Системное моделирование

Международный университет природы, общества и  человека «Дубна»

Филиал  «Угреша» 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Курсовой  проект по курсу

«Системное моделирование» 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Выполнил: студент группы

Руководитель: Соловьёв Э.Д.

  

                                                       
 
 
 
 
 

Дзержинский 2010

 

Оглавление 

 

1.Введение 

     Имитационное  моделирование основано на прямом описании моделируемого объекта. Существенной характеристикой таких моделей является структурное подобие объекта и модели. Это значит, каждому существенному с точки зрения решаемой задачи элементу объекта ставится в соответствие элемент модели. При построении имитационной модели описываются законы функционирования каждого элемента объекта и связи между ними. Работа с имитационной моделью заключается в проведении имитационного эксперимента. Процесс, протекающий в модели в ходе эксперимента, подобен процессу в реальном объекте. Поэтому исследование объекта на его имитационной модели сводится к изучению характеристик процесса, протекающего в ходе эксперимента

     Для формального представления процессов  функционирования систем при имитационном моделировании обычно используются два типа схем, схема с дискретными  событиями и непрерывные схемы. При дискретной схеме процесс  функционирования системы во времени отождествляется с последовательностью событий, возникающих в системе в соответствии с закономерностями ее функционирования. В формальное понятие «событие» вкладывается конкретное смысловое содержание, определяемое целями моделирования. При непрерывной схеме процесс задается с помощью системы уравнений для совокупности переменных состояния, динамическое поведение которых имитирует реальную систему.

     Цель курсовой работы по курсу «Системное моделирование» состоит в том, чтобы разработать имитирующую модель предприятия по производству оконных стеклоблоков.  

     2. Задание

     2.1 Постановка задачи 

     Предприятие по производству оконных стеклоблоков выполняет заказы строительных организаций.

     За  какой период в среднем могут  быть выполнены двадцать заказов, если в день предприятие может изготовить не более 50 оконных блоков.

     Определить  количество необходимых транспортных единиц для вывоза всех оконных блоков не позднее пяти дней после изготовления последней партии, если одна транспортная единица может транспортировать не более пятнадцати блоков.

      

     2.2 Исходные данные 

      Средние интервалы времени между заказами могут быть выбраны соответственно в 10, 20, 30, 40 и 50 дней.

      Менеджер  предприятия зафиксировал интервалы  времени для порядка двухсот заказов (таблица 1).

Таблица 1. Зафиксировал интервалы времени

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     Размеры заказов и их зафиксированное  количество приведены в следующей  таблице 2. 

Таблица 2. Размер заказа и зафиксированное  количество заказов

 

3. Теоретические основы. Метод решения 

      Имитационное моделирование является одним из мощнейших методов анализа экономических систем. Оно основано на воспроизведении с помощью ЭВМ развернутого во времени процесса функционирования системы с учетом взаимодействия с внешней средой. Основой всякой имитационной модели (ИМ) является:

• разработка модели исследуемой системы на основе частных имитационных моделей (модулей) подсистем, объединенных своими взаимодействиями в единое целое;
• выбор информативных (интегративных) характеристик объекта, способов их получения и анализа;
• построение модели воздействия внешней среды на систему в виде совокупности имитационных моделей внешних воздействующих факторов;
• выбор способа исследования имитационной модели в соответствии с методами планирования имитационных экспериментов (ИЭ).

     Условно имитационную модель можно представить  в виде действующих, программно (или  аппаратно) реализованных блоков.

     Целью имитационного моделирования является конструирование ИМ объекта и  проведение ИЭ над ней для изучения закона функционирования и поведения с учетом заданных ограничений и целевых функций в условиях имитации и взаимодействия с внешней средой.

     К достоинствам метода имитационного  моделирования могут быть отнесены:

• решение задач, аналитические методы для которых неприменимы, например, в случае непрерывно- дискретных факторов, случайных воздействий, нелинейных характеристик элементов системы и т.п.;
• возможность анализа общесистемных ситуаций и принятия решения с помощью ЭВМ, в том числе для таких сложных систем, выбор критерия сравнения стратегий, поведения которых на уровне проектирования не осуществим;
• сокращение сроков и поиск проектных решений, которые являются оптимальными по некоторым критериям оценка эффективности;
• проведение анализа вариантов структуры больших систем, различных алгоритмов управления, изучения влияния изменений параметров системы на ее характеристики и т.д.

     Основными методами имитационного моделирования  являются: аналитический метод, метод  статического моделирования и комбинированный  метод (аналитико-статистический) метод.

     Аналитический метод применяется для имитации процессов в основном для малых  и простых систем, где отсутствует  фактор случайности. Например, когда  процесс их функционирования описан дифференциальными или интегро-дифференциальными  уравнениями. Метод назван условно, так как он объединяет возможности имитации процесса, модель которого получена в виде аналитически замкнутого решения, или решения полученного методами вычислительной математики.

     Метод статистического моделирования  первоначально развивался как метод статистических испытаний (Монте-Карло). Это – численный метод, состоящий в получении оценок вероятностных характеристик, совпадающих с решением аналитических задач (например, с решением уравнений и вычислением определенного интеграла). Впоследствии этот метод стал применяться для имитации процессов, происходящих в системах, внутри которых есть источник случайности или которые подвержены случайным воздействиям. Он получил название метода статистического моделирования. В параграфах 2-5 данного раздела излагается суть этого метода.

     Комбинированный метод (аналитико-статистический) позволяет  объединить достоинства аналитического и статистического методов моделирования. Он применяется в случае разработки модели, состоящей из различных модулей, представляющих набор как статистических, так и аналитических моделей, которые взаимодействуют как единое целое. Причем в набор модулей могут входить не только модули соответствующие динамическим моделям, но и модули соответствующие статическим математическим моделям. 
 
 
 

4. Выполнение

1. Находим интервалы распределения размера заказов и интервалы распределения дней между заказами

Таблица 3. Интервалы размера заказов

 
 
 
 
 
 

Таблица 4. Интервалы дней межу заказами 

 
 
 
 
 
     

2. С помощью  генератора случайных находим случайное число в пределах от 0 до 99. Сопоставляя значение случайного числа с интервалами, полученными в пункте 1, получаем распределение размеров заказов и распределение дней. Суммируем дни и получаем период времени, за который можно сделать 20 заказов. Находим требуемое число транспортов для каждого заказа и получаем количество транспортов, необходимое для перевозки 20 заказов (таблица 5).

     Таблица 5. Основная таблица