитиков, разработчиков, конструкторов и исследователей ОМ. Исследователи рассматривают ОМ как "черный ящик", имеющий входы (па- раметры) и выходы (отклики) имита- ции. Для постановки имитационного эксперимента (ИЭ) служит интегриро- ванная среда СМ МICIC. В ней имеют- ся оперативные средства для форми- рования рабочей нагрузки (РН), про- смотра результатов имитации, сбора статистики и реализации ИЭ. Структу- ру ИМ ОМ задает конструктор модели. Он рассматривает ОМ как многофазо- вую многоканальную систему массово- го обслуживания (СМО). Ее отображе- нием является граф, в котором верши- ны представляют собой процессы (приборы СМО), а дуги – возможные пути следования транзактов (TRl). ИМ ОМ функционирует в модельном вре- мени (t0) путем отображения взаимо- действий TRl с процессами i. На дугах i между процессами i и j функциональ- ные действия отсутствуют. Интегриро- ванная среда СМ МICIC позволяет создавать, модифицировать и уничто- жать элементы структуры ИМ, видо- изменять связи между ними, перево- дить их в различные состояния, полу- чать справочную информацию. Разработчик модели программи- рует на языке моделирования СМ МICIC компоненты ИМ. Он проводит декомпозицию структуры ОМ, выделя- ет каждому механизму обслуживания пары процесс—транзакт. Для каждой такой пары составляется граф актив- ностей, отображающий последователь- ную смену функциональных взаимо- действий компонентов ИМ в модель- ном времени (t0). Таким образом, раз- работчик ИМ на языке моделирования СМ МICIC определяет параметры и Прикладные программные системы 95 отклики модели, реализует алгоритмы активностей и операторы организации квазипараллельного взаимодействия ком- понентов ИМ. Интегрированная среда исследо- вателя ИМ позволяет выполнить сле- дующие функции: корректировка па- раметров ИМ; просмотр значений от- кликов ИМ; организация мониторинга процесса имитации; постановка и реа- лизация планов эксперимента; экспорт результатов многопрогонного экспери- мента на ИМ. Интегрированная среда конструктора ИМ предоставляет такие возможности ИЭ: создание и удаление элементов структуры ИМ; изменение состояний элементов и связей между ними; генерация сигналов к элементам ИМ; просмотр и корректировка пара- метров элементов ИМ; управление очередями в ИМ; получение справоч- ной информации. Аналитик ИМ разра- батывает концептуальную модель и формализует ОМ, опираясь на базовую схему формализации языка моделиро- вания (ЯМ) СМ МICIC, а также интер- претирует результаты ИЭ. Процессы (устройства) могут быть многоканальными и обслуживать параллельно несколько TRl. Взаимодей- ствующая пара версии устройства и копия TRl называется каналом. Они мо- гут функционировать в одном из двух режимов: "сервер" и "процесс". В ре- жиме "процесс" генерируются потоки транзактов. В режиме "сервер" устрой- ство может принимать сигналы типа "открыть" и "закрыть" работу. Устрой- ство "процесс" управляется сигналами "пассивизировать" и "активизировать". Транзакты могут принимать сигналы "задержать", "отпустить", "покинуть", "повторить" и "уничтожить". Каждый TRl обладает встроенными приоритетом и указателем направления движения по устройствам ИМ. Конечная актив- ность процесса определяет очередное устройство согласно программе их вы- бора, задаваемой разработчиком в "те- ле" TRl. В "теле" транзакта также име- ется буфер для сбора статистики ими- тации поведения транзакта ИМ. При- ходя на обслуживание в занятое уст- ройство, TRl автоматически становится в очередь к нему. Очередь TRl упоря- дочена по неубыванию приоритета и времени прибытия его в очередь. Таким образом, СМ МICIC по- зволяет исследователю: — объединять в одном тексте ИМ ОМ декларативный и алгоритми- ческий способы описания компонентов модели; — объединять в тексте ИМ три способа формализации (процессный, транзактный, агрегатный); — реализовать алгоритмы функционирования устройств с помо- щью графа активностей; — организовать связи между компонентами ИМ по управлению как путем передачи транзактов на очереди к устройствам, так и с помощью неяв- ных управляющих сигналов, изменяю- щих состояния устройств и