автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.01, диссертация на тему:Разработка методов имитационного моделирования для анализа и синтеза технологических процессов дискретного типа

МВС УКРА1НИ УН1ВЕРСИТЕТ ВНУТР1ШН1Х СПРАВ

На правах рукопису

Лановий Олексш Фел1ксович

Розробка метод1в ¡1штацтного моделювання для анал1зу та синтезу технолопчних процеЫв дискретного типу

Спефальжсть 05.13.01 - Системний анал1з ! теор!я

оптимальних р1шень

Автореферат дисертаци на здобут.тя наукового ступеня кандидата техшчних наук

Харк1в - 1996

Дисертац1ею е рукопис.

Робота виконана у Харк1вському державному техн!чному ушвер-ситвт1 радIоедектронIки.

Науковий кер!вник:

кандидат техн!чних наук, доцент Кузьменко В!ктор Михайлович. Науковий консультант:

кандидат техн!чних наук, доцент, п!дполковник мёл1шI

Кухарьонок Михайло АндрШович.

0ф1Ц1йн1 опоненти:

1. Доктор Т9хн1чних наук, професор Сгрэджа 1гор Борисович.

2. Кандидат техн1чних наук, доцент Кухарев Борис Ефимович.

Пров!дна органЛзащя - Харк1вський авгащйний 1нститут.

Захист В1дбудеться "¿¿" 1996 року о "/-у " год.

на зас{данш сташал13овако1 вчено! ради; К 02.24.03 в Ун!-верситет1 внутр!шн1х справ МВС Укра!ни за адрэсою: 310080, м. Харк1в, проспект 50-р1ччя СРСР, 27.

3 дисертаШею моша ознайомитися у б1бл1отеи! Университету внутр1шн!х справ МВС Укра1ни.

Автореферат роз1слано вересня 19Э6 року.

Вчений секретар о&^ХО-___ 1*В' АР|стова

спеШал!зовано! вчено! ради

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ Актуальн!сть проблеми. Виробнич! системи дискретного типу складають основу як промислових, так I непромислових шдпри-емств нашо! краТни таких як п!дприемства машинобуд!вного комплексу або складського господарства. Традиц!йно вони являють собою розпод1лену у простор! сукупшсть мехашзм!в та машин, що об'еднаш транспортшми зв'язками I якиш керують люди. В даскретн! момента часу на вх!д системи надходить скпиенна множила предает!в (сукупних частин), кожен з яких шдлягае обробц! на машинах системи, що визначаеться за технологIсю його виготовлення або транспортування. Така послгдовшсть технолог!чних операцШ мае назву технолог!чний процесс (ТП).

Шдвтцення швидкодН шдприемств дискретного типу заложить у першу чергу В1Д ступеня розробленост1 ТП, оск!льки в!н задае програми використання машин, як! складають техшч-ну систему у час}, а також порядки обробки предает{в на цих машинах. В реальних умовах шд д:ею багатьох випадкових фак-тор!в, як! впливавть на безпереб!Яну роботу технике! системи, спостер!гаються В1дхилення в!д спланованого ТП. Таким чином, основною метою технолога-розробника е зменшення впливу цих непередбачених фактор!в на безперебШге функц!ювання техн!чно! системи. 3 ц!ею метою використовуються системи оперативного керування, як! пергодично здШснюють оптимально упорядкування вс1х роб!т, то виконуються машинами ц!еТ системи. Разом з цим, щ системи оперативного керування не мо-жуть ефективно вшсористовуватись, якщо не буде розроблена оптимальна схема ТП, яка б передбачала деяк1 (бажано ус!) вузьк! М1сця виробництва та шляхи Гх подолання.

Як випливас з попереднього, основна проблема складаеть-

ся у знаходженн! оптимального ТП або у його розробщ. Для проектування дискретних ТП у складних техн!чних системах, зв'язаних з матер!альним виробництвом та маючих внутр1шн1 матер1альн1 потоки транспортування 1 перерозшдалення элементов та' об'ект!в промисловост! у межах ТП, головна проблема голягае у створенш адекватно! математично! модел!, яка б найбIльш повно в1дпов1дала ТП.

При розробщ ТП створюють поточне упорядкування роб1т у систем!, що означав планування дискретных пер!од!в часу, у як! оОмвжен! списки предмет!в, що потребують обробки на ме-хан1змах системи, переробляються у розклади завантакеност! елемент!в системи у Т1К сам! дискретш терм!ни часу. Можли-в!сть тахо! зам!ни забезпечуеться збгльшенням к1лькост[ паралельно д!ючих машин у межах одного ТП.

