Введение к работе
Актуальность проблемы. Принятие проектных решения является важнейшим этапои в процессе проектирования систем. От качества выполнения этого этапа во многом зависит эффективность системы в целом, ее соответствие требоваиияы технического задания. Сокращение стойиости и сроков проведения работ по принятие проектных решений, повышение эффективности труда проектировщиков на основе широкого внедрения средств вычислительной техники - важная народно-хозяйственная задача.
Значительное усложнение объектов проектирования, необходимость ,,чета динамических и стохастических аспектов функционирования проектируемых систем,приводят к существенному увеличению трудозатрат при поиске решений, в наибольшей степени удовлетворяющих пользователя. В настоящее время одним из наиболее мощных и в то же время доступных инструментов , позволяющих уменьшить эти трудозатраты, является применение метода имитационного моделирования.
Однако опыт применения имитационного моделирования при поиске оптимальных проектных решений показывает, что оптимизация на основе имитационных моделей является чрезвычайно сложной задачей. Это обусловлено как спецификой саыих задач, так и недостаточной раэвитостьа соответствующих численных методов и программных средств. Поэтому важными и актуальными задачами являются разработка математического и программного обеспечения оптимизации проектных решений на имитационных моделях.
Цель диссертационной работы заключается в разработке математического и программного обеспечения оптимизации проектных решений на имитационных моделях, сокращающего трудоемкость и стоимость процесса проектирования.
В соответствии с этой целью задачами диссертационной работы являются:
- постановка задачи оптимизации проектных решений на
имитационных моделях;
- разработка численных методов рэяения поставленной задачи;
- исследование эффективности разработанных алгоритмов;
1,
- разработка пакета прикладных программ для- имитаци
онного моделирования сложных систем;
разработка диалоговой системы оптимизации проектных решений на имитационных моделях и методики ее прииенения для решения задач оптимального синтеза;
- применение полученных результатов для решения
практических задач.
Методы исследования. Для решения поставленных задач в работе используится методы теории систем, теории вероятностей и математической статистики, методы математического анализа ыатеиатического програимирования, методы имитационного моделирования.
Научная новизна работы заключается в следуищем:
- разработай и исследован локальный алгоритм для ре
шения дискретных задач стохастического программирования;
- разработан к исследован локальный иерархический
алгоритм для решения дискретных стохастических задач оптими
зации повышенной размерности;
для задач целочисленного стохастического программирования разработан к исследован адгориги, основанный на замене исходной задачи непрерывной и применения к последней методов стохастической аппроксимации,
для имитационного моделирования сложных дискретных систеы разработан пакет прикладных програин ПМДС-fOPTPAH с входные языкои типа GPSS и шрокими иоделирувциак ьозиожнос-тяии;
разработана структура, нрлпц^пы функционирования к методика прииенения пакета програш.: ГЖОЇі для диалоговой оптимизации проектных решений на имитационных моделях.
Практическая ценность. Предложении;: численные методы и процедури реализованы в виде раО:.'г.с: cporj :і^:н на языке ФОРТ-РАИ для наиболее распространенных классов ЗНМ: ЕС ЭВМ, СМ ЗБ!4, ПЭЗ'5. Не основе этих програш: разрабом::; диалоговый пакет ДіїСОИ для оптимизации по кжтацноїшш; моделям. Внедрение пакета г. проектных к исследовательских организациях позволяет з 1.5-2 раза сократить время реиония задач оптимального синтеза .
Роализациі; результатов работы. Пакет прикладных программ
ПМДС-ФОРТРАН и комплекс програми по оптимизации имитационных моделей внедрены в Казанском научно-исследовательском институте вычислительных систем с годовым экономический эффектом 20.5 тыс.рублей, внедрены в КАИ в учебной процессе по дисциплинам "Моделирование систеи" , "АСНИ" и в учебно-исследовательской САПР АСУ ТП испытаний авиационных двигателей. Результаты диссертационной работы использована при выполнении Межвузовской научно-технической программы 'Автоматизация научных исследований" на 1986-1990 гг., утвержденной приказом Минвуза СССР от 5.08.86 г. Пакет прикладных програші ПМДС-ФОРТРАН сдан в ОФАП ГИЗЦ Минвуза FC3CP, а такне удостоен серебряной медали ВДНХ СССР.
Апробация работы. Диссертационная работа, отдельные ее разделы и результаты обсуждались на II симпозиума по методам решения нелинейных уравнений и задач оптимизации (Таллинн, 1981), на девятой отраслевой научно-технической конференции молодых ученых и специалистов "Технология проектирования и внедрения средств вычислительно:! техники" (Казань, 1985), на республиканской научно-арактачесхой конференции "Автоматизация управления производством и технологическими процессами с применение:! ыики- и кикро-ЭВМ" (Казань,.1985г), на республиканской научно-практической конференции молодых ученых, специалистов и студентов "Повышение Эффективности технологических процессов химических, нефтехимических и биотехнологичзских производств" (Казань, 1986), на II Всесоюзной конференции "Перспективы и опыт внедрения статистических методов в АСУ ТП"(Тула,1Э87), на Всесоюзной зжоге передового опыта "Технические и програниныз средства для распределенной обработки данных в сетях ЕС ЭВМ" (Уосквч,1988), на Зсесоязноа научно-технической совещании "Интеллектуальные системы в задачах проектирования, планирования и упрззлания з условиях неполноты информации" (Казань,1990), на квфздрах прикладной математики Казанского кицлко-тахнологяческого "»Ь'.Т<-титута и Казанского авиационного института.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 10 научных работ.
Структура и обьем работы. Диссертации состоит из введения, четырех глав, заключения ( /і"-* страницы, // рисунков, S тй*--
лиц), а также списка литературы и трех приложений. На защиту выносятся:
локальный адгорити решения задачи дискретного стохастического программирования для оптимизации проектных решений на имитационных иоделях;
иерархический локальный адгорити решения задачи дискретного стохастического програыиирования;
- алгоритм решения задачи целочисленного стохасти
ческого программирования;
пакет прикладных програші [ЩС-ФОРТРЛН для имитационного моделирования сложных дискретных систем;
диалоговая система ДЖОН для решения задач оптиыи-зации проектных решений на имитационных моделях;
- методика применения системы ДИСОИ при оптииизации
проектных решений в САПР;
- применение разработанного математического и прог
раммного обеспечения для'решения практических задач.
