автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.18, диссертация на тему:Исследование и разработка средств имитационного моделирования дискретных процессов преобразования ресурсов

ГОУ ВПО УРАЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ - УПИ

На правах рукописи УДК 65.001.575

АКСЁНОВ Константин Александрович

"ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА СРЕДСТВ ИМИТАЦИОННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ДИСКРЕТНЫХ ПРОЦЕССОВ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ

РЕСУРСОВ"

Специальность 05.13.18 - Математическое моделирование,

численные методы и комплексы программ

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Екатеринбург - 2003

Работа выполнена на кафедре автоматизированных систем управления Уральского государственного технического университета - УПИ.

Научный руководитель - кандидат технических наук, доцент Б.И. КЛЕБАНОВ

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

В.И. СУХАНОВ

кандидат технических наук, доцент Р.М. ЭЙДИНОВ

Ведущая организация - Институт машиноведения УрО РАН (г. Екатеринбург)

Защита состоится « » 4 . . . 2003 г. в /6. час 0/?шт. в

аудитории Р-217 на заседании диссертационного совета К 212.285.02 при ГОУ ВПО Уральский государственный технический университет (УГТУ-УПИ) по адресу: 620002, г.Екатеринбург, ул.Мира, д. 19, ГОУ УГТУ-УПИ.

Отзывы в двух экземплярах, заверенные гербовой печатью учреждения, просим направлять по адресу: 620002. г.Екатеринбург, ул.Мира, д. 19, ГОУ !

УГТУ-УПИ, Ученому секретарю.

Автореферат разослан « 3 » ¿/а?^-/^ 2003 г.

Ученый секретарь диссертационного

совета К 212.285.02,

кандидат технических наук, доцент

В. А. Морозова

^ ^ ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Работа посвящена вопросам имитационного моделирования процессов преобразования ресурсов (ППР). К ним относится большинство окружающих нас процессов: процессы, протекающие в экономике, в производстве, в окружающей среде, в различных энерго-преобразовательных агрегатах и т.п.

Характерной особенностью применяемого в настоящее время программного обеспечения имитационного моделирования (ИМ) является ориентированность на пользователей-программистов, что создает значительные трудности для участия в создании и эксплуатации моделей пользователей, которые не обладают навыками программирования, но являются специалистами в своей области.

Существующие пакеты моделирования, ориентированные на конечного пользователя, обладают рядом недостатков.

В связи с этим, актуальным является исследование существующих математических моделей процессов, адекватных ППР, и на их основе создание проблемно-ориентированного пакета ИМ, который должен обеспечить возможность специалистам проблемной области ППР самостоятельно создавать модели и с их помощью решать различные задачи анализа.

Объект исследования. Дискретные процессы преобразования ресурсов.

Предмет исследования. Методы машинной имитации и динамическое моделирование ППР.

Цели и задачи исследования. Анализ и разработка динамических математических моделей дискретных ППР и на их основе создание комплекса программ ИМ, обеспечивающего высокоуровневый интерфейс при разработке моделей и проведении экспериментов. Для реализации основной цели в работе ставится и решается ряд задач:

1. Исследовать существующие проблемно-ориентированные пакеты ИМ ППР, выявить их недостатки и требования к ним.

2. Для дальнейшей формализации постановки задачи выделить

основные объекты ППР и их характеристике. национальная

БИБЛИОТЕКА I С.Петербург fa л j ОЭ 100$

3. Исследовать существующие математические модели процессов с точки зрения их применения к описанию ППР.

4. Разработать математическую модель ППР.

5. Реализовать ГОШ имитационного моделирования ППР.

Идея работы заключается в использовании аппарата динамических экспертных систем (ЭС) к проблемной области ППР.

Методы исследования. Для решения поставленных задач используются: методы системного анализа и синтеза, теория и методы искусственного интеллекта, теория сетей Петри, аппарат системных графов, аппарат продукционных систем, теория систем массового обслуживания, теория разностных уравнений, теория и методы принятия решений. 1

Основные научные результаты и положения, представленные к защите:

1. Математическая модель расчета показателей ППР с учетом состава подпроцессов, их характеристик и связей, состояний ресурсов процесса и воздействий внешней среды, которая отличается:

- представлением ППР в виде продукционной системы: PS =< Rps,Bps,Ips > .

- представлением элемента ППР в виде продукции вида:

са (tea) Action ]N (tCa), Action™" (tLcxk), Action^ (tUnLock), Action 0UT (tM).

- подходом к представлению иерархии ППР в виде системного графа

г

высокого уровня интеграции: -> £

PRi-, =< {Sender"" и Op" и Re jiver" = 1.....,;{RelationfB) ^ >. \

- алгоритмом работы машины вывода динамической экспертной системы, основанном на событийном способе продвижения по модельному времени, который работает со списками различных типов правил преобразования и выполняет изменения состояний элементов рабочей памяти (ресурсов и средств).

2. Компьютерная технология создания графических моделей ППР и проведения имитационных экспериментов, отличающаяся:

- ориентацией на диалоговое взаимодействие специалистов при вводе, корректировке данных, создании моделей ППР и проведении имитационных экспериментов;

- наличием эффективных средств моделирования конфликтов на общих ресурсах и средствах (моделирование прерываний).

Достоверность полученных положений, выводов и рекомендаций подтверждается:

- привлечением формальных логических теорий для доказательства научных положений;

- применением компьютерной технологии моделирования ППР на предприятиях при решении конкретных задач анализа ППР.

Научная новизна диссертации:

1. С единых позиций рассмотрены различные ППР (бизнес-процессы, производственные, технологические, социальные, экономические, экологические, физические).

2. Показана неполная адекватность типовых математических моделей (сетей Петри, расширенных сетей Петри (Nr-cxcm), систем массового обслуживания (Q-схем), моделей системной динамики) процессу преобразования ресурсов.

3. На основе интеграции аппарата динамических экспертных систем и системных графов разработана математическая модель ППР.

4. Предложены новые технические решения по построению проблемно-ориентированного пакета ИМ ППР на основе аппарата динамических ЭС, разработана графическая нотация ППР и алгоритм работы машины вывода, минимизирующий вычисления, которые легли в основу созданного пакета ИМ процессов преобразования ресурсов BPsim.

Научная значимость исследований состоит в развитии теории и методов моделирования дискретных ППР.

Практическая ценность исследований состоит в том, что разработанные математические модели и пакет прикладных программ ИМ ППР позволяют:

- реализовать (в диалоговом режиме) процесс структурного и параметрического синтеза модели ППР;

- осуществить проведение функционально-стоимостного анализа модели ППР;

- проводить имитационные эксперименты с их последующим анализом.

Личный вклад автора состоит:

- в исследовании существующих средств ИМ;

- в исследовании возможности использования типовых математических схем для формализации ППР;

- в разработке модели ППР, основанной на аппарате продукционных систем и системных иерархических графов;

- в разработке графической нотации описания ППР;

- в разработке требований к программному пакету имитационного моделирования ППР, его информационного, алгоритмического, методического и лингвистического обеспечения.

Реализация работы. Пакет ИМ ВРэт внедрен в машиностроительном производстве ОАО «УРАЛХИММАШ», в отделе оконных конструкций ЗАО «Уральская индустриальная группа», в ЗАО «Ведение реестров компаний», в ООО «Маяк-Урал», на кафедре АСУ УГТУ-УПИ.

