2.5.2. Концептуальная модель объекта моделирования

Для простых имитационных моделей содержательное описание практически является концептуальной моделью объекта моделирования. При построении рассматриваемой сложной модели требуются дополнительные сведения, необходимые для формализации объекта моделирования.

Концептуальная модель выполняет роль «черновой», прикидочной формализации объекта моделирования. Концептуальная модель рассматриваемой системы представляет собой упрощенное алгоритмическое отображение реальной системы.

В рассматриваемой имитационной модели основное внимание уделяется стохастическим (случайным) элементам (перечень и трудоемкость работ ремонтируемых автомобилей, продолжительность их ремонта и т. д.). Основным математическим методом при оптимизации процесса ремонта автомобилей является метод статистических испытаний. При этом максимизируют выход отремонтированных автомобилей при рациональном использовании ресурса рабочего времени постов и исполнителей.

При описании концептуальной модели необходимо выполнить декомпозицию системы, выбрать параметры и переменные, аппроксимировать реальные процессы математическими выражениями, продумать вопросы задания исходной информации, установить структуру модели.

При выполнении декомпозиции моделируемая система расчленяется на конечное число частей до получения элементов, удобных для математического и алгоритмического описания. Компонентами рассматриваемой системы, как указано выше, являются автомобили с характеристиками объемов работ, посты каналов обслуживания автомобилей с данными о режимах работы и укомплектованности исполнителями, рабочие–исполнители с характеристиками специализации выполняемых работ и квалификации.

Компоненты системы (перечень и трудоемкость устранения неисправностей конкретных автомобилей и др.) принимают вполне определенные значения, имеющиеся в исходной информации.

Параметрами модели принято считать те величины, значения которых выбираются произвольно и эти значения влияют на конечный результат имитации. В нашем случае таковыми являются порядок, правила, дисциплины обслуживания очереди автомобилей. При этом принимается во внимание трудоемкость работ по автомобилю, расчетная продолжительность обслуживания автомобиля, порядок рассмотрения автомобилей в массиве и др. Параметры описываются при формализации объекта моделирования.

Переменными имитационной модели принято называть исходные данные, вносимые в модель из внешней среды (данных информационного обеспечения), которые в процессе моделирования не подлежат произвольному изменению.

К переменным по компоненте «автомобили» относятся: общий объем работ, количество неисправностей, наименование неисправностей и их трудоемкость работ, время начала и окончания ремонта. К переменным по каналам и постам относят количество каналов, количество постов на каналах, продолжительность смены на каждом посту, время начала и окончания работ на постах, количество рабочих на каждом посту специализированных каналов. Переменными компоненты «рабочие» являются их специализация и квалификация.

В качестве статистик моделирования приняты время начала и окончания работ на автомобилях, постах каналов, количество отремонтированных автомобилей в течение заданного времени работы зоны постовых работ, коэффициенты использования рабочего времени постов, использования рабочего времени исполнителей.

Критериями эффективности выступают: количество отремонтированных автомобилей в течение заданного времени работы зоны постовых работ, коэффициенты использования рабочего времени постов и коэффициенты использования рабочего времени исполнителей.

В результате имитационного моделирования требуется определить наилучший план маршрутов перемещения ремонтируемых автомобилей по постам специализированных каналов в зоне постовых работ текущего ремонта подвижного состава АТП.

Процесс определения оптимального плана работ описывается последовательностью алгоритмов и аналитических выражений. С их помощью можно предсказать характеристики загрузки постов и рабочих, время начала и окончания работ, спрогнозировать количество отремонтированных автомобилей в зависимости от изменяемых нами дисциплин обслуживания очереди при заданном потоке требований на ремонт транспортных средств. Взаимодействие компонент системы описывается при формальном описании объекта моделирования

Формирование потока исходной информации описано в первом разделе данного пособия. Следует иметь в виду, что в ходе реального процесса ремонта автомобилей могут возникнуть различные помехи, препятствующие реализации составленных планов (задержка или опережение графика выполнения работ, необходимость включения в план работ автомобилей, сошедших с линии по техническим причинам после начала работ в зоне ТР и т. д.). Поэтому в модели необходимо предусмотреть возможность корректирования исходных данных. Структура модели имеет блочный характер. В блоках модели выполняются необходимые математические расчеты и определенные логические действия, направленные на достижение требуемого результата. Схемы, приведенные на рис. 2.2, 2.9 дают наглядное представление о компонентах модели и их взаимодействии в ходе процесса ремонта автомобилей.

Создаваемая модель должна функционировать при оперативном управлении производством текущего ремонта автомобилей в зоне постовых работ с целью выработки оптимальных решений, предпринимаемых оператором ООУ центра управления производством.

Решения связаны, как было указано ранее, с выбором оптимальных маршрутов ремонтируемых автомобилей при использовании специализированных каналов (рис. 2.9) или перемещений исполнителей при специализированных бригадах, работающих с универсальными постами (рис. 2.11).

Поскольку в реальных условиях не избежать расхождений между прогнозируемыми и фактическими показателями процесса ремонта, необходимо предусмотреть пошаговую оптимизацию с целью получения возможности корректирования переменных модели.

Документацией концептуальной модели объекта моделирования являются:

● схемы, приведенные на рис. 2.9, 2.11;

● текст содержательного описания объекта моделирования;

● список параметров и переменных, принятых в модели;

● состав статистики моделирования;

● критерии эффективности моделирования;

● схемы, алгоритмы и аналитические выражения, аппроксимирующие реальные процессы ремонта автомобилей.