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 украТни

,. п университет внутр1шн1х справ

• - , .1

^ \ и -й - -3 На правах рукопи су

Лановий Олексмй Фел1ксович

Розробка метод1в ¡м1тацтного моделювання для анал1зу та синтезу технолопчних процес1в дискретного типу

Спещалььпсть 05.13.01 - Системний анал1з \ теор!я

оптимальних ршень .

Автореферат дисертацм на здобуття наукового ступеня кандидата техшчних наук

Хармв - 1996

Дисертац1ею е рукопис.

Робота виконана у Харк1вському державному тэхШчному унгвер-ситет! рад1оелвктрон1Ки.

Науковий кер}вник:

кандидат техн!чних наук, доцент Кузьменко В1ктор Михайлович. Науковий консультант:

кандидат техн!чних наук, доцент, хпдполковник мШц11

Кухарьонок Михайло АндрШович.

0фщ1йн1 опоненти:

1. Доктор техн1чних наук, професор С1роджа 1гор Борисович.

2. Кандидат техшчних наук, доцент Кухарев Борис Ефимович.

Пров1даа орган1зац{я - Харк1вський ав!ац1йний Шститут.

Захист в!дбудеться 1996 року о "/у " год.

на зас!данш спещал13овано! вчено! ради К 02.24.03 в Ун1-верситет1 внутр1шшх справ МВС Укра!ыи за адресом: 310080, м. Харк1В, проспект 50~р1ччя СРСР, 27.

3 дисертаШею можна ознайомитися у б!0л!отец! Ушверситету внутр1шн1х справ МВС Укра!ни.

Автореферат роз1 слано "-Ъ " вересня 1996 року.

Вчений секретар » _ 1-В' лР|стова

спеШалЁзовано! вченоГ ради

ЗАГМЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОЕОТИ Актуальн!сть проблеми. Виробнич! системи дискретного типу складають основу як промислових, так ! непромислових шдпри-емств нашо! краГни таких як п!дприемства машинобуд!вного комплексу або складського господарства. Традщ1йно вони являють собою розпод!лену у простор! сукутпсть мехашзм^в та машин, що об'еднаш транспортшши зв'язками I якиш керують люди. В дискретн! момента часу на вх!д системи надходить ск1нченна множила предметIв (сукупних частин), кожен з яких шдлягае обробщ на машинах системи, що визначаеться за технолог{ею його виготовлення або транспортування. Така посл!довгпсть технолог1чних операцШ мае назву технологгчний процесс (ТП).

Шдвищення швидкодИ п!дприемств дискретного типу зале-кить у першу чергу в1д ступеня розробленост! ТП, оск!льки в1н задае програми використання машин, як! складають техШч-ну систему у час!, а також порядки обробки предает!в на цих машинах. В реальнюс умовах шд Д1ею багатьох випадкових фак-тор!в, як! впливають на безпереб1йну роботу технично! системи, спостер!гавться В1дхилення в!д спланованого ТП. Таким чином, основною метою технолога-розробника е зменшення вшшву цих непередбачених фактор!в на безпереб!йне функц!ювання техшчно! системи. 3 щею метою використовуються системи оперативного керування, як! пер!одично здгйснюють оптимальне упорядкування вс1Х роб!т, що виконуються машинами ше! системи. Разом з цим, ц! системи оперативного керування не мо-жуть ефективно використовуватись, якщо не буде розроблена оптимальна схема ТП, яка б передбачала деяш (бакано ус!) вузьк! М1сця виробництва та шляхи 1'х подолання.

Як випливае з попереднього, основна проблема складаеть-

ся у знаходженШ оптимального ТП або у . його розробц!. Для проектування дискретних ТП у складних техн!чних системах, зв'язаних з матер!альним виробництвом та маючих внутр1шн1 матер!альш потоки транспортування 1 перерозподIленвд еле-ментIв та об'ект!в промисловост! у межах ТП, головна проблема полягае у створенш адекватно! математично!' модели яка б найбIльш повно в1дп0в1дала ТП.