Апробация работы. Результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на V Всероссийской студенческой научн.-техн. конф. «Информационные технологии и электроника». (Екатеринбург, 2000, 2001), Межвузовской научн.-техн. конф. «Управляющие и вычислительные системы. Новые технологии» (Вологда, 2001), Международной научн.-техн. конф. «Информатизация процессов формирования открытых систем на основе СУБД, САПР, АСНИ и систем искусственного интеллекта». (Вологда, 2001), IX Всероссийском семинаре «Нейроинформатика и ее приложения» (Красноярск, 2001), Всероссийской научн.-метод, конф. «Новые образовательные технологии в вузе» (Екатеринбург, 2001), Международной научн.-техн. конф. «Моделирование, оптимизация и интенсификация производственных процессов и систем» (Вологда,

2001), конференциях молодых ученых ГОУ УГТУ-УПИ (Екатеринбург, 2001,

2002), Конференции, посвященной 50-тилетию РТФ (Екатеринбург, 2002). Результаты работы были представлены: на Мировом конгрессе по Роботам в Корее (Сеул, 2002), 4-ом симпозиуме по математическому моделированию МАТНМСЮ в Австрии (Вена, 2003). Результаты диссертации использовались при разработке «Интернет-среды макроэкономических исследований региона», поддержанной РФФИ.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 20 научных работ и выпущены 2 научн.-техн. отчета.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и приложений. Объем основной части работы составляет 152 страницы машинописного текста. Диссертация содержит 78 рисунков и 7 таблиц. Список литературы включает 80 наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность решаемой проблемы, сформулирована цель работы, выделена научная новизна и практическая значимость полученных результатов.

В первой главе дано определение ППР как процесса преобразования входа (ресурсов, необходимых для выполнения процесса) в выход (продуктов -результатов выполнения процесса). Определена структура дискре-шого ППР, состоящая из элементов: вход, условие запуска, преобразование, средства преобразования, выход. В момент выполнения условия запуска уменьшается входной ресурс и захватываются средства преобразования. В момент окончания преобразования происходит увеличение выходного ресурса и освобождение средств. Определен перечень задач проблемной области ППР, к которым относятся: проектирование новых ППР, совершенствование существующих ППР, организация и управление ППР, прогноз состояния ресурсов и средств, оценка временных и стоимостных характеристик процесса, оценка динамики использования ресурсов и средств.

Рассматриваются следующие типы ресурсов: материальные, энергетические, информационные, финансовые, трудовые. Многообразие ППР представлено рядом примеров: процесс деятельности предприятия (как бизнес-процесс, так и производственный процесс); макроэкономический процесс кругооборота ресурсов; процесс загрязнения окружающей среды; процесс работы двигателя.

Определен набор характеристик, существенных с точки зрения моделирования ППР. Проведен обзор и сравнительный анализ наиболее распространенных проблемно-ориентированных инструментов создания имитационных моделей ППР: Arena, ¡Think, Powersim, ARIS, ReThink. Анализ показал, что эти пакеты имеют ряд недостатков, основными из которых являются: слабые средства моделирования конфликтов, возникающих на общих ресурсах и < средствах; неполная проблемная ориентация к ППР; отсутствие поддержки русского языка; высокая стоимость; сложность описания и работы с моделями.

Целью работы является анализ и разработка математической модели ППР и, на ее основе создание, ППП ИМ, который отличается от рассмотренных: полным набором функциональных возможностей, проблемной ориентацией на ППР, эффективными средствами моделирования конфликтов, поддержкой русского языка, простыми диалоговыми средствами описания модели ППР.

Во второй главе представлена математическая модель ППР. К числу основных требований, предъявляемых к математической модели ППР отнесены: учет различных типов ресурсов (материальных, информационных, энергетических, трудовых, финансовых); учет состояния операций и условий в конкретные моменты времени; возможность задания начальных состояний операций; учет возникновения конфликтов на общих ресурсах и средствах; возможность задания разветвления и слияния потоков ресурсов; иерархическое представление структуры процесса; возможность расчета характеристик и параметров процесса на каждом уровне иерархии.

При построении математической модели выделены основные объекты моделирования дискретных ППР (рис.1): операции Ор, ресурсы RES, средства МЕСН, процессы PR, источники Sender и приемники ресурсов Receiver,

перекрестки Junction, параметры Р. Отдельно выделены информационные типы ресурсов: сообщения Message и заявки на выполнение операции Order. У всех объектов определены текущие и интегральные (за интервал времени) характеристики. Параметры процесса задаются функцией от характеристик объектов и разделяются на производные (свертка различного типа характеристик) и консолидированные (свертка одноименных характеристик операций процесса). Для описания причинно-следственных связей между элементами преобразования и ресурсами используется объект связь Relation.

Для элементов преобразования (операция, источник и приемник) описана система выполняемых ими действий, которая включает: проверку условия запуска

Са, захват входных ресурсов Action¡¡fs и средств Action^ECH, блокировку Actionи снятие блокировки средств Action^"k, освобождение средств Action, формирование выходных ресурсов Action. Приведено графическое представление модели операции (рис.2).

S ^Условие запуска С,

Входной ресурс - -|Выходной ресурс

RES" RES0"

О-К k-ая -»О

Входная заявка Операция Выходная заявка

Order" ____Order™

Входное сообщение Í Выходное сообщение

Message1" I Message™"

Средство МЕСЯ

Рис.2. Модель операции k-ая операция (Орь) может бьггь представлен следующей структурой: Opt = <f, in, out, hop, gop, с* mech, Statusop, priorop>, где/- функция, реализуемая операцией. С помощью/можно спрогнозировать выход (out) по входу (in); in = {ini,...,in„} - множество входов, характеризуются типом (материальный, финансовый, информационный, энергетический, трудовой) и количеством; out = {out i,--.,outт} - множество выходов, out = j'(in), характеризуются типом и количеством; h0p = {hop',—,h орк} - характеристики операции; goP - цели операции (требуемые значения характеристик операции), g0p с: h0p; са - условия запуска операции; mech = {mechi,...,mechq} - средства, характеризуются типом и количеством; Status0р= {wait,active,lock) - состояние операции, определенное на конечном множестве состояний: wait - ожидание, active - выполнение, lock -прерывание; priorop - приоритет операции задает очередность выполнения операций, может быть описан постоянной величиной или функцией, т.е. быть статическим или динамическим.

Условие запуска операции (са) можно представить в виде следующего логического выражения:

Ca(t) = С™(0 Л C°räer л с;(О Л СГ(0 A C™\t) л Cf *Ч0 л Clme(t), где c™ssm - условие наличия необходимых входных сообщений; caorikr~ условие наличия необходимых входных заявок; Сат - условие наличия необходимых входных ресурсов; С™' - условие учета ограничений выхода; Camech - условие готовности необходимых средств; Са®"""5 - условие готовности к исполнению; Сат' - условие запуска по времени.

Переход операции в состояние «выполнение» сопровождается выполнением следующих действий:

1) захватом входных сообщений ( Action ):

Action: У Message^, Message^ (tCa) = Message^ (tCa) -1, где Messag^Qa,) - g-oe входное сообщение к-ой операции;

2) захватом входных заявок ( Action ):

Action^ : VOrderf", Status'0rder = lock, owner' = к, где Orderik - 1-ая входная заявка k-ой операции;

3) захватом входных ресурсов ( Action^):

Action™: = Jiffi^-v*(/),

где щк - j-ой ресурсный вход k-ой операции. Принято, что входы in приводят к уменьшению ресурсов (знак «-»), а выходы out - к их увеличению (знак

vy'(0 - функция приращения j-ro входного ресурса k-ой операции, знак минус, говорит о том, что ресурс будет захвачен;

4) захватом средств (Action ^ЕСИ ):

Action^" : Vmechf,MECHf (tкСа) = MECHf(tkCa) - v^ (t), где mechf- i-oe средство k-ой операции; v,""** (t) - функция захвата i-го средства.

Находясь в состоянии «выполнение», операция может перейти в состояние «прерывание». Операция может быть прервана для того, чтобы обеспечить выполнение другой операции. Переходя в состояние «прерывание» операция запоминает момент остановки и освобождает захваченные средства (Action):

Action™" : Vmec/i*, ЬЛЕСН](tkLock) = MECH^t)^) + (tcJ,

где tuck - момент прерывания k-ой операции.

