Некоторые постановки задач управления объектами, обосновываемые имитационным моделированием

Одним из наиболее часто используемых применений имитационного моделирования сложных человеко-машинных объектов является разработка алгоритмов и подсистем автоматизированного управления, когда критериально - оценочный аппарат для принятия решений, их апробация и количественная оценка, а также анализ эффективности предлагаемых алгоритмов организационного управления базируется на имитационной модели исследуемого сложного объекта. При этом многие постановки задач повышения эффективности функционирования объекта и управления им таковы, что существенное значение имеют именно структура объекта и связи между компонентами в нем ( а, значит, и структура модели), многоканальность и/или многофазность технологической обработки ( т.е. обслуживания), свойственные объекту в исследуемых конкретных условиях, временные характеристики функционирования, для получения и анализа которых имитационное моделирование особенно эффективно.

Рассмотрим некоторые примеры наиболее характерных и особенно часто применяемых подобных постановок задач исследования и организационного управления применительно к сложным системам производственного типа.

1. Минимизация времени ожидания обслуживания

Одной из наиболее часто решаемых организационно - технических задач управления участками производства и его особо сложных агрегатов является повышение производительности такого объекта как производственной системы. Это сложная и комплексная проблема, решение которой определяется многими организационными, экономическими, техническими и технологическими мероприятиями, в первую очередь, такой организацией производства, при которой входной поток требований сразу же поступает на обслуживание, не затрачивая, или почти не затрачивая, времени на ожидание.

Во многих случаях в качестве одного из путей повышения общей производительности является минимизация простоев требований в ожидании обслуживания. В этом случае целевой функцией (или одной из целевых функций из общего их множества ) vкак меры эффективности (в указанном смысле) функционирования объекта удобно принять суммарное время ожидания обслуживания всеми требованиями за конкретный исследуемый период времени (смену, сутки и т.п.) либо составляющими единую партию или заказ изNтребований. Тогда задачи организационного управления математически формулируются как :

v=min (9.36),

где в левую часть подставляются значения, в зависимости от структуры объекта как СМО,(9.7) с учетом (9.4), (9.10), (9.25) или (9.34).

Например, для объектов, интерпретируемых как одноканальные однофазные СМО, выражение (9.36) на основании (9.10 ) и (9.4) с учетом (9.1) (9.2) можно получить в следующем виде:

v=min (9.37),

а для многоканальных многофазных систем с рассмотренными в предыдущем параграфе дисциплинами функционирования, на основании (9.34), можно получить сходное по структуре выражение для целевой функции организационного управления:

v=(1) = (1) +;( 2 ) +]min (9.38),

Из приведенных выражений, в частности, следует, что повысить производительность объекта сокращением времен ожидания требований можно различными путями:

• согласованием подачи требований на вход системы так, чтобы интервалы их поступления ,i= 1, ...,N, соответствовали бы временамобслуживания предыдущих требований и уходу их в выходной поток (или в следующую фазув случае многофазного обслуживания), а также согласованием работы отдельных фаз с тем, чтобы требования не задерживались бы на них в ожидании освобождения следующей фазы;

• введением дополнительных, параллельных каналов обслуживания, если таковые имеются в резерве (что часто входит в технологию функционирования производственных систем или, например, решаемая задача исследования объекта проводится с целью реконструкции технологической схемы объекта либо принадлежит к классу задач автоматизированного проектирования,и во многих других случаях

• другими мерами.

Выражения, аналогичные (9.14) - (9.17), можно легко получить при более сложной структуре аппаратов и при других дисциплинах обслуживания.