Название: Экономика природопользования и природоохранной деятельности (Ю.А. Мезенцев,А. А. Наумов)

Жанр: Экономика

Просмотров: 1076


Лабораторная работа  №  1

 

Тема: Имитационное моделирование в среде Arena

 

Цель работы: научиться использовать средства системы имитационного моделирования (СИМ) Arena для исследования сложных экономических объектов и процессов.

 

Краткие сведения о моделировании в системе Arena

 

Имитационная модель Arena включает следующие основные элементы: источники и стоки (Create и Dispose), процессы (Process) и очереди (Queue). Источники – это элементы, от которых в модель поступает информация или объекты. Скорость поступления данных или объектов от источника обычно задается статистической функцией. Сток – это устройство для приема информации или объектов. Понятие очереди близко к понятию хранилища данных – это место, где объекты ожидают обработки. Времена обработки объектов (производительность) в разных процессах могут быть разными. В результате перед некоторыми процессами могут накапливаться объекты, ожидающие своей очереди. Часто целью имитационного моделирования является минимизация количества объектов в очередях. Тип очереди в имитационной модели может быть конкретизирован. Очередь может быть похожа на стек – пришедшие последними в очередь объекты первыми отправляются на дальнейшую обработку (LIFO: last-in-first-out). Альтернативой стеку выступает последовательная обработка, когда первыми на дальнейшую обработку отправляются объекты, пришедшие первыми (FIFO: first-in-first-out). Задаются и более сложные алгоритмы обработки очереди. Процессы – это аналог работ в функциональной модели. В имитационной модели может быть задана производительность процессов.

 

Простейшая имитационная модель, созданная в Arena, показана на рис. 1.1.

 

Рис. 1.1. Простейшая имитационная модель

 

Подпись:  
Рис. 1.2. Панель инст-рументов
Для построения моделей Arena имеет набор средств, которые включают палитру инструментов, набор гидов и др. Создавая модель, сначала нужно щелкнуть по кнопке New на панели инструментов. Слева появляется палитра инструментов, которая содержит два типа модулей (рис. 1.2).

Модули типа Flowchart (в том числе Create, Dispose и Process) служат для отображения потоков объектов и могут быть перенесены на рабочее пространство модели drag&drop. Модули типа Data (например, Queue) не могут быть размещены в рабочем пространстве модели и служат для настройки параметров модели. Окно редактирования параметров появляется в нижней части модели, когда фокус установлен на модуле типа Data.

Перенесем из панели инструментов в рабочее пространство модели по одному модулю Create, Dispose и Process. Связи между модулями устанавливаются автоматически (хотя могут быть и переопределены вручную). Модуль Create является источником сущностей в системе. Так, если описывается изготовление изделий, то модуль Create описывает поступление заготовок на конвейер. Модуль Process отвечает за обработку сущностей. Например, он может имитировать станок, обрабатывающий заготовки. Модуль Dispose является стоком сущностей из системы. Он может моделировать снятие готовых изделий с конвейера.

Для задания свойств модулю типа Flowchart необходимо дважды щелкнуть по нему и в появившемся диалоге задать значения параметров. Для задания свойств модулю Resourse (типа Data) необходимо щелкнуть по нему один раз на панели инструментов и в нижнем окне внести значения параметров (например, Busy/Hour = 15, Idle/Hour = 15 и Per Use = 2.5). Для контроля проигрывания модели необходимо внести в модель модуль Simulate и задать параметры этого модуля (например, Run Length = 40, Hours/Day = 8).

Для проигрывания модели необходимо перейти в меню Run/Go. После проигрывания модели автоматически генерируются отчеты в формате Crystal Reports.

 

Задание 1.  Функциональное моделирование проекта

и имитационный эксперимент при случайных

длительностях выполнения операций

 

Цель: средствами системы Arena разработать функциональную модель процесса, имеющего следующее содержательное описание.

Перед проектной фирмой стоит задача разработки календарного графика исполнения проекта. Очередность выполнения проектно-конструкторских работ, их нормальная продолжительность приведены в следующей табл. 1.1.

Работы в табл. 1.1 именуются операциями и обозначены заглавными латинскими буквами. Здесь и в других аналогичных таблицах топологии сетевых графиков определяются строками таблицы: строки 0–9 соответствуют номерам вариантов, строки t длительности задают отношение «опирается на операцию». Длительности выполнения всех операций проекта считать случайными величинами с нормальными распределениями. Оценки математических ожиданий сроков выполнения каждой операции проекта приведены в табл. 1. Среднеквадратические отклонения (СКО) вычислить, исходя из 20 \% уровня от значений оценок времени выполнения всех операций.

 

Таблица  1.1

Временные характеристики и последовательность операций

<

Ва-риан-

та

Операции проекта

A

B

C

D

E

F

G

H

Q

V

0

 

 

A

B

 

C,D

C,D

C,D,E

C,D,E

F,H

t

2

3

2

3

2

3

2

7

5

6

1

E,H,V

G

 

C,F,Q

 

E,H,

B,V

 

G

V

 

t

8

4

16

4

14

4

4

8

3

15

2

E

G,V

 

C,H,A,Q

 

E

 

G,V

V

 

t

5

15

20

5

10

10

13

10

9

15

3

C

A,E

 

A,E

V

E

 

G,Q,B,E

C

 

t

10

5

10

10

15

10

22

10

10

5

4

E

G

 

C,F,Q,B

V

E

V

G,E

V

 

t

12

10

28

8

12

6

6

18

22

6

5

E,H

G

 

C,F,Q,B

V

E,G

V

G

V

 

t

16

16

42

8

27

8

8

8

29

8

6

E

H,E,G

 

C,F,A

 

E

V

A

E

 

t

8

22

34

30

27

8

8

8

38

8

7

E,H

G,C,F

 

C,F

 

E,H

V

Q

V

 

t

16

8

32

8

28

8

19

8

12

8

8

E,Q.H

H

 

C,F,A

 

E,Q,H

V

G

V

 

t

8

16

32

8

27

8

8

13

21

8

9

E,H

H

 

C,F,Q

 

E,H

V

G

V

 

t

8

8

16

4

15

4

4

8

16

4

10

E,G

G

 

C,F,A,B

 

E,G

V

A,B

V

 

t

4

4

16

4

15

4

8

4

19

4

11

E

G,Q,E

V

C,B,A

V

E