Принципи імітації послідовності подій у однокомпонентній системі

Тема 2

ОСНОВНІ ПРИНЦИПИ ІМІТАЦІЇ ПОДІЙ У МОДЕЛЯХ СКЛАДНИХ СИСТЕМ

Принципи імітації послідовності подій у однокомпонентній системі

Для того, щоб зрозуміти принципи, на яких побудовано механізм імітації функціонування СС на ЕОМ, розглянемо наступний приклад.

Припустимо, що імітації підлягає виробнича система, структуру якої зображено на рис.2.1. У системі виділено три структурних елементи, у кожному з яких відбуваються певні функціональні дії(ФД) над предметом праці. Припустимо, що такі дії за технологією виробництва виконуються послідовно, що зумовлює послідовний характер структури ОМ. У загальному випадку кожна функціональна дія , яка відбувається на і-му ( ) етапі технологічного процесу може містити деяку множину елементарних технологічних операцій , які було об’єднано у процесі розробки змістовного опису ОМ. Подібна процедура об’єднання має на меті спрощення майбутньої моделі. Але процедура об’єднання у одну може породжувати майбутні помилки імітації.

На рис.2.1 сировина надходить на вхід системи (на перший її елемент). Виконання ФД на цьому та другому етапах виробництва закінчуються створенням напівфабрикатів (відповідно НФ₁ та НФ₂), а останній етап - створенням готової продукції.

Як було зазначено у матеріалах теми 1, кожен елемент потоку сировини, який у процесі обробки перетворюється у напівфабрикат (НФ) різного ступеню готовності, а потім – у одиницю готової продукції, називається компонентою процесу. Кожній компоненті , яка надходить до системи, в процесі моделювання присвоюється порядковий номер. У загальному випадку у будь-який момент часу на різних етапах системи може знаходитися деяка множина компонент. Як найпростіший випадок функціонування ОМ у прикладі спочатку розглянемо процес перетворення у системі (рис.2.1) однієї компоненти , тобто процес її проходження за визначеним технологічним маршрутом. Приймемо умову, що інші компоненти у цей період часу у системі відсутні.

Рис.2.1. Структура однокомпонентної виробничої системи

Факт перетворення на -му елементі процесу із застосуванням відповідної функціональної дії розглядається в ІМ як здійснення події . Суть такої події полягає у створенні у компоненті на цьому етапі якихось додаткових якостей, які наближають її (або перетворюють) до ступеню готової продукції.

Для подання в ІМ часової динаміки процесу, який відбувається у системі, кожній функціональній дії , яка здійснюється над компонентою , присвоюється своя часова змінна , яка характеризує період виконання такої дії. Періоди часу у ІМ, як правило і у реальній системі, є випадковими величинами. Значення у програмі ІМ генеруються за допомогою спеціально організованих датчиків випадкових величин. Змінні характеризують інтенсивність проходження процесу, а в ІМ використовуються для визначення моментів здійснення подій . Кожний такий момент є визначальним для продовження процедури моделювання і імітує перехід на наступний елемент (етап) процесу. Для кожної , яка увійшла до системи, у ІМ формується вісь локального часу , відлік якого починається з моменту надходження в процес. По мірі здійснення окремих подій , які відбуваються з , її вісь локального часу нарощується на проміжки часу , до того моменту, поки ця компонента не покине систему. Тим самим локальний час характеризує період перебування компоненти у системі, тобто її життєвий цикл у процесі, починаючи від стану сировини до стану готової продукції.

Для наочного подання принципу розвитку подій у прикладі, який розбирається, використаємо часову схему, яку подано на рис.2.2. При проведенні ІМД процедури імітації здійснення подій у них, як правило, виконуються у такий спосіб. Спочатку над компонентою реалізується комплекс дій при незмінному значенні ,а потім вже проводиться зміна , на величину , ініціюючи в такий спосіб появу події (виготовлення НФ₁).

Таким чином поступово, по мірі проходження по етапам системи, нарощується вісь її локального часу та здійснюється побудова часової схеми, вказаної вище.

Звичайно, подібна часова схема носить досить умовний характер, оскільки у системі координат , по осі ординат не можна відкласти “значення” функціональної дії . Наведена часова схема використовується тільки для ілюстрації того, як розгортаються події у системі для компоненти з її локальним часом . Так, згідно з рис.2.2 над послідовно виконуються , , , а у СС, яка моделюється, відповідно відбуваються події , , . Причому, з виконанням кожної нової відбувається нова подія і проводиться нарощуваннячасової координати на величину .

Умовно на рис.2.2 поява подій у системі при виконанні показано штрих-пунктирною лінією. У ІМ поява таких подій реалізується східчастою лінією (0, a, C_i1, b, С_i2, d, C_i3). Це означає що спочатку імітується виконання при незмінному , а потім вже відображається зміна на величину , ініціюючи появу події . Таким чином на даній часовій схемі виконується побудова часової траєкторії руху у системі.

Відзначимо, що у деяких випадках процедура імітації здійснення подій у системі може мати і зворотний порядок моделювання: спочатку змінюється на величину , а потім уже імітується виконання .

Як у реальній системі, так і у її ІМ виконання кожної у загальному випадку забезпечується виконанням деякої низки умов. Якщо такі умови виконуються, то можна вважати, що забезпечено виконання відповідної ФД. Впорядкована система вимог, виконання яких забезпечує реалізацію деякої називається алгоритмом цієї дії. Імітація виконання кожної ФД у системі, яка моделюється, супроводжується перевіркою умов, які введено до складу відповідного алгоритму, і тільки після задовільнення усіх його умов можна вважати, що таку ФД реалізовано. Механізм імітації виконання ФД у ІМ наступний: „перевірка умов ” → „імітація ” → „поява події ” → „нарощування на величину ”.

Таким чином, кожна ІМ описується набором деяких елементарних частин, кожна з яких містить у собі опис алгоритму виконання відповідної над компонентою і оператора , який здійснює зміну координати локального часу на величину . Пару ( , ) у ІМ називають активністю і позначають . Реалізація кожної активності в ІМ приводить до появи в ІМ події .