Развитие методологии имитационных исследований сложных экономических систем (1142216), страница 54
Текст из файла (страница 54)
Действительно, пока непридумано более эффективного средства представления и анализа системы, чем егографическое представление. Графические образы и виртуальные миры более понятнычеловеку и приближают к реальной действительности, которая окружает нас. Врасширенном редакторе используется несколько способов и видов графическихпредставлений – графические структурные схемы, обычные графики и анимация.Перед исследователем при этом встает ряд проблем. Из каких элементов(«кубиков») ее построить? Как эти «кубики» соединить? Каким образом наполнить«кубики» необходимой информацией? Как графическое описание в дальнейшемтрансформировать в модель?266Если посмотреть на процесс создания и использования графической структурнойсхемы методически, то, кроме конструирования из «кубиков» самой модели, можновыделить следующие дополнительные возможности для исследователя:•Формально поставить задачу.
Описание структурной схемы модели есть не чтоиное как возможность лаконично в автоматизированном виде (хотя бы в видетекстовых описаний, привязанных к «кубикам» модели) поставить задачу исформулировать проблемы исследования;•Осуществлять разработку модели последовательно, шаг за шагом. Увеличивая приэтом детализацию модели до разумного и достаточного уровня за счетиспользования различных уровней иерархии. Сначала нужно построить общие«кубики», а потом их детализировать на несколько более мелких «кубиков» и т.д.;•Унифицировать процесс разработки модели. Это возможно за счет выделениятиповых, многократно используемых «кубиков» модели, которые ранее ужесоздавались.
Причем эти «кубики» могут быть заимствованы из других моделейили у других исследователей;•Частично освободить себя от работы с текстом модели. Автоматическая сборкатекста модели на основе созданной структурной схемы.На самом деле конструирование схемы позволяет автоматизировать, полностьюили частично, целый ряд действий и операций исследователя сразу на нескольких первыхэтапахИИСС,связанныхспостановкойзадачи,формулированиемпроблемы,калибровкой модели и т.д.
Например, это последовательное разбиение системы наосновные подсистемы и более мелкие элементы, формулирование (через комментарии ипараметры) их функций и задач, показ взаимосвязей элементов системы, фиксация границдетализации модели и т.д. Эти функции почти невозможно решить и описать, работаятолько с текстом.В крупных проектах не всегда удается с самого начала определиться со структуройи объектами модели, правильно предусмотреть все связи и переходы, в том числе илогические циклы. Поэтому проекты целесообразно разрабатывать, сначала разделяямодель на крупные логически независимые части и устанавливая между ними связипосредством интерфейсов.
Эти части могут следовать друг за другом (одноуровневые), анекоторые могут включать внутри себя другие, более мелкие части (многоуровневые).Такимобразом,создаетсямногоуровневаяиерархическаяструктура.Системапредставляется в виде иерархии элементов различного уровня детализации, связанныхдруг с другом по определенным правилам.
Т.е. проводить разработку модели можно инужно, последовательно увеличивая детализацию. На первом уровне строится самое267общее описание, на втором более подробное и т.д. до самого последнего (неделимого)уровня детализации.Например, если проектируется модель предприятия, то очень удобно создатьобщую материнскую схему и назвать ее «Модель предприятия». В графическомпредставлении сначала это будет некоторый абстрактный «черный ящик» с названием«Модель предприятия» и описанием входов, выходов, управления и т.д. Затем, послещелчка мышью по данной схеме, можно создать следующий уровень иерархии схемы сболее мелкими элементами модели.
Например, «Поставка сырья и комплектующихизделий», «Цех 1», «Цех 2» и т.д. до элемента «Отгрузка продукции». Примерпоследовательности построения простейшей структурной схемы модели приведен нарисунке А.1.Уровень иерархии 1Модель предприятияПоставкиЦех 1....Цех 2........Уч. 1Уч. 2Уровень иерархии 2Уч. 3Уровень иерархии 3........ТЭБ 1ОтгрузкиТЭБ 1ТЭБ 1ТЭБ 4Уровень иерархии 4Источник: составлено авторомРисунок А.1 – Пример фрагмента структурной схемы.Это достаточно простой пример, но он наглядно показывает принцип иерархии иметод последовательной детализации.Все схемы и ТЭБ, в соответствии с логикой модели, должны быть соединенысвязями (если они существуют). Для каждого ТЭБ должен быть создан код на GPSSWorld. В результате созданная полная структурная схема модели является базисом дляавтоматической сборки модели на следующих этапах.
На рисунке А.2 приведен примерматеринской схемы первого уровня при описании модели «Интермодальных перевозок».268При вводе данной схемы уже формулируются цель и задачи исследования. Онипредставляют собой текстовое описание, которое создает сам исследователь.Примеры структурной схемы двух моделей – порта и агропромышленного парка, сполностью заданными связями и автономными ТЭБ, приведены на рисунках А.3 и А.4.Источник: составлено авторомРисунок А.2 – Материнская схема модели «Интермодальная ветка».269Источник: составлено авторомРисунок А.3 – Структурная схема модели работы порта.Источник: составлено авторомРисунок А.4 – Структурная схема модели «Агропромышленный парк РТ».270Другой пример оформления – это структурная схема модели строительства жилогодома.
