Основы динамического моделирования процессов управления в социальных и экономических системах в среде пакета Powersim Studio

Департамент образования города Москвы Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования города Москвы «Московский городской педагогический университет» (ГОУ ВПО МГПУ)

Факультет прикладной информатики Кафедра прикладной информатики в управлении

В.П. Офицеров, М.В. Офицеров, В.А. Дикарев

Основы динамического моделирования процессов управления в социальных

иэкономических системах

всреде пакета Powersim Studio

Учебное пособие

для студентов, обучающихся на факультете прикладной информатики

Москва

2010

УДК 519.876.5 ББК 10.6

О 91

Печатается по решению Редакционно-издательского совета ГОУ ВПО МГПУ

Авторы:

кандидат технических наук, доцент В.П. Офицеров, младший научный сотрудник М.В. Офицеров, доктор технических наук, профессор В.А. Дикарев

Рецензенты:

кандидат технических наук, профессор МАИ В.А. Постников, кандидат технических наук, профессор МАИ В.Г. Тер-Захарян

Офицеров В.П., Офицеров М.В., Дикарев В.А.

О91 Основы динамического моделирования процессов уп­ равления­ в социальных и экономических системах в среде пакета Powersim Studio. М.: МГПУ, 2010. – 36 с.

Впособии рассматриваются основы работы с современным программ­ ным продуктом Powersim Studio, предназначенным для структурного моде­ лирования, планирования и экспресс-анализа производственных и финансовых проектов и процессов.

Модели, построенные с помощью Powersim Studio, являются динамически­ ми — они позволяют не только исследовать структуру системы, но и, имитируя ее поведение с течением времени, получить прогноз развития системы влюбом временном масштабе: секунда, день, месяц, год и т.д.

Пособие предназначено для студентов, обучающихся по специальности «Прикладная информатика (в менеджменте), и может быть использовано при пре­ подавании ряда дисциплин («Информационные технологии», «Интеллектуальные информационные системы», «Основы прогнозирования» и др.). Оно позволяет освоить на доступных примерах базовые возможности пакета и начала динамиче­

ского моделирования процессов в социальных и экономических системах.

©В.П. Офицеров, М.В. Офицеров, В.А. Дикарев, 2010

©ГОУ ВПО МГПУ, 2010

Введение

Вы приступаете к работе с пакетом имитационного модели­ рования Powersim Studio фирмы Powersim Software AS. Это со­ временный программный продукт, который с успехом применя­ ется для структурного моделирования, планирования и экспрессанализа производственных и финансовых проектов и процессов. Пакет может использоваться для решения задач массового обслу­ живания, распределения финансовых потоков и средств, распре­ деленияресурсовитранспортныхпотоков,атакжедлямоделиро­ вания сложных систем, разработки стратегий и выбора оптималь­ ных решений в различных областях деятельности.

Модели, построенные с помощью Powersim Studio, являются динамическими — они позволяют не только исследовать структу­ ру системы, но и, имитируя ее поведение с течением времени, по­ лучить прогноз развития системы в любом временном масштабе: секунда, день, месяц, год и т.д.

При использовании Powersim Studio структура изучаемой систе­ мынагляднопредставляетсянаэкране,модельлегкомодифицирует­ ся, а результаты моделирования оформляются подробно и красиво. Возможно модульное построение диаграммы (и соответствующей программы). Гибкость структуры модели позволяет производить быстрыйпереборразличныхвариантоврешениязадачи—прикидку перед детальным построением и изучением окончательной модели.

Пакет Powersim Studio интегрирован в средуWindows и допуска­ ет обмен данными с другими приложениями, в том числе с примене­ нием технологии OLE и DDE. Внедрение диаграмм, таблиц и графи­ ков Powersim Studio, например, в Word или Excel позволяет исполь­ зовать результаты моделирования и наглядное представление модели при оформлении отчетов, бизнес-планов и другой документации.

Данное пособие предназначено для начинающих пользовате­ лей пакета Powersim Studio (однако предполагается знакомство пользователя с Microsoft Windows). Это руководство позволяет освоить на доступных примерах базовые возможности пакета и начала динамического моделирования процессов.