При розробщ ТП створюють поточне упорядкування роб!т у систем!, що означав планування дискретшх пер!од!в часу, у як1 обмежен! списки предмет!в, що потребують обробки на ме-хан!змах системи, переробляються у розклади завантакеност! елемент!в системи у Т1ж сам! дискретш терм!ни часу.. Можли-в!сть тако! зам!ни забезпечуеться зб!льшенням к!лькост1 паралельно д!ючих машин у межах одного ТП.

3 метою створення оптимального ТП технолог повинен дос- . конально вивчити ус! можлив! вар!анти завантакенкя обладнен-ня та вибрати оптимальна, що являе собою складну задачу. На цьому шляху для шдвищення ефективнсст! прац! використову-е: ^ся моделювання як метод знаходження оптималъних параметра ТП.

Модел} промислових систем дискретного типу мають вираз-ну с!тьову структуру 1 для них обгрунтування питань вибору математичного апарату моделювання та оптим1зацП прийняття р'ниень е ценз зводити на основ! класиф'шацп ! пор!внюшчого анал!зу с!тьових систем моделювання.

Проте лише створення модел! об'екту готребуе досв!да та знань досв!дченого спец!алIста у галуз! моделювання, не ка-жучи вже про досл1дження динамгки функц!ювання модел!. Таким чином на перше м!сце сходить !м!тац!йне моделювання, яке

дозволяе споотерIгати за пав9Д1нкою модел! у будь-яких умо-вах, що задаться досл"1дншом-лроектувальником, не потребую-чи особливо глибоких знань про внутршню побудову модели Кр!м того, за допомогою 1м!тац1йного моделювання, реал^зова-ного на ЕОМ, дослгдник може спостерггати за завантажешстю окремих машин системы у вибраш момента часу, або досупдити виконання розкладу обопуговування предает!в, що складають суть ТП, завдяки оперативного мошторшга на екранг ЕОМ.

Не зважаючи на практичну важливIсть математичного моде-лювання ТП, сучасш алгоритми побудови моделей не в1ДПов!да-ють вимогам практики, а саме: можливост! розв'язувати задач! перевантаженост! окремих элемент!в системи в реальному масштаб! часу; потребують парерсбки значно! частили модел! при зм!н1 характеристик окремих споруджень системи; часто введения додаткових контрольних точек викривляе саму модель. Це по-яснюеться пошуком та обгрунтуванням ефективних схем обмежень, накладених на модель ТП, I розробкою на !х асновг програмних реал1зац!й модел! на ЕОМ, пакет!в прикладних програм (ППП).

Робота виконана на кафедр! системотехшки ХДТУРЕ зг1дна з госпдогов!рними темами $ 375-1, 428.

Мета робота - Шдвищення рхвня проектних рШень при розробц! нових тишв ТП та при переобладнанн! старих, оц!нка 1х ефективност! (стушнь використання машин, пропускна здат-шеть обладнання, економгчшеть) засобами математичного мо-делювання, розробка та досл!дження ефективних алгоритм!в !м!тащйного моделювання структри ТП та його окремих складо-вих частин, як1 входять до систем такого типу, створення програмного забэзпечення для автоматизащ! процес!в роз-робки ¡м!тащйних моделей промислових систем дискретного

-..б -

типу та оЩнки параметр! в ТП,

Для досягнення мети Оули поставлен! i виршеш так! ос-новн! завдання: 1) систематизац!я та ощнка теоретичних i практичных результатов у галуз! математичного моделювання промислових систем дискретного типу; 2) розробка мови представления предметно! облает! у позначках потокових !деограм; 3) конструювання набор!в !з !деограм для позначення проми-слового обладнання ТП; 4) розробка алгоритм!в композицн ан-самбл1в 1деограм до едино! с!тьово! модел! ТП; 5) розробка алгоритм i в перев!рки в!дпов!дност! ciTbOBOl модел! структур! ТП; 6) розробка та анал!з алгоритм!в перэтворення егтьово! модел! на 1М1ташйну за допомогою одно! i3 мов програмування на ЕОМ;.?) розробка алгоритм^, що реал!зують вибгр опти-мальних проектних р i тень за результатами ii/Дташйних ексце-римент!в; 8) розробка ППП, що реал!зують !м!тац!Йне моделювання, доел! дження за повед!нкою моделi та прийняття опти-мальних проектних рiтень на 1ВМ-сум!сних комп'ютерах.

