
- •Передмова Основні поняття теорії моделювання
- •1. Теоретичні основи оптимізації виробничих процесів і систем.
- •1.1. Модульна структура комплексної моделі виробничої діяльності підприємства
- •1.2. Моделі динаміки біологічних систем
- •1.2.1. Динаміка популяцій
- •1.2.2. Проста модель епідемії
- •2. Основні задачі статистичного моделювання
- •2.1. Загальне поняття про лінійну регресію
- •2.2. Оцінка параметрів лінійної регресії за допомогою методу найменших квадратів
- •2.3. Властивості простої вибіркової лінійної регресії
- •2. Залишки мають нульову коваріацію зі спостережуваними значеннями х та оціненими значеннями .
- •3. Сума квадратів залишків є функцією від кута нахилу.
- •2.4. Коефіціенти кореляції та детермінації
- •2.4.1. Поняття про коефіцієнт кореляції
- •2.4.2. Декомпозиція дисперсій. Поняття про коефіцієнт детермінації
- •2.4.3. Зв'язок між коефіцієнтом кореляції та нахилом b1
- •2.4.4. Зв'язок між коефіцієнтом кореляції (г) і коефіцієнтом детермінації (r2)
- •2.4.5. Перевірка простої регресійної моделі на адекватність. Поняття f-крітеріюФішера.
- •3. Задачі лінійного програмування та їх застосування в управлінні сільськогосподарським виробництвом. Загальна задача лінійного програмування.
- •Алгоритм повних виключень Жордана-Гаусса для розв’язування системи лінійних рівнянь
- •Стандартна і канонічна форми задач лінійного програмування
- •Моделювання розміщення сільського господарства
- •Стохастичне моделювання виробництва при зрошенні.
- •Стохастична задача спеціалізації с.-г. Виробництва
- •3.1. Лінійні економіко-математичні моделі в сільськогосподарському виробництві
- •Базова модель оптимального поєднання галузей
- •Загальна модель оптимального поєднання галузей виробництва сільського господарства
- •Модель оптимізації використання кормів
- •Модель оптимізації виробництва кормів
- •Модель розміщення і структури посівів
- •Модель оптимізації сівозміни
- •Модель оптимального використання машинно-тракторного парку
- •Модель поповнення машинно-тракторного парку
- •Модель оптимізації структури машинно-тракторного парку
- •Модель складення оптимальних схем внесення добрив
- •Модель оптимізації виробництва зелених кормів
- •Модель обороту та структури стада
- •Модель розміщення роздрібної с.-г. Торгівельної мережі.
- •Модель планування господарської діяльності торгового підприємства.
- •4. Теорія ігор і лінійне програмування
- •4.1. Основні поняття теорії матричних ігор
- •4.2. Еквівалентність матричної гри пар і задач лінійного програмування
- •4.3. Теорема про мінімакс (максимін)
- •4.4. Зведення задач лінійного програмування до симетричної матричної гри з нульовою сумою
- •5. Теорія графів. Марковські ланцюги.
- •5.1. Основні елементи теорії графів
- •5.2. Марковські ланцюги.
- •6. Поняття про експертні системи
- •6.1. Експертні системи
- •Характеристики ес
- •Відомі експертні системи
- •Структура ес
- •Структура типової експертної системи.
- •Представлення знань
- •Класифікація ес за завданням, що вирішується
- •Класифікація ес за зв'язком з реальним часом
- •Етапи розробки ес
- •Переваги та слабкі місця експертних систем
- •Сфера застосування та перспективи розвитку
- •6.2. Штучний інтелект
- •Підходи і напрямки
- •Підходи до вивчення
- •Напрямки досліджень
- •Перспективи ші
- •6.3. Інтелектуальні інформаційні системи
- •Класифікація ііс
- •Забезпечення роботи ііс
- •Класифікація завдань, вирішуваних ііс
- •Типова схема функціонування інтелектуальної системи
- •6.4. Інформаційні технології в агроекономіці
- •Інформаційні технології і управління виробництвом
- •Структурований опис інформаційних технологій
- •Експертні системи «корал»
- •Область Експерта
- •Область Користувача
- •Термінологічний словник.
- •Література
- •Типова программа дисципліни «Моделювання технологічних процесів і систем» для студентів напряму підготовки 6.090101 “Агрономія” передмова
- •Теоретичні заняття
- •Список рекомендованої літератури
- •Моделювання в апк
- •Частина 2. Моделювання технологічних процесів
- •І систем
- •Навчальний посібник
Термінологічний словник.
Модель це система, що описує найбільш істотні риси досліджуваного процесу, так що поводження моделі дає дослідникові деяке уявлення про розвиток цього процесу
Моделювання - метод вивчення і пізнання реального світу шляхом побудови моделей, що відбивають різні сторони реальних процесів, що цікавлять дослідника
Технологічний процес визначається послідовністю цілеспрямованих операцій впливу на матеріальний потік, що переводять його в новий якісний стан до одержання готового продукту з необхідними властивостями.
