Содержание к диссертации
Введение
1. Процессы преобразования ресурсов как объект моделирования и
1.1. Процессы преобразования ресурсов (ПНР) и их классификация \г
1.2. Примеры систем преобразования ресурсов 16
1.3. Обзор пакетов прикладных программ (ПТШ) создания имитационных моделей дискретных процессов преобразования ресурсов 26
1.4. Сравнительный анализ функциональных возможностей ППП моделирования дискретных динамических процессов 32
2. Математическая модель дискретного процесса преобразования ресурсов 38
2.1. Требования к математическим моделям 111 IP 38
2.2. Основные объекты дискретных ПНР 39
2.3. Системные иерархические графы 54
2.4. Анализ возможностей использования наиболее распространенных математических моделей дискретных процессов для представления ПНР 57
2.4.1. Адекватность сети Петри (N-схемы) процессу преобразования ресурСОВ 58
2.4.2. Адекватность NE-cxeмы процессу преобразования ресурсов 60
2.4.3. Адекватность прибора обслуживания заявок системы массового обслуживания (Q-схемы) процессу преобразования ресурсов 64
2.4.4. Адекватность модели системной динамики процессу преобразования ресурсов 67
2.5. Продукционные системы моделирования процессов преобразования ресурсов 74
2.5.1. Представление модели ПНР в виде продукционной системы 74
2.5.2. Исполняемые правила базы знаний 75
2.5.3. Система разрешения конфликтов 78
2.5.4. Возможность использования предложенного подхода для моделирования непрерывных ПНР 79
2.5.5. Машина вывода 81
ВЫВОДЫ 90
3. Пакет имитационного моделирования BPsim 91
3.1. Функциональные возможности пакета BPsim 91
3.2. Принципы построения ПТШ имитационного моделирования 92
3.2.1. Выбор графической нотации описания процессов 92
3.2.2. Математический аппарат км
3.2.3. Информационное обеспечение 105
3.2.4. Программное обеспечение юз
3.2.5. Алгоритмическое обеспечение 105
3.2.6. Алгоритм работы имитатора 106
3.2.7. Требования к аппаратному и программному обеспечению Ю7
3.3 Технология работы с пакетом имитационного моделирования \т
3.3.1. Основные этапы работы с системой BPsim ios
3.3.2. Создание имитационной модели ППР Ю8
3.3.4. Проведение экспериментов с моделью ППР 112
Выводы 114
4. Решение задач с помощью системы имитационного моделирования BPsim ..ііб
4.1. Модель абстрактного предприятия 116
4.2. Модель ЗАО «Ведение реестров компаний» 121
4.3. Модель ЗАО «Уральская индустриальная группа» із і
4.4. Модель процесса производства испарителя в ОАО «УРАЛХИММАШ»..138
Выводы 141
Заключение
- Примеры систем преобразования ресурсов
- Анализ возможностей использования наиболее распространенных математических моделей дискретных процессов для представления ПНР
- Принципы построения ПТШ имитационного моделирования
- Модель ЗАО «Ведение реестров компаний»
Введение к работе
Актуальность работы
Данная работа посвящена , вопросам имитационного моделирования процессов преобразования ресурсов. К ним относится большинство окружающих нас процессов: процессы, протекающие в экономике, в производстве, в окружающей среде, в различных энерго-преобразовательных агрегатах и т.п.
Характерной особенностью применяемого в настоящее время на практике программного обеспечения имитационного моделирования является высокая универсальность программных средств. Так, при описании дискретных процессов большинство пакетов прикладных программ моделирования пригодно для алгоритмизации дискретных процессов в самом широком смысле или же, по крайней мере, для достаточно больших классов таких процессов. Это достигается за счет использования таких компонент дискретных процессов как, например, события или параметры состояний. Вследствие такой универсализации средств составления моделей процессов были разработаны и нашли применение достаточно простые способы представления процессов имитационными моделями. Именно это предопределило рост популярности имитации как метода среди исследователей и разработчиков.
Указанные особенности построения формальных систем алгоритмизации процессов, являющихся концептуальной базой распространенных сейчас языков моделирования, в определенной степени объясняют уровень сложности программного обеспечения имитационного моделирования, при котором обязательна специальная подготовка пользователей в области программирования. Этот факт создает существенные трудности для участия в создании и эксплуатации моделей специалистов, не являющихся профессиональными программистами. Однако, именно эти специалисты должны получить непосредственный доступ к машинным моделям и активно участвовать в проведении имитационных экспериментов.