транзактов; — параметризовать и размно- жать компоненты ИМ; — реализовать многоканальную обработку транзактов на устройствах. С помощью СМ МICIC исследо- ватель может оперативным образом описать программы: процессов, ото- бражающих МТХОij; классов TRl, ото- бражающих запросы на выполнение МТХОij, и очереди (ОЧij), связывающие МТХОij друг с другом, согласно графу технологии реализации ДТПП. 2. Проблемно-ориентированная модификация ПТКИ ДТПП В ходе применения ПТКИ ДТПП определилась возможность его расши- рения благодаря добавлению новых подсистем и модификации состава библиотек процедур комплекса. Пре- жде всего добавлена подсистема ис- пытания и исследования свойств ИМ (ПС. ИСПЫТАН), а библиотека проце- дур комплекса расширена библиотека- ми описаний элементов ИМ и пара- метризованных ИМ каждой из рас- сматриваемых предметных областей. Прикладные программные системы 96 Технология проблемной модифи- кации ПТКИ ДТПП реализуется сле- дующей последовательностью этапов: 1. Разработка библиотек опи- саний элементов для каждой проблем- ной области исследований (Б. ЭЛЕ- МЕНТОВ). 2. Разработка библиотеки пара- метризованных "заготовок" ИМ, ском- понованных из библиотеки описаний элементов (Б.ОПИСАНИЙ). 3. Расширение состава библио- теки процедур технологического обес- печения имитационного эксперимента (Б. ТЕХНОЛОГ), характерных для каж- дой предметной области исследований ДТПП. 4. Разработка процедур автома- тизации натурных экспериментов (НЭ) для получения исходной информации, необходимой для проведения верифи- кации и испытания ИМ ДТПП соответ- ствующей предметной области. 5. Расширение в СМ МICIC со- става библиотеки процедур, исполь- зуемых при решении задач соответст- вующей предметной области. В резуль- тате реализуется известный принцип модификации программного обеспече- ния (ПО) "ромашки", лепестками кото- рой являются библиотеки процедур, используемых для решения задач ис- следования каждой предметной облас- ти, а сердцевина состоит из универ- сальной части ПТКИ ДТПП. Во время начального ввода опи- сания вероятностного сетевого графи- ка ДТПП с помощью подсистемы ВЗАИМОДЕЙСТВ происходит перевод директив описания на внутренний язык. В ходе имитации ВСГ по методу Монте-Карло ПС. РАСЧЕТОВ выдает серии i-х реализаций ИМ в виде по- следовательности детерминированных сетевых графиков. В итоге к этапу анализа уже сформированы выборки объема N. По этим выборкам опреде- ляются математические ожидания (Μj) и дисперсии{Dj} j-х параметров ВСГ и множество критических путей {KRPi}, i = 1, N. По множеству {KRPi} формиру- ется новый сетевой график ВСГ, в ко- тором длительности выполнения мик- ротехнологических операций (МТХОij) представляют собой математические ожидания длительностей их выполне- ния (Mτij), являясь уже детерминиро- ванными величинами. Сами же веро- ятности переходов между узлами ВСГ определяются по частотам их встре- чаемости в {KRPi}. Далее проводится вторая итерация исследований, но уже с ВСГ* с помощью ПС. РАСЧЕТОВ по изложенной выше методике. В итоге на n-й итерации ВСГ* выродится в по- следовательность {МТХО*ij} с высокой вероятностью нахождения их на всех критических путях ДСГi. Базовая СМ МICIC [2] моделирует выполнение ДСГi и фиксирует ранние и поздние сроки выполнения событий (tрi и tпi). Техноло- гическая оболочка ПТКИ ДТПП "вы- свечивает" на экран дисплея список событий критического пути и событий, имеющих большие резервы их свер- шения. Кроме того, с помощью ИБД обеспечивается интерфейс между тех- нологическими этапами исследования ВСГ и их верификация реальными ДТПП. Б. ЭЛЕМЕНТОВ содержит опи- сание множеств {ТХОi} и {МТХОij} для k-й предметной области. Например, в случае исследования ВП в ВС или ЛВС МТХОij представляют собой описания компонентов подмоделей аппаратно- программных компонентов ВС или уз- лов ЛВС. При проектном моделирова- нии ДТПП с меняющейся структурой все описания {ТХОi} формируются в виде списковой структуры, элементами которой являются описания МТХОij. Все эти списки задаются исследователем при построении технологических карт (ТК). Между ТХОi задаются операции "расщепления" и "сборки" последова- тельностей {ТХОi}. Внутри любой ТХОi сохраняется последовательный харак- тер выполнения МТХОij. Для случая анализа ДТПП, в которых переходы между МТХОij являются вероятностны- ми, в качестве средства описания ис- пользуются ВСГ, где длительности вы- Прикладные программные системы 97 полнения МТХOij (τij) задаются соответ- ствующими функциями распределения вероятностей их значений. Технологи- ческие операции почтовых отделений связи (ПОС) описываются с помощью таких средств базовой СМ МICIC, как транзакты (TR) и обслуживающие уст- ройства (УОСij). Поэтому нет необхо- димости в создании дополнительных заготовок описаний компонентов ИМ ТППОС, для этой цели достаточно СМ МICIC. Б. ОПИСАНИЙ содержит вари- анты разработанных ранее ИМ для решения задач проектного моделиро- вания по каждой из предметных облас- тей. Состав ИМ в этой библиотеке может пополняться с помощью средств каталогизации ИМ базовой СМ МICIC. Например, в случае исследований ВП в ЛВС в библиотеке содержится ИМ ВП и РН на узлах ЛВС. Эти ИМ имитиру- ют распределенную обработку инфор- мации в ЛВС, рабочими узлами кото- рой являются однопроцессорные ПЭВМ, а распределение потока запро- сов на обработку имитируется про- граммой-диспетчером, расположенной на серверах ЛВС. При проектном моделировании ДТПП с меняющейся структурой в со- став Б. ОПИСАНИЙ входят варианты имитации сборочно-расборочных тех- нологических операций, отличающих- ся друг от друга составом операций "расщепления" и "сборки" множества {ТХОi}. Для решения проектных задач с помощью ВСГ в состав библиотеки Б.ОПИСАНИЙ входят варианты {ТХОi}, заданных графами, узлами ко- торых являются {МТХОij} с вероятно- стными значениями параметров и прошедшие все этапы разработки и верификации ИМ. Поэтому для их ис- пользования необходимо лишь задание исходной информации при "запитке" ВСГ. Для проектного моделирования ТП ПОС в качестве параметризован- ных заготовок ИМ в состав Б. ОПИ- САНИЙ входят подмодели реализации почтовых услуг i-го типа (ПУi). Для этих подмоделей при выборе вариан- тов организации ПУi достаточно задать стандартизованный состав информа- ции о структуре, составе и особенно- стях технологии реализации ПУi, пове- дении и характеристиках запросов пользователей на обслуживание в ПОСj. Состав библиотеки Б. ТЕХНО- ЛОГ расширен за счет специализиро- ванных процедур обработки результа- тов моделирования, используемых в каждой из рассматриваемых предмет- ных областей исследования. Например, для обеспечения исследований ВП и РН на ЛВС в составе Б. ТЕХНОЛОГ каталогизированы процедуры: анализа трассы реализации ВП (ПР. ТРАСС), измеренной с помощью соответствую- щей подсистемы мониторинга [3]; на- хождения средних значений статистик имитации при использовании метода статистических испытаний (ПР. СТА- ТИС); обработки "трассы" расхода ре- сурсов ЛВС при имитации вариантов организации распределенной обработ- ки информации на рабочих узлах ЛВС (ПР. РАСОБ). Для исследования ДТПП с вероятностным составом МТХОij в Б.ТЕХНОЛОГ добавлены процедуры: формирования ВСГ (ПР. ФОРГР) из множества {KPPi}; обработки выборок длительностей выполнения МТХОij, формируемых при реализации i-х ите- раций метода Монте-Карло (ПР. DЛИ- ТЕ). Проектное моделирование ТП ПОС обеспечивается в Б. ТЕХНОЛОГ набором процедур: формирования ежесуточных значений статистик ими- тации (ПР. СУТСТ); оценки загрузки технологических операций (ПР. ЗА- ГРУ); оценки потерь запросов в очере- дях к МТХОij (ПР. ПОТЕР); формирова- ния статистик получения дохода от реализации ПУi (ПР. ДОХОД). Для имитации сборочно-разбо- рочных операций в ДТПП с меняю- щимся составом технологии реализа- ции ТХОi в Б. ТЕХНОЛОГ добавлены процедуры: анализа трассы реализации сборочно-разборочных работ (ПР. АТ- РАС); нахождения средних значений времен реализации ТХОi по методу Прикладные программные системы 98 Монте-Карло (ПР. СРЕДН). Для отра- ботки методик управления и анализа характеристик ДТПП в чрезвычайных ситуациях в состав Б. ТЕХНОЛОГ до- бавлены процедуры: формирования статистик управления вероятностными ДТПП (ПР. УПРАВ); нахождения сред- них значений