3 метою створення оптимального ТП технолог повинен досконально вивчити ус! можлив! вар!анти завантакення обладнен-ня та вибрати оптимальне, що являе собою складну задачу. На пьому шляху для п'двищення ефективност! прац! використову-е: ^ся моделювання як метод знаходкення оптимальних параметра ТП.

Модел! промислових систем дискретного типу мають вираз-ну с!тьову структуру ! для них обгрунтування питань вибору математичного апарату моделювання та оптим!зацП прийняття р!шень е ценз зводити на основ!. класифшацп 1 пор!внюючого анал!зу с!тьових систем моделювання. .

Проте лише створення модел! об'екту потребуе доев!да та знань досв!дченого спец!ал!ста у галуз! моделювання, не кажу чи вже про досл!дження динам!ки функц!ювання модел!. Таким чином на перше м!сце сходить !м!тащйне моделювання, яке

дозволяе спостер1гати за повед!нкою модел! у будь-яких умо-вах, що задаються досл^днкком-проектувальником, не готребую-чи особливо глибоких знань про внутршню побудову моде л!. Кр1м того, за допомогою !м!тац1йного моделювання, реал13ова-ного на ЕОМ, доелIдюж мота спостерггати за завантажешетю окремих машин системи у вибраш момента часу, або досл!дити виконання розкладу обслуговування предмет!в, що складають суть ТП, завдяки оперативного мониторинга на екран! ЕОМ.

Не зважаючи на практичну важлив1сть математичного моделювання ТП, сучасш алгоритма побудови моделей не в1дшв!да-ють вимогам практики, а саме: можливост! розв'язувати задач! перевантаженост! окремих елемент1в системи в реальному масштаб! часу; потребують переробки значшл частини модел! при зм!ш характеристик окремих споруджень системи; часто введения додаткових контрольних точок викривляе саму модель. Це по-яснюеться пошуком та обгрунтуванням ефективних схем обмежень, накладених на модель ТП, 1 розробкою на Тх основ! програмних реалгзащй моделг на ЕОМ, пакет!в прикладник програм (ППП).

Робота виконана на кафедр! системотехник Х2ГГУРЕ зг!дно з госпдогов!рними темами Л 375-1, 428.

Мета роботи - п!двищення р!вня проектних р!шень при розробц! нових тип!в ТП та при яереобладнанн! старих, оц!нка 1х ефективност! (ступ!нь використання машин, пропускна здат-шеть обладнання, економгчшеть) засобаш математичного моделювання, розробка та досл!дження ефективних алгоритм!в !м!тац!йного моделювання структри ТП та його окремих складо-вих частин, як! входять до систем такого типу, створення програмного забезпечення для автоматизащ! процес!в роз-робки 1м!тащйних моделей промислових систем дискретного

- б -

типу та оШнки параметр! в ТП.

Для досягнення мети Сули поставлен! 1 виршен! так1 ос-новн! завдання: 1) систематизац1Я та ощнка теоретичних I практичних результат!в у галуз! математичного моделювання промислових систем дискретного типу; 2) розробка мови представления предметно! облает! у позначках потокових !деограм; 3) конструювання набор!в !з щеограм для позначення проми-слового обладнання ТП; 4) розробка алгоритм!в композици ан-самбЛ1в !деограм до едино! с!тьовоГ моделг ТП; 5) розробка алгоритм!в перев!рки в!дпов!дност! с!тьовоТ модел! структуру ТП; 6) розробка та анал!з алгоритм!в перэтворення с!тьово! модел! на. !м!ташйну за допомогою одно! ¿з мов програмування на ЕОМ; 7) розробка алгоритм!в, що реал^зують вибгр опти-мальних проектних р!шень за результатами 1м1тац1йних ексго-римент!в; 8) розробка ППП, що реал!зують !м!тащйне моделювання, досл!дження за повед1нкою модел! та прийняття опти-мальних проектних р!шень на 1ВМ-сум!сних комп'ютерах.

Наукова новизна. Нов! науков! результата, викладен! у у ^ертац!!, полягають у розробц! та обгрунтуванн!: 1) мови г^едставлення предметно! облает!, що пов'язуе загальне завдання моделювання ТП з точшетю та швидк!стю; 2) !деограф1ч-ного зображення технолог!чного обладнання ТП та дарев!рки ко-ректност! його композш1й; 3) набор!в алгоритм!в по перетво-ренню с! тьовоТ модел! ТП на його !м1тащйау модель для по-дальшого досл!даення; 4) набор!в алгоршшв для досл!даення повед!нки !м!тац!йно! модел! ТП та прийняття оптимальшх р!шень по 1х реконструкц!I та впровадженн!.