В течение состояния «прерывания» проверяется наличие свободных средств Camch(t). Операция находится в состоянии «прерывания» до тех пор, пока не

освободятся необходимые средства. В случае Camech(t)=true операция переходит в состояние «выполнение». В этом состоянии захватываются средства Action^™ (funLxk) и возобновляется выполнение.

Операция находится в состоянии «выполнение» пока t < tkEnd, где tErJ -момент окончания k-ой операции.

При выполнении условия t = tEnd операция переходит в состояние «ожидание». Данный переход сопровождается следующими действиями:

1) формированием выходных сообщений (Actionf?"'"*'):

АсНотСГ' ■ ^Message?",Messaged ш) = Message*(tEnd) +1, где Message1^ (tEru,) - g-oe входное сообщение к-ой операции;

2) формированием выходных заявок (Action):

Action:VOrder^Г,Status'^ = unlock, где Order* - 1-ая входная заявка k-ой операции;

3) формированием выходных ресурсов (Action^):

Action™ : = RES'it^ + v^it),

где in/- j-ой ресурсный вход k-ой операции; v?"4 (t) - функция приращения j-ro входного ресурса k-ой операции. Знак минус говорит о том, что ресурс будет захвачен;

4) освобождением захваченных средств ( Action):

Action^" : Vmech), МЕСН\ (tkEnd) = MECH,* (4,) + v?'* (ta ), где mechf- i-oe средство k-ой операции; v"ech> (r) - функция захвата i-ro средства.

Для представления иерархической структуры ППР и расчета консолидированных характеристик был применен аппарат системных графов: £

PRl=i =< {Sender* \JOpm uReceiver" kj Junction"} {PRtrPi = >

Граф z'-ro уровня интеграции образуется в результате поэтапной интеграции

- t - £ s

графов PR ,PRi ,...,PRM с образованием на каждом j-м этапе множества (PRpl=j: р=1,..., r^L-j} процессов (подпроцессов) /-го уровня интеграции, L - уровень интеграции. Элементы множества ППР

... a{Sendef <~Юрт uReceivei'" uJunctiorf} И множества ресурсных отношений

{RelationAB^}L^c{RelationABmk}L-i-i<=...c{RelationABnk} системного графа "TR^i

представляют собой элементы ППР и ресурсные отношения между элементами, а

также элементы Sender*иОр" uReceiveiuJunctionm и ресурсные отношения RelationAB"* z

системного графа pr первого уровня интеграции, не вошедшие при поэтапной интеграции ни в один процесс PRpi-J.

Каждая вершина системного графа ППР характеризуется некоторым набором атрибутов (показателей) hi, ..., hz. Все множество атрибутов вершин системного графа задают атрибутивное множество. Вычисление интегральных показателей процессов (системных вершин) hb ...,hz на произвольном /'-ом уровне (i>0) задается над вершинами (i-1)-го уровня интеграции.

Исследована возможность применения для создания математической модели ППР типовых моделей описания процессов: расширенных сетей Петри; систем массового обслуживания; моделей системной динамики. Показано, что данные модели не позволяют адекватно представлять ППР.

Для сетей Петри при моделировании ППР вьивлен ряд недостатков: отсутствие измерения времени; отсутствие конфликтов на одновременно выполняющихся операциях; нет разделения типов меток (типов ресурсов); модели реальных процессов, описанные в терминах сетей-Петри являются громоздкими и плохо читаемыми. В силу того, что у NE-cxeM переход имеет только два состояния, нет возможности моделировать прерывание процесса. Понятийный аппарат Q-схем не соответствует проблемной области ППР - Q-схемы ориентированны на моделирование работы средств, а в ППР моделируется последовательность и параметры преобразований ресурсов. Для моделей

системной динамики определены следующие накладываемые ограничения при моделировании ППР: запаздывание захвата входных ресурсов по отношению к реальным ППР, при этом максимальная погрешность захватываемых входных

ресурсов определяется как , где {inj — множество входных ресурсов,

t

необходимых для одновременного выполнения всех преобразований; опережение формирования выходных ресурсов, при этом максимальная погрешность

формируемых выходных ресурсов определяется как -1), где {inj -

j bj

множество выходных ресурсов, формируемых при одновременном выполнении всех преобразований, к}=МАХ(К), где К - множество длительностей элементов преобразования, выраженных в шагах дискретизации; опережение момента начала работы элементов, по отношению к реальному ППР в условиях ограничения входных ресурсов; запаздывание захвата средств (следствие запаздывания входных ресурсов) и опережение освобождения средств (следствие опережения формирования выходных ресурсов).

В связи с указанными недостатками типовых моделей предложено использовать аппарат продукционных систем, который рассмотрен как основа построения ППП ИМ. Определена структура продукционной системы ППР:

PS = <Rps, Bps, Ips>, где Rps= {RES(t)} и {MECH(t)} u {Message(t)} u {Order(t)} - текущее состояние ресурсов, средств, сообщений, заявок (рабочая память); Bps - множество правил преобразования ресурсов (база знаний); Ips - машина вывода.

Определена структура правила, которая соответствует структуре операции: RULE =< Са (Г), ActionM(tCa), Action^" {tLxk), Action0VT (гы ), StatusRVlE, timeRULE, prior, kind _ prior, break _off >'

где Action ,H{tCa) = Action™(tc„\Action™'(lcJ, Action^'(ia), Action fCH(tcJ;

ActionOUT(tCa) = Action™ (1Ы), Action™" ), Action^ ), Action^" ('«); StatusRVLE={wait, active, lock, done} - состояния правила, здесь done - правило выполнено; timeRUu - длительность выполнения преобразования; kind_prior - тип

приоритета (относительный, абсолютный); break_off = {true, false} - признак запрета прерывания, если «.true» - правило не может прерываться.

Разработан алгоритм машины вывода динамической ЭС и методы повышения его быстродействия. Алгоритм состоит из следующих основных этапов: определения текущего момента времени SysTime = minJ,J] формирование очереди

jeRULE

правил преобразования; выполнение правил преобразования и изменение состояния рабочей памяти (ресурсов и средств).

В основу метода повышения быстродействия алгоритма машины вывода, направленного на уменьшение перебора правил, положена гипотеза Улриха об учете распределения событий во времени. В качестве основных методов повышения быстродействия использованы: событийный метод продвижения по времени; списки различных типов правил; введение дополнительного атрибута в структуру элементов рабочей памяти, содержащего перечень правил, в которых может быть использован данный элемент (в качестве входа / выхода / средства). Приведены результаты экспериментов, подтверждающих существенное повышение быстродействия пакета моделирования при использовании данных методов.

В третьей главе на основе вышеизложенной математической модели представлены принципы создания и технические решения разработанного пакета моделирования ППР. Создание пакета потребовало разработки: графической нотации; интерфейсов описания модели; 111111, в том числе программного, информационного и методического обеспечения; технологии работы с пакетом.

В результате сравнительного анализа определены недостатки рассмотренных графических нотаций описания процессов (IDEFO, IDEF3, DFD, ЕРС, моделей системной динамики) процессу преобразования ресурсов. На их основе разработана графическая нотация ППР (рис.3).

Пакет моделирования ППР BPsim разработан на базе средств Borland Delphi5 и СУБД MS Access.

Система обеспечивает выполнение следующих функций:

1. Создание динамической модели ППР.

2. Имитационное моделирование (в том числе анимация процессов и динамическое формирование графиков) (рис.4).

3. Анализ результатов имитационного эксперимента.

4. Получение отчетов по моделям и результатам экспериментов.

5. Экспорт результатов экспериментов в MS Excel и MS Project.

Рис.4. Имитационное моделирование

Разработан внутренний математический аппарат, который используется для описания функций условия запуска, входа, выхода, обработки сообщений ППР.

Синтаксические правила задаются с помощью графико-синтаксических диаграмм (интерфейсов), ориентированных на проблемную область ППР.