статистик управления по методу Монте-Карло (ПР. УСРЕД); на- хождения вероятностных характери- стик безотказности (ПР. БЕЗОТ.) и на- дежности (ПР. НАДЕЖ) в чрезвычай- ных ситуациях. Поскольку технология испытания и исследования свойств ИМ в рассмат- риваемых предметных областях прак- тически одинакова и реализует уни- версальные методики, изложенные в монографии [5], то для решения по- ставленных задач достаточно возмож- ностей подсистемы испытания (ПС. ИСПЫТАН), реализованной в составе технологической оболочки СМ МICIC. В распоряжение исследователей пре- доставляются следующие процедуры ПС. ИСПЫТАН: оценки точности ими- тации (ПР. ТОЧНО); нахождения дли- ны переходного периода имитации (ПР. ПЕРЕХ); оценка устойчивости ИМ (ПР. УСТОЙ); анализа чувствительно- сти ИМ и ранжировки параметров и откликов ИМ (ПР. ЧУВСТВ); проверки адекватности ИМ (ПР. АДЕКВ); нахож- дения рабочей области изменения па- раметров ИМ (ПР. ОБЛАС); поиска "узких мест" (ПР. УЗМЕСТ); нахожде- ния в ИМ мест несбалансированности ДТПП (ПР. НЕСБАЛ). Особенности постановки имита- ционных экспериментов (ИЭ) для каж- дой предметной области исследования ДТПП определяют специфику реали- зации ПС. ОПТИМИЗ множеством процедур обработки результатов ИЭ в составе ПС. ОПТИМИЗ для получения исходной информации, необходимой для реализации ИЭ и использования метода верификации ИМ ДТПП. По- скольку отклики этой модели для рас- сматриваемых предметных областей исследований, как правило, представ- ляют собой векторные величины, то для анализа результатов ИЭ разрабо- таны процедуры: приведения откликов к безразмерным величинам (ПР. БЕЗ- РА); "свертки" векторов откликов к скалярным величинам по методу весо- вых коэффициентов (ПР. СВЕРТ); при- ведения откликов к одному типу (ПР. ОДНОТ); выбора определяющего фак- тора (ПР. ОПРФА); выбора главного критерия (ПР. ГЛКРИ); последователь- ных уступок (ПР. УСТУП); формирова- ния логического составного критерия (ПР. СОСТК). Поскольку ДТПП могут функ- ционировать в условиях неопределен- ности поведения их внешней среды, то для этой цели в составе ПС. ОПТИ- МИЗ разработана процедура (ПР. НЕ- ОПР), реализующая классические кри- терии принятия решений в условиях неопределенности и риска (ММ-крите- рия, Севиджи, Байеса—Лапласа, Ход- жа—Лемана, Гурвица, Гермеера [4]). Таким образом, перечисленные допол- нения возможностей технологической оболочки СМ МICIC превращают ПТКИ ДТПП в универсальный инстру- ментарий проектного моделирования ДТПП весьма обширной предметной области исследований. 1. Жогаль С.И., Максимей И.В. Задачи и моде- ли исследования операций. Ч. 1. Аналитиче- ские модели исследования операций: Уч. пособ. – Гомель: БелГУТ, 1999. – 109 с. 2. Максимей И.В., Серегина В.С. Задачи и мо- дели исследования операций. Ч. 2. Методы нелинейного и стохастического програм- мирования: Уч. пособ. – Гомель: БелГУТ, 1999. – 103 с. 3. Применение программно-технологического комплекса имитации при оценке возможно- сти возникновения чрезвычайных ситуаций в технологических процессах производства / И.В. Максимей, Е.О. Попова, А.М. Пота- шенко и др. // Изв. ГГУ им. Ф. Скорины. – 2002. – N 6(15). – С. 67—69. 4. Задачи и модели исследования операций. Ч. 3. Технология имитации на ЭВМ и приня- тие решений: учебное пособие / И.В. Мак- симей, В.Д. Левчук, С.П. Жогаль и др. – Гомель: БелГУТ, 1999. – 150 с. 5. Максимей И.В. Имитационное моделирова- ние на ЭВМ. – М.: Радио и связь, 1989. – 230 с. Прикладные программные системы 99 Получено 12.06.03 Об авторах Максимей Иван Васильевич, д-р. техн. наук, проф., зав. каф. матема- тических проблем управления Левчук Виктор Дмитриевич, канд. техн. наук, доцент Смородин Виктор Сергеевич, канд. техн. наук, доцент Маслович Сергей Федорович, аспирант Попова Елена Олеговна, аспирант Поташенко Александр Михайлович, аспирант Старченко Владимир Владимирович, аспирант Терещенко Галина Анатольевна, аспирант Место работы авторов: Гомельский государственный университет им. Ф. Скорины, г. Гомель, Беларусь

On some technology of project modeling of stochastic manufacturing technological processes

Institution

Ähnliche Einträge