Курсовая работа

Введение

В настоящее время нельзя назвать область человеческой деятельности, в которой в той или иной степени не использовались бы методы моделирования. Особенно это относится к сфере управления различными системами, где основными являются процессы принятия решении на основе полуученой информации.

Обобщенно моделирование можно определить как метод последовательного познания, при котором изучаемый объект – оригинал находится в некотором соответствии с другим объектом – моделью, причем модель способно в том или ином отношении заменить оригинал на некоторых стадиях познавательного процесса. Стадии познания, на которых проходит такая замена, а также формы соответствие модели и оригинала могут быть различимы:

1.Моделирования как познавательный процесс, содержащий переработку информации, поступающей из внешний среды, о происходящих в ней явлениях, в результате чего в сознании появляются образы, соответствующие объектом.

2. Моделирование заключается в построение некоторой системы модели причем в этом случае отображение одной системы в другой является средством выявления зависимостей между двумя системами, отражениями в соотношениях подобия, а не результатом непосредственного изучения поступающей информации.

В настоящее время распространены методы машинной реализации

Исследования характеристик процесса функционирование больших систем. Для реализации математической модели на ЭВМ необходимо построить соответствующий моделирующий алгоритм.

При имитационном моделировании реализирующий алгоритм производит процесс функционирования системы S во времени, причем имитируется элементарные явления, составляющие процесс, с сохранением их логической структуры и последовательности протекания во времени, что позволяет по исходным данным получить сведение о состояниях процесса в определенные моменты времени, дающие возможность оценит характеристики системы S.

Основным преимуществом имитационного моделирования, по сравнению с аналитическим, является возможность решения более сложных задач.

Имитационные модели поваляют достаточно просто учитывать такие факторы, как наличие дискретных и не прорывных

Лист

5

Изм

Лист

№ документ

Подпись

Дата

элементов, нерелейные характеристики элементов системы, многочисленные случайные воздействия и другие которые часто создают трудности при аналитических исследовании. В настоящее время имитационное моделирование – наиболее эффективный метод исследования больших систем, а часто и единственный практически доступный метод получение информации о поведении системы особенно на этапе ёё проектирования.

Построение имитационных моделей больших систем и проведение машинных экспериментов с этими моделями представляют с собой достаточно трудоемкий процесс, в котором в настоящее время много неизученного. Однако специалисты в области проектирования, исследования и эксплуатации больших систем должны в совершенстве знать методологию машинного моделирования, сложившуюся в настоящие время, чтобы быть готовым использовать ЭВМ следующих поколений, которые позволят сделать еще один существенный шаг в автоматизации построение моделей и использования имитационного моделирования систем.

Лист

6

Изм

Лист

№ документ

Подпись

Дата

1. Теория массового обслуживания. Основные положения.

1.1. Предмет и задачи теории массового обслуживания.

Теория массового обслуживания опирается на теорию вероятностей и математическую статистику.

На первичное развитие теории массового обслуживания оказали особое влияние работы датского ученого А.К. Эрланга (1878-1929).

Теория массового обслуживания – область прикладной математики, занимающаяся анализом процессов в системах производства, обслуживания, управления, в которых однородные события повторяются многократно, например,

на предприятиях бытового обслуживания; в системах приема, переработки и передачи информации; автоматических линиях производства и др.

Предметом теории массового обслуживания является установление зависимостей между характером потока заявок, числом каналов обслуживан6ия, производительностью отдельного канала и эффективным обслуживанием с целью

нахождения наилучших путей управления этими процессами.

Задача теории массового обслуживания – установить зависимость

результирующих показателей работы системы массового обслуживания (вероятности того, что заявка будет обслужена; математического ожидания числа обслуженных заявок и т.д.) от входных показателей (количества каналов в системе, параметров входящего потока заявок и т.д.). Результирующими показателями или интересующими нас характеристиками СМО являются показатели эффективности СМО, которые описывают способна ли данная система справляться с потоком заявок.

Задачи теории массового обслуживания носят оптимизационный характер и в конечном итоге включают экономический аспект по определению такого варианта системы, при котором будет обеспечен минимум суммарных затрат от ожидания обслуживания, потерь времени и ресурсов на обслуживание и простоев каналов обслуживания.