В качестве операндов используются множества: ресурсов, средств, заявок, сообщений, параметров.

Для описания структуры 111 IP используются следующие операторы: декомпозиции (детализирует сложный ППР на композицию более простых); внутренний оператор сопряжения элементов подмодели (в графическом виде задает причинно-следственные связи между элементами подмодели). Связь представляет вектор операндов, формируемым г'-ым элементом на выходе и потребляемый на входе j-ым элементом подмодели; сопряжения подмоделей (задает в графическом виде причинно-следственные связи между элементами модели верхнего (k-l)-ro уровня декомпозиции ППР и элементами подмоделей (к)-то уровня декомпозиции ППР).

В выражениях над операндами в BPsim используются арифметические и логические операции, операции генерации случайных значений переменных захватываемого / формируемого ресурса и длительности преобразования.

В четвертой главе представлены модели, разработанные с помощью пакета BPsim. Рассмотрена модель деятельности абстрактного предприятия, которое занимается производством некоторого продукта. Данная модель была взята для проведения сравнительного анализа существующих проблемно-ориентированных пакетов ИМ с разработанным пакетом BPsim. С помощью модели были проведены эксперименты, направленные на оценку загрузки рабочей силы, влияние процента брака продукции на прибыль предприятия.

Представлены результаты моделирования для ОАО «УРАЛХИММАШ», ЗАО «Уральская индустриальная группа», ЗАО «Ведение реестров компаний».

Для ОАО «УРАЛХИММАШ» решена задача планирования календарного графика работ и оценки загрузки оборудования и рабочей силы процесса машиностроительного производства испарителя, состоящего из 420 технологических операций.

Для ЗАО «Уральская индустриальная группа» с помощью «BPsim» была спроектирована динамическая модель деятельности. Использование разработанной системы позволило: определить оптимальный график доставки окон и работы монтажных звеньев; оптимальное количество монтажных звеньев в зависимости от сезонного спроса (объема заказов); а также сократить сроки

выполнения заказов с 14 дней до 11, что позволило увеличить прибыль предприятия на 21%.

С помощью ППП «BPsim» для ЗАО «Ведение реестров компаний» была разработана имитационная модель деятельности для анализа вариантов организации работ по обслуживанию клиентов. Применение модели позволило определить пути использования трудовых ресурсов при изменении объемов заявок на различные виды ценных бумаг.

Приложение 1 содержит копии документов, подтверждающих внедрение системы. В приложении 2 приведен сравнительный анализ рассмотренных 111111 ИМ ППР и разработанного пакета BPsim.

Заключение

В заключении приводятся основные результаты работы:

1. Определен перечень характеристик и проведен сравнительный анализ наиболее распространенных проблемно-ориентированных ППП имитационного моделирования ППР: Arena, ARIS, iThink, PowerSim, ReThink. Определены недостатки высокоуровневых систем ИМ, к которьм можно отнести: слабые средства моделирования конфликтов, возникающих на общих ресурсах и средствах; неполная проблемная ориентация; отсутствие поддержки русского языка; неполный набор функциональных возможностей; высокая стоимость.

2. Определены требования к математической модели ППР, которая должна обеспечивать: учет различных типов ресурсов, состояния ресурсов и операций, возникновения конфликтов на общих ресурсах и средствах; слияния и разветвления потоков ресурсов, иерархическое представление структуры процессов; а также расчет характеристик процесса на каждом уровне иерархии.

3. В рамках разработанной математической модели:

• определены основные объекты моделирования дискретных ППР и их характеристики (операции, ресурсы, средства, заявки, очереди заявок,

сообщения, процессы, источники ресурсов, приемники ресурсов, перекрестки, параметры) и система выполняемых ими действий;

• с точки зрения использования, для построения математической модели 111 IP рассмотрены типовые математические модели (расширенные сети Петри, модели системной динамики, системы массового обслуживания). Показана их неполная адекватность процессам преобразования ресурсов;

• для расчета консолидированных параметров процесса на различных уровнях иерархии процесса применен аппарат системных графов;

• для расчета текущих и интегральных характеристик ППР применен аппарат продукционных систем;

• разработана структура продукционной системы, типы правил и механизм вывода;

• разработаны методы повышения быстродействия (сокращения перебора правил), основанные на учете специфики проблемной области ППР.

4. На основе математической модели определены:

• графическая нотация языка моделирования ППР;

• интерфейсы 111111, ориентированные на конечного пользователя;

• программное, информационное, методическое обеспечение проблемно-ориентированного пакета «BPsim»;

• технология работы с llllll «BPsim».

5. Разработан пакет BPsim, обладающий полным перечнем функциональных возможностей, предъявляемых к проблемно-ориентированному 111111 ИМ и отличающийся:

• эффективными средствами моделирования конфликтов на общих

ресурсах;

• понятийным аппаратом, ориентированным на проблемную область ППР.

6. Созданный 111111 ИМ «BPsim» внедрен в ЗАО «Ведение реестров компаний», в отделе оконных конструкций ЗАО «Уральская индустриальная группа», в машиностроительном производстве ОАО

«УРАЛХИММАШ», в ООО «Маяк-Урал», в учебном процессе на кафедре АСУ УГТУ-УПИ.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Aksyonov К., Klebanov В., Hrenov A. Computer-aided design system of simulation business process model // Proceedings of the 4th IMACS Symposium on Mathematical Modeling, ARGESIM Report no. 24. - Austria, Vieena University of Technology. - P. 1414-1420.

2. Aksyonov, Klebanov, Hrenov. The Internet - environment of socio economic development of region prediction on the basis of the dynamic consulting model // FIRA World Robot Congress. - Korea. Seul. 2002. - P.473-476.

3. Аксенов K.A., Клебанов Б.И., Немтинов A.B., Смолий Е.Ф. Инструмент имитационного моделирования деятельности предприятия // Компьютерные технологии в науке, производстве, социальных и экономических процессах: Материалы II Междунар. научн.-практ. конф. - Новочеркасск, 2001. 4.5 -С.30-33.

4. Аксенов К.А., Клебанов Б.И., Немтинов А.В. Моделирование отраслевого хозяйства региона в рамках общей модели социально-экономического развития // Организация и управление процессами реструктуризации и развития промышленных предприятий региона: Междунар. научн.-практ. конф. - Новочеркасск, 2002. 4.2 - С.51-55.

5. Аксенов К.А., Клебанов Б.И., Немтинов А.В., Хренов А.А. Интернет-среда прогнозирования социально-экономического развития региона на основе динамической экспертной системы // Организация и управление процессами реструктуризации и развития промышленных предприятий региона: Междунар. научн.-практ. конф. - Новочеркасск, 2002. Ч. 1 - С.47-51.

6. Аксенов К.А., Смолий Е.Ф., Ходаковская О.Н. Автоматизированная система обследования предприятия на основе внешней и внутренней модели // Информатизация процессов формирования открытых систем на основе

СУБД, САПР, АСНИ и систем искусственного интеллекта: Материалы междунар. научн.-техн. конф. - Вологда, ВоГТУ, 2001. - С.219-223.

7. Аксенов К.А., Клебанов Б.И., Хренов A.A. Моделирование социально-экономического развития региона // Информатизация процессов формирования открытых систем на основе СУБД, САПР, АСНИ и систем искусственного интеллекта: Материалы междунар. научн.-техн. конф. -Вологда, ВоГТУ, 2001. - С.4-7.

8. Аксенов К.А., Клебанов Б.И. Применение имитационного моделирования к внешней и внутренней модели предприятия // Методы и алгоритмы прикладной математики в технике, медицине и экономике: Материалы междунар. научн.-практ. конф. - Новочеркасск 2001,4.2 С.38-41.

9. Аксенов К.А., Клебанов Б.И. К вопросу о моделировании деятельности предприятия // Моделирование. Теория, методы и средства: Материалы междунар. научн.-практ. конф. - Новочеркасск, 2001, 42 - С.25-27.

