Создан заказ №343440
19 ноября 2014
Моделирование систем
Как заказчик описал требования к работе:
1. Цель курсового проекта.
Целью курсового проекта является углубленное ознакомление с возможностями методологии математического моделирования.
Студенты должны изучить методические приемы и инструментальные средства, необходимые для решения задач исследования и проектирования сложных экономически
х систем, и получить навыки их практического применения.
По окончании работы над проектом студент будет:
Знать:
- Сущность и возможности методологии математического моделирования.
- Основные этапы моделирования и задачи, решаемые на каждом этапе.
- Принципы и правила, определяющие подходы к выбору методов и приемов математического моделирования.
Уметь:
- Правильно формулировать задачу на проведение исследований с помощью методологии математического моделирования.
- Создавать содержательное описание моделируемого объекта или процесса.
- Преобразовывать содержательное описание модели в формализованное в среде применяемой системы имитационного моделирования – граф модели (Pilgrim) или блок-схема модели (GPSS).
- Получать, интерпретировать и анализировать результаты экспериментов на моделях.
Иметь представление:
- О подходах, применяемых к составлению моделей систем и процессов конкретного типа.
- О приемах обоснования разработанных моделей.
- О планировании экспериментов с моделью процессов и систем.
Обладать навыками:
- Применения CASE-систем для автоматизации описания сложных процессов и систем и создания их программных моделей.
- Практического использования средств моделирующей системы Pilgrim для разработки моделей и проведения модельных экспериментов.
- Использования результатов экспериментов на программных моделях для анализа показателей моделируемой системы или процесса.
2. Требования к базовым знаниям.
Для выполнения курсового проекта студент должен обладать знаниями основ теории вероятностей и математической статистики, навыками работы с табличным процессором Excel и иметь представление об основах программирования в рамках базового курса.
3. Задание.
Задание на курсовой проект закрепляется индивидуально за каждым студентом или группой из двух или трех студентов.
Содержание задания определяется преподавателем.
Студент может предложить свою формулировку задания. В случае если преподаватель соглашается с вариантом студента, задание утверждается в предложенном виде.
В задании на курсовой проект даются:
- содержательное описание моделируемого объекта,
- основная цель исследования,
- перечень доступных исходных данных и параметров для исследования.
4. Методика
В общем случае для решения задачи курсового проекта используются аналитические и имитационные модели.
В зависимости от характера задачи и поставленной цели могут использоваться одна или несколько моделей первого или второго типов.
Имитационные модели должны быть реализованы с использованием моделирующей системы Pilgrim, либо, по согласованию с руководителем, системы GPSS.
5. Содержательная часть
Курсовой проект (отчет объемом 15-20 страниц) должен включать следующие разделы:
- Титульный лист (см. приложение).
- Содержание (на отдельном листе).
- Введение.
- Основная часть:
o Обзор подходов.
o Обоснование выбора.
o Имитационная модель (и).
o Анализ результатов.
- Заключение.
- Список литературы.
Ниже дается детализация содержимого основных разделов отчета.
5.1. Введение
Во введении (1-2 стр.) излагается постановка задачи в соответствии с заданием, поясняется ее важность и отмечаются особенности решения.
Приводятся:
1) Содержательное описание моделируемого объекта, процесса или системы.
2) Перечень и характеристики связанных с объектом проблем.
3) Перечень доступных для исследователя исходных данных.
4) Формулировка целей исследования.
5.2. Основная часть.
5.2.1. Обзор подходов.
В обзоре описываются возможные методы решения поставленной задачи, дается их критическая оценка, выделяются методы, применимые к решению задачи курсового проекта.
5.2.2. Обоснование выбора.
С учетом особенностей задачи и характеристик подходов, описанных в предыдущем пункте, указываются подходы и модели, выбранные для решения задачи, и приводятся соображения и аргументы в пользу сделанного выбора.
