Моделирование работы порта

Создание программы на языке C++, обеспечивающей ввод исходной информации, ее обработку, реализацию алгоритма имитации процесса и выдачу необходимой информации. Разработка имитационной модели очереди с разнотипными заявками (модели работы порта).
Краткое сожержание материала:

Размещено на

ФГОУ СПО «Волгоградский технологический коледж»

Курсовой проект

Моделирование работы порта

Разработчик А.И. Сухинин

Рук. проекта А.А. Теткин

Введение

Описание реальных отношений между экономическими объектами и производственными процессами наиболее рационально и в полной мере осуществляется с помощью моделей имитационного типа.

Термин имитационное моделирование означает, что речь идет о моделях с помощью, которых нельзя вычислить или предсказать результат и поэтому с их помощью проводиться вычислительный эксперимент при заданных исходных данных. Метод имитационного моделирования дает возможность широкого использования математического аппарата и вычислительной техники для исследования хода экономических и производственных процессов . Таким образом, сущность имитационного моделирования состоит в том, что с помощью ЭВМ воспроизводится поведение исследуемой системы, а исследователь, управляя ходом процесса и анализируя получаемые результаты, делает выводы о ее свойствах и качестве поведения. Поэтому под имитацией следует понимать численный метод проведения на ЭВМ экспериментов с алгоритмами, описывающими поведение системы и определения интересующих нас функциональных характеристик. Имитационное моделирование является экспериментальной и прикладной методологией, имеющей целью:

· эти теории для предсказания будущего поведения системы, т.е. тех воздействий, которые могут быть вызваны изменениями в системе или изменениями способов ее функционирования.

Целью данной курсовой работы является разработка имитационной модели очереди с разнотипными заявками т.е модели работы порта. Основой для разработки модели в данной курсовой работе является метод имитационного моделирования. Так же курсовая работа предполагает создание программы на языке C++, обеспечивающей ввод исходной информации, ее обработку, реализацию алгоритма имитации процесса и выдачу необходимой информации.

1. Имитационное моделирование

Имитационное моделирование -- метод, позволяющий строить модели, описывающие процессы так, как они проходили бы в действительности. Такую модель можно «проиграть» во времени как для одного испытания, так и заданного их множества. При этом результаты будут определяться случайным характером процессов. По этим данным можно получить достаточно устойчивую статистику.

Имитационное моделирование -- это метод исследования, при котором изучаемая система заменяется моделью, с достаточной точностью описывающей реальную систему и с ней проводятся эксперименты с целью получения информации об этой системе. Экспериментирование с моделью называют имитацией (имитация -- это постижение сути явления, не прибегая к экспериментам на реальном объекте).

Имитационное моделирование -- это частный случай математического моделирования. Существует класс объектов, для которых по различным причинам не разработаны аналитические модели, либо не разработаны методы решения полученной модели. В этом случае математическая модель заменяется имитатором или имитационной моделью.

Имитационным моделированием иногда называют получение частных численных решений сформулированной задачи на основе аналитических решений или с помощью численных методов.

Имитационная модель -- логико-математическое описание объекта, которое может быть использовано для экспериментирования на компьютере в целях проектирования, анализа и оценки функционирования объекта.

Возникновение теории управления запасами можно связать с работами Ф.Эджуорта и Ф. Харриса, появившимися в конце XIX - начале XX вв., в которых исследовалась простая оптимизационная модель определении экономичного размера партии поставки для складской системы с постоянным равномерным расходом и периодическим поступлением хранимого продукта.

Запасами называется любой ресурс на складе, который используется для удовлетворения будущих нужд. Примерами запасов могут служить полуфабрикаты, готовые изделия, материалы, различные товары, а также такие специфические товары, как денежная наличность, находящаяся в хранилище. Большинство организаций имеют примерно один тип системы планирования и контроля запасов. В банке используются методы контроля за количеством наличности, в больнице применяются методы контроля поставки различных медицинских препаратов.

К имитационному моделированию прибегают, когда:

· дорого или невозможно экспериментировать на реальном объекте;

· невозможно построить аналитическую модель: в системе есть время, причинные связи, последствие, нелинейности, стохастические (случайные) переменные;

· необходимо сымитировать поведение системы во времени.