10. Аксенов К.А., Клебанов Б.И., Смолий Е.Ф., Чачин С.Б. Автоматизация процесса создания технического задания на основе модели предприятия // Развивающиеся интеллектуальные системы автоматизированного проектирования и управления: Междунар. научн.-практ. конф. -Новочеркасск, 2002. - С.49-51.

11. Аксенов К.А., Клебанов Б.И. Комплексная модель предприятия и аппарат экспертных систем. Научные труды III отчетной конф. молодых ученых ГОУ ВПО УГТУ-УПИ. Сборник статей. - Екатеринбург, ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, 2002. Ч.1.-С.296-298.

12. Аксенов К.А., Хренов A.A. Система моделирования технологического процесса // Развивающие интеллектуальные системы автоматизированного проектирования и управления: Материалы междунар. научн.-практ. конф. -Новочеркасск, 2001.4.1 - С.15-18.

13. Аксенов К.А., Клебанов Б.И. Инструмент имитационного моделирования предприятия // Научные труды II отчетной конф. молодых ученых ГОУ

УГТУ-УПИ, Сборник тезисов. - Екатеринбург. УГТУ-УПИ, 2002. - С.347-348.

14. Аксенов К.А. Механизм прибыльно-продуктовой цепочки // Моделирование, оптимизация и интенсификация производственных процессов и систем: Междунар. научн.-техн. конф. - Вологда: РИО ВоГТУ, 2001. - С.86-88.

15. Аксенов К.А., Клебанов Б.И., Хренов A.A. Система поддержки принятия решений в вопросе социально-экономического развития // Нейроинформатика и ее приложения: материалы IX Всероссийского семинара. - Красноярск, 2001. - С.3-4.

16. Аксенов К.А. Технология тонкого клиента на примере системы моделирования бизнес-процессов // Новые образовательные технологии в вузе: Всероссийская научн.-метод. конф. Сборник тезисов/докладов. -Екатеринбург, УГТУ-УПИ, 2001. - С.66-67.

17. Аксенов К.А., Аксенова О.П. Инструмент описания технологического процесса // Моделирование, оптимизация и интенсификация производственных процессов и систем: Материалы Междунар. научн.-техн. конф. - Вологда: РИО ВоГТУ, 2001. - С.31-32.

18. Аксенов К.А. Клебанов Б.И. Три уровня автоматизации предприятия // Научные труды I отчетной конф. молодых ученых ГОУ УГТУ-УПИ, Сборник тезисов. 4.1. Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2001. - С.89-90.

19. Аксенов К.А., Немтинов A.B. Применение Rational Rose при проектировании системы имитационного моделирования // Математическое моделирование физических, технических, социальных систем и процессов. Секция математическое моделирование технических систем: Труды IV междунар. конф. Ульяновск: УлГУ, 2001. - С.9-10.

20. Аксенов К.А. Система обследования предприятия и проектирования модели предприятия // Управляющие и вычислительные системы. Новые технологии: Материалы межвуз. электронной научно-техн. конф. Вологда: ВоГТУ, 2001. С.74с.

2 оо^-Д

Р12543 '

с

г*

Подписано в печать 02 июня 2003г. Формат 60x84 1/16 Бумага типографская. Тираж ЮОэкз. Заказ № 71

РИЗОГРАФИЯ НИЧ УГТУ-УПИ 620002 г.Екатеринбург, Мира-19.

1. Процессы преобразования ресурсов как объект моделирования.

1.1. Процессы преобразования ресурсов (111IP) и их классификация.и

1.2. Примеры систем преобразования ресурсов.

1.3. Обзор пакетов прикладных программ (111111) создания имитационных моделей дискретных процессов преобразования ресурсов.

1.4. Сравнительный анализ функциональных возможностей 111111 моделирования дискретных динамических процессов.

2. Математическая модель дискретного процесса преобразования ресурсов.

2.1. Требования к математическим моделям 111 LP.

2.2. Основные объекты дискретных 111 IP.

2.3. Системные иерархические графы.

2.4. Анализ возможностей использования наиболее распространенных математических моделей дискретных процессов для представления 111 IP.

2.4.1. Адекватность сети Петри (N-схемы) процессу преобразования ресурсов.

2.4.2. Адекватность Ын-схемы процессу преобразования ресурсов.

2.4.3. Адекватность прибора обслуживания заявок системы массового обслуживания (Q-схемы) процессу преобразования ресурсов.

2.4.4. Адекватность модели системной динамики процессу преобразования ресурсов.

2.5. Продукционные системы моделирования процессов преобразования ресурсов.'.

2.5.1. Представление модели 1111Р в виде продукционной системы.

2.5.2. Исполняемые правила базы знаний.

2.5.3. Система разрешения конфликтов.

2.5.4. Возможность использования предложенного подхода для моделирования непрерывных ПИР.

2.5.5. Машина вывода.

Выводы.

3. Пакет имитационного моделирования BPsim.

3.1. Функциональные возможности пакета BPsim.

3.2. Принципы построения 111111 имитационного моделирования.

3.2.1. Выбор графической нотации описания процессов.

3.2.2. Математический аппарат.км

3.2.3. Информационное обеспечение.Ю

3.2.4. Программное обеспечение.

3.2.5. Алгоритмическое обеспечение.

Ч 3.2.6. Алгоритм работы имитатора.ш

3.2.7. Требования к аппаратному и программному обеспечению.

3.3 Технология работы с пакетом имитационного моделирования.Ю

3.3.1. Основные этапы работы с системой BPsim.Ю

3.3.2. Создание имитационной модели ППР.

3.3.4. Проведение экспериментов с моделью 111 1Р.

Выводы.

4. Решение задач с помощью системы имитационного моделирования BPsim.ii

4.1. Модель абстрактного предприятия.Иб

4.2. Модель ЗАО «Ведение реестров компаний».

4.3. Модель ЗАО «Уральская индустриальная группа».

4.4. Модель процесса производства испарителя в ОАО <<УРАЛХИММАШ».

ВЫВОДЫ.

Актуальность работы

Данная работа посвящена , вопросам имитационного моделирования процессов преобразования ресурсов. К ним относится большинство окружающих нас процессов: процессы, протекающие в экономике, в производстве, в окружающей среде, в различных энерго-преобразовательных агрегатах и т.п.

Характерной особенностью применяемого в настоящее время на практике программного обеспечения имитационного моделирования является высокая универсальность программных средств. Так, при описании дискретных процессов большинство пакетов прикладных программ моделирования пригодно для алгоритмизации дискретных процессов в самом широком смысле или же, по крайней мере, для достаточно больших классов таких процессов. Это достигается за счет использования таких компонент дискретных процессов как, например, события или параметры состояний. Вследствие такой универсализации средств составления моделей процессов были разработаны и нашли применение достаточно простые способы представления процессов имитационными моделями. Именно это предопределило рост популярности имитации как метода среди исследователей и разработчиков.

Указанные особенности построения формальных систем алгоритмизации процессов, являющихся концептуальной базой распространенных сейчас языков моделирования, в определенной степени объясняют уровень сложности программного обеспечения имитационного моделирования, при котором обязательна специальная подготовка пользователей в области программирования. Этот факт создает существенные трудности для участия в создании и эксплуатации моделей специалистов, не являющихся профессиональными программистами. Однако, именно эти специалисты должны получить непосредственный доступ к машинным моделям и активно участвовать в проведении имитационных экспериментов.

Прямым следствием ограниченного вовлечения специалистов в практику решения задач имитации на стадиях программирования и работы с моделью на ЭВМ является использование элементов моделирования, содержательно неадекватных общепринятым (в среде специалистов) определениям объектов чв у исследования в понятиях данной предметной области. Целесообразна разработка некоторой системы «подходящих» элементов моделирования, использование которых позволило бы достаточно просто формализовать основные подструктуры процессов преобразования ресурсов. Тем самым, доминирующая сейчас концепция имитации по событиям (или состояниям) может быть заменена простым формальным описанием моделируемого процесса с помощью упорядоченного набора формальных элементов, отображающих существенные подпроцессы.