Достов!рн!сть ! обгрунтованI сть результат 1 в роботи шд-твердауються коректним застосуванням ,математичного апарату,

що використовуеться для створення адекватних моделей тех-н1чних систем, а також узгоджэшстю встановлених за допомо-гою 1м1тац}йного моделювання характеристик ТП з результатами натурних експеримент!в на прототип i.

Практична ц!нн!сть. Викладен} у досертащi peiзyльтaти е науковою основою проектування одного з тишв ТП, який впро-ваджен в центр} перевезення пошти УОШ "Укрпошта" та на ПЗШ! м.бкатеринбурга, а також для його реконструкцП'. Також вони можуть бути використаш шд час удосконалення ТП або для знаходження тлях!в оперативного подолання авар}йних ситуацШ. Ц} метода можуть використовуватись не лише для вказаного ви~ робництва, а також на схожих за призначенням виробництвах непромислово! сфери.

Реад}зац}я та впровадження. Практичн} результата були використаш у пакет} прикладних програм "Видавництво", який був впроваджений на ЦПП УОПЗ "Укрпошта" та ШПШ м.бкатеринбурга для щлей реорган}зацИ i сну иного ТП, а також для ви-рщення авар1йних с!туац!й у оперативному режим! за допомо-гою IBM- сум}сних комп'ютер1в. Економ}чний ефект в!д впровадження розробок склав для ЦПП УОПВ "Укрпошта" б i лынв 400 млн.крб., а для ПЗПШ м.бкатеринбурга - понад 15 млн. руб.

Конкретна особиста участь автора в отриманн! наукових результат!в. Дисертац1йна робота Ланового О.Ф. с самост}йною науково-досл!дною роботою. Автор особисто виконав: система-тизашю та ощнку теорвтичних ! практичних результат}в у га-луз i моделювання складних техн1чних систем дискретного типу; розробку мови представления предметно! облает} задач} проектування ТП дискретного типу; }деограф}чне зображення скла-даючих елемент}в ТП, що дозволяе спростити процес розробки

схеми ТП без врахування особистих якостей обладнання; алгоритми перев!рки коректност! складання ан#самбл!в -1део-грам до повно! схеми ТП; алгоритми перетворення схематичного зображення ТП на його ¡м!тац1йну модель для,II подалыдого використання як у склад! ППП "Видавництво", так як само-ст1йний програмний продукт; алгоритми оперативного моШто-р!нга стану ТП у випадках аварН або перевантаження частини ТП; алгоритми оперативного вносу змш у х!д ТП у раз! ава-рийних с!туацШ або перевантаження обладнання.

Теоретичш Д0СЛ1Дження, що м!стяться у дисертац1йнШ робот!, шдтверджеш обчислювальниш експерименташ на 1ВМ-сум1сних ЕОМ, а також частковими натурними експеримвнтами на ЦЕЛ УОПЗ "Укрпошта" та ПВПШ м.екатеринбурга.

Ст,уп1нь обгрунтування наукових положень, висновк1в I рекомендаций, сформульованих у дисертацП. Дисертац1йна .робота базуеться на сучасних шдходах 1 результатах теорН моделювання 1 об'ектного програмування.

Для виконання завдань дослЮТення галучалися В1дсш поло" ^ння та результата з теорП мнокин, комбшаторного анал{-з^, теорП математичного моделювання, метод!в моделювання 1 програмування, конструювання пакетов прикладних программ. .

Апробац1я роботи. Основн! результата досл1дкень дожидались I обговорювались на науково-техн!чних конференц!ях професорсько-викладацького складу ХДТУРЕ, на М1жнародних конференц¡ях (м.Туапсе).

Публ1кацП, ОсновнI результата дисертацП опубл!коваш у 5 наукових роботах.

Структура I обояг дисертацП. Робота складаеться !з вступу, чотирьох роздШв, заключно! частини, списка л!тера-

тури 13 112 назв, 3 додатшв обсягом 38 сторшок, м!стить 12 малкяшв та 7 таблиць; усьго 158 сторшок.

3MICT РОБОТИ

Вступ еисв i тлюс складн! техшчш системи дискретного типу, проблему розробки ТП для цих систем, яка зводится до розробки оптимального плану розташування обладнання у при-мщенн! i оптимальне упорядкування робit, що виконуються на цьому оСладнанн!, у 4aci; м!стить обгрунтування актуальности проблеми моделювання як апарату шдвищення ефективност! пра-ui технолога-проектувальника, загальну характеристику вико-наноГ роботи.