Прямым следствием ограниченного вовлечения специалистов в практику решения задач имитации на стадиях программирования и работы с моделью на ЭВМ является использование элементов моделирования, содержательно неадекватных общепринятым (в среде специалистов) определениям объектов исследования в понятиях данной предметной области, ^'^лесообразна разработка некоторой системы «подходящих» элементов моделирования, использование которых позволило бы достаточно просто формализовать основные подструктуры процессов преобразования ресурсов. Тем самым, доминирующая сейчас концепция имитации по событиям (или состояниям) может быть заменена простым формальным описанием моделируемого процесса с помощью упорядоченного набора формальных элементов, отображающих существенные подпроцессы.
Таким образом, для дальнейшего развития программного обеспечения имитационного моделирования (ИМ) существенным является то, что становится оправданным специфическое построение элементов моделирования применительно к ограниченной области использования. Один из путей решения данной проблемы - построение и использование проблемно-ориентированных пакетов ИМ. Под проблемно-ориентированным пакетом ИМ предлагается понимать модульную систему программ, применяемую при решении следующих формулируемых на некотором проблемно-ориентированном языке задач: идентификация и формализация элементов процессов в диалоге человека с машиной; привязки формальных схем элементов процессов к общей модели; определение параметров и начальных условий; ввод данных, вариации модели (параметров и структуры); вывода и обработки данных.
Существующие средства ИМ процессов, как будет показано в дальнейшем, имеют ряд недостатков: неполный набор функциональных возможностей, слабые средства моделирования конфликтов, неполное соответствие понятийного аппарата проблемной области процессов преобразования
ресурсов, сложность при создании и работе с моделями, высокая стоимость (порядка 50-70 тысяч долларов), отсутствие поддержки русского языка.
В связи с этим, актуальным является исследование существующих математических моделей процессов адекватных процессу преобразования ресурсов и на их основе создание проблемно-ориентированного пакета ИМ, который должен обеспечить возможность специалистам самостоятельно создавать модели и с их помощью решать различные задачи анализа.
Объект исследования. Дискретные процессы преобразования ресурсов (ППР).
Предмет исследования. Методы машинной имитации и динамическое моделирование процессов преобразования ресурсов.
Цель работы. Анализ и разработка динамических математических моделей дискретных ППР и на их основе создание комплекса программ имитационного моделирования, обеспечивающего высокоуровневый интерфейс при разработке моделей и проведении экспериментов.
Идея работы заключается в использовании аппарата динамических экспертных систем к проблемной области процессов преобразования ресурсов.
Методы исследований. Для решения поставленных задач используются: методы системного анализа и синтеза, теория и методы искусственного интеллекта, теория сетей Петри, аппарат системных графов, аппарат продукционных систем, теория систем массового обслуживания, теория разностных уравнений, теория и методы принятия решений.
Основные научные результаты и положения, представляемые к защите:
1. Математическая модель расчета показателей процесса
преобразования ресурсов с учетом состава подпроцессов, их характеристик и связей, состояний ресурсов процесса и воздействий внешней среды, которая отличается: - представлением ППР в виде продукционной системы:
PS =< Rps,BpsJps > .
- представлением элемента 111 IP в виде продукции вида:
С*Со,) -> Actionт((a,),Action^" (/^),Action^ (tUaUclt \ActionOUT{tEnd\
- подходом к представлению иерархии процесса преобразования
ресурса в виде системного графа высокого уровня интеграции:
PRl-і =< {Sender" иОрт uResnw"}w;{PR»,;A =l,...,n[mJ)Jml_li{Relation^}^>,
- алгоритмом работы машины вывода динамической экспертной
системы (ЭС), который работает со списками различных типов
правил преобразования и выполняет изменения состояний
элементов рабочей памяти (ресурсов и средств).
2. Компьютерная технология создания графических моделей
процессов преобразования ресурсов и проведения имитационных экспериментов, отличающаяся:
ориентацией на диалоговое взаимодействие специалистов при вводе, корректировке данных, создании моделей и проведении имитационных экспериментов;
наличием эффективных средств моделирования конфликтов на общих ресурсах и средствах (моделирование прерываний).
