Е) Транспортная модель

5 START VARIABLE N1-N2+N11-N12; расчет пустых перегонов между точками транспортной цепи

10 GENERATE N; вход в систему всех исполнителей

20 ASSIGN 1, 0; пометка исполнителя как свободного

30 BEG TEST G Х1,0, PUNKTB; проверка наличия транзактов в п. А

40 SAVEVALUE 1-,1; приятие транзакта к исполнению

50 ADVANCE О1; задержка на время исполнения транзактов

60 ASSIGN 1, 1; пометка исполнителя как занятого

70 PUNKTB ADVANCE Р1; задание времени перемещения в п.В

80 RAZGR TEST G R1,0,POGR; проверка на возможность освобождения исполнителя

90 ADVANCE О3; разгрузка

100 ASSIGN 1,0; пометка исполнителя как свободного

110 PROG TEST G Х2,0, PUNKTC; проверка наличия транзактов в п.В

120 SAVEVALUE 2-,1; назначение транзактов для исполнения

130 ADVANCE О3; исполнение транзактов в целевой точке

140 ASSIGN 1,1; пометка исполнителя как занятого

150 PUNKTC ADVANCE Р2; перемещение транзактов в п.С

160 TEST G R1,0,PUNKTA; проверка на возможность освобождения исполнителя

170 ADVANCE О3; разгрузка

180 ASSIGN 1,0; пометка исполнителя как свободного

190 PUNKTA ADVANCE Р3; перемещение в п.А

200 TRANSFER, BEG; моделирование на начало нового круга

*** Производство перевозимой продукции ***

210 GENERATE Т1, ΔТ1; генерация транзактов в п.А

220 SAVEVALUE 1+,1; число транзактов в чейке Х1

230 TERMINATE уничтожение информации о транзактах после их выполнения

240 GENERATE Т2, ΔТ2; генерация транзактов в п.В

250 SAVEVALUE 2+,1; число транзактов в ячейке Х2

260 TERMINATE уничтожение информации о транзактах после их выполнения

*** Таймер для остановки процесса моделирования ***

270 GENERATE F; задание модельного времени (480 мин.= 1 смена)

280 TERMINATE 1; уничтожение информации после окончания времени моделирования

*** Создание микроокон для мониторинга показателей ***

290 MICROWINDOW 1,V$START; наблюдение числа пустых прогонов

300 MICROWINDOW 2,Х1; наблюдение остатка в п.А

310 MICROWINDOW 3,Х2; наблюдение остатка в п.В

Модель пакетной обработки (рис. 7) более всего отражает специфику управленческой деятельности, носящей выраженный информационный характер и пакетный режим поступления инициализирующих сигналов для принятия управленческих решений в ответ на воздействия среды.

Данная система является моделью вычислительной системы, работающей в пакетном режиме. На входе системы имеется пакет заданий объемом V±ΔV, каждое из которых извлекается и загружается в оперативную память емкостью N. В отношении управленческой деятельности данная информация рассматривается в контексте оценки управленческих задач по фактору времени.

В качестве оперативной памяти выступает план или регламент, а под емкостью памяти подразумевается годовой нормативный фонд рабочего времени.

Если транзакт может быть загружен в оперативную память, то он фиксируется в блоке занятия памяти и поступает в очередь к исполнителю.

Далее транзакт исполняется и со случайной вероятностью может обращаться к накопителям или завершаться. В данном случае моделируется три сценария движения транзакта после исполнения. Предварительный анализ, основанный на вероятностном подходе, позволяет построить дерево решений и распределить вероятности между возможными исходами.

Прежде всего, в отношении управленческой деятельности, процесс принятия решений нуждается в контроле, осуществляемом по линии обратной связи, что моделируется ситуацией прохождения транзакта после исполнения в накопители данных, систематизирующих информацию по различным критериям, и возвращающих транзакты обратно в очередь к исполнителю в случае неадекватности планируемых и фактических параметров.

При условии адекватности выработанного решения определенным критериям транзакт завершается и возвращается в буфер, т.к. в процессе корректировки решения по управленческому контуру более нет необходимости.

Как отмечалось ранее, оценка транзактов на фактор времени дает возможность соизмерять их трудоемкость с ресурсом времени исполнителя. В системе может быть смоделирован итеративный процесс формирования оптимальных по времени регламентов из пакета задач. Каждое задание проверяется на возможность записи в буфер посредством анализа резерва.