5.2.3. Аналитическая модель (и).
Для каждой модели приводятся:
1) Сделанные допущения относительно моделируемого объекта
2) Графическая иллюстрация в виде графов, структурных схем, диаграмм и т.д.
3) Перечень используемых обозначений
4) Формализованная модель в виде аналитических зависимостей, логических выражений, системы уравнений и т.д.
5) Математические выражения или алгоритм для нахождения решения (выходных параметров) модели
6) Численные результаты моделирования в виде:
Даются в виде графа, математических выражений или зависимостей и пояснительного текста.
5.2.4. Имитационная модель.
Для каждой модели приводятся:
1) Сделанные допущения (наложенные ограничения) относительно моделируемого объекта (процесса).
2) Граф модели в виде копии экрана с графом модели конструктора GEM (блок-схемы GPSS).
3) Описание логики протекания модельных процессов в терминах Pilgrim (предложений текста GPSS).
4) Исходный текст программной модели.
5) Сведения, обосновывающие адекватность построенной модели.
6) Выбор и обоснование тактической схемы экспериментов (запуски, начальные условия, время или правило остановки моделирования).
7) План проведения экспериментов с моделью c указанием значений входных параметров.
8) Образцы результатов проведенных экспериментов в виде распечаток файлов стандартных отчетов системы Pilgrim (GPSS).
9) Указания на возможные дополнительные области применения и ограничения модели.
5.2.5. Анализ результатов.
Приводятся:
1) Сводка численных значений входных и выходных параметров в виде таблиц.
2) Графики (гистограммы) зависимостей выходных параметров от входных.
3) Описание качественных выходных параметров и зависимостей.
4) Содержательный анализ полученных результатов.
5.3. Заключение.
В заключении (1-2 стр.) приводятся:
1) краткая формулировка поставленной задачи,
2) краткая характеристика основных этапов решения,
3) краткая сводка полученных результатов,
4) выводы из полученных результатов,
5) оценка возможности практического использования результатов,
6) рекомендации относительно применения созданной модели.
6. Список литературы.
Включает использованные в работе источники, которые имеют на себя ссылки в тексте.
Образец записи сведений об источнике:
3 Дж. Ван Гиг Прикладная общая теория систем. – М.: Мир, 1981. - 336 с. – Кн.1., С. 336 – 733. Кн.2.
7. Оформление отчета.
Текст отчета должен быть представлен как в электронном, так и в бумажном виде.
Бумажный отчет должен представляться в сшитом виде и должен быть подписан автором работы с указанием даты подписания.
При подготовке текста должны соблюдаться следующие требования.
1) Текст размещается на одной стороне листа формата А4.
2) Страницы отчета нумеруются. Номер проставляется в середине верхней части страницы, начиная со второй.
3) Поля страниц:
- верхнее – 2 см,
- нижнее – 2 см,
- левое – 3 см,
- правое – 2 см.
4) Используется шрифт Times New Roman 14-го кегля.
5) Межстрочный промежуток должен составлять полтора интервала.
6) Строки выравниваются по обеим сторонам абзаца (растяжка).
7) В тексте допускается использование только черного цвета. Цвет может применяться в необходимых случаях в рисунках и диаграммах (графиках).
8) Формулы, рисунки и таблицы центрируются по ширине страницы, нумеруются сквозной нумерацией, должны иметь не менее одной ссылки на себя в тексте и помещаются в тексте после первой ссылки.
Номер формулы имеет формат
(ХХХ)
и помещается справа от формулы.
Подпись к рисунку имеет формат
Рисунок ХХХ <Текст>
помещается под рисунком и центрируется по ширине страницы.
Подпись к таблице имеет формат
Таблица ХХХ <Текст>
помещается над таблицей и выравнивается по правому краю страницы.
9) Ссылки даются в формате:
(XXX) - ссылка на формулу;
[xxx] - ссылка на литературный источник;
рис.XXX - ссылка на рисунок;
табл.XXX - ссылка на таблицу.