Достоверность полученных положений, выводов и рекомендаций подтверждается:
привлечением формальных логических теорий для доказательства научных положений;
применением компьютерной технологии моделирования ППР на предприятиях.
Научная новизна исследований Исследования проводились на основе анализа сложившихся подходов к моделированию динамических НИР, Научную новизну раскрывают следующие результаты:
с единых позиций рассмотрены различные процессы преобразования ресурсов (бизнес-процессы, производственные, технологические, социальные, экономические, экологические, физические);
показана неполная адекватность типовых математических моделей (сетей Петри, расширенных сетей Петри (Ne-схємьі), систем массового обслуживания (Q-схемы), моделей системной динамики) процессу преобразования ресурсов;
на основе интеграции аппарата динамических экспертных систем и системных графов разработана математическая модель ППР;
предложены новые технические решения по построению проблемно-ориентированного пакета ИМ процессов преобразования ресурсов на основе аппарата динамических экспертных систем, разработана графическая нотация ППР и алгоритм работы машины вывода, минимизирующий вычисления, которые легли в основу созданного пакета ИМ процессов преобразования ресурсов BPsim.
Практическое значение исследований состоит в том, что разработанные математические модели и пакет прикладных программ имитационного моделирования ППР позволяют:
реализовать (в диалоговом режиме) процесс структурного и параметрического синтеза модели ППР;
осуществить проведение функционально-стоимостного анализа модели ППР;
проводить имитационные эксперименты с их последующим анализом.
Личный вклад автора состоит:
- в исследовании существующих средств имитационного моделирования;
- в исследовании возможности использования типовых математических
схем для формализации ППР;
в разработке модели ППР, основанной на аппарате продукционных систем и системных иерархических графов;
в разработке графической нотации описания ППР;
в разработке требований к программному пакету имитационного моделирования ППР, его информационного, алгоритмического, методического и лингвистического обеспечения.
Реализация работы. Пакет имитационного моделирования BPsim внедрен в ЗАО «Ведение реестров компаний», в отделе оконных конструкций ЗАО «Уральская индустриальная группа», в машиностроительном производстве ОАО «УРАЛХИММАШ», в ООО «Маяк-Урал», на кафедре АСУ УГТУ-УПИ.
Апробация работы. Результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на V Всероссийской студенческой научно-технической конференции «Информационные технологии и электроника». (Екатеринбург, 2000, 2001), Межвузовской научно-технической конференции «Управляющие и вычислительные системы. Новые технологии» (Вологда, 2001), Международной научно-технической конференции «Информатизация процессов формирования открытых систем на основе СУБД, САПР, АСНИ и систем искусственного интеллекта». (Вологда, 2001), IX Всероссийском семинаре «НеЙроинформатика и ее приложения» (Красноярск, 2001), Всероссийской научно-методической конференции «Новые образовательные технологии в вузе» (Екатеринбург, 2001), Международной научно-технической конференции «Моделирование, оптимизация и интенсификация производственных процессов и систем» (Вологда, 2001), конференциях молодых ученых ГОУ УГТУ-УПИ (Екатеринбург, 2001, 2002), конференции, посвященной 50-летию РТФ (Екатеринбург, 2002). Результаты работы были представлены на: Мировом конгрессе по Роботам в Корее (Сеул, 2002), 4-ом симпозиуме по математическому моделированию MATHMOD в Австрии (Вена, 2003). Результаты диссертации использовались при разработке «Интернет-среды макроэкономических исследований региона», поддержанной РФФИ.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 20 научных работ и выпущены 2 научно-технических отчета.
Структура предлагаемого материала выглядит следующим образом.
Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и приложений. Объем основной части работы составляет 152 страницы машинописного текста. Диссертация содержит 78 рисунков и 7 таблиц. Список литературы включает 80 наименований.
В первой главе диссертации обосновывается необходимость автоматизации моделирования процессов, показано разнообразие ППР, приводится обзор наиболее распространенных проблемно-ориентированных пакетов ИМ процессов и их сравнительный анализ, и определены требования к пакету имитационного моделирования ППР.