У першому роздШ проведено анал!з структури складних виробничих систем дискретного типу, особливост! ïx проекту-вання, використовування моделювання як апарату прискорэння вироб i тку та перев!рки доц!льност! проектних р!шень. Проведено пор1вняльний анал13 i снуючих метод!в моделювання та отриман! загалып висновки про досягнут! результата у вказа-н!й сферь сформульован! завдання дослдаення.

У другому роздШ описана технолог1я !м1тац!йного моделювання ТП дискретного типу, П ochobhî етапи та ц!л!, як! стоять перед розробником модел!. Проанал!зован! ТП як склад-Hi системи та особливост! ïx моделювання. Викладен! основи 1деограф1Чного п!дходу до зображення складних промислових систем. В1н складаеться з того, що техн!чшй систем! надаеть-ся 1деограф!чна ciTb, яка може зображатися ор!ентованим графом G=<V,W>, де вершинам и^.е V в!дпов1дають 1деограми J, а дугам ш.е ff - перем!нн! Р, що описують техшчну систему.

е)

Припускаеться, що розм1рн!сть предметно! облает! N, у яких

1деограми для зображепня сюмдких техтчних систем

Зшстовний опис Гдеограма Породжуваш фунщи

1. Вшьае злштя потоив h = 2 i>/? -.x+z-*y, «Л" «J»-X-»Z

2. Керуеме злшта потоив h = 2 * "i и Z l) ff ff •■ х/(к +z) « ; uff --(l-uly-iz, ff гиу-*х; Л5 'z/fi-u;^, /I4 si/u ff xy-Z^X-, EJ/T •xfy + u

3. Вшьне роздшенна гютсшв h=2 ij/f sx —; Э)/Г

4. Керуше роздшення потонв h=2 1в DJ? 'X«-*/, iXfl-K^Z,-2>/f sJ'/U'+X, /? :((l-u)/u)y-+Z 35ff xZ/(i-U)-¥X, ff :UZ/(l-U)+y 4Jff < J>+Z-»X, ft ■ y/(z+y)-m; ft : fx-z)/x-*u; 85ft IX-y-lZ, ft : y/X-iU

5. Затримха потоку на At h=l ff

5. Затршда погожу на Т h= 1 ff

Таблиця 1: Зобракення та функцп, як i виконують 1деограми

вирщуеться задача, завади бкльш за розм!рн!сть п будь-яко! системи з ше! предметно! облает!, т.е. N » п.

Розглядаючи ту чи !ншу ¡деограму (табл. 1) як позначку, розр!зняють II план виразу та план зм1сту. План виразу - це граф!чне зображення перетворения множини перемгнних Р, яке складаеться з перем!нних входу, виходу та внутр!шн!х. План зм!сту в!дтворюе математичний вираз, який задае перетворэння множили перемгнних Р. Кр1м того, для плану виразу додаеться поняття акс!ом обчислювання е^, як1 в!дбивають к!льк!сть I ступ!нь в!дношень м!ж вх1дними та вшелдними перем!нними, а також порогу обчислювання, який в!дображае к!льк1сть вход!в у !деограм!.

Побудова с!тьових моделей на баз1 Iдеограм потр!буе ви-конання к!лькох правил, а саме:

1. 1деограми у с!т! еднаються з урахуванням ор^енташТ дуг.

2. К!льк!сть дуг р, як1 еднають дв! сум!жш гдеограми, не повинно перевершуват!? !х пороги обчислювання: р '= т1п(Н1 ,?г2).

3. Один вих!дний полюс може приеднуватись до двшлькох вх!дних, але не навпаки.

4. Якщо у с!т1 е контур, то В1Н повинен мати }деограму Виконання цих правил полягае на шнцевого споживача та прог-рамн! засоби п!дтримки процесу побудови с!т!.

У вказаному розд1л! також описан!: мова та правила за-пису представления предметно! облает! досл1даення за допомо-гою !деограм; правила композицп гдеограм до ансамбл!в; особливост! побудови С1тьових моделей дискретних систем.

у ттотьому Р03Д1Л1 викладен1: структура Штащйно! мо-дел! ТП дискретного типу, основн! положения побудови модел! на основ! концепш! модуля, структура шформащйного забез-

печення моделювання. Додан! базов! . поняття та визначення, як1 використовуються -у ¡мгташйном моделюванн!. До них вхд-носяться:

Под 1я. Розглядаеться як змша стану системи. Вони !сну-ють у часI, з чим зв'язують визначений час. Виникають у раз! певних обставин.