Варианты заданий
Тема 1. Аэропорт
Самолеты прибывают для посадки в район аэропорта каждые 5±2 минуты. Если взлетно-посадочная полоса свободна, прибывший самолет получает разрешение на посадку. Если взлетно-посадочная полоса занята, самолет выполняет полет по кругу и возвращается в аэропорт через 4 мин. Если после пятого круга он не получает разрешения на посадку, то отправляется на запасной аэродром. В аэропорту каждые 10±2 мин к взлетно-посадочной полосе выруливают готовые к взлету самолеты и получают разрешение на взлет, если полоса свободна. Время взлета и время посадки (нахождение на полосе) составляют каждое 2 мин. Если при свободной полосе одновременно один самолет прибывает для посадки, а другая – для взлета, полоса предоставляется взлетающему самолету.
Необходимо смоделировать работу аэропорта в течение суток и определить:
– число взлетевших самолетов
– число самолетов, совершивших посадку
– число самолетов, ушедших на запасной аэродром
– коэффициент загрузки взлетно-посадочной полосы
Есть еще несколько подобных задач, по сложности очень похожие.
подробнее
Фрагмент выполненной работы:
ВВЕДЕНИЕ
Для современного этапа развития экономики характерно динамичное, ускоренное изменение социально-экономических условий. В связи с этим особую роль приобретает способность органов управления (государственных, региональных, корпоративных) своевременно принимать соответствующие эффективные меры. Обеспечить информационную поддержку их выработки и обоснования призваны системы поддержки принятия решения. (работа была выполнена специалистами Автор 24) Среди разнообразных инструментов, входящих в состав последних, важное место занимает имитационное моделирование как основа многовариантного прогнозирования и анализа систем высокой степени сложности.
Сущность метода имитационного моделирования – в математическом описании динамических процессов, воспроизводящего функционирование изучаемой системы.
Данный метод позволяет анализировать сложные динамические системы (предприятия, банки, отрасли экономики, регионы и т.д.). Его применение предполагает два этапа – построение комплекса динамических имитационных моделей и выполнение аналитических и прогнозных расчетов.
Важное место здесь занимает сценарный подход, позволяющий проводить многовариантный ситуационный анализ моделируемой системы. Сценарий является некоторой оценкой возможного развития.
Каждый сценарий связывает изменение внешних условий с результирующими переменными.
Применение имитационного моделирования и сценарного подхода позволяет строить эффективные СППР, предназначенные для решения следующего круга задач в различных отраслях и для различных объектов (регионов, корпораций, макроэкономических систем):
прогнозирование и анализ последствий управленческих решений;
исследование эффективности и сравнение принимаемых мер;
выбор либо построение оптимального решения.
Наиболее результативно имитационное моделирование в СППР, поддерживающих концепции хранилищ данных и оперативного многомерного анализа данных.
Для реализации таких СППР целесообразно использование следующей схемы разработки:
интеграция источников данных;
создание единого информационного хранилища данных;
формирование аналитической отчетности;
построение комплекса динамических имитационных моделей для выполнения многовариантных расчетов.
Имитационное моделирование основано на воспроизведении с помощью ЭВМ развернутого во времени процесса функционирования системы с учетом взаимодействия с внешней средой. Основой всякой имитационной модели (ИМ) является:
разработка модели исследуемой системы на основе частных имитационных моделей (модулей) подсистем, объединенных своими взаимодействиями в единое целое;
выбор информативных (интегративных) характеристик объекта, способов их получения и анализа;
построение модели воздействия внешней среды на систему в виде совокупности имитационных моделей внешних воздействующих факторов;
выбор способа исследования имитационной модели в соответствии с методами планирования имитационных экспериментов (ИЭ).
Условно имитационную модель можно представить в виде действующих, программно (или аппаратно) реализованных блоков.
