Дипломная работа: Математична модель транспортної системи підприємства

Ієрархія.

Схеми й іміджі вступають між собою в явище ієрархії. Імідж може входити до складу схеми. Імідж самий може бути схемою і складатися з іміджів, пов'язаних між собою. Таким чином, можна реалізувати необмежену вкладеність. Можна використовувати також явище рекурсії. Ієрархія підтримує методологію проектування, дає методи боротьби з складністю, реалізує механізм спадкування, тобто придбання нових рис за рахунок зв'язування окремих незалежних сутностей.

Інструментальність.

Середовище припускає, що вам даються інструменти. Задачу або проект необхідний вам ви виготовте їх за допомогою самостійно. Середовище не є автоматизованим робочим місцем, не алгоритмізує окрему задачу, але сприяє написанню таких продуктів. У порівнянн з відомими інструментальними засобами (FoxPro, Paint, 3DMax і іншими) середовище:

1. об'єднує усі види уявлення інформації в однім продукті (можливість використовувати інші редактори залишається, тому що підтримується Windows стандарт) - музика, зображення (растровое, об'єктне), бази даних, моделі, зображення, відео, і так далі;

2. надає всі параметри кожного з видів інформації для керування їх з одного центру - моделі, що може бути простою структурою даних або потужним рахунковим засобом, що перетворить значення одних параметрів в інші;

3. модель може змінюватися користувачем непрограмістом або інший моделлю, підтримується математична нотація;

4. середовище відкритої, для користувачів із кваліфікацією програміста даються мовна нотація;

5. середовище реалізу об'єктний принцип проектування і сама є системою проектування.

Об'єктне проектування.

Середовище підтриму процес проектування, дозволяючи проінтерпретувати проект, оживити його, зберегти процес створення проекту, коректувати будь-які складового проекту без зміни інших. Середовище реалізує об'єктний принцип опису сутностей. Середовище дозволяє як функціональний засіб опису, так і об'єктний, підтримується нформаційно-логічний засіб. Використовується математична і мовна нотація, вирішується їхня комбінація.

У цьому випадку користувач у праві самий вирішити, - на якій стадії йому зупинитися: вербальний опис, графічне зображення проекту, функціональний опис, конструктор - нструментарій середовища користувача.

4.2 Побудова імітаційної моделі

Проектування модел починаємо в такій послідовності. Попередньо виберемо основний імідж, щовідображає рівень транспортної системи А. Це буде імідж типу StratumClass_726raf_ 611, зробимо запис програмного блока в меню текст з'єднаємо його з іміджем графічної візуалізації OSCS2D (двумірный осцилограф). З'єднання виконай з поміччю спеціальної лини зв'язку, де установимо властивост зв'язку і його параметри (прошарки), а також зазначимо що переміщаються по цих линах перемінні, див. рис.4.1.

Рис. 4.1- Встановлюван характеристики зв'язку

Для запровадження чисел, що характеризують пропускну спроможність каналу транспортної системи скористаємося іміджами Numberln (поле запровадження числа) і для візуалізац висновка чисельних даних іміджем Numberln ( поле висновка числа). Такий рівень буде відбитий іміджем StratumClass_72е2860_ 611 до якого залучені аналогічн міджі графічної візуалізації, а також иміджа і висновка цифрової інформації.

І нарешті останній рівень включає імідж StratumClass_72f1f110_611с супутніми іміджами Status_Out OSCSpace2D.

При цьому, програмний модуль іміджу Numberln, поле запровадження числа має форму

STRING WindowName

HANDLE HSpace

HANDLE local HObject,_HObject

FLOAT local wNotifyCode,msg,rez,_Value

STRING local str

FLOAT Value,Step

FLOAT Org,Org

if (~_Value!= ~Value)

logmessage(String(~Value))

rez:=SetControlText2d(~HSpace,~HObject,String(~Value))

_Value:= ~Value

exit()

endif

if (msg==WM_CONTROLNOTIFY)

if (wNotifyCode==768)

str:=GetControlText2d(HSpace,HObject)

Value:= Float(~str)

if (String(~Value)!=~str)

// rez:=SetControlText2d(HSpace,HObject,str)

Value:= Float(str)

endif

_Value:= ~Value

endif

exit()

endif

if (HObject == #0)

if (WindowName!= "" && (~HSpace==#0)); HSpace:= GetWindowSpace(~WindowName); endif

if (~HSpace == #0); exit(); endif

if (GetWindowProp(GetWindowName(~HSpace),"CLASSNAME")!= GetClassName(".."))