Во второй главе показана недостаточная адекватность типовых математических моделей (сетей Петри, расширенных сетей Петри (Ne-схєм), систем массового обслуживания (Q-схем), моделей системной динамики) процессу преобразования ресурсов. Предложена математическая модель ППР на основе интефации аппарата продукционной системы и системных графов высокого уровня интефации.
В третьей главе излагаются принципы создания пакета ИМ, приведено описание разработанной системы ИМ процессов преобразования ресурсов BPsim.
В четвертой главе рассмотрены примеры моделей ППР, разработанные с помощью пакета BPsim: модель абстрактного предприятия, модель производства испарителя на ОАО «УРАЛХИММАШ», модель ЗАО «Уральская индустриальная фуппа», модель ЗАО «Ведение реестров компаний».
Примеры систем преобразования ресурсов
Предприятие как сложный многоуровневый процесс преобразования ресурсов
В качестве примера системы преобразования ресурсов может быть рассмотрено предприятие. Под предприятием будем понимать любую частную коммерческую, государственную (работающую в условиях рыночной экономики), производственную, торгово-сбытовую или финансовую структуру, [8,29]. При описании деятельности предприятия часто используются понятия бизнес-процесса и производственного процесса, которые по своей сути являются процессами преобразования ресурсов. Понятие бизнес-процесса в большинстве случаев используется для описания процессов при проведении реинжиниринга с целью выявления «потока ценностей» (value stream) [11], т.е. в большей степени касается финансово-экономического анализа. Средства имитационного моделирования используются на следующих этапах реинжиниринга [12-14]: построения модели существующей компании (КАК ЕСТЬ) и анализа причин несоответствия сегодняшнего состояния компании желаемому; разработки модели нового бизнеса (КАК БУДЕТ).
В [10] приводится определение производственного процесса как «процесса, при котором блага, материальные, нематериальные, либо любая их комбинация, трансформируются в некоторые другие материальные, нематериальные, либо и те и другие блага». Под благом понимается ресурс. Таким образом, производственный процесс есть процесс переработки одних благ в другие, что совпадает с определением 111 IP.
В системной методологии [2] к объектам промышленных исследований относят процессы операционной технологии, осуществляемые путем последовательной (маршрутной) обработки сырья или полуфабрикатов на технологическом оборудовании при повторяющихся циклах загрузка — обработка — разгрузка — контроль качества обработки. Обрабатывающая технологическая среда в каждом цикле создается и поддерживается с помощью нескольких систем оборудования, оснащенных устройствами контроля и регулирования параметров технологического режима. Дискретность рассматриваемого класса объектов заложена в условиях реализации процессов операционной технологии. Как следует из вышеизложенного, в рамках системной методологии также рассматриваются процессы преобразования ресурсов.
Потоковая модель предприятия Как видно из рисунка, процесс преобразования ресурсов является процессом с обратной связью, в рамках которого реализуются следующие подпроцессы: закупка - процесс взаимодействия с внешней средой (поставщиками), приводящий к уменьшению денежных средств на счете предприятия и пополнению склада ресурсов ресурсами для производства; производство - процесс преобразования ресурсов (уменьшение ресурсов на складе) в готовую продукцию (увеличение продуктов на складе) с использованием оборудования и персонала; продажа - процесс взаимодействия с внешней средой (потребителями), приводящий к уменьшению готовой продукции на складе, увеличению денежных средств на счете предприятия и получению дохода. По законодательству доход облагается налогом, тем самым увеличивается долг по налогам; начисление зарплаты и амортизации - процессы, приводящие соответственно к увеличению долга по зарплате и амортизационным отчислениям; выплаты - процесс взаимодействия с внешней средой (государством, персоналом), приводящий к погашению пассивов: долга по зарплате и по налогам за счет уменьшения денежных средств на счете (актива).
Более полная номенклатура процессов ресурсного взаимодействия предприятия с внешней средой представлена на рис.1.6 [12].
Процессы ресурсного взаимодействия предприятия с внешней средой определяют состав внутренних процессов на предприятии. Внутренние процессы в основном моделируют технологические процессы предприятия (движение материальных, энергетических, информационных ресурсов и использование средств).