Наукова новизна. Нов! науков1 результата, викладен! у W jepTaui!, полягають у розробц! та обгрунтуванн!: 1) мови представления предметно! облает!, що пов'язуе загальне завдання моделювання ТП з точшетю та швидк!стю; 2) !деограф!ч-ного зображення технолог2чного обладнання ТП та перев!рки ко-ректност! його композид!й; 3) набор!в алгоритм!в. по перетво-ренню с1тьово! модел! ТП на його 1м!тац1ЙЩ' модель для по-далыюго доел!дження; 4) наборiв алгоритмiв для досл!дження повед1нки iMiTauífcio! модел! ТП та прийняття оптимальних р!шень по íx реконструкц!I та впровадженн!.

Достов!рн!сть t обгрунтовашеть результат!в роботи п1д-тверджуються коректним застосуванням ,математичного апарату,

що використовуеться для створення адекватних моделей тех-гпчних систем, а також узгоджен1стю встановлених за допомо-гою iMiTauiíteoro моделювання характеристик ТП з результатами натурних експеримент1В на прототиш.

Практична ц!нн1сть. Викладеш у дисертацП' результата е наукового основою проектування одного з тип i в ТП, який впро-ваджен в центрi перевэзення пошти УОПЗ "Укрпошта" тй на П5ПШ м.Скатеринбурга, а також для його реконструкц!I. Також вони можуть бути використаш п!д час удосконалення ТП або для знаходження шлях!в оперативного подолання аваргйних ситуащй. Ц! метода можуть використовуватись не лише для вказаного ви-робництва, а також на схожих за призначенням виробництвах непромислово! сфери.

Реал1зацгя та впровадження. Практичн! результата були використаш у пакет! прикладних програм "Видавництво", який був впроваджений на ЦПП УОПЗ "Укрпошта" та ПЗПШ м.Скатеринбурга для щлей реорган1зац11 !снуючого ТП, а також для ви-рШення авар1йних с!туац;й у"оперативному режиш за допомо-гою IBM- cyMiсних комп'ютер1в. Екожшчний ефект вгд впровадження розробок склав для ЦПП УОШ "Укрпошта" б1льше 400 млн.крб., а для ПЗПШ м.Скатеринбурга - понад 15 млн. руб.

Конкретна особиста участь автора в отриманШ наукових результат!в. Дисертац1йна робота Ланового О.Ф. е самост!йною наук0в0-д0сл1дн0ю роботою. Автор особисто виконав: система-тизащю та оценку теоретичних i црактичних результат!в у га-луз! моделювання складних техшчних систем дискретного типу; розробку мови представления предметно! облает! задачi проектування ТП дискретного типу; !деограф1чне зображення скла-даючих элементiв ТП, що дозволяе спростити процес розробки

схеми ТП без врахування особистах якостей обладнання; алгоритми дерев¡рки коректност! складання ан#самбл1в 1део-грам до повно1 схеми ТП; алгоритма перетворення схематичного зображення ТП на його !м1тац!йну модель для.И подальшого використання як у склад! ППП "Видавництво", так I як само-ст!йний програмний продукт; алгоритми оперативного мон!то-р!нга стану ТП у випадках аварН або перевантаження частини ТП; алгоритми оперативного вносу зм!н,у х!д ТП у раз1 ава-рийних С1туац1й або перевантаження обладнання.

Теоретичш досл1дження, що ы'ютяться у дисертаШйшй робот}, шдтверджеш обчислювальними експериментами на 1ВМ-сум1сних ЕОМ, а також частковими натурними експериментами на ЦПП УОШ "Укрпошта" та ПЗПШ м.Скатеринбурга.

Ступ1нь обгрунтування наукових положень, висновк!в I рекомендацгй, сформульованих у дисертацП. Дисертац!йна .робота базуеться на сучасних п!дходах 1 результатах теорП' моделювання 1 об'ектного програмування.

Для виконання завдань досл!дження залучалися в1дом1 поло- ^ння та результата з теорп мнокин, комбшаторного анал!-зу, теор! Г математичного моделювання, метод!в моделювання I програмування, конструювання пакет!в прикладних программ. .