1.2. Система массового обслуживания.

Система обслуживания считается заданной, если известны:

1) поток требований, его характер;

2) множество обслуживающих приборов;

Лист

7

Изм

Лист

№ документ

Подпись

Дата

3) дисциплина обслуживания (совокупность правил, задающих процесс обслуживания).

Каждая СМО состоит из какого-то числа обслуживающих единиц, которые называются каналами обслуживания. В качестве каналов могут фигурировать: линии связи, различные приборы, лица, выполняющие те или иные операции и т.п

Всякая СМО предназначена для обслуживания какого-то потока заявок, поступающих в какие-то случайные моменты времени. Обслуживание заявок продолжается какое-то случайное время, после чего канал освобождается и

готов к приему следующей заявки. Случайный характер потока заявок и времен обслуживания приводит к тому, что в какие-то периоды времени на входе СМО скапливается излишне большое число заявок (они либо становятся в очередь,

либо покидают СМО не обслуженными); в другие же периоды СМО будет работать с недогрузкой или вообще простаивать.

Процесс работы СМО представляет собой случайный процесс с дискретными состояниями и непрерывным временем; состояние СМО меняется скачком в моменты появления каких-то событий ( или прихода новой заявки, или окончания обслуживания, или момента, когда заявка, которой надоело ждать, покидает очередь ).

1.3. Классификация СМО.

Для облегчения процесса моделирования используют классификацию СМО по различным признакам, для которых пригодны определенные группы методов и моделей теории массового обслуживания, упрощающие подбор адекватных

математических моделей к решению задач обслуживания в коммерческой деятельности.

1.4. Характеристики СМО.

Перечень характеристик систем массового обслуживания можно представить следующим образом:

. среднее время обслуживания;

. среднее время ожидания в очереди;

. среднее время пребывания в СМО;

Лист

8

Изм

Лист

№ документ

Подпись

Дата

. средняя длина очереди;

. среднее число заявок в СМО;

. количество каналов обслуживания;

. интенсивность входного потока заявок;

. интенсивность обслуживания;

. интенсивность нагрузки;

. коэффициент нагрузки;

. относительная пропускная способность;

. абсолютная пропускная способность;

. доля времени простоя СМО;

. доля обслуженных заявок;

. доля потерянных заявок;

. среднее число занятых каналов;

. среднее число свободных каналов;

. коэффициент загрузки каналов;

. среднее время простоя каналов.

Лист

9

Изм

Лист

№ документ

Подпись

Дата

Постановка задачи

На обрабатывающий участок цеха поступают детали в среднем через 50 мин. Первичная обработка деталей производится на одном из двух станков. Первый станок обрабатывает деталь в среднем 40 мин и имеет до 4% брака, второй соответственно 60 мин и 8% брака. Все бракованные детали возвращаются на повторную обработку на второй станок. Дета­ли, попавшие в разряд бракованных дважды, считаются отходами. Вторичную -обработку проводят также два станка в среднем 100 мин каждый. Причем первый станок обрабатывает имеющиеся в накопителе после первичной обработки детали, а второй станок подключается при образовании в накопителе задела больше трех деталей. Все интервалы времени распределены по экспоненциальному закону.

Смоделировать обработку на участке 500 деталей. Опреде­лить загрузку второго станка на вторичной обработке и вероят­ность появления отходов. Определить возможность снижения задела в накопителе и повышения загрузки второго станка на вторичной обработке.

Лист

10

Изм

Лист

№ документ

Подпись

Дата

Блок–схема

Лист

12

Изм

Лист

№ документ

Подпись

Дата

Лист

13

Изм

Лист

№ документ

Подпись

Дата

Лист

14

Изм

Лист

№ документ

Подпись

Дата

Лист

15

Изм

Лист

№ документ

Подпись

Дата

Лист

16

Изм

Лист

№ документ

Подпись

Дата

Концептуальная схема

Лист

11

Изм

Лист

№ документ

Подпись

Дата

Листинг программы

Private Sub Command1_Click()

