Инструментальная система имитации обработки информации и анализа характеристик надежности опасного производства
Изложены способ формализации и методика построения имитационных моделей вероятностных технологических процессов опасного производства с помощью системы моделирования агрегатного типа имитации. Викладено спосiб формалiзацiï i методику побудови імітаційних моделей імовірнісних процесів небезпечного ви...
Saved in:
| Published in: | Реєстрація, зберігання і обробка даних |
|---|---|
| Date: | 2004 |
| Main Authors: | , , , , |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
Інститут проблем реєстрації інформації НАН України
2004
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/50705 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Инструментальная система имитации обработки информации и анализа характеристик надежности опасного производства / И.В. Максимей, В.С. Смородин, Е.И. Сукач, И.В. Соболь, А.А. Украинец // Реєстрація, зберігання і оброб. даних. — 2004. — Т. 6, № 1. — С. 66-75. — Бібліогр.: 5 назв. — pос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859652285408215040 |
|---|---|
| author | Максимей, И.В. Смородин, В.С. Сукач, Е.И. Соболь, И.В. Украинец, А.А. |
| author_facet | Максимей, И.В. Смородин, В.С. Сукач, Е.И. Соболь, И.В. Украинец, А.А. |
| citation_txt | Инструментальная система имитации обработки информации и анализа характеристик надежности опасного производства / И.В. Максимей, В.С. Смородин, Е.И. Сукач, И.В. Соболь, А.А. Украинец // Реєстрація, зберігання і оброб. даних. — 2004. — Т. 6, № 1. — С. 66-75. — Бібліогр.: 5 назв. — pос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Реєстрація, зберігання і обробка даних |
| description | Изложены способ формализации и методика построения имитационных моделей вероятностных технологических процессов опасного производства с помощью системы моделирования агрегатного типа имитации.
Викладено спосiб формалiзацiï i методику побудови імітаційних моделей імовірнісних процесів небезпечного виробництва за допомогою системи моделювання агрегатного типу імітації.
A method of formalization and technique of construction for simulation models of probability technological processes of dangerous production with the help of modelling system of modular type of simulation is stated.
|
| first_indexed | 2025-12-07T13:35:11Z |
| format | Article |
| fulltext |
Інформаційно-аналітичні системи
обробки даних
66
УДК 681.3
И. В. Максимей, В. С. Смородин, Е. И. Сукач,
И. В. Соболь, А. А. Украинец
Гомельский государственный университет им. Ф. Скорины
ул. Советская, 104, 246000 Гомель, Республика Беларусь
Инструментальная система имитации обработки
информации и анализа характеристик
надежности опасного производства
Изложены способ формализации и методика построения имитацион-
ных моделей вероятностных технологических процессов опасного
производства с помощью системы моделирования агрегатного типа
имитации.
Ключевые слова: имитация, надежность, способ формализации, мо-
делирование.
Введение
Вероятностные технологические процессы опасного производства (ВТП ОП)
имеют сложную динамику функционирования и поэтому трудно предсказуемы
характеристики надежности и безопасности их выполнения. Даже если известны
характеристики возникновения отказов функционирования микротехнологиче-
ских операций ( ijМТХО ), реализующих ВТП ОП, то зачастую трудно предсказать
характеристики надежности и времени реализации ВТП ОП. Известный аналити-
ческий аппарат анализа технологических процессов на основе сетевых графиков
[1] из-за вероятностного характера параметров ijМТХО не дает достоверных ре-
зультатов исследований. Кроме того, очень важной для проектного моделирова-
ния ВТП ОП является информация о динамике расхода общих ресурсов, оборудо-
вания, исполнителей и материалов предприятия при реализации множества
{ ijМТХО }.
