Лекция 5 Методы построения математических моделей асу

Вид материала

Содержание

Задачи принятия управленческих решений в АСУ
Методы построения математических моделей для решения управленческих задач

Подобный материал:

Лекция 5

Методы построения математических моделей АСУ

Применение методов математического моделирования в АСУ. Классификация задач и модели принятия управленческих решений в АСУ. Методы построения математических моделей для решения управленческих задач.

Ключевые слова: модель АСУ, СМО, абстрактный автомат, сеть Петри, марковская цепь, агрегат Бусленко, модель Глушкова, модель Пнуэли, модель Форрестера, модель Мезаровича-Пестеля когнитивная модель.

Применение методов математического моделирования в АСУ

АСУ относится к классу сложных систем, характеризуется значительной стоимостью и ответственностью возлагаемых на нее функций, поэтому на всех стадиях ее жизненного цикла необходимо использовать методы математического моделирования. Модель является экономичным, а порой и единственным средством проверки возможности функционирования систем в заданных условиях, их совместимости и жизнеспособности, устойчивости и эффективности, сущности явлений, прогноза ожидаемых результатов и получения количественных соотношений между параметрами системы в предельных условиях.

На предпроектной стадии создания АСУ применяют обобщенные модели, которые служат средством общения разработчика и заказчика. Они позволяют определить все существенные особенности объекта автоматизации и выявить возможности улучшения показателей его функционирования за счет использования в системе управления средств вычислительной техники и экономико-математических методов. Для информационных потоков на моделях можно показать избыточность или дефицит информационных связей отдельных подразделений, эффективность изменения структуры, увеличения полноты и оперативности информации, используемой для принятия управленческих решений. На этих этапах модели используются для улучшения результатов функционирования объекта автоматизации.

Стадия создания АСУ	вид модели	назначение
предпроектная стадия	обобщенные модели	средство общения разработчика и заказчика
разработка концепции	ТЗ	средство общения разработчика и заказчика
вводе в эксплуатацию		прогнозирование возможных ситуаций для принятия своевременных и обоснованных управленческих решений, обучение персонала АСУ. совершенствовать организационное управление

Этап анализа объекта автоматизации завершается созданием «глобальной» модели АСУ, в которой заложены основные концепции АСУ. Документально эта модель представлена в форме ТЗ. На стадиях разработки ТП и РП необходимо оценить количественно возможные проектные решения и провести структурный, алгоритмический и параметрический синтез. Для этого модели, полученные на предпроектной стадии, детализируются и дополняются. На стадиях ТП и РП с помощью моделей исследуют варианты построения подсистем и звеньев АСУ, а также получают оптимальные в некотором смысле проектные решения (синтез).

Назначение моделей при вводе в эксплуатацию и при промышленной эксплуатации АСУ – прогнозирование возможных ситуаций для принятия своевременных и обоснованных управленческих решений, обучение персонала АСУ. Современные организации производственной и непроизводственной сферы представляют собой сложные системы «человек-машина», эффективность функционирования которых существенно зависит от качества организационного управления этими системами. Чтобы добиться высокого качества управления такими системами, современному руководителю не всегда бывает достаточно личного опыта, интуиции и организаторских способностей. При формировании стратегических и тактических решений руководитель вынужден учитывать многочисленные, нередко противоречивые соображения и опираться на сложные критерии эффективности путей достижения конечных целей. Очевидно, что прибыльность предприятия в значительной степени определяется качеством комплексного планирования на предприятии. Лицам, занимающим руководящие посты, постоянно приходится принимать управленческие решения стратегического и тактического характера. Применение математического моделирования позволяет совершенствовать организационное управление на основе улучшения качества управляющих решений, координации, контроля, и создания более совершенных систем управления.

Для построения математической модели необходимо провести качественный и количественный анализ задачи организационного управления. Проведение системного анализа осуществляется группой специалистов: математиков, экономистов, психологов и т.д. Анализ проводится на основе системного подхода и предполагает выявление всех существенных элементов задачи и взаимосвязей. Важную роль при разработке моделей имеет применение научного подхода к решению задач организационного управления. Результаты анализа должны иметь непосредственное отношение к выбору способа действия. Оценка выбранного решения должна производиться на основе критериев экономической эффективности. В рекомендуемом решении должен достигаться оптимальный баланс с учётом всех факторов, влияющих на процессы принятия решений.
^

Задачи принятия управленческих решений в АСУ

Среди задач, связанных с вопросами управления, можно выделить следующие:

получение практических рекомендаций, связанных с усовершенствованием производственного процесса;
анализ процессов функционирования сложного оборудования;
оценка строения информационных потоков и законов управления процессами;
оценка оптимальной централизации (децентрализации) управления;
получение комплексной оценки эффективности (а также и рентабельности) тех или других вариантов автоматизации управления;
моделирование деятельности промышленных комплексов или предприятий (производство);
оценка пространственного расположения и динамики перемещения транспортных средств (в воздухе, на море или на автомобильной магистрали);
при изучении и прогнозировании различных ситуаций в экономике, экологии, политике;
перспективное и текущее планирование, управление предприятием в целом.
планирование (прогнозирование) производственной деятельности

Управление предприятием требует решения следующих задач:

составление номенклатуры выпускаемой продукции;
распределение производства продукции;
выбор рынков сбыта продукции;
обоснование вариантов капиталовложений;
выбор вариантов размещения предприятий и складских помещений;
оптимизация производственных процессов на предприятии.

Методы построения математических моделей для решения управленческих задач

Для решения задач при проектировании АСУ используют аналитические и имитационные модели.

К аналитическим моделям относят:

модели линейного программирования;
модели динамического программирования;
сетевые модели (частный случай моделей линейного программирования).

Имитационное моделирование - это метод, позволяющий строить модели, учитывающие время выполнения процессов. В имитационной модели изменения процессов и данных ассоциируются с событиями. Процесс имитационного моделирования заключается в последовательном переходе от одного события к другому. Обычно имитационные модели строятся для поиска оптимального решения в условиях ограничения по ресурсам, когда другие математические модели оказываются слишком сложными.

К имитационным моделям относят:

системы массового обслуживания (СМО);
абстрактные автоматы;
сети Петри;
агрегаты Бусленко;
модели Форрестера;
модели Глушкова;
модели Пнуэли.

Выбор той или иной модели для решения организационных задач не является тривиальной задачей. Это в большой степени зависит от интуиции, опыта и таланта разработчика модели.