Dim x, otkhod, BRAK, T_obs3, T_sist3 As Single

Dim T_post As Single

Dim N_och1, N_och2, K_max As Integer

Dim T_ojid1, T_ojid2, T_ojid1_obsh, T_ojid2_obsh As Single

List1.Clear

List3.Clear

N_och1 = 0

N_och2 = 0

N_och3 = 0

N_och4 = 0

Brak1 = 0

Brak2 = 0

otkhod = 0

Vremiya_post_ya = 0

K_max = 500

Tao_post = 50

Tao_obs1 = 40

Tao_obs2 = 60

Tao_obs3 = 100

Tao_obs4 = 100

lyambda = 1 / Tao_post

Myu1 = 1 / Tao_obs1

Myu2 = 1 / Tao_obs2

Myu3 = 1 / Tao_obs3

Myu4 = 1 / Tao_obs4

x = 0.5

For i = 1 To K_max

x = Rnd(x)

List1.AddItem "Время пост-я" & " " & i & "-ой заявки=" & Vremiya_post_ya

Obshaya_vremiya1 = Obshaya_vremiya1 + Vremiya_post_ya

Vremiya_post_ya = -1 / lyambda * Log(x)

Vremiya_obs_ya1 = -1 / Myu1 * Log(x)

k = k + 1

If k > K_max Then

Exit For

Else

Лист

19

Изм

Лист

№ документ

Подпись

Дата

Vremiya_osv_ya1 = Vremiya_post_ya + Vremiya_obs_ya1

g = g + Vremiya_osv_ya

List3.AddItem "Vremiya_osv_ya1=" & Vremiya_osv_ya1

If x <= 0.04 Then

Brak1 = Brak1 + 1

GoTo 2

End If

If Obshaya_vremiya1 < Vremiya_osv_ya1 Then

2:

x = Rnd(x)

Obshaya_vremiya2 = Obshaya_vremiya2 + Vremiya_post_ya

Vremiya_post_ya = -1 / lyambda * Log(x)

Vremiya_obs_ya2 = 1 / Myu2 * Log(x)

Vremiya_osv_ya2 = Vremiya_post_ya + Vremiya_obs_ya2

List3.AddItem "Vremiya_osv_ya2=" & Vremiya_osv_ya2

If x <= 0.08 Then

Brak2 = Brak2 + 1

l = l + 1

If Brak2 = 1 Then

GoTo 2

Else

otkhod = otkhod + 1

Brak2 = 0

End If

End If

If Obshaya_vremiya2 < Vremiya_osv_ya2 Then

N_och2 = N_och2 + 1

Else

K_obs2 = K_obs2 + 1

T_nezany_ti2 = T_nezany_ti2 + Obshaya_vremiya2 - Vremiya_osv_ya2

End If

Else

K_obs1 = K_obs1 + 1

T_nezany_ti1 = T_nezany_ti1 + Obshaya_vremiya1 - Vremiya_osv_ya1

End If

Лист

20

Изм

Лист

№ документ

Подпись

Дата

End If

List3.AddItem "_____________________"

Next

x = 0.5

For i = 1 To 1000

If N_och3 >= 1 Then

x = Rnd(x)

Obshaya_vremiya4 = Obshaya_vremiya4 + Vremiya_post_ya

Vremiya_post_ya = -1 / 1 * Log(x)

Vremiya_obs_ya4 = -1 / Myu4 * Log(x)

Vremiya_osv_ya4 = Vremiya_post_ya + Vremiya_obs_ya4

List3.AddItem "Vremiya_osv_ya4=" & Vremiya_osv_ya4

If Obshaya_vremiya4 >= Vremiya_osv_ya4 Then

K_obs4 = K_obs4 + 1

T_nezany_ti4 = T_nezany_ti4 + Obshaya_vremiy4 - Vremiya_osv_ya4

Else

N_och4 = N_och4 + 1

End If

End If

x = Rnd(x)

Vremiya_post_ya = -1 / 1 * Log(x)

Obshaya_vremiya3 = Obshaya_vremiya3 + Vremiya_post_ya

Vremiya_obs_ya3 = -1 / Myu3 * Log(x)