В таких случаях исследователи вынуждены обращаться к имитационным ме-
тодам моделирования ВТП ОП. Однако, имитация является весьма ресурсоемкой
процедурой и для ее реализации необходимы средства автоматизации имитацион-
ного эксперимента (ИЭ) при исследовании вариантов организации ВТП ОП. Про-
блема ресурсоемкости имитации ВТП ОП возрастает из-за необходимости ис-
пользования процедур Монте-Карло [2]. Анализ описательных и технологических
© И. В. Максимей, В. С. Смородин, Е. И. Сукач, И. В. Соболь, А. А. Украинец
Инструментальная система имитации обработки
информации и анализа характеристик надежности опасного производства
ISSN 1560-9189 Реєстрація, зберігання і обробка даних, 2004, Т. 6, № 4 67
возможностей известных систем автоматизации имитационного моделирования,
приведенный нами в работе [3], позволяет установить возникновение существен-
ных трудностей их использования для анализа динамики развития ВТП ОП. По-
этому актуальна разработка методик построения имитационных моделей (ИМ)
ВТП ОП и средств их реализации.
В данной работе излагается: новый способ формализации ВТП ОП на основе
комбинации вероятностных сетевых графиков ( ВСГР ) с процедурами Монте-
Карло; методика построения ИМ ВСГР на основе агрегатного способа имитации
ijМТХО ; возможности системы имитационного моделирования (СИМ ) вероятно-
стных технологических процессов производства, реализующей агрегатный способ
имитации ВТП ОП.
Формальные модели функционирования технологического
процесса опасного производства
Для описания состава и структуры ВТП ОП используем аппарат сетевого
планирования в виде ВСГР . Все работы ВСГР представляют собой микротехно-
логические операции ( ijМТХО ). Наличие связи между ijМТХО в ВСГР будем
описывать с помощью событий iSOB и jSOB , являющихся узлами ВСГР . При
этом времена выполнения )( ijijМТХО t и сами направления связей между iSOB
являются вероятностными. В таких ситуациях алгоритм расчета и анализа реали-
заций сетевых графиков [1] не обеспечивает получения достоверной информации.
Поэтому предлагается заменить ВСГР с помощью известной процедуры Монте-
Карло [2] на последовательность lСГР с детерминированными параметрами, по-
лученными в ходе l-й реализации ВСГР , длиной N. При такой замене уже можно
использовать методику расчета параметров l-й реализации ВСГР . Для каждого
jSOB , связанного с событиями iSOB и kSOB с помощью ijМТХО и jkМТХО со-
ответственно, определяются ранние и поздние сроки их свершения ( iltR и iltP ) по
формулам:
}{max ijlilijl tt t+= RR ,
}{min jklklkjl tt t-= PP , (1)
где ijlt и jklt — длительности выполнения ijМТХО и jkМТХО в l-й реализации
ВСГР ; iltR и kltP — ранние и поздние сроки свершения соответственно iSOB и
kSOB .
Расчет jltR начинается от исходного события 1SOB и оканчивается завер-
шающим событием nSOB , а вычисление jltP начинается в обратном порядке от
завершающего события nSOB и заканчивается исходным событием 1SOB . Рассчи-
тываются также резервы свершения событий ( ililil ttR RP -= ).
И. В. Максимей, В. С. Смородин, Е. И. Сукач, И. В. Соболь, А. А. Украинец
68
Аналогичным образом для каждой ijМТХО по известным расчетным форму-
лам [1] вычисляются статистики реализации ijМТХО : раннее начало их свершения
( ilijl tt RRH = ); позднее начало свершения ijМТХО ( ijljlijl tt t-= PPH ); раннее оконча-
ние ( ijlilijl tt t+= RRO ); позднее окончание ( jlijl tt PPO = ). Критический путь l-й реали-
зации lВСГР составляет последовательность { iSOB }, у которых резервы сверше-
ния равны нулю ( 0=ilR ), и { ijМТХО }, связывающих эти iSOB . В результате N
реализаций lВСГР ( Nl ,1= ) для каждого iSOB формируются выборки объема N
статистик его свершения: { iltR }, { iltP }, { ilR }. Аналогичным образом определяют-
ся выборки статистик реализации ijМТХО : { ijltRH }, { ijltPH }, { ijltRO }, { ijltPO }. Для
определения наиболее вероятного критического пути в ВСГР используется мно-
жество критических путей, найденное в ходе имитации каждой реализации
lВСГР ({ lKRP }). С помощью этого множества формируется граф реализаций
критических путей ВСГР (GRKRP ). По всем перечисленным выборкам объема N
определяются оценки математических ожиданий и выборочных дисперсий 2S :
( it R , itP , iR , itS R
2 , itS P
2 , iRS 2 ) и ( ijt RH , ijtS R
2 , ijtPH , ijtS PH
2 , ijt RO , ijtS RO
2 , ijtPO , ijtS PO
2 ).