Целью имитационного моделирования является конструирование ИМ объекта и проведение ИЭ над ней для изучения закона функционирования и поведения с учетом заданных ограничений и целевых функций в условиях имитации и взаимодействия с внешней средой.
К достоинствам метода имитационного моделирования могут быть отнесены:
проведение ИЭ над ММ системы, для которой натурный эксперимент не осуществим по этическим соображениям или эксперимент связан с опасностью для жизни, или он дорог, или из-за того, что эксперимент нельзя провести с прошлым;
решение задач, аналитические методы для которых неприменимы, например, в случае непрерывно- дискретных факторов, случайных воздействий, нелинейных характеристик элементов системы и т.п.;
возможность анализа общесистемных ситуаций и принятия решения с помощью ЭВМ, в том числе для таких сложных систем, выбор критерия сравнения стратегий поведения которых на уровне проектирования не осуществим;
сокращение сроков и поиск проектных решений, которые являются оптимальными по некоторым критериям оценка эффективности;
проведение анализа вариантов структуры больших систем, различных алгоритмов управления изучения влияния изменений параметров системы на ее характеристики и т.д.
Основными методами имитационного моделирования являются: аналитический метод, метод статического моделирования и комбинированный метод (аналитико-статистический) метод.
Аналитический метод применяется для имитации процессов в основном для малых и простых систем, где отсутствует фактор случайности. Например, когда процесс их функционирования описан дифференциальными или интегро-дифференциальными уравнениями. Метод назван условно, так как он объединяет возможности имитации процесса, модель которого получена в виде аналитически замкнутого решения, или решения полученного методами вычислительной математики.
Метод статистического моделирования первоначально развивался как метод статистических испытаний (Монте-Карло). Это – численный метод, состоящий в получении оценок вероятностных характеристик, совпадающих с решением аналитических задач (например, с решением уравнений и вычислением определенного интеграла). В последствии этот метод стал применяться для имитации процессов, происходящих в системах, внутри которых есть источник случайности или которые подвержены случайным воздействиям. Он получил название метода статистического моделирования. В параграфах 2-5 данного раздела излагается суть этого метода.
Комбинированный метод (аналитико-статистический) позволяет объединить достоинства аналитического и статистического методов моделирования. Он применяется в случае разработки модели, состоящей из различных модулей, представляющих набор как статистических так и аналитических моделей, которые взаимодействуют как единое целое. Причем в набор модулей могут входить не только модули соответствующие динамическим моделям, но и модули соответствующие статическим математическим моделям.
На сегодняшний день на рынке существует множество пакетов компьютерных программ предназначенных для компьютерного моделирования систем. В связи с этим перед человеком, предполагающим использовать компьютерное моделирование в качестве инструмента исследования, неминуемо встаёт проблема выбора. AnyLogic, Arena, AutoMod, Dymola, Extend, eM-Plant, EASY5, Gpss/H-Prof, iThink, Matlab, Modelica, ModelVision, MBTY, ProModel, PowerSim, Quest, Stella, Simfactory, Simplle++, Taylor, Vensim, VisSim, Witness, Automod, Extend, Mast, Deneb, Proquest - вот далеко не полный список продуктов, каждый из которых претендует на лидерствоПосмотреть предложения по расчету стоимости
Заказчик
заплатил
заплатил
500 ₽
Заказчик не использовал рассрочку
Гарантия сервиса
Автор24
Автор24
20 дней
Заказчик воспользовался гарантией для внесения правок на основе комментариев преподавателя
22 ноября 2014
Заказ завершен, заказчик получил финальный файл с работой
5
Моделирование систем.docx
2020-10-30 23:28
Последний отзыв студента о бирже Автор24
Общая оценка
4.9
Положительно
Автор спец в своей сфере! Все выполнено, что требовалось. Спасибо большое автору!
Хочешь такую же работу?
300 ₽
