О.М. Замятина - Компьютерное моделирование (2007). Учебное пособие (1124144), страница 8
Текст из файла (страница 8)
Основной причиной высокойэффективности этих формальных моделей является то, что они безпотери возможностей формального анализа позволяют исследователюполучить значительно более краткие и удобные описания, чем те,которые могут быть сделаны с помощью сетей низкого уровня. В сетяхвысокого уровня сложность моделей может быть разделена междуструктурой сети, надписями и описаниями. Это позволяет осуществлятьописание значительно более сложных систем и анализировать процессыпреобразования данных с помощью общепринятых математическихвыражений вместо сложного набора позиций, переходов и дуг.Раскрашенные сети Петри, в отличие от обычных сетей Петри,позволяют описывать структуру системы в виде иерархии диаграмм.Но у данного аппарата моделирования также не устранен ряднедостатков, которые присущи сетям Петри.
К таким недостаткамможно отнести:– необходимость знания разработчиком специфического языкаописания моделей;– отсутствиеиспользованияпринциповобъектноориентированного подхода;– низкая гибкость и трудоемкость описания систем в случае ихдекомпозиции до уровня некоторых элементарных бизнес - операций.Раскрашенные сети Петри до сих пор применяются длямоделирования сложных систем.Все недостатки СМО и сетей Петри учтены и устраненыразработчиками ПП Arena 7.0.
Кроме того, этот программный пакетимеет множество необходимых операторов, законов распределения идругих элементов, которые привели к его широкому распространению.Хотелось бы добавить несколько слов о том, почему Arena 7.0является программным пакетом. Это связано с тем, что Arena 7.0 кроме53основного модуля моделирования и анализа систем, имеет следующиевстроенные программные средства:1. Input Analyzer. Это средство позволяет анализировать входныеданные, определять закономерности входных данных для дальнейшегоих использования при моделировании систем.2.
Output Analyzer. Это средство позволяет анализироватьвыходныеданные,полученныеврезультатепроведенныхэкспериментов с моделью.3. Process Analyzer. Меняет значения параметров модели,структуру модели, занятость ресурсов, их полезность и т. д., сравниваетальтернативные сценарии и выбирает тот сценарий, который имеетнаилучший результат. Сравнивая эти сценарии работы модели, можноопределить лучшее решение (но не оптимальное, т. к. нельзяпросмотреть все возможные решения, т.е.
исследовать полностьюобласть допустимых решений), но все-таки определить лучшее решениетаким способом возможно4. Генератор отчетов. Выводит данные по результатаммоделирования в виде текстовых данных, графиков, диаграмм.5. Visio Process Analyzer.6. OptQuest. Является инструментом оптимизации задач,предназначен и специально настроен для анализа результатовмоделирования, выполненного с помощью пакета Arena.Система имитационного моделирования Arena – основнойпрограммный продукт Systems Modeling. Корпорация Systems Modelingбыла основана в 1982 г.
Деннисом Педгеном, автором SIMAN – первогопромышленно-ориентированного общецелевого языка имитационногомоделирования. В настоящее время область деятельности SystemsModeling включает в себя имитационное моделирование и разработкутехнологического программного обеспечения [30, 32, 34].Система Arena позволяет моделировать виды деятельности,представленные на рис.
3.2.С помощью Arena можно достичь основных целей моделированиясложных систем:– понять, как устроен исследуемый объект: какова его структура,основные свойства, законы развития и взаимодействие с окружающейсредой;– выявить «узкие места» в материальных, информационных идругих потоках;54– выделить переменные, наиболее важные для успешногофункционирования моделируемой системы, и проанализироватьимеющиеся между ними связи;Рис. 3.2. Области применения Arena– научиться управлять системой, определять наилучшие способыуправления при заданных целях и критериях;– прогнозировать прямые и косвенные последствия реализациизаданных форм и способов воздействия на систему.3.3. Начало работы с программным пакетом Arena 7.03.3.1. Создание модели с помощью ПП Arena 7.0Для того чтобы создать новую модель, необходимо открытьПП Arena 7.0 через Пуск → Rockwell Software→Arena7.0→Arena7.0.1.После запуска Arena автоматически открывается новый файл.
Модулипомещаются на панель методом «drug & drop», соединяются с помощьюконнектора. Если модуль остается «горячим» (т. е. выделенным), топри помещении нового модуля на рабочую область (окно блок-схемы)эти модули автоматически соединяются друг с другом.Среда моделирования Arena представлена на рис 3.3.55Рис.
3.3. Среда моделирования ArenaОкно приложения разделено на три области:1. Окно рабочего поля модели, в котором описывается логикамодели с использованием схемных (графических) модулей. Окнорабочего поля представляет графику модели, включая блок-схемупроцесса, анимацию и другие элементы.2. Окно свойств модулей, в котором отображаются свойства всехмодулей (как модулей данных, так и схемных), имеющихся ииспользуемых в модели.3. Окно проекта – это навигатор системы, в которомотображается рабочая панель со всеми модулями и другие доступные иоткрытые панели.Окно проекта включает в себя несколько панелей:1. Basic Process Panel (панель основных процессов) – содержитмодули, которые используются для моделирования основной логикисистемы.562. Advanced Process Panel (панель усовершенствованныхпроцессов) – содержит дополнительные модуле для создания моделейсо сложной логикой процесса.3.