Усредненные статистики свершения { iSOB } и { ijМТХО }, входящие в GRKRP ,
можно использовать при анализе динамики реализации lВСГР , оценках надежно-
сти и безопасности реализации ВТП ОП.
Специфика исследования ВТП ОП такова, что исследователю обычно недос-
таточно исследований временных показателей реализации ВСГР и необходима
модификация этих методик. Расширением аппарата формализации ВСГР для ис-
следования ВТП ОП является добавление в описании параметров ijМТХО харак-
теристик использования ijМТХО : общих ресурсов r-го типа объема ( rijV ), стоимо-
сти их выполнения ( ijC ), материалов r-го типа в количестве ( rijmt ), комплектую-
щих деталей r-го типа в количестве ( rijKOM ). Поскольку все эти характеристики
требований ijМТХО являются вероятностными, то необходимо задание соответст-
вующих функций их распределения: )(1 tijF , )(2 CF ij , )(3 VF rij , )(4 mtF rij , )(5 KOMF rij .
Некоторые ijМТХО для своего выполнения требуют выделения дополнитель-
ных характеристик в виде списков запросов: ресурсов индивидуального использо-
вания ( ijINRSP. ), оборудования ( ijOBRSP. ) и исполнителей ( ijISPSR. ). Для имита-
ции отказов функционирования ijМТХО необходимо указание характеристик на-
дежности и безопасности их реализации. При описании ijМТХО перед имитацией
ВСГР необходимо задать: функцию распределения длины интервалов БOijt меж-
ду соседними отказами h-го типа выполнения ijМТХО ( )(1 БOhijФ t ); функцию рас-
пределения длины интервалов BOijt восстановления работоспособности ijМТХО
( )(2 BOhijФ t ); вектор распределения вероятностей того, что при выполнении
Инструментальная система имитации обработки
информации и анализа характеристик надежности опасного производства
ISSN 1560-9189 Реєстрація, зберігання і обробка даних, 2004, Т. 6, № 4 69
ijМТХО отказ h-го типа окажется опасным и приведет к возникновению аварий-
ной ситуации ({ hijP }); функцию распределения дополнительной стоимости BOijC( )
из-за восстановления работоспособности ijМТХО при появлении опасных отказов
h-го типа ( )(3 BOhij CФ ); функцию распределения дополнительной стоимости вы-
полнения ijМТХО ( ijCAB ) при ликвидации аварий, возникших по вине ijМТХО
( )(4 ABhij CФ ).
При выполнении особенно ресурсоемких ijМТХО в результате имитации
ВСГР исследователю желательно получить графики расхода общих ресурсов
предприятия. С этой целью перед имитацией выполнения ijМТХО длительностью
ijlt осуществляется серия запросов на выделение общих ресурсов, материалов и
комплектующих деталей. После выделения общих ресурсов формируется вторая
серия запросов на индивидуальные ресурсы, оборудование и исполнителей. Вы-
деление ресурсов предприятия на время выполнения ijМТХО осуществляется на
основе конкуренции ijМТХО за эти ресурсы. При отсутствии необходимых ресур-
сов имитируется дополнительное ожидание выполнения ijМТХО до полного вы-
деления затребованных ею ресурсов предприятия. При каждом выделении и ис-
пользовании ресурсов для ijМТХО фиксируется соответствующая статистика рас-
хода и возврата ресурсов, оборудования и исполнителей. По завершении имита-
ции ВСГР формируются диаграммы расхода и изменения во времени выполне-
ния ВСГР ресурсов, оборудования и исполнителей. В качестве общих параметров
ВСГР перед его имитацией необходимо задать имеющиеся у предприятия мно-
жества: размеров ресурсов r-го типа общего пользования { ORrV }; материалов r-го
типа, расходуемых безвозмездно при реализации ВСГР { ormt }, множество ком-
плектующих деталей r-го типа { orKOM }. Задаются также списки наличных у
ВТП ОП индивидуального пользования: оборудования { orSOBO ), исполнителей
{ orSISP }, ресурсов { orSRES }.