Оперативная память распределяется без фрагментирования, что позволяет использовать ее объем вне зависимости от иных критериев, кроме трудоемкости.

Необходимо заранее оценить пропускную способность системы в целом, что позволит иметь представление о продуктивности ее работы. Значение показателя продуктивности определяется временем между входом в буфер первого транзакта и выходом из буфера последнего транзакта всего обрабатываемого пакета. Оценкой продуктивности в это случае будет отношение числа транзактов в пакете ко времени обработки пакета.

В любой дискретной системе в различных ее частях могут развиваться сразу несколько процессов, которые имеют свою внутреннюю логику и в то же время взаимодействуют друг с другом. Поэтому при моделировании данных процессов традиционными средствами возникает проблема последовательного воспроизведения логики нескольких взаимодействующих процессов, протекающих во времени параллельно.

Суть проблемы состоит в том, что в любой момент выполнения данного процесса на него может воздействовать какой-либо другой процесс и тогда выходной результат данного процесса изменяется. Но при моделировании данного процесса не имеется возможности предусмотреть заранее, в какие моменты времени будут появляться воздействия, и каковы будут эти воздействия.

Потенциальным решением данной проблемы является моделирование продвижения процесса только на достаточно малый шаг Δt, после чего управление процессом моделирования передавалось бы следующему процессу. Вступивший в моделирование новый процесс также продвигается на малый промежуток Δt, передавая управление следующему процессу, пока все участвующие в системе процессы не продвинутся на один и тот же малый шаг.

На каждом таком маленьком шаге каждый процесс должен проверять, не появилось ли воздействие на него со стороны других процессов. После реализации движения всей системы на малый шаг Δt, принимается решение о том, каким будет направление движения на следующем этапе. Такое продвижение процессов во времени должно продолжаться до тех пор, пока не будет достигнут конец моделируемого периода.

Данный подход имеет высокую эффективность при моделировании непрерывных систем, но сопряжен с погрешностями при моделировании дискретных, все изменения в которых мгновенны. Исходя из данной посылки, шаг Δt должен быть очень малым, чтобы не перепутался порядок близких по времени событий и интервал воспринимался как мгновение. С другой стороны, для большинства изменений в системах характерен длительный интервал времени между соответствующими событиями.

Следовательно, шаги будут просчитываться с необходимыми для каждого такого этапа процессами проверки на наличие воздействий, а отсутствие самих воздействий будет приводить к одинаковому результату, т.к. интервал Δt несравненно меньше среднего периода возникновения воздействий.

Проблема моделирования дискретных процессов, к которым относится и процесс управления, решается с помощью метода, основанного на применении специальной структуры данных – календаря событий. Данная структура позволяет эффективно моделировать процессы по времени, прослеживая их одновременное движение. При этом не предусматривается никаких проверок на наличие внешних воздействий со стороны других процессов в силу того, что календарь событий учитывает все внешние воздействия автоматически.

События в дискретных системах происходят мгновенно и проявляются как скачкообразное изменение каких-либо величин. В процессе управления типичным событием является появление информационного сигнала, вызывающего необходимость принятия решений, в модели это соответствует генерации транзакта. В момент прихода транзакта либо возрастает на единицу длина очереди, либо исполнительный блок переходит из состояния «свободно» в состояние «занято» и принимает транзакт к исполнению, либо возрастает на единицу количество потерянных транзактов при отказе в их приеме исполнительным блоком.

Таким образом, в момент времени появления транзакта в системе одновременно изменяются переменные, характеризующие состояние системы. В общем случае число типов событий в конкретной дискретной системе невелико, что позволяет заранее назначить параметры, по которым ведется мониторинг. В контексте имитационного моделирования процесса управления, основываясь на принципе прецедента, выбираются, систематизируются и анализируются все типы потенциальных событий, влияющих на конкретные объекты, а также выполняются все необходимые изменения переменных, вызываемые любыми конкретными событиями данного типа.

В процессе управления часто бывает достаточно выделить два типа событий – появление транзакта и результат транзакта. Всякое событие, кроме того, что изменяет значение переменных, может также повлечь за собой некоторое следствие – другое событие, которое должно будет произойти через некоторое время после данного событий. Однако совместить эти два события нельзя в силу того, что в других процессах могут произойти иные события, наступающие ранее, чем рассматриваемое следствие данного события.