АктиЗн1<жъ. С цраця певного пристрою. Дэякий час пристрой обслуговуе заяву. ,, ,

Улови.. Використовуються для зм!ни стану системи або для синхрон!зац!1 процес!в у систем!.

Процес. е посл!довн!сть деяких год!й ! активностей. 1х поява заложить в!д умов та попередн!х под!й ! активностей. Одночасно у систем! можуть знаходитись декмька процессв.

Черга. Це об'екти, що динам!чно зм!нюються у час!. Мають середню та максимальну довжину, впливають на пропуекну здатшеть системи.

Заяби (транзакли). Динам!чн! об'екти, що пересуваються у системг I викликають под!! I активности. -

При !м!тац!йному моделюванн! под!!, процеси та активно-ст! щлком залежать в1д потоков ! тразкторШ руху транзакт!в. У раз1 виконання певних обставин под!я викреслюеться ¡з системи моделювання, а на зм!ну приходить !нша под!я.

П!д час потактного моделювання на початку та в к!нц! такту виконуються вс! под!!, як1 знаходятъея на цьому такт!. При подгИному моделюванн! виконуеться перех1д в!д поперед-ньо! под!! до наступно!.

Для побудови модел! потр!бно визначити типов! процеси виробництва, як! виконуються паралельно, але мають сво! пере-М1нн{, атрибута,' тощо. Вони в!др!зняються не лише сферою ви-

робництва, а б!льш того - на однакових Шдприеметвах одного виробничого ступеня вони макггь В1дхили хоч Ои у ступеш за-вантаженост!. Тому доц!льно провести розгляд конкретного тп" та на його приклад1 зробити ¡мгтащйну модель. Для цього був обраний цех експедувэння пзрюдичних ввдань КиГвського виробничого об'еднання "Укрпошта". П!сля проведения анализу стру-ктури було вид1лено три дкяянки: Д1лянка Формування стан-дарншх пачок, д!лянка формування зб1рних пачок та д!лянка формування 1 в!дправки маршрут1в. Подальше моделювання зве-лось до створення, по-перше, с!тьових моделей цих д!льниць для перев!рки в!рност! схёми ТП, а по-друге - Гх !м1тац!йних моделей для перевIрки роботоздатност! усього ТП в ц!лому.

Для перев!рки с!тьового зображення була застосована перев¡рка обчислення фрагменту с!т!, з яких складаеться уся С1тьова модель ТП вц!лому. Кожний фрагмент аналхзуеться по стану його вершин (алгоритм 10) I в залежност! В!Д стану приймасться рШення про ступ!нь обчислювання фрагменту (об-числюваний, недовизначений, перэвизначений), шсля чого:

а) якщо фрагмент недовизначений, то нео'бхГдно розширити множину вх^дних пером иших фрагменту;

б) якщо фрагмент перевизначений, то треба провести нап-равлену в!дс!ч множили вх1дних перемГнних фрагменту.

Один з метод!в зниження порогу обчислювання {деограм е використання управляючих перем!нних и с!т!.'У ход! ршення завдань планування обчислювань коша управляюча горем!нна може буш або заданою (ин), або обчислюваною (ид). При цьому пор!г обчислювання 1деограм, як! утримують Й=н7з, знижу-

еться на одиницю.

Шсля зниження порогу обчислювання фрагменту ;:сШ для

первв!рки цього фрагменту використовуеться граф обчислювання С1Т1 (ГО), його ярус-паралельна форма, при як!й вершили одного ярусу залежать лише В1д вершин ярус!в, що лежать вище. Таким чином, у рамках 1деограф!чного Шдходу до зображення тэхн!чно! системи можна видглити так! етапи:<реальний мир>—► -» <!деограф1чна с1ть>—><масив перем1нних>—► <ярус-паралель-ний граф обчислювань>—»сплан обчислювань>-»<програма>.

ТрансформацIйний алгоритм 10 працюе на основ! початко-вого масиву перем!нних с1т1. У ньому в явному вид! зображен! пром!жн! результата перетворення початково! шт!, що досяга-еться за рахунок ряду евристичних правил досягнення обчислювання с1т1 за аксюмами обчислювання (алгоритма 11-13).

Також у цьому розд!л! викладеш питания планування об-числювань, що дозволяе зробити перех!д вхд с!тьового зображення модел1 до II !м1тац1йной мод!ф!кац!1.