Особенностью методики формализации ВСГР является то, что вычисление
статистик реализации { iSOB } и { ijМТХО } осуществляется в двух режимах ими-
тации. В режиме прямой имитации (модельное время 0t растет от нуля до момен-
та завершения l-й реализаций ВСГР зiT ) вычисляются { iltR }, а в режиме инверс-
ной имитации (модельное время 0t уменьшается от зiT до нуля) определяются
{ iltP } и { ilR }.
Кроме того, в режиме прямой имитации фиксируется статистика расхода и
возврата ресурсов, оборудования и исполнителей предприятия. По завершении
инверсной имитации определяются и запоминаются критические пути каждой
реализации ВСГР ( lKRP ).
И. В. Максимей, В. С. Смородин, Е. И. Сукач, И. В. Соболь, А. А. Украинец
70
Имитационные модели агрегатного способа имитации реализаций
вероятностных сетевых графиков
Взаимодействие ijМТХО с iSOB в составе ВСГР представим двумя типами
агрегатов, связанных между собою с помощью множества действительных и фик-
тивных сигналов ( Sgd и Sgf ). Агрегаты-четырехполюсники ( ijATOP ) имеют по
два типа входов и выходов и имитируют выполнение ijМТХО . Агрегаты-мно-
гополюсники iASOB с числом входов ( ib ) и числом выходов ( im ) имитируют
свершение событий iSOB . Процесс моделирования ВСГР начинается в режиме
прямой имитации с агрегата 1ASOB и завершается выполнением агрегата mASOB ,
имитирующим завершающее событие в l-й реализации ВСГР . Затем происходит
переход на режим инверсной имитации от mASOB до выполнения 1ASOB , ими-
тирующем исходное событие. Происходит переход на режим прямой имитации
уже следующей (l + 1) реализации ВСГР . Процесс имитации ВСГР завершается
после реализации N переходов с режима инверсной имитации на режим прямой
имитации. Выходы iASOB возможны двух типов: одиночные, формирующие
только действительные сигналы ( Sgd ); «кустовые», формирующие только один
сигнал Sgd и ( 1-kd ) фиктивных сигналов ( Sgf ). Число разветвлений ( kd ) k-го
кустового выхода ( ijkBK ) может быть различным, но только один Sgd из этого
выхода формируется по вероятности ( ijklP ). Все входы iASOB , также как и выхо-
ды, нумеруются. Поэтому при адресации сигнала указывается не только номер
события (j), но и номер входа этого события (r). Как видим, сигналы имеют слож-
ную структуру: ),),(,,,,( rjPdkiTSSgd ijklk= , где TS — тип Sgd для ijATOP (IP —
входной прямой, OP — выходной прямой, II — входной инверсный, OI — выход-
ной инверсный); i, j — номера iASOB , посылающего на ijATOP сигнал Sgd , и
jASOB , получающего Sgd от ijATOP ; k и kd — номер и типы выхода ( kd — ко-
личество разветвлений сигналов в ijkBK ); { ijklP } — вероятность формирования на
l-м разветвлении сигнала Sgd ; r — номер входа Sgd в jASOB .
На входы агрегата-четырехполюсника ijATOP поступают Sgd типа IP в ре-
жиме прямой имитации и типа II в режиме инверсной имитации ВСГР . После
имитации выполнения ijМТХО на выходах ijATOP формируются Sgd типа OP в
режиме прямой имитации и OI в режиме инверсной имитации, поступающих со-
ответственно на входы jASOB и выходы iASOB . С приходом самого последнего
Sgd на входы iASOB срабатывает «спусковая функция» агрегата, что означает
фиксацию ( iltR ) и формирование всех выходных сигналов iASOB . Рассылка сиг-
налов осуществляется согласно таблицы коммутации агрегатов, сформированной
исследователем до постановки серий ИЭ. Затем iASOB ожидает прихода на один
из его выходов в режиме инверсной имитации первого сигнала. В этот момент оп-
ределяется ( iltP ) и формируются инверсные сигналы со всех входов агрегата
Инструментальная система имитации обработки
информации и анализа характеристик надежности опасного производства
ISSN 1560-9189 Реєстрація, зберігання і обробка даних, 2004, Т. 6, № 4 71
jASOB , которые инициируют работу агрегатов ijATOP . Сам же агрегат jASOB
переходит в режим ожидания прихода последнего входного сигнала в режиме
прямой имитации уже (l + 1) реализации ВСГР согласно процедуре Монте-Карло
[2].