Для подробного изучения и анализа ППР создаются модели внутренних процессов путем декомпозиции процессов верхнего уровня. Тем самым создается иерархическая-многоуровневая модель процесса. На нижних уровнях достигается детализация в рамках выполняемых операций. Более подробно
Анализ возможностей использования наиболее распространенных математических моделей дискретных процессов для представления ПНР
Опишем функционирование операции во времени.
В начальный момент времени t0 некоторая k-ая операция находится в состоянии «ожидания» StatusoP (to) wait. В данном состоянии операция проверяет условие запуска ActionCa :Ce(t). В некоторый момент времени tCa условие запуска операции выполняется Ca(tcJ—true. Выполнение условия запуска операции приводит к изменению статуса операции Statuso (to)=active. Переход в состояние active сопровождается выполнением следующих действий: 1) захватом входных сообщений (Action! essase): Action T" VgMessageks{tCa) = Messagekg(tCa)-\y (Z5) где Message (tCa) - g-oe входное сообщение k-ой операции; 2) захватом входных заявок (Action ег): Action : V/,Statusl0rder = lock, owner = к , (2.6) где I - входная заявка k-ой операции; 3) захватом входных ресурсов (Action 5): Action5 : Vy, RES) (tCa) = RES) (t Ca) - vj (r), (2.7) где у - ресурсный вход k-ой операции. Принято, что входы IN приводят к уменьшению ресурсов (знак «-»), а выходы OUT — к их увеличению (знак «+»); Vj" (0 - функция приращения j-ro входного ресурса k-ой операции, знак минус говорит о том, что ресурс будет захвачен; 4) захватом средств (Action іп ):
Action f0" : V/\MECH Hl) = MECH\(4)-vf (0, (2.8) где MECHk - i-oe средство k-ой операции; V«MA _ фуНКЦИЯ захвата і-го средства.
Находясь в состоянии «выполнение», операция может перейти в состояние «прерывание». Операция может быть прервана для того, чтобы обеспечить выполнение другой операции. Переходя в состояние «прерывание», операция запоминает момент остановки и освобождает захваченные средства (Action1): Action ":Vi,MECHUtLk)=MECHk(ttck) + vrhi ( с), (2.9) где t ack — момент прерывания k-ой операции.
В течение состояния «прерывания» проверяется наличие свободных средств Сатес (t). Операция находится в состоянии «прерывания» до тех пор, пока не освободятся необходимые средства- В случае Camech(t)=true операция переходит в состояние «выполнение». В этом состоянии захватываются средства Action (t aLock) и возобновляется выполнение. В большинстве случаев выполняется условие Actiony (tkUllLock) = Action (tCa), т.е. перечень и количество захватываемых средств является постоянным, если данное условие не выполняется, то это говорит о том, что длительность операции является функцией от средств.
Операция находится в состоянии «выполнение» пока: где „/- момент окончания k-ой операции.
При выполнении условия / = tEnd операция переходит в состояние «ожидание». Данный переход сопровождается следующими действиями: 1) формированием выходных сообщений (Action osage): ActionST" : Vg,Messageks(tEnd) = Messagekg(tEnd) + \, (2J0) где Messagekg(tш) - g-oe входное сообщение к-ой операции; 2) формированием выходных заявок ( Actionout er): Action er: V/, Statusl0rder = unlock , (2.11) где I - входная заявка k-ой операции; 3) формированием выходных ресурсов (Action ): Action :Vy, 5)( ) = (4,) + v7 40, (2.12) где_/ - ресурсный вход k-ой операции; vj к (0 - функция приращения j-ro входного ресурса k-ой операции, знак минус говорит о том, что ресурс будет захвачен; 4) освобождением захваченных средств (Actionош ): Action : V/,MECH {t\nd) = MECH\ (4,) + v (tCa), (2.13) где (- средство к-ой операции; vmech" _ фуНКЦИЯ захвата І-го средства.