Так как данная структурная схема имеет 2 уровня декомпозиции, то онапредставлена на двух рисунках А.5 и А.6.Источник: составлено авторомРисунок А.5 – Первый уровень декомпозиции схемы модели «Строительство».Источник: составлено авторомРисунок А.6 – Второй уровень декомпозиции схемы модели «Строительство».Методические рекомендации по разработке и оформлению схем.1.Необходимо использовать принцип разработки структурной схемы сверху вниз.Т.е. проектирование схемы желательно начинать с создания первого уровня271иерархии в виде материнской схемы, с названием проектируемой модели иописанием цели исследования и решаемых задач;2.На втором уровне иерархии необходимо выделить ряд ТЭБ, решающих глобальные(общие) для всей модели функции.
Например, это описание объектов, переменных,имен,управлениевременеммоделирования,имитациядоступностиинедоступности оборудования и т.д.;3.Не пытаться ограничить количество уровней иерархии. Так как постепеннаядетализация модели через ее структуру позволяет последовательно и болеекачественно сформулировать и описать цель и задачи исследования, выделитьосновные показатели моделируемой системы;4.Использовать ранее созданные вами или кем-то другим схемы и ТЭБ.
Это позволитсущественно сэкономить время, получить уже апробированные и отлаженныерешения, тем самым повысить адекватность создаваемых моделей;5.При написании сегмента GPSS для каждого ТЭБ учитывайте возможностиавтоматической генерации дополнительных блоков и команд GPSS при сборкемодели. Например, операторов перехода;6.Не бойтесь работать с повторяющимися именами блоков и объектов в коде моделидля каждого ТЭБ. Так как использование алгоритмов коррекции имен исключаютвозможность их дублирования;7.Формируйте библиотеку ТЭБ и схем для каждой области использования, в которойвы выполняете проект. Желательно разрабатывать библиотеку совместно соспециалистом в определенной предметной области.
А далее использовать даннуюбиблиотеку сможете либо вы, либо ваши коллеги в следующих проектах;8.Активно используйте предоставляемые редактором возможности наглядногооформления схем. Это приблизит вашу разработку к традиционным формампредставления в данной предметной области, а значит, она будет более понятнавашему Заказчику.Описанные в предыдущих разделах программные инструменты значительнооблегчили разработку и отладку модели, сделали этот процесс более оперативным, арезультат более адекватным.После получения работоспособной и адекватной модели далее необходимо иметьудобный инструмент для детальнейшего анализа результатов эксперимента.
Но того, чтопредлагает стандартный отчет, очень мало и недостаточно. Поэтому в расширенном272редакторе был создан ряд подсистем, выводящих подготовку эксперимента, егопроведение и анализ результатов на принципиально другой уровень.Далее мы остановимся подробнее на описании универсального редактора форм,реализующего эти новые возможности.Универсальный редактор форм.Основной функцией универсального редактора форм является автоматизированноесоздание форм ввода исходных данных в модель, форм подготовки экспериментов,задание параметров мониторинга моделей и сбора дополнительной статистики о системев процессе эксперимента и создание различных форм вывода результатов моделирования,отличающихся от стандартного отчета.
В самом общем виде технология, реализованная вуниверсальном редакторе форм, представлена на рисунке А.7.Текст моделиУниверсальныйредактор формСтруктурная схема моделиСемантический анализаторДерево структурымодели с детализациейдо текстаДерево объектовGPSS (используемыхв модели)Конструктор формввода исходныхданных в модельДерево блоков(используемыхдля анимации)Конструктор формвывода результатовмоделированияКонструктор форморганизацииэксперимента с модельюКонструкторсценариев 2DанимацииИмитационное приложение на основе модели (диалоги ввода данных, планированиеэкспериментов, анализ динамики исполнения эксперимента, пост-анимация)Ввод данных вмодельПланированиесерииэкспериментовПроведениеэкспериментаили серииэкспериментовАнализрезультатовВыработкарекомендацийИсследование в имитационном приложенииИсточник: составлено авторомРисунок А.7 – Концепция работы универсального редактора форм.273Как видно из рисунка, на вход редактора подается разработанная модель в форместруктурной схемы и текста модели.Проектируемые формы позволят создать диалог исследователя с моделью,соответствующий современным информационным технологиям – высокая степеньинтерактивности, оформление диалогов в соответствии с особенностями предметнойобласти,графическийанализ,2D-анимация.Этонеобходимодляпроведенияэкспериментов или серии экспериментов с моделью.При этом все проводимые с моделью эксперименты (исходные данные ирезультаты) можно будет сохранять в базе данных моделей и результатов по желаниюисследователя.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