Агрегат ijATOP вначале ожидает прихода от iASOB Sgd типа IP, переводя-
щего агрегат в активное состояние. В этом состоянии по функциям распределения
)(1 tijF , )(2 CF ij , )(3 VF rij , )(4 mtF rij , )(5 KOMF rij формируются конкретные значе-
ния запросов ijATOP на выделение ресурсов времени, стоимости и ресурсов сис-
темы ( ijlt , ijlС , rijV , rijmt , rijKOM ). По спискам определяются потребности агрега-
та на индивидуальные ресурсы, оборудование и исполнителей предприятия. Если
на момент активизации ijATOP при запросах ресурсов предприятия какой-либо из
заказов не может быть выполнен, то агрегат ожидает их освобождения до выпол-
нения заказа. Одновременно с выделением ресурсов они закрепляются за агрега-
том. Формируется и накапливается статистика расхода ресурсов, оборудования и
исполнителей для последующего вывода графиков и временных диаграмм. После
выполнения всех заказов агрегат ijATOP переходит в состояние имитации выпол-
нения ijМТХО длительностью ( ijlBt ). По завершении имитации выполнения
ijМТХО агрегат ijATOP возвращает все ресурсы предприятию и переходит в ре-
жим ожидания прихода Sgd типа II от jASOB при инверсной имитации ВСГР .
Восстанавливается запомненное ранее значение ijlBt , имитируется выполнение
ijATOP в режиме инверсной имитации длительностью ijlBt , и агрегат ijATOP фор-
мирует сигнал Sgd типа IO, поступающий на соответствующий выход iASOB .
Сам же агрегат ijATOP переходит в состояние ожидания прихода Sgd типа IP при
следующей реализации ВСГР .
Состав и возможности системы автоматизации моделирования
на основе агрегатного способа имитации
Постановка серий ИЭ с помощью агрегатных ИМ ВСГР автоматизирована в
специализированной системе имитационного моделирования (СИМ) ВСГР . СИМ
ВСГР состоит из следующих подсистем:
— параметризованных заготовок агрегатов { iASOB } и { ijATOP }, позволяю-
щих компоновать структуру ИМ ВСГР на основе идеи «детского конструктора»
( AGREGPS. );
— формирования ИМ ВСГР из элементарных ИМ ijATOP и iASOB
( FORMSGPS. );
— реализации ИЭ с ИМ ВСГР согласно процедуры Монте-Карло, обеспечи-
вающей имитацию N реализаций ВСГР ( MONTEKPS. );
— обработки статистики ( OBRABOTPS. ) и визуализации результатов ИЭ
( VIZIALPS. );
И. В. Максимей, В. С. Смородин, Е. И. Сукач, И. В. Соболь, А. А. Украинец
72
— анализа результатов моделирования и принятия решений ( RECHENPS. );
— управляющей программы моделирования агрегатов (UPMA ).
Для построения вариантов ИМ ВСГР достаточно использовать две универ-
сальные программы выполнения функций агрегатов ijATOP и iASOB . Обе эти
программы моделей являются реентерабельными, обслуживая одновременно все
элементы ИМ ВСГР последовательно в режимах прямой и инверсной имитации.