Математична модель - абстрактне математичне представлення процесу, пристрою або теоретичної ідеї; воно використовує набір змінних, щоб представляти входи, виходи і внутрішні стани, а також безліч рівнянь і нерівностей для опису їх взаємодії.
Математичні моделі виробничих і технологічних процесів у виді алгебраїчних і диференціальних рівнянь, рівнянь регресії, систем рівнянь у частинних похідних і кінцевих від’ємностях при достатньому обсязі апріорних даних можна одержати аналітичними методами з використанням основних фізичних законів і класичних принципів аналізу систем, а також експериментальними методами, що враховують імовірнісні характеристики реальних процесів із застосуванням математичної статистики, регресійного аналізу і планування експерименту.
Постановка задачі моделювання технологічних процесів молочної промисловості на ЕОМ зводиться до перебування в аналітичній формі цільової функції і структури об'єкта, параметрів стану і їхніх зв'язків із змінними керування, а також впливу різних факторів на показники якості проміжних і кінцевих продуктів.
Пошук оптимальних рішень у діалоговому режимі людини з ЕОМ здійснюється по алгоритмах, що охоплює етапи підготовки і введення в ЕОМ вихідних даних, формування моделі і перевірки її адекватності, запитів додаткової інформації, машинної імітації реального процесу і представлення результатів чергового варіанта рішення (відтворення) при заданих умовах з видачею відповідних рекомендацій і коментарів.
Імітаційне моделювання — це метод дослідження, при якому система, що вивчається, замінюється моделлю з достатньою точністю що описує реальну систему і з нею проводяться експерименти з метою отримання інформації про цю систему (експериментування з моделлю називають імітацією — збагненням суті явища, не удаючись до експериментів на реальному об'єкті). Імітаційне моделювання — це окремий випадок математичного моделювання. Існує клас об'єктів, для яких з різних причин не розроблені аналітичні моделі, або не розроблені методи вирішення отриманої моделі. В цьому випадку математична модель замінюється імітатором або імітаційною моделлю.
Алгоритм — це всяка система обчислень, що виконуються по строго певних правилах, яка після якого-небудь числа кроків свідомо приводить до рішення поставленої задачі.
Банк даних – функціонально-організаційна складова в автоматизованих системах керування та інформаційно-обчислювальних системах, яка здійснює централізоване інформаційне забезпечення колективу користувачів або сукупності задач, які розв'язуються в системі.
База даних (БД) — впорядкований набір логічно взаємопов'язаних даних, що використовується спільно, та призначений для задоволення інформаційних потреб користувачів. У технічному розумінні включно й система керування БД.
Спосіб повного моделювання реалізує подоба між всіма елементами, процесами і функціями оригіналу і моделі.
Спосіб неповного моделювання реалізує подоба між частиною елементів, процесів або функцій оригіналу і моделі.
Спосіб наближеного моделювання реалізує подоба між оригіналом і моделлю з визначеними допущеннями, при яких фактори з незначним впливом на процес моделюються приблизно або не розглядаються взагалі.
Принципова погрішність обумовлена неповною подобою і наявністю факторів, що не піддаються обліку, але впливають на оригінал.
Вторинна погрішність моделювання обумовлена неточним відтворенням на моделі розрахункових значень досліджуваних величин.
Систематична погрішність моделювання виникає в моделі під дією визначених факторів, який можна врахувати або виключити з результатів шляхом коригувальних прийомів.
Моделі фізичних (зокрема, технологічних) процесів визначають математичні залежності їхніх вихідних показників від факторів стану процесу, параметрів вхідних потоків, зовнішніх збурювань і змінних керувань.
Моделі виробничо-технологічних систем у формі технологічних схем, графів або балансових рівнянь являють собою опис структури матеріальних потоків і цільових функцій різних ділянок і підсистем технологічних комплексів, функціональних зв'язків і задач виробництва і т.п.
Економіко-математичні моделі описують за допомогою систем рівнянь і нерівностей економічні і виробничі ситуації у великих системах з метою оптимального планування виробничої діяльності, розподілу ресурсів, збалансованого забезпечення і взаємодії різних підрозділів і сфер.
Детермініровані моделі - встановлюють однозначну функціональну відповідність між вхідними і вихідними змінними на основі фізичних законів.
Стохастичні моделі враховують імовірнісний характер зв'язків між змінними стани і керування технологічного процесу на основі відомих статистичних характеристик випадкових функцій.
Статична модель являє собою опис зв'язків між основними змінними технологічного процесу в сталому режимі, тобто не враховує зміни параметрів у часі.