Четвертий розд!л присвячений розробц! системи автомати-зац!1 проектування ТП дискретних тип!в з застосуванням вик-ладених раньше основ 1деограф!чного зображення об'скпв. Ця ггстема складаеться з трьох головних подсистем, а саме:

1) шдсистема формування с!тьового зображення модел! у режим! граф!чного д1алогу з к!нцевим користувачем на основ! !деограф!чного язжка представления;

2) Шдсистема розв'язування задач планування обчислю-вань на с!т!, побудова плану обчислювань та перетворення його у програму на задан¡й алгоритм!чн1й мов! пограмування;

3) п!дсистема прийняття ршень, пошуку шлях!в досягнення заданих значень заданими перем!нними, формування опти-м!зац!йних задач та 1х розв'язування в!домими методами ма-тематичного програмування.

У цьому роздШ надан1 основы! вида апаратних засоб!в системи, 1х завдання, а також алгоритм функц!ювання. Система знаходиться у в!данш як би трьох ос!б: ОФП - особа,формуюча уявлення; ОПО - особа, плануюча обчислювання; ОПР - особа, приймаюча рШення. Кожна з вказаних ос!б працюе у своТй Шд-систем! 1 мае свою мову сп!лкування. з програмним оточенням, наближену до природной але дозволяючу виршувати поставлен! завдання. *

Робота САПР ТП починаеться з побудови початкового е!тьо-вого зображення системи з використанням концепцп модуля та багатоступенево! вкладен!ст! с!тей. На верхньому р!вн! с!ть зображуеться за допомогою умовних блок!в, пркйнятих у технолог !в-проектувальник! в; на нишьому кокен з цих блок!в отри-муе свое с!тьове зображення в!дпов!дно з правилами формуван-ня !деограф!чного зображення об'екту. Ц! блок! можуть знахо-дитись у б1бл1отец1 модулей або- бути розороблен! у процес! побудови модел! самим проектувальником. К!льк!сть р!вней укладень визначас-ься ресурсами обчислювально! системи. З'еднання фрагментов та блок!в до едино! с!*г1 здШсшоетъся автоматично з перев!ркою в!рност! цього з'еднання. Помилки у побудов! с!т1 видгляються та подаються на розгляд ОФУ для !х переправления та побудування поновленно! с!т!.

Сформована с!ть поступае у п!дсистему планування обчис-лень, де за II структурою Оудуеться наб1р програм для р!зних задач обчислювання. Якщо якись фрагмент с!т! неоСчислений або мае перевизначен! вершини, в!дбуваеться повернення до шдсистеми формування зображення та перэбудова необчислюва-но! с!т! або II фрагменту.-

У раз! досягнення обчислювано! с!т! генеруеться прог-

рама !м!тащйного моделювання. Бона формуеться завдяки зам{-н1 функц!ональних блок!в та {деограм на оператори або п!д-програми на mobî црограмування GPSS. Пот!м ця програма дода-еться до cepsiCHOï частини, п!сля чого з ï! допомогою можно вир!шувати р!зного роду завдання, як! потребують зм!ни вх!д-них ! визначення вих1дних перем!нних.

До п!дсистеми прийняття р!шень входять транслююча програма, яка виконуе введения та обробку завдань на вх!дн!й mobï, та виконуючи програми, як! п!дтримують роботу траслю-ючо! програми та реал!зують оператори вхшю! мови.

Алгоритм роботи моделюючо! програми полягае у наступних кроках:

1) Зчитування гнформац!! про систему 1з арх!ву задач;

2) Завдання початкових установок, у тому числ! кроку моделювання I ступеня дискретизацп;

3) Зам!на параметр!в у Т1л! програми на початков! дан!;

4) Початок !м!тац!йного моделювання за допомогою мови GPSS та транслятора;

5) Динам1чний MOHiTopiHr процесу моделювання у граф!ч-ьиму та текстовому режимах;

6) В!дгук на реакц!ю цроектувальника на процес моделювання, який передбачае зм!ну попередн!х значень вх1дних горем i них або зупинку процесу;

7) Формування в!дчоту з кроком дискрет!защТ, занесения його до apxiBy;

8) Анал!з результат!в моделювання: характеристик часу, "вузьких м!сць", тощо;

9) Повернення до головно! програми.

Вс! програми, як! реал!зують алгоритми представления та

перетворення 1деограф!чного зображення на 1м1тац!йну модель, написан! на мав! Visual Basic у операц!йн!й серед! Windows.