Vremiya_osv_ya3 = Vremiya_post_ya + Vremiya_obs_ya3

List3.AddItem "Vremiya_osv_ya3=" & Vremiya_osv_ya3

If Obshaya_vremiya3 >= Vremiya_osv_ya3 Then

If N_och3 = 0 Then

K_obs3 = K_obs3 + 1

T_nezany_ti3 = T_nezany_ti3 + Obshaya_vremiya3 - Vremiya_osv_ya3

Vremiya_obs_ya3 = -1 / Myu3 * Log(x)

Vremiya_os_ya = Vremiya_post_ya + Vremiya_obs_ya3

T_prib_ya = T_prib_ya + Vremiya_obs_ya3

Else

ReDim Vremiya_oz_ya(i)

ReDim Vremiya_och(i)

Vremiya_och(i - 1) = Vremiya_och(i)

Vremiya_oz_ya(i) = Vremiya_oz_ya(i) + Vremiya_os_ya - Vremiya_och(1)

Лист

21

Изм

Лист

№ документ

Подпись

Дата

N_och3 = N_och3 - 1

T_ozid_ya_obshaya3 = T_ozid_ya_obshaya3 + Vremiya_oz_ya(i)

x = Rnd(x)

Vremiya_obs_ya3 = -1 / Myu3 * Log(x)

T_prib_ya = T_prib_ya + Vremiya_oz_ya(i)

Vremiya_os_ya = Vremiya_os_ya + Vremiya_obs_ya3

h = h + Vremiya_os_ya

K_obs_ya3 = K_obs_ya3 + 1

End If

Else

N_och3 = N_och3 + 1

End If

If K_obs3 + K_obs4 = K_max - otkhod Then

Exit For

End If

Next

T_mod1 = K_obs1 / lyambda

T_mod2 = K_obs2 / lyambda

T_mod3 = K_obs3 / lyambda

T_mod4 = K_obs4 / lyambda

T_mod_obshaya = Round(T_mod1 + T_mod2 + T_mod3 + T_mod4)

T_zany_ti4 = Vremiya_osv_ya4

Text1.Text = "K_obs1=" & K_obs1

Text2.Text = "K_obs2=" & K_obs2

Text3.Text = "K_obs3=" & K_obs3

Text4.Text = "K_obs4=" & K_obs4

Text6.Text = Round(T_zany_ti4 / T_mod4, 5)

P_otkhod = otkhod / K_max

Text5.Text = P_otkhod

Text7.Text = Obshaya_vremiya1

Text8.Text = Obshaya_vremiya2

Text9.Text = Obshaya_vremiya3

Text10.Text = Obshaya_vremiya4

Text11.Text = Brak1

Text12.Text = Brak1 + 1

Text13.Text = otkhod

Text14.Text = T_mod_obshaya

End Sub

Private Sub Command2_Click()

End

End Sub

Лист

22

Изм

Лист

№ документ

Подпись

Дата

Форма с результатами

Лист

23

Изм

Лист

№ документ

Подпись

Дата

Заключение

Машинное моделирование за последние десятилетие превратилось из эксперимента для получения численных решений различных аналитических задач в мощный аппарат исследования и проектирования больших систем. Метод моделирования с успехом переменяется в различных систем.

В настоящее время метод моделирования на ЭВМ, учитывая сложности объекта широко распространен как при анализе, так при синтезе АСХ. Включение машинных моделей в состав АСУ позволяет решать задачи планирование и управление, прогнозирования, дискретизации и т.д.

Эффективность моделирования определяется разработкой научных основ моделирования и развитием средств вычислительной техники.

Существенное развития моделирование получает при использование накатов прикладных программ имитации и многомашинных вычислительных комплектов, позволяющих исследовать на качественном уровне сложные классы систем.

Лист

17

Изм

Лист

№ документ

Подпись

Дата

Список литературы

1. Советов Б.Я., Яковлев С.А. – «Моделирования систем» Москва 1985г.

2. Рябов В.Ф., Советов Б.Я. – «Машинное моделирование при

проектирование больших систем» Ленинград 1978г.

3. Буслено Н.Л., - «Моделирование сложных систем» Москва 1968г.

4. Советов Б.Я., Яковлев С.А – «Моделирование систем курсовое

Проектирование».

Лист

18

Изм

Лист

№ документ

Подпись

Дата