Цель имитационного моделирования состоит в воспроизведении поведения исследуемой системы на основе результатов анализа наиболее существенных взаимосвязей между ее элементами или другими словами -- разработке симулятора (англ. simulation modeling) исследуемой предметной области для проведения различных экспериментов.

Имитационное моделирование позволяет имитировать поведение системы во времени. Причём плюсом является то, что временем в модели можно управлять: замедлять в случае с быстропротекающими процессами и ускорять для моделирования систем с медленной изменчивостью. Можно имитировать поведение тех объектов, реальные эксперименты с которыми дороги, невозможны или опасны. С наступлением эпохи персональных компьютеров производство сложных и уникальных изделий, как правило, сопровождается компьютерным трёхмерным имитационным моделированием.

2. Теория массового обслуживания

Предметом теории массового обслуживания является количественная сторона процессов, связанных с массовым обслуживанием.

Целью теории является разработка математических методов отыскания основных характеристик процессов массового обслуживания, для оценки качества функционирования обслуживающей системы.

Последовательность событий условно обозначим потоком. Поток, состоящий из требований на обслуживание, будет являться потоком требований.

Поток требований, нуждающихся в обслуживании и поступающих в обслуживающую систему, называется входящим потоком. Поток требований, покидающих обслуживающую систему, называется выходящим потоком.

Задачей теории массового обслуживания является отыскание функциональных зависимостей величин, характеризующих качество функционирования обслуживающей системы, от характеристик входящего потока, параметров, характеризующих возможности одного обслуживающего аппарата, и способов организации всей обслуживающей системы в целом. Качество функционирования системы существенно зависит от того, как организовано управление процессом обслуживания, поэтому задача отыскания количественных характеристик организации управления является очень важной.

В области промышленного производства приходится очень часто сталкиваться с задачами массового обслуживания. Так, например, массовое обслуживание имеет место при обеспечении заводами-поставщиками и фабриками предприятий-потребителей и торговой сети своей продукцией. Обеспечение производства сырьем также носит характер массового обслуживания.

Организация взаимодействия между цехами в пределах предприятия представляет собой пример задач того же типа, только на более низкой ступени. В масштабах цеха теория массового обслуживания начинается со снабжения цеха сырьем и заканчивается организацией обслуживания и ремонта станков.

Большое количество проблем, связанных с массовым обслуживанием, должно быть решено при производственном планировании. В этом случае затраты усилий на детальное изучение количественной стороны процессов планирования даст большой экономический эффект и позволит более глубоко проникнуться в природу этих процессов.

Немалую пользу может оказать теория массового обслуживания на стадии технического проектирования. При проектировании весьма важным является вопрос о загруженности оборудования. Так, еще в процессе технического проектирования необходимо определить нужное количество оборудования и его мощность исходя из объемов работ, которые должны выполняться при помощи этого оборудования. При решении этой задачи необходимо учитывать такие случайные факторы, как время обслуживания, выход из строя отдельных устройств за счет поломок и время, требуемое для их устранения, а также ряд факторов, от которых будет зависеть эксплуатация этого проектируемого оборудования.

Использование методов теории может помочь также при осуществлении выбора лучшего, наиболее экономичного проекта из нескольких возможных.

Теория массового обслуживания поможет правильно организовать производство с целью наибольшего удовлетворения потребителей продукцией предприятия, являющейся выходящим потоком. Выяснение приоритетов потребителей должно осуществляться маркетинговыми службами с помощью анкетирования и опросов.

Теория массового обслуживания может оказать большую помощь при проектировании технических устройств и различных систем, имеющих целью удовлетворение массовых потребностей. Правильный выбор параметров таких систем позволяет избежать многих узких мест в производственных потоках, неполной загрузки отдельных звеньев обслуживающих систем, обеспечит значительную экономию материальных ресурсов. Применение методов теории позволяет установить, какие результаты могут быть достигнуты при эксплуатации проектируемого устройства еще задолго до его создания.

3. Оп...