Операция имеет следующие типовые характеристики: h general = {timeQp I I0p , ІоРрЄдНЯЯ (0, tCa hock go l out » Г , } , (2.14) где f/теф - длительность операции без учета остановок за счет конфликтов. Важнейшим параметром операции является длительность операции timeoP-Обычно различают операции с постоянной и переменной длительностью. Операции с переменной длительностью используются при описании элементов стохастической природы; 1ф— интенсивность (производительность операции в единицу времени); 2Х(0 тСредкяя /.\ la loP У1)- - средняя интенсивность операции нарастающим итогом t г0 на интервале времени [to, t], здесь: ІорО) — значение интенсивности в текущий момент времени; - начальный момент времени; tj — момент окончания. tCa - последний (текущий) момент выполнения условия запуска операции; tiock- длительность последнего прерывания операции; tgo - длительность выполнения операции на текущий момент времени; tout tca+timeop+tLock - последний (текущий) момент выполнения условия запуска операции; 7 COSt hop - стоимость; tg0 - суммарное время работы операции за интервал времени.
Принципы построения ПТШ имитационного моделирования
Рассмотрим наиболее известные графических нотации описания процессов (IDEFO, IDEF3, ЕРС, DFD, модели системной динамики).
Стандарт IDEF0
С помощью наглядного графического языка IDEF0 [12,26,54-60], изучаемая система предстает в виде набора взаимосвязанных функциональных блоков (функций системы) (рис.ЗЛ) и дуг (множество объектов: физические объекты, информация или действия, образующие связи между блоками). Место соединения дуги с блоком определяет тип интерфейса. Функциональный блок IDEF0 Правила интерпретации модели: . функциональный блок преобразует входные объекты в выходные; управление определяет, когда и как это преобразование может или должно произойти; механизм осуществляет это преобразование.
Дуги показывают, как функции системы связаны между собой, как они обмениваются данными и осуществляют управление друг другом. Выходы одной функции могут быть входами, управлением или исполнителями другой. Дуги могут разветвляться и соединяться. Ветвление означает множественность (идентичные копии одного объекта) или расщепление (различные части одного объекта). Соединение означает объединение или слияние объектов. В процессе декомпозиции ППР подвергается детализации в виде подпроцессов.
Стандарт IDEF3
Дополнением стандарта IDEF0, позволяющим описывать сценарий и последовательность операций для каждого процесса, является стандарт IDEF3. Стандарт IDEF3 имеет прямую взаимосвязь с IDEF0 - каждая функция может быть представлена в виде отдельного процесса средствами IDEF3.
Блоки на диаграмме IDEF3 обозначают событие, стадию процесса или принятие решения. Стрелки являются отображением перемещения ресурса между блоками в ходе процесса. Для отображения логики взаимодействия стрелок (потоков) при слиянии и разветвлении или для отображения множества событий, которые могут или должны быть завершены перед началом следующей работы, используются перекрестки. Различают перекрестки для слияния и разветвления стрелок. Перекресток не может использоваться одновременно для слияния и разветвления. Классификация возможных типов перекрестков приведена в табл.3.1 [56].
Каждый функциональный блок IDEF3 может иметь последовательность декомпозиций и, следовательно, может быть детализирован с любой необходимой точностью.
В дополнении к общей ARIS-модели для описания процессов используется стандарт ЕРС (extended Event Driven Process Chain) - «расширенная нотация описания цепочки процесса», управляемого событиями. В рамках нотации используются следующие объекты: функция - служит для описания операций (работ); событие - служит для описания реальных состояний системы, влияющих и управляющих выполнением функций; организационная единица - отдел предприятия; документ — объект, отражающий реальные носители информации; прикладная система — реальная система, используемая в рамках технологии выполнения функций; стрелка связи между объектами — объект описывает тип отношений между другими объектами.
Помимо указанных выше основных объектов, при построении диаграммы ЕРС могут быть использованы многие другие объекты. Применение большого числа различных объектов, объединенных различными типами связей, значительно увеличивает размер модели и делает ее плохо читаемой. Нотация ЕРС построена на определенных семантических правилах описания:
1. Каждая функция должна быть инициирована событием и должна завершаться событием.
2. В каждую функцию не может входить более одной стрелки, «запускающей» выполнение функции, и выходить не более одной стрелки, описывающей завершение выполнения функции.
Процесс в нотации ЕРС представляет собой последовательность процедур, расположенных в порядке их выполнения. Используемые при построении модели символы логики позволяют отразить ветвление и слияние процесса.
Стандарт DFD
Диаграммы потоков данных (DFD - Data Flow Diagramm) [4,8,55] строятся из следующих элементов: функция - действие, выполняемое моделируемой системой; поток данных - объект, над которым выполняется действие; хранилище данных; внешняя сущность - внешний по отношению к системе объект, обменивающийся с нею потоками данных.