_HObject:= CreateObjectFromFile2D(~HSpace,AddSlash(GetClassDirectory(GetClassName("")))+GetClassName("")+".vdr", Org,Org,PFC_MOVEOBJECT)

endif

HObject:= GetObject2dByName(~HSpace,~_HObject,"edit")

rez:=DelGroupItem2d(~HSpace,GetObjectParent2d(~HSpace,~HObject),~HObject)

if (~HObject)

registerobject(~HSpace,~HObject,"",WM_CONTROLNOTIFY,0)

rez:=SetControlText2d(~HSpace,~HObject,String(~Value))

_Value:= ~Value

endif

endif

У свою чергу програмний модуль того ж іміджу для висновка значень Numberlend View також приобретет такий вид

SetStatusText (pos,string(value))

Загальна структура мітаційної моделі, виконана відповідно до пропозицій поділу, подана на рис.4.2.

Рис. 4.2- Загальна структура імітаційної моделі в пакеті Stratum- 2000

Основні іміджі Stratum Class, рис. 4.2., подані по вертикалі ВІДПОВІДНО до рівнів А, У,С.

З використанням запису за допомогою ідентифікаторів рівняння балансу виглядають у такий спосіб:

На рівні А, X1-X2-Y1-Y2-Y3=A1, програмний модуль у цьому випадку имеет вид

FLOAT S1,S2,P1,P2,V1,V2,A1,t

t:=1

t:=t+1

x:=1

x:=x+1

b1:=3

a:=1

P1:= -1/b1*(a*f^2)

g1:=5

V1:=g1/P1

b2:=2

f:=3

P2:= -1/b2*(a*f^2)

g2:=2

V2:=g2/P2

S1:=12

X1:=S1*P1*V1*t

S2:=30

Y1:= S2*P2*V2*t

A1:= X1+X2-Y1-Y3

У свою чергу на рівні У, за умови рівняння балансу Y3-X2+Y4-X3 програмний модуль буде мати вираз

b1:=1.5

a:=2

P1:= -1/b1*(a*x^2)

g1:=4

V1:=g1*x^3

P3:= -1/b3*(a*x^2)

b3:=2

g2:=3

V3:=g2*x^3

S1:=40

X1:=S1*P1*V1*t

S3:=23

X3:= S3*P3*V3*t

B1:=Y3-X2-X3+Y4

На останньому з рівнів -С утворюваної моделі, за умови рівнянні балансу типу X3-Y4, програмний модуль буде виглядати в такий засіб

FLOAT S1,S2,P1,P2,V1,V2,C1

b4:= 3

P4:= -1/b4*(a*x^2)

g4:=3

V4:=g4*x^3

C1:= X3-Y4

Y4:= S4*P4*V4*t

На моделі рис.4.2, позначені контактні площадки, вона служать для побудови такого рівня мітаційної моделі і здійснюють передачу перемінних на цей рівень при необхідності декількох перемінних. Отже, модель, подана на мал.1,може бути розвиті і доповнена до необхідного обсягу і рівня складності. Спроможність до розвитку і є особливістю імітаційних моделей, утворюваних у середовищі Stratum.

Рис. 4.3 Частина незалежної імітаційної моделі, рівень А

Ілюстрація роботи фрагмента імітаційної моделі,зображеного на рис.4.2, приведена на рис.4.3. а на рис.4.3, подана графічна візуалізація уявлення функцій (1,4,5), розділів., люстрація залежності залишків продукції на рівні А в залежності від часу. Розглядався випадок відсутності вантажопотоків на інші рівні.

Рис. 4.4 Візуалізація результатів при роботі одночасно всієї моделі.