Апробац!я роботи. Основн! результата досл!джень допов!-дались I обговорювались на науково-техн!чних конференц!ях професорсько-викладацького складу ХДТУРЕ, на Шжнародних конференщях (М.Туапсе).

Публ1кацН. Основн1 результата дисертац1I опубл1кован1 у 5 наукових роботах.

Структура I обсяг дисертацП. Робота складаеться 1з вступу, чотирьох розд1л!в, заключно! частини, списка л!тера-

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

ЗМ1СГ РОБОТИ

Вст^п висв!тлюс склада! техн г'чш системи дискретного типу, проблему розробки ТП для цих систем, яка зводится до розробки оптимального плану розташування обладнання у при-мгщенн! I оптимальне упорядкування роб1т, що виконуються на цьому обладнанш, у час!; м!стить обгрунтувашя актуальност! проблеми моделювання як апарату Шдвищення ефективност! пра-ц{ технолога-проектувальника, загальну характеристику вико-нано! роботи.

У першому роздШ проведено анал!з структури складних виробничих систем дискретного типу, особливост1 Тх проекту-вання, використовування моделювання як апарату прискорення виробгтку та перев!рки доц!льност1 проектних р!шень. Проведено гор!вняльний анал!з 1снуючих метод!в моделювання та отриман! загальн! висновки про досягнут! результата у вказа-н!й сфер!, сформульован! завдання дослхдаення.

У другому роздШ описана технолог!я !м1тац!йного моделювання ТП дискретного типу, !1 основн! етапи та ц!л!, як! стоять перед розробником моделI. Проаналгзован! ТП як склад-н! системи та особливост! Тх моделювання. Викладеш основи 1деограф!чного п!дходу до зображення складних промислових систем. В!н складаеться з того, що тэхн!чн!й систем! надаеть-ся 1деограф1чна с!ть, яка може зображатися ор!ентованим графом (7=<7Д>, де вершинам у^.е У в!дпов!дають !деограми а дугам ш.е Я - перем!нн! Р, що ошсують техшчну систему. Припускаеться, що розм!рн!сть предметно! облает! У, У яких

Гдеограми для зображепня складаих техштаих систем

Зшсговиий опас 1деограма Породжуваш фунпщ

1. Вшьве злитга потоюв h = 2 г D/Î* 2>/Г x+z^y; y-x^z

2. Керуеме чшгпн лотокш h = 2 ■и и* Z »ff /г л* Э>/Г Л' 4>я* /г 5>/Г /г ■>/г /г xe.+z-*y, x/(!x +z}->u; {1 - ujy г, uy-*x; uz/(1. — u)-*x, z/(t-u)-*y, x(i-lij/u-^z, x/u-*y; y-z-*x; •■y-x-*z, ■.xfy-*u

3. Вшьне роздшення поюпв h=2 ■Z ■ 2)/f -.y + z-*x; Vff:X-y-*Z

4. Керушероздшеввя шквдв h=2 %и /Г sXfl-ц)-«,-/f aj/f \z/(í-u)-±x, /f : liZ/fl-^-^ « У +z-*x, ft >y/(z+y)-*u; 53f? •■ x-z-*y, ff fx~z)/x^u; t)ff .X-y-*Z, ff : У /X-> U

5. Затрямка потоку на At h = l ^ У* —<3—* ff s Xм-»У»

5. Затрямжа погожу на Т h=l —

Таблица 1: Зображення та функцп, якi виконують иеограми

виршуеться задача, заввди б!льш за розмгрнтсть п будь-яко! системи з ц\еI предметно! облает!, т.е. №» п.

Розглядаючи ту чи !ншу ¡деограму (табл. 1) як позначку, розр!зняють И план виразу та план змнзту. План виразу - це граф!чне зображення перетворення мнояини перемпених Р, яке складаеться з пврем!нних входу, виходу та внутршнгх. План зм1сту Б1дтворюе математичний вираз, який задае перетворення множили перем1нних Р. Кргм того, для плану виразу додаеться поняття акс!ом обчислювання еч, як! в!дбивають к1льк!сть I ступ!нь в!дношень м!ж вх!дними та вих!дшши перемгнними, а також порогу обчислювання, який в!дображае к!льк1сть вход!в у ¡деограм!.