Таким образом, для дальнейшего развития программного обеспечения имитационного моделирования (ИМ) существенным является то, что становится оправданным специфическое построение элементов моделирования применительно к ограниченной области использования. Один из путей решения данной проблемы - построение и использование проблемно-ориентированных пакетов ИМ. Под проблемно-ориентированным пакетом ИМ предлагается понимать модульную систему программ, применяемую при решении следующих формулируемых на некотором проблемно-ориентированном языке задач: идентификация и формализация элементов процессов в диалоге человека с машиной; привязки формальных схем элементов процессов к общей модели; определение параметров и начальных условий; ввод данных, вариации модели (параметров и структуры); вывода и обработки данных.

Существующие средства ИМ процессов, как будет показано в дальнейшем, имеют ряд недостатков: неполный набор функциональных возможностей, * слабые средства моделирования конфликтов, неполное соответствие понятийного аппарата проблемной области процессов преобразования ресурсов, сложность при создании и работе с моделями, высокая стоимость (порядка 50-70 тысяч долларов), отсутствие поддержки русского языка.

В связи с этим, актуальным является исследование существующих математических моделей процессов адекватных процессу преобразования ресурсов и на их основе создание проблемно-ориентированного пакета ИМ, который должен обеспечить возможность специалистам самостоятельно создавать модели и с их помощью решать различные задачи анализа.

Объект исследования. Дискретные процессы преобразования ресурсов (ППР).

Предмет исследования. Методы машинной имитации и динамическое моделирование процессов преобразования ресурсов.

Цель работы. Анализ и разработка динамических математических моделей дискретных ППР и на их основе создание комплекса программ имитационного моделирования, обеспечивающего высокоуровневый интерфейс при разработке моделей и проведении экспериментов.

Идея работы заключается в использовании аппарата динамических экспертных систем к проблемной области процессов преобразования ресурсов.

Методы исследований. Для решения поставленных задач используются: методы системного анализа и синтеза, теория и методы искусственного интеллекта, теория сетей Петри, аппарат системных графов, аппарат продукционных систем, теория систем массового обслуживания, теория разностных уравнений, теория и методы принятия решений.

Основные научные результаты и положения, представляемые к защите:

1. Математическая модель расчета показателей процесса преобразования ресурсов с учетом состава подпроцессов, их характеристик и связей, состояний ресурсов процесса и воздействий внешней среды, которая отличается: - представлением ППР в виде продукционной системы:

PS =< Rps,BpsJps > .

- представлением элемента 111 LP в виде продукции вида: с a (to,) Action т (ta ), Action(¿¡дек ), Action™^ (tUnLock), Action OUT (tEnd ).

- подходом к представлению иерархии процесса преобразования ресурса в виде системного графа высокого уровня интеграции:

- г

PRl*i =< {Senderm uOp" uResiverm}M;{PR^J;pl = \,.,n[=J}j=2 ^{Relation fB)L=i >.

- алгоритмом работы машины вывода динамической экспертной системы (ЭС), который работает со списками различных типов правил преобразования и выполняет изменения состояний элементов рабочей памяти (ресурсов и средств).

2. Компьютерная технология создания графических моделей процессов преобразования ресурсов и проведения имитационных экспериментов, отличающаяся:

- ориентацией на диалоговое взаимодействие специалистов при вводе, корректировке данных, создании моделей и проведении имитационных экспериментов;

- наличием эффективных средств моделирования конфликтов на общих ресурсах и средствах (моделирование прерываний).

Достоверность полученных положений, выводов и рекомендаций подтверждается:

- привлечением формальных логических теорий для доказательства научных положений;

- применением компьютерной технологии моделирования III IP на предприятиях.

Научная новизна исследований Исследования проводились на основе анализа сложившихся подходов к моделированию динамических 111 LP. Научную новизну раскрывают следующие результаты:

- с единых позиций рассмотрены различные процессы преобразования ресурсов (бизнес-процессы, производственные, технологические, социальные, экономические, экологические, физические);

- показана неполная адекватность типовых математических моделей сетей Петри, расширенных сетей Петри (NE-схемы), систем массового обслуживания (Q-схемы), моделей системной динамики) процессу преобразования ресурсов;

- на основе интеграции аппарата динамических экспертных систем и системных графов разработана математическая модель ППР;

- предложены новые технические решения по построению проблемно-ориентированного пакета ИМ процессов преобразования ресурсов на основе аппарата динамических экспертных систем, разработана графическая нотация ППР и алгоритм работы машины вывода, минимизирующий вычисления, которые легли в основу созданного пакета ИМ процессов преобразования ресурсов BPsim.

Практическое значение исследований состоит в том, что разработанные математические модели и пакет прикладных программ имитационного моделирования ППР позволяют:

- реализовать (в диалоговом режиме) процесс структурного и параметрического синтеза модели ППР;

- осуществить проведение функционально-стоимостного анализа модели ППР;

- проводить имитационные эксперименты с их последующим анализом.

Личный вклад автора состоит: * - в исследовании существующих средств имитационного моделирования;

- в исследовании возможности использования типовых математических схем для формализации ППР;

- в разработке модели ППР, основанной на аппарате продукционных систем и системных иерархических графов;

- в разработке графической нотации описания ППР;

- в разработке требований к программному пакету имитационного моделирования ППР, его информационного, алгоритмического, методического и лингвистического обеспечения.

Реализация работы. Пакет имитационного моделирования ВРБкп внедрен в ЗАО «Ведение реестров компаний», в отделе оконных конструкций ЗАО «Уральская индустриальная группа», в машиностроительном производстве ОАО «УРАЛХИММАШ», в ООО «Маяк-Урал», на кафедре АСУ УГТУ-УПИ.

Апробация работы. Результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на V Всероссийской студенческой научно-технической конференции «Информационные технологии и электроника». (Екатеринбург, 2000, 2001), Межвузовской научно-технической конференции «Управляющие и вычислительные системы. Новые технологии» (Вологда, 2001), Международной научно-технической конференции «Информатизация процессов формирования открытых систем на основе СУБД, САПР, АСНИ и систем искусственного интеллекта». (Вологда, 2001), IX Всероссийском семинаре «Нейроинформатика и ее приложения» (Красноярск, 2001), Всероссийской научно-методической конференции «Новые образовательные технологии в вузе» (Екатеринбург, 2001), Международной научно-технической конференции «Моделирование, оптимизация и интенсификация производственных процессов и систем» (Вологда, 2001), конференциях молодых ученых ГОУ УГТУ-УПИ (Екатеринбург, 2001, 2002), конференции, посвященной 50-летию РТФ (Екатеринбург, 2002). Результаты работы были представлены на: Мировом конгрессе по Роботам в Корее (Сеул, 2002), 4-ом * симпозиуме по математическому моделированию МАТНМОО в Австрии (Вена,

2003). Результаты диссертации использовались при разработке «Интернет-среды макроэкономических исследований региона», поддержанной РФФИ.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 20 научных работ и выпущены 2 научно-технических отчета.

Структура предлагаемого материала выглядит следующим образом.

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и приложений. Объем основной части работы составляет 152 страницы машинописного текста. Диссертация содержит 78 рисунков и 7 таблиц. Список литературы включает 80 наименований.

Выводы

1. Как следует из данной главы, на основе результатов проведенных экспериментов и результатов внедрения, теоретические результаты диссертации прошли проверку в условиях действующих предприятий и учебного заведения, что подтвердило правильность и обоснованность разработанных положений и выводов.