В подсистеме AGREGPS. кроме программ-заготовок ijATOP и iASOB находятся
программы готовых ИМ ВСГР , верифицированные и требующие только «запит-
ки» исходной информацией о параметрах и структуре ВСГР . Программы ijATOP
и iASOB можно использовать в качестве «заготовок» при создании новых ИМ
ВСГР , состав которых отличается от ИМ ВСГР , имеющихся в библиотеке под-
системы AGREGPS. . Подсистема FORMSGPS. организует: ввод исходной ин-
формации о структуре ИМ ВТП ОП; проверку правильности описания сигналов и
структуры ВСГР ; поиск ошибок коммутации в ВСГР ; верификацию функциони-
рования вновь разрабатываемых ИМ ВТП ОП. Подсистема MONTEKPS. включа-
ет в себя: библиотеку процедур формирования случайных величин по функциям
вероятностей их распределения ( GREBLIB. ); программу, реализующую алгоритм
организации вычислений согласно процедуры Монте-Карло и вычисление оценок
математических ожиданий и выборочных дисперсий статистик моделирования
ВСГР ; библиотеку подпрограмм реализации единичных жребиев имитации
( GREBLIB. ). OBRABOTPS. автоматизирует этап формирования статистик и отк-
ликов имитации ВСГР . Она представляет собой адаптацию известного пакета
статистического анализа данных STATISTIKA [4] для данной предметной области
исследований. VIZIALPS. формирует: временные диаграммы использования ре-
сурсов, оборудования и исполнителей предприятия за время реализации ВСГР ;
графики расхода материалов, комплектующих деталей и финансовых средств
предприятия за время имитации ВСГР ; граф критических путей каждой реализа-
ции ВСГР . RECHENPS. включает в себя набор подпрограмм, реализующих
классические процедуры принятия решений в условиях неопределенности и риска
[5].
Управляющая программа моделирования агрегатов (UPMA ) организует ини-
циализацию агрегатов iASOB и ijATOP на основе механизмов обслуживания со-
бытий. Модельное время 0t изменяется способом до ближайшего события. Осо-
бенностью реализации алгоритма UPMA является сочетание прямого и инверсно-
го режимов изменения модельного времени 0t с запуском программы перехода на
очередную реализацию ВСГР согласно процедуре Монте-Карло. UPMA про-
сматривает списки инициируемых агрегатов, пересылает сигналы от одного агре-
гата к другому, управляет сбором статистики имитации, контролирует моменты
срабатывания спусковых функций у агрегатов mASOB , имитирующих завершаю-
щие события, и переключение имитации на инверсное изменение модельного
времени 0t .
Инструментальная система имитации обработки
информации и анализа характеристик надежности опасного производства
ISSN 1560-9189 Реєстрація, зберігання і обробка даних, 2004, Т. 6, № 4 73
Методика использования системы имитационного моделирования
вероятностных сетевых графиков
Исследование ВТП ОП с помощью методик их формализации и построения
ИМ ВСГР требует автоматизации с помощью СИМ ВСГР следующих 9 этапов.
1. Формирование структуры ВСГР , описывающего динамику развития во
времени ВТПП.
2. Подготовка исходной информации о моделируемом ВТП ОП.
3. Задание параметров ijМТХО и запись их в базу данных СИМ ВСГР .
4. Составление таблиц коммутации агрегатов iASOB и ijATOP .
5. Инициализация выполнения базового варианта моделирования и верифи-
кация ИМ ВСГР .
6. Испытание и исследование свойств ИМ ВСГР .
7. Организация многопрогонных ИЭ на основе процедуры Монте-Карло [2].
8. Обработка результатов ИЭ и формирование интегральных откликов ИМ
ВСГР . Формирование и визуализация результатов имитации.
9. Анализ результатов моделирования и принятие проектных решений.
Структура ВСГР на этапе 1 задается следующей последовательностью дей-
ствий. На основании анализа ВТП ОП формируются таблицы структур ijATOP и
iASOB . Создается таблица коммутации агрегатов друг с другом, состоящая из ти-
повых сигналов Sgd . Элементы ( ijlk Pdki ,,, ) определяют с какого выхода iASOB
формируются сигналы на ijATOP , а элементы (j, r) указывают на какой вход
jASOB поступит затем Sgd с ijATOP . Все элементы описания этих таблиц упо-
рядочены по возрастанию номеров ijATOP . Фактически таблица коммутации аг-
регатов содержит информацию об организации связи ( iASOB , ijATOP , jASOB )
при прямой имитации ВСГР (слева направо) и ( jASOB , ijATOP , iASOB ) при ин-
версной имитации (справа налево) ВСГР . Эти же сигналы Sgd формируются при
заполнении таблицы коммутации агрегатов. Очевидно, что этап 1 автоматизиро-
вать практически невозможно.
На этапе 2 организуется либо натурный эксперимент (НЭ), либо используют-
ся экспертные значения параметров реализации ijATOP . Основную трудность в
подготовке исходной информации составляет определение вероятностных харак-
теристик параметров ijATOP . Для облегчения действий исследователя на этом
этапе используются подсистемы AGREGPS. и FORMSGPS. .