Також у цьому розд!л! викладен! результата тестових ек-сиерим0нт!в, як! проводились на ВО "Укрпошта" (м.КиТв) та ф!рм! "В!зав!" (М.Екатеринбург, Рос!я).' По результатах цих експеримент1в була оц!нена екожшчна ефективн!сть застосу-вання САПР ТП з використанням !деограф!чного метода зображення структури ТП. За оц!нками, результати яких зображен! на рис. 12 дисертац!йно! робота, зустр!чаються ситуацм, у яких споживач з малою розм!рн!стю задач не мае ценз викори-стовувати САПР-для И р!шення. Навпаки, при велик!й к!лькост! перем!нних у систем!, ~г»ндом1стк{сть на створення програмно-го забезпечення для !М1тац!йного моделювання ТП значно мёнша за трэдом!стк!сть при розробц! модел! традищйними методами. KpiM того, тут не враховусться кратн!сть генераций йрбграм моделювання в залежност! в!д зм!н у тополог!I моделЦ як! можуть з'являтися п!д час проведения !м1тац!йних експеримен-т!в i потребують перерозрахункхв усгеГ модел! вц!лому. Таким чином, при к!лькост! горем!нних близько 1Q0Q обсяг трудо-MicTKicTi на р!шення задач за новою технолог!ею виявляеться у 3-6 раз!в менше, н!ж працем!стк!сть решения за^традиц!йни-ми методами.

.- Додатки. В додатку 1 зосередженг: структурна схема технолог !чного процесу цеху експедування перюдичних видань, II опис та !деограф!чне зображення ц!сГ схеми. Додаток 2 - це результати створення !м!тац!йно1 програмноТ модел!- за допо-могою САПР ТП у виглядг фрагменту програми. Додаток 3 Mic-тить документа, що п!дтверджують впровадження результат!в досл!джень i-розробок у виробництво та 1х екожшчний ефект.

ЗАКЛЮЧНА ЧАСТИМ

Сукупн!сть результат!в, отриманих у дисертац!!, е по-дальшим розвитком досл!джэнь у галуз! автоматизованого про-ектувашя складних дискретних техшчних систем. У практичному в!дношенн! вони слугують для шдвищення ефективност1 про-ектних р!шень за допомогою 1м!таШйного моделювання, упрощения сп!лкування технолога з ЕОМ. Основн! результаты роботи полягають у наступному:

1. Подано математичне формулювання загального завдання створення !м!тащйно! модел! та И прсграмно! реал1зац!! як об'екта досл1дження, до яко! зводиться структурна схема складно! техшчно! системи. Щ формулювання подають загальну задачу як задачу пошука необхШого набору оператор!в опису техн!чно1 системи та його мШмально необх1даого вар1анту.

2. Розроблено мову представления предметно! облаетI досл1даення, якою е множила технолог!чних процее!в дискрет-р >го типу. За II допомогою на баз} текстового опису системи мокливо створити математичний вираз цього об'екту.

3. На баз! 1деограф5чного п!дходу розроблена с!тьова модель ТП, що дозволяв розв'язувати задачI перев!рки струк-тури ТП-взагаль без урахування техн!чних характеристик системи. Застосування 1деограф1чного шдходу значно наближуе ко-ристувача-технолога до звично! для нього мови техн!чних схем.

4. Розроблеш та описан! метода перев!рки структура модел! за допомогою алгоритм!в в!дбито! хвши, зам!щаючих систем р!внянь та за методом резолюцШ, обчислювання фрагменту сш на п!дстав! ярус-паралельного графу обчислювання. Щ

метода дозволяють прискорити процес розробки схеми.-ТП'за ра-хунок реал1зацГ1 цих алгоритм1в на ЕОМ.

5. Для всIX алгоритм!в перетворення схематичного !део-граф!чного зображення ТП на !м1тац!йну модель на мов1 ОРББ розроблен! серв1сн1 пакета прикладних програм, як! спрощують сам процес моделювання, внесения змш до схеми ТП та подання результат!в !м!тац!йного моделювання у зручному для користу-вача вид!.

... 6. Визначен! теоретичн! характеристики створення !м!та-цIйноI модел!: II часова та емк!сна склада!сть,-а також за-пропоновано методолог!чн! вказ!вки по використанню автомати-зованого методу розробки моделей.

