Разработка и исследование имитационной модели

Для решения задачи применён пакет имитационного моделирования ExtendSim 7.

ExtendSim — это мощный современный инструмент для разработки и исследования имитационных моделей. При помощи этого пакета можно разрабатывать динамические модели реальных процессов из различных прикладных областей.

При работе с ExtendSim экспериментатор сначала составляет структуру модели из библиотечных блоков, затем производит параметризацию блоков (ввод численных параметров), запускает модель с целью её проверки (верификации и валидации), а затем исследует происходящие в модели процессы путём анализа численных результатов, содержащихся в её отдельных блоках, а также диаграмм, показывающих развитие во времени выбранных исследователем переменных модели.

Имитационная модель есть компьютерная программа, которая воспроизводит процесс работы моделируемой системы. Процесс имитационного моделирования включает в себя проектирование (разработку) модели и проведение одного или нескольких экспериментов, которые заключаются в том, что экспериментатор наблюдает за развитием событий в модели, которые должны быть аналогичны событиям в реальной (моделируемой) системе. Пакет имитационного моделирования является инструментом, с помощью которого можно создать модель, которая даёт возможность проводить с ней эксперименты и которая служит при этом заменителем реальной системы. Модель можно использовать для того, чтобы понять, как будут развиваться процессы в реальной системе при определённых заданных условиях её функционирования.

Модель позволяет также проверить гипотезы, сформулированные относительно поведения реальной системы.

С помощью ExtendSim создаётся диаграмма процессов, состоящая из библиотечных блоков, где каждый блок описывает часть процесса. Диаграмма рисуется в специальном окне, напоминающем графический редактор. Результатом моделирования в ExtendSim является набор числовых характеристик, вычисленных внутри модели в процессе её обработки. Некоторые из этих характеристик (показателей функционирования) демонстрируются как функции времени (диаграммы типа «плоттер»). Результаты моделирования можно получить в табличном формате, в виде графиков, гитограмм и других средств отображения.

Структура модели, реализованной на ExtendSim, показана на рис. 2.

Рис. 2. Структура модели на ExtendSim

Составные части модели:

имитационный моделирование прогон процесс Часть 1 (верхняя часть структуры модели) Здесь моделируется прибытие автомобилей на склад и их разгрузка, т. е. появление отдельных единиц груза на рампе. Количество единиц груза в каждом автомобиле разыгрывается с помощью блока Random Number.

Часть 2 (нижняя часть структуры модели) Здесь моделируется процесс управления передачей единиц груза на транспортёр и процесс транспортировки единиц груза с помощью транспортёра.

Для реализации модели использованы следующие блоки:

Блок Executive — обязательный элемент каждой модели с дискретными событиями. Этот блок должен быть расположен левее и выше всех остальных блоков модели. Он позволяет контролировать продолжительность процесса моделирования с помощью заданного времени окончания прогона или с помощью подсчёта числа произошедших событий, максимальное число которых задаётся в диалоге. В данной модели было задано время окончания прогона равное 1000с.

Блок Random Number генерирует случайное целое или вещественное число на основании выбранного распределения.

Блок Plotter, Discrete event предоставляет возможность построения до четырёх графиков одновременно в пределах одного прогона модели.

Блок Activity Item.

На этом примере показано, что количество поступаемых на склад грузов 56, и количество выходящих так же 56. Грузов в ожидании 0.

Максимальное количество грузов накопившихся на складе было 4.

На этом примере показано, что общее количество грузов поступающих на конвейер 509, а количество грузов перевозимых конвейером 499. На ожидании находятся 10 грузов.

Максимальное количество грузов находящихся на конвейере 10, Среднее количество грузов на конвейере 5.04 единиц.

Грузы на очередь:

На этом примере показано, что общее количество грузов поступающих на конвейер 509, а количество грузов перевозимых конвейером 499. На ожидании находятся 10 грузов.

Максимальное количество грузов находящихся на конвейере 10, Среднее количество грузов на конвейере 5.04 единиц.

Здесь мы задали контрольные параметры и численные значения, для работы нашего конвейера. Мы задали светофору такие контрольные параметры, что он допускает на конвейер не более 10 грузов, за тем он отключает подачу, пока количество грузов на конвейере не достигнет 5, за тем он включает подачу заново.

— В нашем примере мы использовали два (2) Plotter, Discrete event.

Первый Плоттер (41), показывает неаккуратность и неравномерность ожидания грузов при выходе с платформы и их поступления на входе к конвейеру.

Рис. 3 показывает пример распределения дискретных случаев в данной точке.

Рис. 3.

Второй Плоттер (46), показывает количество утилизированных грузов за выбранное нами время моделирования в 1000 единиц.

График показывает отрезки времени, где происходит простой утилизации.

Рис. 3 показывает график данного плоттера.

Рис. 4.