Моделирование систем
Курсовой проект - Компьютеры, программирование
Другие курсовые по предмету Компьютеры, программирование
одобно классическому решению задач оптимизации, но она является удобным для системного аналитика вспомогательным средством для поиска решения определенной проблемы. Область применения имитационных моделей практически не ограничена, это могут быть задачи: исследования структур сложных систем и их динамики, анализа узких мест, прогнозирования и планирования и т.д. Главным преимуществом имитационного моделирования является то, что эксперт может ответить на вопрос: "Что будет, если … ", т.е. с помощью эксперимента на модели вырабатывать стратегию развития.
Таким образом, в сфере современных информационных технологий имитационное моделирование приобретает в мировых научных исследованиях и практической деятельности крайне весомое значение. С помощью имитационного моделирования эффективно решаются задачи самой широкой проблематики, - в области стратегического планирования, бизнес-моделирования, менеджмента (моделирование различного рода финансовых проектов, управление производством), реинжиниринга, проектирования (актуально применение имитационного моделирования в области инвестиционно-технологического проектирования), а также моделирования и прогнозирования социально-экономического развития региональных и городских систем.
Наиболее важными свойствами, которыми должны обладать системы оптимизации на основе имитационного моделирования, являются: качество получаемых решений (хотя его трудно определить на практике, поскольку истинный оптимум не известен) и время поиска, необходимое для их получения. Время поиска решения зависит от количества конфигураций системы, которые необходимо моделировать, а также от времени прогона одной конфигурации системы.
Необходимо отметить, что применение в качестве алгоритма оптимизации точных математических методов оптимизации, обеспечивающих нахождение оптимального решения, не всегда целесообразно, поскольку имитационная модель является копией реальной системы с некоторой степенью точности. При этом использование точных методов, как правило, требует значительных вычислительных затрат, что во многих случаях является критичным или вовсе недопустимо. Поэтому в большинстве случаев в качестве алгоритма поисковой оптимизации лучше использовать методы, которые не обязательно гарантируют достижение точного оптимума, а находят близкие к оптимальным решениям и при этом обеспечивают быструю поисковую сходимость алгоритма.
На сегодняшний день существует несколько программных пакетов оптимизации имитационного моделирования, которые используют средства имитационного моделирования совместно с различными методами поиска решений.
Одной из наиболее простых и адекватных задач исследования систем операционного и производственного менеджмента является технология имитационного моделирования на основе использования системы Micro Saint. Отличительными особенностями ее являются концептуальная завершенность, целостность и простота использования даже для исследования весьма сложных систем.
1.Задание
Распределение времени между приходами клиентов в банк описывается экспоненциальным распределением со средним значением 18 сек. В течение рабочего дня открыто 8 окошек кассиров. Каждый кассир выполняет только одну из пяти возможных операций, при этом в очередь к нему встают только те клиенты, которые нуждаются в выполнении соответствующей операции. Время выполнения каждой из операций имеет экспоненциальное распределение. Вероятности обслуживания клиента с выполнением определенной операции и соответствующие средние времена выполнения операций приведены в таблице.
Таблица 1
Вид обслуживанияВероятность обслуживанияСреднее время выполнения операции10,104520,197530,3210040,2415050,15300
Приведенная ниже таблица содержит один из возможных вариантов распределения кассиров по операциям.
Таблица 2
Окно кассира, в котором выполняется операция12345678Вид обслуживания (кассовая операция)12334455
Ни один из клиентов не требует выполнения более чем одной кассовой операции за один визит в банк. Попытайтесь найти такой вариант распределения кассовых операций по кассирам, при котором ожидание клиентов было бы минимальным.
2. Этап конструирования и описания модели
2.1 Структурная схема модели
Модель исследуемой системы должна быть представлена в виде сетевой структуры.
Овалы изображают блоки действий, стрелки - пути перемещения динамических объектов (тэгов), ромбы - разветвления таких путей, таблички изображают очереди тэгов, а маленький треугольник рядом с первым блоком определяет точку ввода тэгов в модель.
В общем случае сетевая структура модели может быть представлена как на одном (нулевом, верхнем) уровне, так и на нескольких уровнях. При этом нулевой уровень определяет основную модель, составленную из компонент, каждая из которых в свою очередь может рассматриваться как модель первого, второго и т. д. уровня.
Модель системы обслуживания в банке представлена на рисунке 1, в котором блоки имеют следующее назначение:
vxod и vyxod - символизируют приход/уход очередного клиента;
tip klienta - позволяет классифицировать клиентов по типу обслуживания;
klient 1, ... , klient 5 - блоки распределения клиентов по кассам;
kassa 1, ... , kassa 8 - блоки выполнения операций.
Рис.1 Модель системы обслуживания в банке
2.2 Описание элементов модели
Описание элементов модели связано с поня