Побудова с1тьових моделей на баз1 1деограм потрЮуе ви-конання к!лькох правил, а саме:

1. 1деограми у С1т! еднаються з урахуванням ор1ентаци дуг.

2. К!льк!сть дуг р, як! еднають ДВ1 сум!жн! Iдеограми, не повинно перевершуват» Тх пороги обчислювання: р '= гп1п(Ь1 ,<гг).

3. Один вих1дний полюс може приеднуватись до дек!лькох вх!дних, але не навпаки.

4. Якщо у от е контур, то в!н повинен мати !деограму Дt. Виконання цих правил полягае на к!нцевого споживача та прог-рамн! засоби п!дтримки процесу побудови с!т!.

у вказаному розд!л1 також описан!: мова та правила запасу представления предметно! облает! досл!дження за допомо-гою !деограм; правила композицг! ¡деограм до ансамбЛ1в; особливост! побудови с!тьових моделей дискретних систем.

У третьому розд!л! викладен!: структура 1м!тащйно1 мо-дел! ТП дискретного типу, основш положения побудови модем на основ! концепцп модуля, структура !нформац!йного забез-

печения моделювання. Додан! базов! поняття та визначення, як! використовуються -у гмгтацсйном моделюваннг. До них вгд-носяться:

Под1я. Розглядаеться як зм!на стану системи. Вони !сну-ють у час!, з чим зв'язують визначений час. Виникають у раз! певних обставин.

Ашивн1сть. 6 цраця певного пристрою. Деяний час прист-р!й обслуговуе заяву.

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

Процес. е посл;довн!сть дэяких под!й I активностей. 1х поява заложить в!д умов та гопередшх под!й ! активностей. Одночасно у систем! можуть знаходитись дек!лька процес!в.

Черга. Це об'екти, що данам¿чно зм!нюються у час1. Мають сера дню та максимальну довкину, впшваютъ на пропу екну здатнгсть системи.

Заяви (гпранааши). Динам!чн! об'екти, що перасуваються у систем! ! викликають подII ! активност!.

При !м!тац!йному моделюванн! под!!, процеси та активност! шлком залежзть в!д поток!в 1 траектор!й руху транзакт!в. У раз! виконання пэвних обставин под'1я викреслюеться ¡з системи моделювання, а на змгну приходить !нша под1я.

Шд час потактного моделювання на початку та в к!нц! такту виконуються вс! под¡1,якI знаходяться на цьому такт1. При под!йному моделюванн1 виконуеться горехи в!д поперед-ньо! под!! до наступно!.

Для побудови модел1 потр!бно визначити типов! процеси виробництва, як! виконуються паралельно, але маюгь свог даре-м!нн!, атрибути,' тощо. Вони в1др1зняються не лише сферою ви-

робництва, а б!льщ того - на однакових п!дприемствах одного виробничого ступеня вони мають в!дхшш хоч би у ступени за-вантаженост!. Тому доЩльно провести розгляд конкретного Тп' та на його приклад! зробити 2м1тацгйну модель. Для цього був обраний цех експедування пэртдичних видань КиТвського виробничого об'еднання "Укрпошта". П!сля проведения анализу стру-ктури було вид^лено три дтлянки: Д1лянка формування стан-дартних пачок, д^янка формування зб!рних пачок та д!лянка формування ! в!даравки маршрутов. Подальше моделювання зве-лось до створення, по-перше, с!тьових моделей цих д!льниць для перев!рки в!рност! схеми ТП, а по-друге - !х 1м!тац!йних моделей для перев1рки роботоздатност! усього ТП в ц!лому.

Для перев!рки с!тьового зобразкення була застосована перев!рка обчиелення фрагменту с!т!, з яких складаеться уся сттьова модель ТП вц!лому. Кожний фрагмент анал!зуеться по стану його вершга (алгоритм 10) ! в залежност1 в!д стану приймаеться решения про ступ!нь обчислювання фрагменту (об-числюваний, недовизначений, перевизначений), Шсля чого:

а) якщо фрагмент недовизначений, то необхГдно розширити множину БХ1ДНИХ перем1нних фрагменту;

б) якщо фрагмент перевизначений.'то треба провести нап-равлену в!дс1ч множили вх!дних перемГших фрагменту.