Если в конкретный момент времени произошло событие принятия исполнительным блоком транзакта, то через определенное время произойдет следствие – освобождение исполнителя. Невозможно сразу перейти к моменту освобождения исполнительного блока, т.к. не имеется информации о том, не придет ли раньше какой-либо новый информационный сигнал на вход системы. Если такой сигнал приходит ранее, то соответствующий транзакт попадает в очередь, и тогда при освобождении исполнителя он должен быть сразу же занят транзактом из очереди.

Календарь событий используется для корректного решения именно таких ситуаций, когда известно, что в определенный момент времени в будущем произойдет следствие данного события. При этом необходимо обеспечить моделирование этого следствия, хотя невозможно перейти к его моделированию непосредственно из программы данного события.

Решение состоит в том, что будущее событие записывается в календарь событий с фиксированием предполагаемого времени его свершения. Конечно, в отношении управленческой деятельности, характеризующейся наличием творческой составляющей, прогнозирование в этом случае проблемно. Но возможность адаптации базовой модели к меняющимся условиям позволяет имитировать процессы с разными временными характеристиками. Основываясь на ретроспективном анализе предыдущего опыта действий при определенных условиях с помощью типовых модулей необходимо определить потенциальные воздействия на систему и составить микромодели, описывающие только реакцию на эти воздействия.

Применения календаря событий позволит использовать его как своеобразную базу данных типовых вариантов управленческих действий (напр., прил. 2) с дополнительным заданием параметров времени.

Систематизация информации в календаре событий может происходить по параметрам времени, логически выстраивая события в порядке возрастания времени их исполнения или длительности, а также по приоритетности. При использовании календаря событий для правильного логического и временного порядка выполнения событий учитываются все причинно-следственные связи между ними. Управляющая программа имитационной модели на начальном этапе моделирования определяет все необходимые начальные значения переменных, устанавливая нулевое модельное время, начальные значения переменных, используемых для статистической и иной информации о ходе моделирования процесса.

После задания начальных условий управляющая программа занесет в календарь все события, являющиеся непосредственными следствиями ситуации, заданной как начальное состояние системы. События, ставшие в процессе моделирования следствием запланированных в календаре событий, будут заноситься туда позже после их наступления, накапливаясь и становясь начальными условиями для следующих моделей. Дальнейший процесс моделирования имеет цикличный характер. Извлекается первое событие из календаря, наращивается модельное время до момента наступления этого события и передается управление программе, имитирующей это событие. Вызванная программа имитирует действие, записывает непосредственные следствия при их возникновении в календарь и возвращает управление основной программе. Очередное извлечение нового события из календаря тиражирует процесс до тех пор, пока не будет достигнуто заданное условие завершения модели.

Как отмечалось выше, среди технических систем наиболее близкие аналогии с процессом управления можно найти в конвейеризации. Типичный вариант для управленческой деятельности – это простой конвейер (рис. 1). Моделируя ситуацию конвейеризации процесса управления, необходимо задать следующие параметры:

τ – цикличность появления информационных сигналов (транзактов), инициализирующих процесс принятия решений, случайная величина;

Тmax – максимальное значение интервала равномерного распределения времени между появлением транзактов;

X – время исполнения транзакта;

Хmax – максимальное значение интервала равномерного распределения времени исполнения транзактов;

Ротк – вероятность отказа от исполнения транзакта;

l – текущая длина очереди;

Lmax – максимальная длина очереди к исполнительному блоку, превышение которой вызывает отказ от исполнения и потерю транзакта.

S(k) – состояние исполнительного блока (0 – свободно; 1 – занято);

t – текущее время;

F – задаваемое время моделирования;

m – предполагаемое количество сценариев (каналов).

Алгоритм прохождения процесса с фиксированием событий в календаре (рис. 8) может учитывать также многоканальность процесса, соответствующую в реальности выбору модели управленческого поведения из нескольких возможных вариантов.

В этом случае исполнительный блок имитируется как несколько логически обособленных исполнительных блоков, хотя в реальной системе соответствует одному исполнителю, но в разных ролевых статусах при различных сочетаниях действующих на систему событий.

В качестве простейшего примера имитационной модели пакетной обработки данных (прил. ж) можно взять двухканальный вариант, имитирующий процесс управления с двумя возможными вариантами управленческого действия.

Можно предположить, что типовые модели, учитывающие поведенческие особенности управляемых и управляющих систем, являются лишь базовыми модулями, используемыми в различных сочетаниях при различных наборах внешних условий и текущих состояний самих систем.