3

1. Создание структур уровней и потоков

Структуры уровней и потоков позволяют реализовывать в мо­ делях обратную связь с временной задержкой. Уровень аккумулиру­ ет значения потоков, которые втекают и вытекают из него. Уровни представляют состояния моделируемой системы, такие как запасы, количество средств на счете, моральное состояние рабочих и т.д.

Для иллюстрации создания структуры уровней и потоков создадим простой банковский счет с входящим потоком доходов и выходящим потоком расходов.

1.1. Создание уровня

Начальное числовое значение и размерность уровня задаются посредством определения. Это может быть либо число, либо вы­ ражение,включающеедругиепеременныеифункции.Начальное

числовоезначениеуровняиспользуетсятолькопризапускемодели и не вычисляется на последующих шагах моделирования.

Для создания уровня щелкаем на панели управления по жел­ тому прямоугольнику, а затем в удобном месте на диаграмме:

Заметим, что когда добавляется новая переменная, на ней вы­ свечивается индикатор ошибки, который показывает, что пере­ менная неправильно определена.

Для переименования уровня просто начинаем набирать его новое имя. До этого уровень должен быть «выбран». Для выбора уровня надо навести на него курсор и щелкнуть левой клавишей мыши, после чего он меняет цвет и на углах появляются точки.

4

Щелкаем правой клавишей мыши по уровню и выбираем в появляющемся меню опцию Properties:

Введем начальное значение 1000 рублей. Для этого наберем

1000<<руб>> в поле Definition :

5

Всвязистем,чтоединицаизмерениярубнебылаопределенапри создании имитационной модели, появится диалоговое окно с преду­ преждением об использовании неопределенной единицы измерения. Щелкнем по опции «Да» для определения этой единицы. Появится диалоговое окно помощника добавления новых единиц измерения.

Оставляем принятые по умолчанию значения. После опреде­ ления параметров новой единицы измерения нажимаем на OK.

1.2. Создание потока

Сразу отметим, что при создании обычного непрерывного по­ тока в Powersim Studio нужно, чтобы единица измерения его зна­ чений была равна единице измерения уровня, в который входит этот поток, деленной на время.

Создадим поток доходов размером 2000 руб/месяц. Для этого щелкнем по пиктограмме потока на панели управления,

а затем на диаграмме и протянем изображение потока до момента вхождения в уровень. Назовем поток «Доход» и определим его размерность.

Единица измерения «месяц» уже определена в пакете в ан­ глийском написании. Воспользуемся этим, введя в окне определе­ ния 2000<<руб/, а затем, отметив в нижней правой части закладки

6

определения категорию Units, два раза щелкнем в левой части на единице mo – Month. В поле определения появится 2000<<руб/ mo. Закончим определение единицы измерения потока знаками «>>». В результате получим определение 2000<<руб/mo>>.

Аналогичносоздадимпотокфиксированныхрасходов1000руб/ мес. Модель будет иметь вид:

1.3. Создание обратной связи

Модель не имеет обратной связи, так как в ней нет зависи­ мости между различными переменными. Можно в поток доходов включить процент, ежемесячно начисляемый на текущий счет

7

от находящейся на нем суммы. Для этого определим константу Величина процента и добавим информационные связи между переменными. Константу можно ввести в диаграмму аналогично ранее введенным элементам, щелкнув на панели инструментов пиктограмму:

Информационную связь вводим, щелкнув на пиктограмму:

В результате получим:

Переименуем константу и зададим ее значение, исходя из 3% в год:

Изменим величину потока доходов за счет ежемесячно начис­ ляемых процентов:

8

Модель примет вид:

1.4. Запуск модели и просмотр результатов

Модельготова,ееможнозапустить.Нопередзапускомсоздадим временную таблицу для отображения результатов. На панели управ­ ления кликнем по значку , а затем кликнем на удобном месте внутри диаграммы и растянем таблицу до нужного нам размера. Затем выделим на модели уровень «Счет» и перетянем его в область таблицы, затем выделим поток «Доход» и также пере­ тянем его в область таблицы. Настроим таблицу на ежемесячный показ результатов. Для этого щелкнем правой клавишей по таблице и выберем в появившемся меню опцию Properties, а в появившемся окне выберем интервал вывода, так как показано на рисунке.

9

Запустим модель и получим результаты изменения перемен­ ных по месяцам в таблице:

10