2. Прикладной программный пакет ВРз1т работоспособен и обеспечивает возможность:

- создания сложных имитационных моделей дискретных процессов преобразования ресурсов;

- проведения структурного и параметрического синтеза модели процесса преобразования ресурсов;

- формирования отчетов по структуре процесса;

- формирования отчетов по результатам экспериментов;

- экспорта результатов экспериментов во внешние средства анализа данных;

- оценки состояния ресурсов и средств, временные и стоимостные характеристики процесса преобразования ресурсов, а также производных и консолидированных параметров;

- проведения функционально-стоимостного анализа процесса преобразования ресурсов.

Заключение

Таким образом, в рамках данной работы получены следующие результаты:

1. Определен перечень характеристик и проведен сравнительный анализ наиболее распространенных проблемно-ориентированных 111 III имитационного моделирования ППР: Arena, ARIS, iThink, PowerSim, ReThink. Определены недостатки высокоуровневых систем ИМ, к которым можно отнести: слабые средства моделирования конфликтов, возникающих на общих ресурсах и средствах; неполная проблемная ориентация; отсутствие поддержки русского языка; неполный набор функциональных возможностей; высокая стоимость.

2. Определены требования к математической модели ППР, которая должна обеспечивать: учет различных типов ресурсов, состояния ресурсов и операций, возникновения конфликтов на общих ресурсах и средствах; слияния и разветвления потоков ресурсов, иерархическое представление структуры процессов; а также расчет характеристик процесса на каждом уровне иерархии.

3. В рамках разработанной математической модели:

• определены основные объекты моделирования дискретных ППР и их характеристики (операции; ресурсы; средства; заявки; очереди заявок; сообщения; процессы; источники ресурсов; приемники ресурсов; перекрестки; параметры) и система выполняемых ими действий;

• с точки зрения использования для построения математической модели ППР рассмотрены типовые математические модели (сети Петри (N-схемы), расширенные сети Петри (E-сети), модели системной динамики, системы массового обслуживания (Q-схемы)). Показана их неполная адекватность процессам преобразования ресурсов;

• для расчета консолидированных параметров процесса на различных уровнях иерархии процесса применен аппарат системных графов;

• для расчета текущих и интегральных характеристик процессов преобразования ресурсов применен аппарат продукционных систем;

• разработана структура продукционной системы, типы правил и механизм вывода;

• разработаны методы повышения быстродействия (сокращения перебора правил), основанные на учете специфики проблемной области процессов преобразования ресурсов.

4. На основе математической модели определены:

• графическая нотация языка моделирования lili?;

• интерфейсы 111 111, ориентированные на конечного пользователя;

• программное, информационное, методическое обеспечение проблемно-ориентированного пакета «BPsim»;

• технология работы с lililí «BPsim».

5. Разработан пакет BPsim, обладающий полным перечнем функциональных возможностей предъявляемых к проблемно-ориентированному 111111 имитационного моделирования и отличающийся:

• эффективными средствами моделирования конфликтов на общих ресурсах;

• понятийным аппаратом, ориентированным на проблемную область процессов преобразования ресурсов;

• поддержкой русского языка.

6. Созданный пакет прикладных программ имитационного моделирования «BPsim» внедрен в ЗАО «Ведение реестров компаний», в отделе оконных конструкций ЗАО «Уральская индустриальная группа», в машиностроительном производстве ОАО «WAJIXHMMAIII», в ООО «Маяк-Урал», в учебном процессе на кафедре АСУ УГТУ-УПИ.

1. Бусленко Н.П. Моделирование сложных систем. М.: Паука, 1978.-400с.

2. Имитационное моделирование производственных систем / Под общ.ред. А.А.Вавилова.-М.: Машиностроение; Берлин: Техник, 1983. -416с.

3. Технология системного моделирования / Е.Ф. Аврамчук, A.A. Вавилов, C.B. Емельянов и др.; Под общ. ред. C.B. Емельянова и др. М.: Машиностроение; Берлин: Техник, 1988. — 520с.

4. Советов Б.Я., Яковлев С.А. Моделирование систем: Учеб. для вузов — 3-е изд., М.:Высш.шк., 2001. - 343с.

5. Прицкер А. Введение в имитационное моделирование и язык СДАМ II: Пер. с англ. М.: Мир, 1987. - 646с.

6. Форрестер Дж. Основы кибернетики предприятия (Индустриальная динамика): Пер. с англ. / Под ред. Д.М. Гвишиани. — М.: Прогресс, 1971. 340с.

7. Форрестер Дж. Мировая динамика: Пер. с англ. / Под ред. Д.М. Гвишиани, H.H. Моисеева. М.: Наука, 1978. - 168с.

8. Шеер А-В. Бизнес-процессы. Основные понятия. Теория. Методы. М.: ВестьМетатехнология, 1999. - 182с.

9. Шеер А.-В. Моделирование бизнес-процессов. М.: ВестьМетатехнология, 2000. - 205с.

10. Пищулов Г., Рихтер К., Дятел Е. Введение в теорию производства: Учеб. пособие. — Екатеринбург: Изд-во Урал. гос. экон. ун-та, 2003. — 161с.

11. Ойхман Е.Г., Попов Э.В. Реинжиниринг бизнеса: Реинжиниринг организаций и информационные технологии. — М.: Финансы и статистика, 1997.— 336с.

12. Клебанов Б.И. Методические указания к выполнению системного проекта КИС. Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 1999. - 32с.

13. Hammer M., Champy J. Reengineering the Corporation: A Manifesto for Business Revolutions. HarperBusiness, 1993. 256p.

14. Попов Э.В., Клебанов Б.И. Реинжиниринг систем управления предприятиями и современные информационные технологии. -Екатеринбург: НПП "ТЭКСИ", 1997. 35с.

15. Агапова Т.А., Серегина С.Ф. Макроэкономика, М.: Дело и Сервис, 2000.-416с.

16. Макконелл К.Р., Брю C.JI. Экономикс: Принципы, проблемы и политика. В 2т. / Пер. с англ. 11-го изд. Т.1. М.: Республика, 1992. -399с.

17. Статические и динамические экспертные системы: Учеб. пособие /Э.В. Попов, И.Б. Фоминых, Е.Б. Кисель, М.Д. Шапот. М.: Финансы и статистика, 1996. - 320 с.

18. Рубцов C.B. Главы из монографии "Целевое управление корпорациями" 2001 http://or-rsv.narod.ru/Book/Book 0.htm электронная публикация.

19. Newell A. Production systems: models of control structures//Visual information processing. New York: Academic Press, 1973. P. 463-526.

20. Джексон, Питер. Введение в экспертные системы.: Пер. с англ.: Уч.пос. — М.: Издательский дом «Вильяме», 2001. — 624с.

21. Питерсон Дж., Теория сетей Петри и моделирование систем. М:Мир, 1984.-264с.

22. Котов В.Е. Сети Петри: Главная редакция физико-математической литературы, М.:Наука, 1984. -160с.

23. Гнеденко Б.Д., Коваленко И.Н. Введение в теорию массового обслуживания. М: Наука, 1987. — 336с.

24. Калашников В.В. Организация моделирования сложных систем. — М.: Знание, 1982.-64с.

25. Марка Д., МакГоуэн К. SADT — Методология структурного анализа и проектирования / Пер. с англ. М.:Метатехнология, 1993. — 465с.

26. Калянов Г.Н, CASE структурный системный анализ (автоматизация и применение). М.:Лори, 1996. - 242с.

27. Калянов Г., Козлинский А., Лебедев В. Сравнение и проблема выбора методов структурного системного анализа // PC Week/RE/-1996.-27 Авг. С.46-50.

28. Калянов Г.Н. Консалтинг при автоматизации предприятий: Научно-практическое издание. М.: СИНТЕГ, 1997. - 316с.

29. Ивлев В., Каменова М., Попова Т. Методологический подход к реорганизации деятельности предприятия //Открытые системы.-1996.-N2.-C.67-69.

