8.2. Планирование экспериментов для оптимизации систем.
Планирование, особенно эффективно на ранних этапах экспериментов, когда еще не ясно, какие факторы важны и как они могут влиять на отклики. Когда мы узнаем больше о поведении модели (в частности, о том, какие факторы действительно существенны и как они влияют на отклики системы), можно будет двигаться дальше и более точно сформулировать цели моделирования. Часто бывает необходимо определить оптимальную комбинацию уровней факторов, максимизирующих или минимизирущих отклик. Для решения таких задач используются самые разнообразные методы, известные как разработка метамоделей и методологии поверхностей отклика.
При оптимизации систем необходимо определить такие факторы, при которых функция отклика приобретает экстремальные значения. В таком случае эндогенную величину называют параметром оптимизации. Параметр оптимизации должен иметь четкое физическое или экономическое толкования, быть однозначной функцией факторов и легко измеряться и приводить к поставленной цели. Функцию отклика у = f (Х1, Х2, ..., Хn) при оптимизации систем называют целевой, а факторы Х1, Х2, ..., Хn – управляемыми параметрами.
Рассмотрим пример. Изучается эффективность функционирования системы управления запасами. Система считается эффективной, если суммарные затраты (математическое ожидание их) L на хранение, снабжение и на штрафы приобретают минимальное значение.
Существуют два управляемых параметра: q - объем заказа на поставку; h - нижний (пороговый) уровень запаса. В терминологии теории планирования экспериментов: q, h - факторы (управляемые параметры); L - отклик (параметр оптимизации); L = f(q,h) - функция отклика (целевая функция).
На рисунке ниже поверхность этой функции изображена в виде линий одинакового уровня: у = 11; 13; 15; . . ., 56:
Для оптимизации системы нужно найти значения уровней факторов, которые обеспечивают минимальное значение суммарных затрат на снабжение.
Например, если отыскивается оптимальное значение функции отклика, то за начальную точку может быть выбрана точка факторного пространства, которая на основании некоторых соображений может лежать вблизи области экстремума.
8.3. Реализация имитационной модели средствами пакета имитационного моделирования дискретных систем gpss.
8.3.1. Структура системы моделирования gpss World
В системе моделирования GPSS World различают четыре вида объектов: модель, процесс моделирования, отчет и текстовый.
Модель разрабатывается с помощью GPSS и состоит из операторов, а объект «Модель» создается при помощи встроенного текстового редактора. Объект «Процесс моделирования» – это результат трансляции модели, получаемый после выполнения команды меню Create Simulation (Создать процесс моделирования). Далее процесс моделирования запускается с помощью команд GPSS. По завершении моделирования, как правило, автоматически создается объект «Отчет».
Текстовый объект (текстовый файл GPSS World) предназначен для упрощения разработки больших моделей и создания библиотеки исходных текстов, то есть модель может быть разделена на наборы операторов, представляющие собой отдельные текстовые файлы, а затем объектом «Процесс моделирования» собрана из них. Объект «Процесс моделирования» может также создавать новые текстовые файлы с фрагментами модели, результатами моделировании, а также считывать и записывать данные в текстовые файлы.