Одан з методов зниження порогу обчислювання {деограм е використання управляючих переменное и с!т!.'У ход! решения завдань планування обчислювань кожаа управляюча перемшна моке бути або заданою (ин), або обчислюваною (и3). При цьому пор!г обчислювання !деограм, як! утримують ик, 2г=н7з, знижу-

еться на одинвдю.

П!сля зниження порогу обчислювання фрагменту Ыт! для

- Т4 -

перев!рки цього фрагменту використовуеться граф обчислювання с1т1 його ярус-паралельна форма, при як Ш вершини од-

ного ярусу залежать лише рАл вершин ярусIв, що лежать вище. Таким чином, у рамках 1Двограф1чного шдходу до зображення техн1чно! системи можна вщилити таш етапи:<реальний мир>-+ -» <}деограф!чна с!ть>-кмасив перем1нних>—► <ярус-паралель-ний граф обчислювань>—кплан обчислювань>—»<програма>.

Трансформащйний алгоритм 10 лрацюе на основI початко-вого масиву перем!нних с!т!. У ньому в явному вид! зображен! щкшжн! результата перетворення початково! с!т!, що досяга-еться за рахунок ряду евристичних правил досягнення обчислювання С1т1 за аксиомами обчислювання (алгоритми 11-13).

Також у цьому роздШ викладеш питания планування об-.числювань, що дозволяе зробити перехгд вгд с 1 ивового зобра-ження модел! до Г Г 1М1ташйной мод^фгкац: I.

Четвертий розд!л присвячений розробц! системи автомати-защI проектування ТП дискретних тип!в з застосуванням вик-ладених рашше основ !деограф!чного зображення об'ект!в. Ця г-ютема складаеться з трьох головних п!дсистем, а саме:

1) шдсистема формування с!тьового зображення модел! у режим! граф!чного д!алогу з к!нцевим користувачем на основ! }деограф!чного язика представления;

2) Шдсистема розв'язування задач планування обчислю-вань на ст, побудова плану обчислювань та перетворення його у програму на задашй алгоритм1чн!й мов! пограмування;

3) шдсистема прийняття ршень, пошуку шлях}в досягнення заданих значень заданими перем'ишими, формування опти-м!защйних задач та 1х розв'язування вщомими методами ма-тематичного програмування.

У цьому роздШ надан! основы! вида апаратних засобгв системи, 1х завдання, а також алгоритм функц!ювання. Система зяаходиться у в!данн! як би трьох ос!б: ОФП - особа,формуюча уявления; ОБО - особа, плануюча обчислювання; ОПР - особа, приймаюча ртення. Кожна з вказаних ос!б працюе у сваТй п1д-систем! ! мае свою мову сШлкування. з програмним оточенням, наближену до природаоI, але дозволяючу вир!шувати поставлен! завдання.

Робота САПР ТП починаеться з побудови початкового с!тьо-вого зображення системи з використанням концепт I модуля та багатоступеневоГ вкладен!ст! с!тей. На верхньому р!вн! с!ть зображуеться за допомогою умовних блок!в, прийнятих у технолог Iв-проектувальник1в; на нижньому кожен 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 б!бл!отещ модулей або- бутя розороблен! у процес! побудови модел1 самим проектувальником. К1льк!сть р!вней укладень визначае^ься ресурсами обчислювальноГ системи. З'еднання фрагмент!в та блок!в до едино! с1т! зд!йснюеться автоматично з перевхркою в!рност! цього з'еднання. Помилки у побудов! с!т! вщцляються та подаються на розгляд (Ж для 1х переправления та побудування поновленноГ с!т!.