30. Описание технологического процесса изготовления испарителя. — Свердловск: УРАЛХИММАШ, 1988. 78с.

31. Проект комплексной автоматизации и создание имитационной модели лечебной деятельности УНИИТО: Отчет по проекту / НЛП «ТЭКСИ»; Руковод.работы Клебанов Б.И. Екатеринбург. - 1998. — 39с. - Исполн. Парфенов Ю.П., Подкорытов Е.М.

32. Аксенов К.А., Клебанов Б.И., Хренов A.A. Система поддержки принятия решений в вопросе социально-экономического развития // Нейроинформатика и ее приложения: материалы IX Всероссийского семинара. Красноярск, 2001. — С.3-4.

33. Aksyonov, Klebanov, Hrenov. The Internet environment of socio economic development of region prediction on the basis of the dynamic consulting model // FIRA World Robot Congress. - Korea. Seul. 2002. - p.473-476.

34. Павлов В. Метод математического моделирования систем ресурсов предприятий // Статья опубликована на сайте Управление 3000

35. Arena улучшает возможности для бизнеса в условиях новой экономики http://www.interface.ru/sysmod/svsmodh.htm электронная публикация.

36. Маклаков С. Имитационное моделирование с Arena // Компьютер пресс -2001, №7.-С.135-136.

37. Шебеко Ю. В ожидании BPR или имитационные модели фондовых потоков в практике проектирования бизнес-процессов, www.tora-centre.ru электронная публикация.

38. Горбунов А.Р. Управление финансовыми потоками и новое поколение экспертных систем. www.tora-centre.ru/library/Reing/expart.htm электронная публикация.

39. Шебеко Ю. Персональный компьютер помогает исследовать и анализировать поведение бизнес-процессов: прикладное пособие для менеджеров. -М.:ТораИнфоЦентр, 1999. — 127с.

40. ARJS основы теории http://icc.migsv.ru/ibm866/citforum/seminars/cis99/vest03.shtml электронная публикация.

41. Курс ReThink. Конспект лекций. М.:АО «АРГУССОФТ КОМПАНИЯ» 1996.-87с.

42. Суханов В.И. Информационная технология принятия решений при открытой разработке месторождений: Дис. . д-ра техн. наук: 25.00.35 / Ин-т. горного дела УрО РАН. Екатеринбург, 2002. - 211 с.

43. Микушин И.В. Описание деловых процессов с помощью графов событий и операций. http://www.rtf.ustu.ru/science/Conf.htm электронная публикация.

44. Калихман С.А. Информационные технологии в управлении качеством процессов, http://www.interface.ru/misc/st3.htm электронная публикация.

45. Рубцов C.B., Ивченко П.Г. Интерпретация фактов в «интеллектуальной» системе имитационного моделирования // Приборы и системы управления, 4, 1992. С. 3-4.

46. Ulrich E.G. Exclusive Simulation of Activity in Digital Networks//Comm. of ACM. February 1969. V.12, N 2. P. 102-110.

47. Руководство пользователя системы имитационного моделирования BPsim. — Екатеринбург, 2003. — 58с.

48. Richard J. Mayer, Paula S. deWitte Evolving BPR from Art to Engineering, College Station, Texas. Knowledge Based Systems, Inc. 1998. 54p.

49. Сапегин А. Реорганизация бизнес-процессов: как выглядит наше будущее? http://www.interface.ru/public/remank.htm электронная публикация.

50. Маклаков С.В. BPwin и Erwin. CASE средства разработки информационных систем. -М.: ДИАЛОГ-МИФИ, 1999. - 256с.

51. Проектирование экономических информационных систем: Учебник / Г.Н. Смирнова, А.А. Сорокин, Ю.Ф. Тельнов; М.: Финансы и статистика, 2001. — 512с.

52. CASE Data Interchange Format: Integrated Meta-Model Business Process Modeling Subject Area, CDIF-Draft-BPM-V02, EIA, 1996, 153pp.

53. IDEFO. FIPS Integration Definition for Function Modeling (IDEFO), * Federal Information Processing Standards Publication 183, Computer Systems1.boratory, National Institute of Standards and Technology. 1993.

54. IEEE IDEFO. Standard Users Manual for the ICAM Function Modeling Method—IDEFO, IEEE draft standard, P1320.1.1.1997. www.idef.com

55. Фролов Ю.В. Интеллектуальные системы и управленческие решения. — М.:МГПУ, 2000.-294с.

56. Клебанов Б.И., Пищулов В.М., Подкорытов Е.М., Аксенов К.А., Хренов А.А. Система мониторинга движения средств областного бюджета. // Сборник науч. тр. «Новые устройства и системы автоматики и связи». — Екатеринбург: УрГУ ПС, 2001. С.3-18.

57. Клебанов Б.И., Подкорытов Е.М., Аксенов К.А., Хренов А.А. «Система ^ контроля и прогнозирования исполнения областного бюджета».

58. Сборник «Управляющие и вычислительные системы. Новые технологии». Вологда: ВГТУ, 2000. - С.208-209.

59. Хренов A.A., Аксенов К.А. Контроль и прогнозирование исполнения областного бюджета // Новые информационные технологии и системы: тез.докл. IV Междунар. науч.-техн. конф.-Пенза: ПТУ, 2000. С.9-10.

60. Аксенов К.А. Система обследования предприятия и проектирования модели предприятия // Управляющие и вычислительные системы. Новые технологии: Материалы межвуз. электронной научно-техн. конф. Вологда: ВоГТУ, 2001. С.74с.

61. Аксенов К.А., Клебанов Б.И. К вопросу о моделировании деятельности предприятия // Моделирование. Теория, методы и средства: Материалы междунар. научн.-практ. конф. — Новочеркасск: ЮРГТУ, 2001, 42 — С.25-27.

62. Материалы междунар. научн.-техн. конф. — Вологда, ВоГТУ, 2001. -С.219-223.

63. Аксенов К.А., Хренов A.A. Система моделирования технологического процесса // Развивающие интеллектуальные системы автоматизированного проектирования и управления: Материалы междунар. научн.-практ. конф. Новочеркасск: ЮРГТУ, 2001. 4.1 -С.15-18.

64. Аксенов К.А. Технология тонкого клиента на примере системы моделирования бизнес-процессов // Новые образовательные технологии в вузе: Всероссийская научн.-метод. конф. Сборник тезисов/докладов. -Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2001. С.66-67.

65. Аксенов К.А. Механизм прибыльно-продуктовой цепочки // Моделирование, оптимизация и интенсификация производственных процессов и систем: Междунар. научн.-техн. конф. — Вологда: РИО ВоГТУ, 2001. С.86-88.

66. Аксенов К.А., Аксенова О.П. Инструмент описания технологического процесса // Моделирование, оптимизация и интенсификация производственных процессов и систем: Материалы Междунар. научн.-техн. конф. Вологда: РИО ВоГТУ, 2001. - С.31-32.

67. Аксенов К.А. Клебанов Б.И. Три уровня автоматизации предприятия // Научные труды I отчетной конф. молодых ученых ГОУ УГТУ-УПИ, Сборник тезисов. 4.1. Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2001. С.89-90.

68. Аксенов К.А., Клебанов Б.И. Инструмент имитационного моделирования предприятия // Научные труды II отчетной конф.молодых ученых ГОУ УГТУ-УПИ, Сборник тезисов. — Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2002. С.347-348.

69. Аксенов К.А., Клебанов Б.И. Комплексная модель предприятия и аппарат экспертных систем. Научные труды III отчетной конф. молодых ученых ГОУ ВПО УГТУ-УПИ. Сборник статей. — Екатеринбург, ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, 2002. 4.1. С.296-298.

70. Aksyonov К., Klebanov В., Hrenov A. Computer-aided design system of simulation business process model // Proceedings of the 4th IMACS Symposium on Mathematical Modeling, ARGESIM Report no. 24. — Austria, Vieena University of Technology. P. 1414-1420.