Динамічна модель описує зв'язки між основними змінними технологічного процесу при переході від одного режиму до іншого, при складанні цієї моделі необхідно одержати теоретичної або експериментальним шляхом перехідні (динамічні) характеристики процесів. Динамічна модель будується у виді передатних функцій, звичайних диференціальних рівнянь або рівнянь у частинних похідних, що включають усі залежно або незалежні змінні та ін.
Дискретні моделі у яких вхідні і вихідні змінні представлені числовими значеннями.
Безперервні (аналогові) моделі забезпечують безперервний зв'язок між входом і виходом моделі по якому-небудь фізичному законі.
Лінійна модель - оператор зв'язку є лінійним і виконується принцип суперпозиції.
Абстрактна математична модель, що відбиває подібні описи на основі схематичних і графових представлень, можна представити у виді загальної параметричної моделі об'єкта, що описує його стан у просторі визначальних факторів і зв'язків з можливістю причинно-наслідкового аналізу і прогнозу.
Цільова функція є математичний вираз деякого критерію якості одного об'єкту (рішення, процесу і так далі) порівняно з іншим.
Функціонал — відображення векторного простору на базову множину для даного простору, здебільшого на множину дійсних чисел.
Конструктивні параметри характеризують апаратурне оформлення технологічних процесів і підрозділяються на геометричні і структурні.
Геометричні параметри - чисельні характеристики апаратурного оформлення технологічних процесів (обсяг робочого простору, перетин апарата, площа поверхні теплопередачі, кількість секцій і пластин у секції теплообмінника і т.п.).
Матриця — в математиці прямокутна таблиця чисел або взагалі елементів кільця. У цій статті, якщо не зазначено інше, елементами матриці вважатимемо дійсні або комплексні числа, є корисними для запису даних, що залежать від двох категорій, та для відстеження коефіцієнтів систем лінійних рівнянь та лінійних перетворень.
Діагональна матриця — квадратна матриця, всі недіагональні елементи якої дорівнюють нулю.
Клітинна матриця являє собою повний опис структури і значимості зв'язків між параметрами і факторами, що відбивають функціонування технологічного процесу або комплексу в цілому.
Блок пошуку причин являє собою цикл перебору елементів масиву наслідків, усередині якого відбуваються відшукання максимального елемента в рядку, запам'ятовування його порядкового номера j і перехід на j-ю рядок з повторенням пошуку максимального елемента цього рядка.
Якість - сукупність істотних ознак, властивостей, особливостей, що відрізняють предмет або явище від інших і додають йому визначеність.
Стратегія управління запасами - сукупність правил, що визначають ухвалення рішення за яким-небудь критерієм.
Оптимальне управління запасами - відшукання оптимальних стратегій, що забезпечують потреби виробництва й інших споживачів у запасах сировини при мінімальних витратах, і є предметом з формалізованим описом системи постачання, попиту на предмети постачання і порядку постачання.
Математичне моделювання технологічних процесів - універсальним і загальним є прагнення максимально можливого наближення до поставленої мети найбільш швидким способом і з найменшими витратами.
Безперервні матеріальні процеси - не переривається і всі стадії технологічного процесу від надходження вихідних матеріалів до вивантаження готових продуктів здійснюються одночасно і безупинно в різних блоках одного апарата або технологічної лінії.
Періодичні процеси характеризуються перериванням матеріального потоку на час виконання технологічної операції і реалізуються в апаратах з періодичним завантаженням сировини і вивантаженням продукту.
Комбіновані, або безперервно-дискретні, технологічні процеси, у яких матеріальний потік переривається на короткий час.
Моделлю структури потоку називається фізична модель, що описує кінематичне поводження часток рідини в апараті.
Детерміновані моделі є результатом теоретичного й експериментального вивчення швидкості і траєкторії руху часток в апаратах.
Стохастичні моделі структури потоку складаються при переробці реологічно складних середовищ у неізотермічних умовах описати структуру потоку за допомогою детерміновані моделі практично неможливо.
Моделювання і структурна оптимізацією технологічної системи підприємств, що полягає в зміні структури матеріальних потоків і технологічних схем для найкращого використання сировини в конкретних умовах.
Собівартість продукції сфери первинної переробки худоби визначається вартістю основної сировини, то критерієм її ефективності є максимізація виходу (мінімізація втрат) або мінімізація витрати (вартості) основної сировини при обмеженнях за структурою асортименту і постачань, завантаженню технологічних ліній і ін.
Лінеарізованна модель виробнича програма підприємств, заснована на описі матеріальних потоків лінійними характеристиками витрат, коефіцієнти моделі можуть задаватися як у виді числових констант, так і у виді законів або алгоритмічних процедур їхнього обчислення в залежності від характеристик потоку.