Сформована с!ть поступав у Шдсистему планування обчис-лень, де за ГI структурою будуеться наб!р црограм для р1зних задач обчислювання. Якщо якись фрагмент с!т! необчислений або мае перевизначен! вершини, в!дбуваеться повернення до шдсистеми формування зображення та перебудова необчислюва-ноГ с!т1 або I! Фрагменту.-

У раз! досягнення обчислювано! С1т! генерусться прог-

рама 1м1ташйного моделювання. Бона формуеться завдяки зам!-н! функшональних блок!в та !деограм на оператори аОо п1д-програми на mobi црограмування GPSS. Йот1м ця програма дода-еться до cepBiCHOI частини, Шсля чого з П допомогою можно вир1шувати р!зного роду завдання, як! потребують зм!ни вулд-них i визначення вюадних перем!нних.

До п!дсистеми прийняття рШень входять транслююча програма, яка виконуе введения та обробку завдань на вх1дн!й mobi, та виконуючи програми, aki п!дтримують роботу траслю-ючо! програми та реал!зують оператори вх!дно! мови.

Алгоритм роботи моделюючо! програми полягае у наступних кроках:

1) Зчитування ¡нформац!i про систему 1з apxiBy задач;

2) Завдання початкових установок, у тому числ! кроку моделювання i ступеня дискретизашi;

3) Зам1на параметр!в у т1л1 програми на початков! дан!;

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

5) Динам1чний MOHiTopiHT процесу моделювання у граф!ч-виму та текстовому режимах;

6) В!дгук на реакц!ю проектувальника на процес моделювання, який передбачае зм!ну попередн!х значень вх!дних дерем! них або зупинку процесу;

7) Формування в!дчоту з кроком дискрет!зац!1, занесения його до apxiBy;

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

9) Повернення до головноТ програми.

Bet програми, як! реал!зують алгоритми представления та

перетворення 1деограф1чного зображення на iMiTaniihiy модель, написан; на мов! Visual Basic у ошрац!йн1й серед! Windows.

Також у цьому роздШ викладен! результата тестових ек-сиеримент!в, яш проводились..на ВО "Укрпошта" (м.КиТв) та ф!рм! "В1зав1" (М.Екатеринбург, Pocia). По результатах цих експеримент1в була оц{нена экономична ефективн!сть застосу-вання САПР ТП з використанням ¡деогрзф'гиого метода зображення структури ТП. За ошнками, результати яких зображен! на рис. 12 дисертаШйно! роботи, зустр!чаються ситуащï, у яких спокивач з малою розм!рн!стю задач не мае ценз викори-стовувати САПР-для i'l ршення. Навпаки, при великШ шлькост! перем1нних у системi, трудом!стк!сть на сгворення програмно-го забезпечення для !м!тац!йного моделювання ТП значно менша за TpgjioMicTKicTb при розробц! моделi традищйними методами. Кр!м того, тут не враховуеться кратн!сть генерац!й програм моделювання в залекностг в!д зм!н у тополог!ï модел¡1 як! можуть з'являтися п!д час проведения !м!тац!йних экспериментов !; потребують перерозрахуншв ycieï модел! вц!лому. Таким чином,при к!лькост1 перем!нних близько 1000 обсяг г руд о -MicTKicTi на р!шення задач за новою технолог!ею виявляеться у 3-6 раз!в менте, шж npaneMicTKicTb р!шення за традиц!йни-ми методами...

Додатки. В додатку 1 зосереджеш : структурна схема технолог !чного процесу цеху експедувашя пер10дичних видань, Tï опис та ¡деограф!чнв зображення ц!еГ схеми. Додаток 2 - це результати створення tMiTauiîtHoï програмно! модел!- за допо-могою САПР ТП у вигляд1 фрагменту програми. Додаток 3 mïc-тить документа, що п!дтвэрджують впровадження результат!в досл!джень i. розробок у виробництво та ïx вконом1чний ефект.

ЗАКЛЮЧИЛ ЧАСТИНА

Сукупн!сть результат!в, отриманих у дисертацП, е -подал ышм розвитком Д0СЛ1Джвнь у галуз! автоматизованого про-ектування складних дискретних техшчних систем. У практичному в!даошенн! вони слугують для шдвищення ефективност! про-ектних рШень за допомогою !м!тац!йного моделювання, упрощения сп!лкування технолога з ЕОМ. Основы! результата роботи полягають у наступному:

1. Подано математичне формулювання загального завдання створення {мгтащйно! моде л! та II прсграмно! реалгзац!! як об'екта досл1дження, до яко! зводиться структурна схема складно! техшчно! системи. Щ формулювання подають загальну задачу як задачу пошука необходного набору оператор!в опису техн¡чно! системи та його мш!мально необх1дного вар!анту.