На этапе 3 с помощью подсистемы FORMSGPS. осуществляется запись па-
раметров ijATOP в информационную базу данных СИМ. Ввод исходной инфор-
мации контролируется и сопровождается выводом на дисплей результатов этого
контроля для устранения ошибок в описании ВСГР . Технология взаимодействия
исследователя автоматизирована и предполагает использование набора «меню» в
режиме «вопрос-ответ». По завершении этапа 3 синтаксические ошибки в ВСГР
уже исправлены.
И. В. Максимей, В. С. Смородин, Е. И. Сукач, И. В. Соболь, А. А. Украинец
74
На этапе 4 таблицы коммутации агрегатов iASOB с ijATOP проверяются на
соответствие входов и выходов четырехполюсников ijATOP с соответствующими
входами и выходами многополюсников iASOB . Фактически идет семантическая
отладка ВСГР в обоих режимах имитации (прямой и инверсной). Все выявлен-
ные несоответствия сообщаются подсистемой FORMSGPS. исследователю и в
режиме диалога ИМ исправляются. На этапе 5 происходит начальный запуск ба-
зового варианта ИМ ВСГР первой его реализации. Далее MONTEKPS. позволяет
исследователю просмотреть переходы агрегатов из состояния в состояние с авто-
матической документацией результатов комплексной отладки ВСГР . Таким об-
разом, достигается автоматизация процедуры верификации ИМ ВСГР в обоих
режимах имитации.
На этапе 6 осуществляется испытание и исследование свойств ИМ ВСГР .
Все шаги реализации этого этапа стандартизованы и реализуют известные мето-
дики испытания ИМ сложных систем [3]. Вначале оценивается ошибка имитации
( %ne ), означающая максимальный процент ошибок откликов ИМ ВСГР . Затем
оценивается длина переходного режима имитации ( PPT ), означающая максималь-
ное время стабилизации того из откликов ИМ ВСГР , который последним перехо-
дит в установившееся состояние. Важным шагом испытания ИМ ВСГР является
проверка «устойчивости» режима имитации (когда амплитуды откликов не воз-
растают при увеличении времени моделирования (Ти) на порядок). Завершающим
шагом испытания ИМ ВСГР являются: проверка чувствительности откликов ИМ
к изменениям параметров моделирования и проверка адекватности ИМ. Методика
реализации этих проверок изложена в работе [3].
На этапе 7 организуется серия многопрогонных ИЭ согласно процедуре Мон-
те-Карло. Каждый ИЭ представляет собой l-ю реализацию ВСГР . Итогом реали-
зации данного этапа является формирование выборок статистик реализации
ijATOP , iASOB и множества критических путей { lKRP }. В результате обработки
статистики имитации (на этапе 8), накопленной в базе данных СИМ, формируют-
ся усредненные значения и дисперсий статистик имитации ВСГР , выводятся на
печать диаграммы усредненных расходов ресурсов, стоимости реализации ВСГР ,
коэффициентов использования оборудования и загрузки исполнителей предпри-
ятия. Вывод графиков изменения этих статистик стандартизован и осуществляет-
ся по запросам исследователя. Как видим, получение информации о динамике
развития ВТПП начиная с этапа 3 автоматизировано. Для автоматизации действий
исследователя на этапе 9 в составе СИМ ВСГР имеется подсистема RECHENPS. ,
реализующая известную методику принятия решений в условиях неопределенно-
сти и риска [5].
Заключение
Предложенные способ формализации ВТП ОП с помощью ВСГР , методика
построения ИМ ВСГР на основе агрегатного способа имитации { ijМТХО } и ин-
струментальная система имитации ВСГР позволяют автоматизировать наиболее
трудоемкие этапы проектного моделирования ВТПП и таким образом оперативно
Инструментальная система имитации обработки
информации и анализа характеристик надежности опасного производства
ISSN 1560-9189 Реєстрація, зберігання і обробка даних, 2004, Т. 6, № 4 75
организовать проектное моделирование вариантов организации ВТП ОП. Высо-
кий уровень автоматизации исследований, универсальный характер представле-
ния ВТП ОП с помощью ВСГР и простота описания ИМ ВСГР обеспечивают
СИМ ВСГР перспективу развития и использования при проектном моделирова-
нии ВТП опасного производства.