На рис.4.4 подана візуалізація отриманих рішень загальної моделі транспортної системи підприємства. Хибою пакета в цілому, служить відсутність ефективного автомасштабування. Тому для великих багаторівневих моделей припадає подавати результати прогону фрагментами.

Рис. 4.5 Візуалізація фрагмента результатів прогону загальної моделі

Звертає на себе увага лінійний характер зміни залишків на рівні обслуговування А,У,С и явно нелінійний характер обсягів вантажоперевезень. Це попередньо дає можливість оцінити можливість зміни залишків перевезеної продукції на складах.

Рис. 4.6 Графіки, що люструють роботу імітаційної моделі на однім прогоні

Модуль програми двомірного "осцилографа", службовець для візуалізації отриманих результатів призводь нижче. Модуль написаний на специфічній мові Stratum розробкою автора роботи.

STRING WindowName

FLOAT Height,Width

FLOAT local ret

FLOAT nosave Offset,Offset,Scale,Scale

FLOAT x,y,Control,PrintValue,PrintValue,Reset,buffer

COLORREF Color

FLOAT _enable

Установка значень змінних виконувалася у вікні, по таблиці, рис.4.7, що варіюються перемінні виділяються автоматично червоним кольором. Автоматично вказується тип змінних.

 

Рис. 4.7- Установка значень змінних

Після установки перемінних він ініціалізується на зазначеному модулі, для такого модуля процедура установки перемінних повторюється.

Ієрархію встановлених модулів Stratum покажемо на мал. 6. Вона характеризує місце модуля в структурній схемі верб відомій мірі послідовність обчислень приведеної моделі. У верхній частині знаходяться три іміджі Stratum Class_72, а потім OSCSpace 2D, що реалізують візуалізацію обчислень і останніми іміджі типу Numberlend.

Рис.4.8 Ієрархія спроектованої моделі

Ієрархію цілком відповідає структурі проекту.

4.3 Аналіз результатів прогону мітаційної моделі

Аналіз результатів прогону мітаційної моделі достатньо обсяжний і потребує дуже великих витрат часу засобів. Тому зупинимося на найбільше цікавих із них, що мають можливий вплив на виробничий процес на аналізованому машинобудівному підприємстві.

У першу чергу роздивимося можливу залежність вантажопотоків на наявні або виникаючі виробничі запаси.

На рис. 4.9 подано графік залишків вантажу при наявності двох вантажопотоків, це відповідає нижньому рівню С прийнятої моделі.

Рис.4.9- Залишок вантажів на рівні С прийнятої моделі

Графік свідчить про лінійно залежність розміри залишку від х.

Т.ч. це характеризує той факт, що функція вартісного потенціалу при невеликих змінах мало впливає на накопичення запасів у прийняте моделі і не є керуючим чинником. Це говорить про те, що модель або повинна бути доповнена на іншому рівні або є нечуйним до зазначеного чинника.

Рис.4.10- Зміна залишку вантажу при статечній функції вартісного потенціалу, n=7

У цьому випадку, ми зштовхуємося із ситуацією, коли залишок різко зростає тільки при наявност достатньо великого шляху доставки вантажів. При менших шляхах його просто практично немає. Т.ч., використання імітації дозволило зазначити шляху зменшення залишків на проміжних складах.

Рис.4.11 Зміна функц вартісного потенціалу, при n=3

Графік, рис.11, характеризу зменшення складських запасів при визначеному виді вартісного потенціалу, що дозволяє зробити висновку про засіб скорочення запасів на проміжних складах.

Більш цікавим актуальним є питання, як ростуть запаси згодом.

На рис.4.12 приведений графік залежності графік залежності залишку вантажу на рівні С від часу .

Рис. 4.12 Графік залежності залишків вантажу від часу на рівні С

Залежність носить сугубо лінійний характер. Це свідчить про накопичення залишків протягом часу функціонування системи. Цей результат є показовим і свідчить про необхідність керування процесом доставки і відправлення вантажів. Такий висновок закономірним, тому що "прогон" імітаційних моделей служить в основному для основи прийняття правильних управлінських рішень як виробничого так і невиробничого характеру.