2. Розроблено мову хфедставлення предметно! облает! доел! днсення,- якою е множина технолог1чних процес!в дискрет-р )Го типу. За II допомогою на баз! текстового опису системи можливо створити математичний вираз цього об'екту.

3. На баз! !деограф!чного п!дходу розроблена с!тьова модель ТП, що дозволяв розв'язувати задач! перевгрки струк-тури ТПвзагал!, без урахування техн!чних характеристик системи. Застосування !деограф1ЧНого п!дходу значно наближуе ко-ристувача-технолога до звичноГ для нього мови техн!чних схем.

-,. 4. Розроблен! та описан! метода перев!рки структури моде л I за допомогою алгоритм!в в!дбито! хвшй, зам!щаючих систем р1внянь та за методом резолюцШ, обчислювання фрагменту ст на Шдстав! ярус-паралельного графу обчислювання. Ц!

метода дозволяють прискорити процес.,розробки. схеми- ТП за ра-хунок реал1зацп цих алгоритма на ЕОМ.

5. Для вс1х. алгоритм!в перетворения схематичного 1део-граф1чного,зобракення ТП на !м1тац!йну модель на мов! ОУББ розроблен! серв1сн! 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-вачавдд!.

6. Визначен! теоретичн! характеристики створення ¡мгта-Шйно! моделI: П часова та емк!сна склада!сть,.а також за-пропоновано методолог!чш 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!дност1 !м!тац!йно! модел! реальному ТП, працем!стк!сть процесу освоения автоматизованоТ методики створення модел!, анал!з складност! ТП ! його складовин та оц!нка на п!дстав! цього розм!рност! модел!. .У результат! пор!вняння экспериментальна та реальних контрольних значень було встановлено, що у 89,7% випадк!в ц! величини сшвпадали з точн!стю до ±0,05%; в!дхиб1в на б!льшу величину було не б!льш за 1%.

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

9. Результати досл!джень 1 розробок оформлен! у вигляд! ППП "Видавництво" для 1ВМ-сум1С1ШХ персональних комп'ютер^в. Пакет впровадаений у виробничу практику.

Основн! результата дисертацп викладеш у наведених публ!кац!ях

1. Постановка одного класу транспортних завдань велико? розм!рност!. / Кузьменко В.М., Варсак МЛ., Лар1онов ЮЛ., Лановий О.Ф.; Харк.техн.ун-т радiоелектронi ки. - Харк1в,1996.~ 8 е.- Б1бЛ10Гр- 3 назв.- Рос.- Деп. в ДНГБ Укра!ни 22.04.96, * 961-УК96.

2. Захист в!д несанкцiонованого доступу до бази даних САПР. / Кузьменко В.М., ЛарЮнов ЮЛ., Лановий О.Ф., Попова Н.Б.; Харк.техн.ун-т радiоелекгронiки.- Харкгв, 1996.- 11 с.-БЮлгогр. 9 назв.- Рос.- Деп. в ДНТБ УкраТни 16.04.96, ¡6 955-УК96.

3. Кузьменко В.М., Лановий О.Ф., Попов В.Ю., Пижова I.I. ШтацШю моделювання у ршенн! задач! оптим!з!ц!Г проекту-вання технолог!чного обладаання // 3-я Всесоюзна школа "Про-ектування автоматизованих систем контролю та управл!ння складними об'ектами (м. Туапсе)". Тези допов!дей.- Харк!в, 1988.- 32 с.

4. Лановий О.Ф. Про метода !м!тащйного моделювання дис-кретних технолог!чних npoueciB // 2-а Шжнародна конференц!я "Теор!я i техшка прийому, передач! та обробки 1нформаци. Частина 2. (м. Туапсе)". Тези допов!дей. - XapKiB, 1996.-с.180-181.

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

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

Ключовi слова: технологгчний процес, 1м1тац1йне моделювання, iдеограма, 1деограф}чний шдалд, с!тьова модель, 1м1тац!йна модель.