Advanced Transfer Panel (панель перемещения) – содержитспециально разработанные блоки для моделирования процессаперемещения объектов с помощью транспортера или конвейера.4 Reports (панель отчетов) – панель сообщений: содержитсообщения,которыеотображаютрезультатыимитационногомоделирования.5. Navigate (панель навигации) – панель управления позволяетотображать все виды модели, включая управление через иерархическиеподмодели.Таким образом, для того чтобы разрабатывать имитационныемодеи с использованием ПП Arena, необходимо изучить 3 основныепанели: Basic Process Panel, Advanced Process Panel и Advanced TransferPanel.Каждая из этих панелей состоит из двух типов модулей: схемныхмодулей (Flowchart Modules) и модулей данных (Data Modules).Рассмотрим более подробно состав каждой панели, свойства иназначение каждого модуля.3.4.
Basic Process Panel (панель основных процессов)3.4.1. Схемные модулиМодуль CreateЭтот модуль является отправной точкой длясущностей в имитационной модели. Сущности – этоиндивидуальные элементы, обрабатываемые всистеме. Создание сущностей модулем происходитпо расписанию или же, основываясь на значении времени междуприбытиями сущности в модель. Покидая модуль, сущности начинаютобрабатываться в системе. Тип создаваемых сущностей определяется вэтом модуле.Применение: прибытие различных документов в сфере бизнеса(например: заказы, чеки, документация); прибытие клиентов в сфереобслуживания (например: в ресторан, в магазин); начало изготовленияпродукции на производственной линии.57Таблица 3.3Параметры модуля CreateПараметрыNameОписаниеУникальное имя модуля, которое будет отражено вблок-схемеEntity TypeНазваниетипасущности,которыйбудетсоздаваться модулемTypeСпособ формирования потока прибытия.
Typeможет иметь значения: Random (используетсяэкспоненциальное распределение со среднимзначением, определенным пользователем), Schedule(определяется модулем Schedule), Constant (будетиспользоваться постоянное значение, определенноепользователем) или Expression (поток прибытиябудетформироватьсяпоопределенномувыражению)ValueОпределяет среднее значение времени междуприбытиями сущностейSchedule Name Имя расписания, которое определяет характерприбытия сущности в системуExpressionЭтот параметр задает тип распределения или любоевыражение,определяющеевремямеждуприбытиями сущностей в модельUnitsЕдиницы измерения времени между прибытиями(день, час, минута, секунда)Entitiesper Количество сущностей, входящих в систему заarrivalодно прибытиеMax arrivalsМаксимальное число сущностей, которое можетсоздать этот модуль (ресурс генератора)First CreationВремя, через которое прибудет первая сущность вмодель, от начала моделированияМодуль ProcessЭтот модуль является основным модулем процессаобработки сущностей в имитационной модели.
Вмодуле имеются опции использования ресурсов,т. е., как и при любой обработке, захватываютсякакие-то ресурсы. Кроме стандартного модуляProcess, можно использовать подмодель, придавая58ей особую, определенную пользователем, иерархическую логическуюсхему. В модуле можно также задавать добавочные стоимостные ивременные характеристики процесса обработки сущности.Наиболее частое применение модуля Process: проверкадокументов; выполнение заказов; обслуживание клиентов; обработкадеталей.Таблица 3.4Параметры модуля ProcessПараметрыNameTypeActionPriorityResourcesDelay TypeОписаниеУникальное имя модуля, которое будет отражено вблок-схемеОпределяет логическую схему модуля.
Standardозначает, что логическая схема находится внутримодуля и зависит от параметра Action. Submodelпоказывает, что логическая схема будет находитьяниже в иерархической модели. Подмодель можетсодержать любое количество логических модулейТип обработки, происходящей внутри модуля,может быть четырех типов: Delay простопоказывает, что процесс занимает какое-то время ине отражает использование ресурсов; Seize Delayуказывает на то, что в этом модуле были размещеныресурсы и будет происходить их захват и задержка,ресурсы будут захватываться (т. е. будут занятыобработкой сущности), а их освобождение будетпроисходит позднее с помощью какого-то другогомодуля; Seize Delay Release указывает на то, чторесурсы были захвачены, а затем (через время)освободились, и Delay Release означает, чторесурсы до этого были захвачены сущностью, а втаком модуле сущность задержится и освободитресурс.
Все эти параметры доступны только тогда,когда Type = StandardЗначение приоритета модулей, использующих одини тот же ресурс где угодно в модели. Это свойствоне доступно, если Action = Delay (или DelayRelease) или когда Type = SubmodelОпределяет ресурсы или группы ресурсов, которыебудут обрабатывать сущности в этом модулеТип распределения или процедура, определяющаяпараметры задержки59UnitsAllocationMinimumMaximumValueStd DevExpressionОкончание табл. 3.4Единицы измерения времени задержки (день, час,минута, секунда)Определяетстоимостныехарактеристикиобработки. Value Added – означает учитыватьстоимостные характеристики, а Non-Value Added –не учитыватьПоле, определяющее минимальное значение дляравномерного и треугольного распределенияПоле, определяющее максимальное значение дляравномерного и треугольного распределенияПоле, определяющее среднее значение длянормального и треугольного распределения илизначения для постоянной временной задержкиПараметр, определяющий стандартное отклонениедля распределенияПоле,вкоторомзадаетсявыражение,определяющее значение временной задержки, еслиDelay Type = ExpressionБолее подробно остановимся на параметре Priority (приоритет)модуля Process.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