ВИСНОВКИ

В роботі проаналізовано стан досліджень в галузі транспортних систем та потоків. Приведені моделі транспортних систем різного призначення.

Проаналізовано моделі систем транспорту різного використання. Розлянуто транспортні потоки, як однопродуктові так і багатопродуктові. Проаналізовані моделі потоків. Приведен засоби оптимізації, а також звісні моделі.

Розроблено математичну модель транспортної системи підприємства з використанням теор потенціалу. При цьому було встановлено, що:

·     Ма місто факт залежності розміру вантажопотоку від цінового потенціалу;

·     Розміру вантажопотоку залежить від його щільності;

·     Встановлено вид залежності розміру вантажопотоку  від швидкості його ;

·     Встановлен вирази для обчислювання залишку вантажу на кожному з рівнів.

Спроектовано мітаційну модель транспортної системі підприємства на базі програмного пакету Stratum. На основі прогону моделі получена візуалізація, яка може бути використана при оперативному керуванні підприємством.

Встановлено характер зміни і накопичення залишків на кожному з транспортно-виробничому рівнів.

Зрівняння за фактичними значеннями залишків на рівні С показали адекватність імітаційно моделі. Відхилення не перевищували 15-20% від розрахункового значення.

Проведене зрівняння розрахункових значень залишків з фактичним показало адекватність розробленої моделі.

СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ

1 Зельдович Я.Б., Мышкис А.Д. Элементы математической физики. Наука. М.: 2000. 351 с.

2 Джефферсон Г., Свирлс Б. Методы математической физики. М.: Мир. 2001. 311 с.

3 Шеннон Р.Ю. Имитационное моделирование систем- искусство и наука. М.: Мир, 1998. - 237с.

4 Соломатин Н.А и др. Имитационное моделирование в оперативном управлении производством. М.: Машиностроение 1994.- 459 с.

5 Вавилов А.А. Имитационное моделирование производственных систем. Берлин. 1998. – 560с.

6 Вентцель Е.С. Исследование операций. М.: Советское радио.1992. – 550 с.

7 Х. Таха. Введение в исследование операций. М.: Мир. 1995. Т1. 479 с., Т2. 496 с.

8 Програмний пакет "Stratum" 2000-2001.Modeling Laboratory.РЦИ ПГТУ.

9 Резер С.М., Шкультин И.В., Ловецкий С.Е., Бузюк М.А. АСУ взаимодействием видов транспорта. М.: Транспорт, 2003.

10 Ловецкий С.Е., Меламед И.И., Плотинский Ю.М. Модели и методы решения задач маршрутизации на транспортной сети.- В кн.: Итоги науки и техники. Организация управления транспортом. М.: ВИНИТИ, 1999, т3,с.55-112.

11 Черкасский Б.В. Быстрый алгоритм построения максимального потока в сети.- М.: ВИНИТИ? 1999.

12 Моисеенко Г.Е. Декомпазиционный метод решения задачи планирования объёмов перевозок.- М.: Наука,1987.

13 Диниц Е.А. Алгоритм решения задачи о максимальном потоке в сети. М.: Машиностроение 1988.

14 Бурков В.Н., Кондратьев В.В., Молчанова В.А., Щепкин А.В. Модели и механизмы функционирования иерархических систем.- АиТ,1997.

15 Нагаев Б.В. Модель составления развозок грузов.-Ижевск: Удмуртия 1994.-320 с.

16 Мухачева Э.А. Транспортная задача на сети с дополнительными ограничениями.-Экономика и мат.методы,1995.-280 с.

17 Позамантир Э.И. Учёт неравномерности перевозок грузов при планировании транспорта. М.: Транспорт,1994.-250 с.

18 Савин В.И. Оптимизация работы автотранспорта. М.: Транспорт,1994.-280с.

19 Артынов А.П., Скалецкий В.В. Автоматизация процессов планирования и управления транспортными системами.-М.: Наука.1995.

20 Васильева Е.М., Левит Б.Ю., Лившиц В.Н., Нелинейные транспортные задачи на сетях-. М.: Финансы и статистика, 2006.-104с.