26. Модели производственных процессов и систем.

Логические схемы, упрощающие рассуждения и логические построения или позволяющие проводить эксперименты, упрощающие природу явлений наз-ся моделями. Производ-ые процессы по своей сути яв-ся процессами обслуживания. В теории моделирования этот тип относится к системам массового обслуживания СМО (или Q-схемам). Под СМО тут понимают любые процессы характерными особенностями к-рых яв-ся случайное (во времени) появление заявок (требований) на обслуживание и завершение обслуживания. Q-схема .например, позволяет достаточно точно описать процесс потока деталей по цеху (во времени) либо заявки на обработку инф-ии из удаленных терминалов, получение и передачу инф-ии автоматической системой управления и т.п. В любом элементарном акте обслуживания можно выделить 2 основные составляющие: ожидание обслуживания и собственно обслуживание заявки. Потоком событий наз-ся последов-ть событий, происходящих одно за другим в какие-то случайные моменты времени. При этом различают: Потоки однородные событий, когда поток характеризуется только моментами поступления событий. Такой поток м.б. задан в виде последов-тью промежутков времени. Это например, типовой процесс обработки детали на станке, т.е. закрепление заготовки, ее обработка, снятие детали. Тут время любого из трех событий строго определено (хотя может и незначительно варьироваться). Потоки неоднородных событий, когда последов-ть событий зависит не только от моментов времени, но и наборов признаков событий (признаки - это приоритет, возможность обслуживания данным каналом обслуживания, принадлежность к тому или иному источнику и т.п. Событие может иметь один или много признаков. Если не признаков, то поток однородный.). Пример, робот обслуживает 3 станка. Один станок в данный момент заменяет магазин инструментов, следовательно данный канал обслуживания недоступен*.Различают статические и динамические приоритеты. Статические наз-ся заранее и не зависят от состояний Q-схемы (например, процесс обработки не может идти в иной последов-ти, т.е обработка детали до ее закрепления). Динамические возникают при моделировании в зависимости от ситуаций (см.*). Кроме того возиожны относительные приоритеты (заявка с более высоким приоритетом попадая в канал обслуживания ждет окончания обработки предыдущей заявки и лишь потом обрабатывается) и абсолютные (когда заявка с более высоким приоритетом прерывает обработку текущей заявки и выполняется сама, например, если отключить станок (заявка с высоким приоритетом), то обработка детали (текущая заявка) прервется).

При рассмотрении алгоритмов для подобных моделей следует задать также некий набор правил (алгоритм обслуживания), по к-рым заявки попадают и покидают каналы обслуживания, правила выбора маршрута заявки и т.п В целом Q-схема описывающая процесс функционирования системы СМО любой сложности м.б. условно записана в виде Q=<W,U,H,Z,A>, где W- подмнож-во входящих потоков, U – подмнож-во потоков обслуживания, Н – подмнож-во собственных параметров (кол-во каналов, наличие/отсутствие накопителей в каналах, емкость накопителей), А - оператор алгоритмов обслуживания заявок (см. *), Z– подмнож-во внутренних состояний. Возмож-ть оценки характеристик с испол-ем аналитических моделей теории СМО яв-ся весьма ограниченными (из-за сложности работы с вероятностными характ-ками и последующего приведения вероятностных расчетов к конкретной моделируемой системе или процессу) по с равнению с требованиями по реализации подобных моделей. Куда большими возможностями обладают имитационные модели, позволяющие исследовать Q-схему без ограничений. На работу с Q-схемами при машинной реализации моделей ориентированы многие языки имитационного моделирования (SIMULA, SIMSCRIPT, GPSS) к-рые позволяют достаточно просто и быстро реализовать любой процесс обслуживания или смоделировать систему где протекают подобные процессы и провести с ней эксперименты.