7. На п!дстав! експеримент!в ! статистично! обробки даних отриман! експериментальн! характеристики: ступ!нь в!д-пов!дност! !м!тац!йно! модел! реальному ТП, працем!стк!сть процесу освоения автоматизовано! методики створення модел!, анал!з складност1 ТП ! його складовин та оц!нка на шдстав! цього розм!рност! модел!. -У результат! пор!вняння експериментальн 1х та реальних контрольних значень було встановлено, що у 89,7% випадюв ц! величини сп!впадали з точн!стю до ±0,05%; в!дхиб!в на б!льшу величину було не б!льш за

8. Викладен! постановки та математичн! формулювання. задач моделювання ТП дискретного типу найповн!ш враховують реальн! умови функц!ювання виробничих систем цього типу. Показана можлив!сть використання розроблених алгоритм!в для роз'язування вказаних задач не лше для цього типу ТП.

9. Результата досл!джень ! розробок-оформлен! у вигляд! ППП "Видавнидтво" для 1ВМ-сум1сних персональних комп'ютер!в. Пакет впроваджений у виробничу практику.

Основн! результата дисертац!! викладеш у наведених публшац!ях

1. Постановка одного класу транспортних завдань велико! розм!рност!. / Кузьменко В.М., Варсак МЛ., Ларюнов ЮЛ., Лановий О.Ф.; Харк.техн.ун-т рад!оелектрон!ки.~ Харк!в,1996.-8 е.- Б!блюгр. 3 назв.- Рос.- Деп. в ДНГБ Укра!ни 22.04.96, № 961-Ук96.

2. Захист в!д несанкц!онованого доступу до бази даних САПР. / Кузьменко В.М., Лар!онов ЮЛ., Лановий О.Ф., Попова Н.Б.; Харк.техн.ун-т радюелектрошки.- Харк!в, 1996.- 11 с.-Б1бл!огр. 9 назв.- Рос.- Деп. в ДНГБ Укра!ни 16.04.96, « 955-Ук9б.

3. Кузьменко В.М., Лановий О.Ф., Попов В.Ю., Пижова 1Л. 1м!тац!йне моделювання у ршенш задач! оптим!з!ц!! проекту-вання технолог!чного обладнання // 3-я Всесоюзна школа "Про-ектування автоматизованих систем контролю та управляя складними об'ектами (м. Туапсе)". Тези дошшдей.- Харк!в, 1988,- 32- с.

4. Лановий О.Ф. Про метода 1М1тац!йного моделювання дис-кретних технолог!чних процес1В // 2-а М!жнародна конференция "Теор!я ! техн!ка прийому, передач! та обробки !нформац!1. Частина 2. (м. Туапсе)". Тези дожшдей. - Харк!в, 1996.-с .180-181.

5. Лановий О.Ф. Шдсистема !м1тац!йного моделювання САПР ТП // 2-а М!жнародна конференция "Теор!я ! техн!ка прийому, передач! та обробки !нформацН. Частина 2. (м.Туапсе)". Тези допов!дей. - Харк!в, 1996.- с. 258-259.

A.F.IanovoJ. Development of imitative modeling method for analysis and synthesis of a discrete type technological processes. Dissertation - manuscript. Dissertation Tor the tech-sciences Candidate degree on speciality 05.13.01.- "System analysis and optimum decisions theory". University of Internal Affairs, Ministry of Internal Affaire of Ukraine, Kharkov, 1996.

Submitted research work contains computer-aided investigations, development and analysis of imitative modeling methods of a discrete type complex technical systems for the purpose of improvement of technological manufacturing preparational process. Method of step-by-step TP model creation is suggested: first step - on the basis of stream ideographs, then -conversion into GPSS software support. It was ascertained that the use of design automation method by means of ideographic networks and imitative models allows to reduce 3-6 times the terms of introduction of the proposed alteration in TP structure. Research and design results were used during creation of application packages are applied in industry.

А.Ф. Лановой. Разработка методов имитационного моделирования для анализа и синтеза технологических процессов дискретного типа. Диссертация - рукопись. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.13.01.- "Системный анализ и теория оптимальных решений", Университет внутренних дел МВД Украины, Харьков, 1996.

Защищается научная работа, содержащая исследования, разработку, анализ методов имитационного моделирования сложных технических систем дискретного типа на ЭВМ с целью усовершенствования процесса технологической подготовки производства. Предложен метод поэтапного создания модели ТП: вначале на основе потоковых идеограмм, а затем - ее преобразование в программную реализацию модели на языке GPSS. Установлено, что использование метода автоматизации проектных решений с помощью идеографических сетей и имитационных моделей позволяет в 3+6 раз сократить сроки внедрения предлагаемых изменений в структуре ТП. Результаты исследований и разработок использованы при создании пакетов прикладных программ, внедренных в производственную практику.

Ключов! слова: технолог1чний процес, 1м!тащйне моделювання, iдеограма, iдеограф^чний шдапд, с!тьова модель, 1м1тац1йна модель.