Модель ЗАО «Ведение реестров компаний»
Модель описывает деятельность абстрактного предприятия (рис.4.1), которое занимается производством некоторого продукта. Данная модель была взята для проведения сравнительного анализа существующих проблемно-ориентированных пакетов имитационного моделирования с разработанным пакетом BPsim. Созданные модели в различных пакетах приведены в приложении 2.
Предприятия работает по схеме «производство на заказ». Рассматривается производство одного вида продукции, для этого производства требуется один вид ресурса. Запасы необходимых ресурсов для производства и запасы готовой продукции на складе отсутствуют.
На основе заказа от потребителя вычисляется количество ресурсов, необходимых для производства, формируется заказ поставщику. После получения требуемого количества ресурсов начинается производство партии продукции.
Предприятие взаимодействует со следующими субъектами внешней среды: Потребителями (процессы "Прием и оплата заказа", "Поставка продукции"), Поставщиками (процессы "Заказ ресурсов", "Получение ресурсов"), Персоналом (процесс "Выплаты зарплаты"), Бюджетом (процесс "Уплаты налогов"), Владельцем предприятия (процесс "Выплаты дивидендов").
В данной модели кроме материальных и финансовых потоков описаны информационные (поток заказов от Потребителя и поток заказов на поставку ресурсов).
Детализирован процесс "Производства", который моделирует производственный процесс, а так же образование брака продукции и его устранение. Образование продукции моделируется с помощью блока «XOR» путем задания вероятности возникновения «бракованного продукта» (рис,4.2.).
В случае возникновения брака моделируется его устранение. Операция «устранение неполадок» характеризуется временем, отличным от нуля, привлечением рабочей силы, что, в конечном счете, сказывается на себестоимости конечного продукта.
Необходимо оценить, какой из вариантов более выгоден для предприятия: 1) длительность операции «Сборка» - 3; длительность операции «Контроль качества» - 1; вероятность выпуска бракованной продукции и продукции без брака равны, соответственно, 0.1 и 0.9; использование рабочей силы (два рабочих при сборке продукции и два рабочих при упаковке продукции, два рабочих при устранении неполадок; контроллер).
2) длительность операции «Сборка» - 1; длительность операции «Контроль качества» - 2; вероятность выпуска бракованной продукции и продукции без брака равна, соответственно, 0,4 и 0,6; использование рабочей силы (три рабочих при сборке продукции и три рабочих при упаковке продукции, три рабочих при устранении неполадок; контроллер).
График состояния счета предприятия. Как видно из рисунка, состояние счета предприятия достигает большего значения при втором эксперименте (за счет увеличения в целом производимой готовой продукции рис.4.4).
Расширенная внешняя модель взаимодействия предприятия с внешней средой была взята за основу для создания модели деятельности ЗАО «Ведение реестров компаний» (ЗАО «ВРК»). ЗАО «ВРК» занимается предоставлением услуг по учету движения ценных бумаг на фондовом рынке. Модель включает основные процессы взаимодействия с субъектами внешней среды рис.4.9. Целью построения данной модели было выявление полного перечня финансовых потоков. Единицей модельного времени выбрана одна минута. Выделены следующие классы субъектов внешней среды: свои эмитенты — клиенты (акционерные общества и инвестиционные фонды), заключившие договора на ведение реестров; зарегистрированные лица (ЗЛ) своих эмитентов — акционеры клиентов-эмитентов ЗАО «ВРК»; брокеры, дилеры - «игроки» на рынке ценных бумаг, занимающиеся скупкой/перепродажей акций; ЗЛ других реестродержателей — акционеры, общества которых не заключили договор на ведение реестра с ЗАО «ВРК»; трансфер-агенты ВРК - удаленные пункты (филиалы), осуществляющие взаимодействие с ЗЛ в других городах или по месту расположения эмитента; рынок ЦБ (- векселя) - взаимодействие с рынком ценных бумаг; кредиторы, дебиторы — банки, финансовые организации; персонал - служащие ЗАО «ВРК»; бюджет - федеральное казначейство, налоговая инспекция; владелец - владельцы ЗАО «ВРК».