1. Жогаль С.И., Максимей И.В. Задачи и модели исследования операций. Ч. 1. Аналитиче-
ские модели исследования операций: Учебное пособие — Гомель: БелГУТ, 1999. — 109 с.
2. Максимей И.В., Серегина В.С. Задачи и модели исследования операций. Ч. 2. Методы не-
линейного и стохастического программирования: Учебное пособие — Гомель: БелГУТ, 1999. —
102 с.
3. Максимей И.В. Имитационное моделирование на ЭВМ. — М.: Радио и связь. 1988. —
232 с.
4. Боровиков В.П., Боровиков И.П. STATISTIKA — статистический анализ и обработка дан-
ных в среде Windows. — М.: Информационно-издательский дом «Филинъ», 1998. — 608 с.
5. Максимей И.В., Левчук В.Д., Жогаль С.П. и др. Задачи и модели исследования операций.
Ч. 3. Технология имитации на ЭВМ и принятие решений. — Гомель, БелГУТ, 1999. — 150 с.
Поступила в редакцию 28.09.2004
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-50705 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 1560-9189 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T13:35:11Z |
| publishDate | 2004 |
| publisher | Інститут проблем реєстрації інформації НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Максимей, И.В. Смородин, В.С. Сукач, Е.И. Соболь, И.В. Украинец, А.А. 2013-10-28T19:33:00Z 2013-10-28T19:33:00Z 2004 Инструментальная система имитации обработки информации и анализа характеристик надежности опасного производства / И.В. Максимей, В.С. Смородин, Е.И. Сукач, И.В. Соболь, А.А. Украинец // Реєстрація, зберігання і оброб. даних. — 2004. — Т. 6, № 1. — С. 66-75. — Бібліогр.: 5 назв. — pос. 1560-9189 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/50705 681.3 Изложены способ формализации и методика построения имитационных моделей вероятностных технологических процессов опасного производства с помощью системы моделирования агрегатного типа имитации. Викладено спосiб формалiзацiï i методику побудови імітаційних моделей імовірнісних процесів небезпечного виробництва за допомогою системи моделювання агрегатного типу імітації. A method of formalization and technique of construction for simulation models of probability technological processes of dangerous production with the help of modelling system of modular type of simulation is stated. ru Інститут проблем реєстрації інформації НАН України Реєстрація, зберігання і обробка даних Інформаційно-аналітичні системи обробки даних Инструментальная система имитации обработки информации и анализа характеристик надежности опасного производства Інструментальна система імітації, обробки інформації й аналізу характеристик надійності небезпечного виробництва Tool System of Simulation, Information Processing Information and the Analysis of Reliability Characteristics of Dangerous Production Article published earlier |
| spellingShingle | Инструментальная система имитации обработки информации и анализа характеристик надежности опасного производства Максимей, И.В. Смородин, В.С. Сукач, Е.И. Соболь, И.В. Украинец, А.А. Інформаційно-аналітичні системи обробки даних |
| title | Инструментальная система имитации обработки информации и анализа характеристик надежности опасного производства |
| title_alt | Інструментальна система імітації, обробки інформації й аналізу характеристик надійності небезпечного виробництва Tool System of Simulation, Information Processing Information and the Analysis of Reliability Characteristics of Dangerous Production |
| title_full | Инструментальная система имитации обработки информации и анализа характеристик надежности опасного производства |
| title_fullStr | Инструментальная система имитации обработки информации и анализа характеристик надежности опасного производства |
| title_full_unstemmed | Инструментальная система имитации обработки информации и анализа характеристик надежности опасного производства |
| title_short | Инструментальная система имитации обработки информации и анализа характеристик надежности опасного производства |
| title_sort | инструментальная система имитации обработки информации и анализа характеристик надежности опасного производства |
| topic | Інформаційно-аналітичні системи обробки даних |
| topic_facet | Інформаційно-аналітичні системи обробки даних |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/50705 |
| work_keys_str_mv | AT maksimeiiv instrumentalʹnaâsistemaimitaciiobrabotkiinformaciiianalizaharakteristiknadežnostiopasnogoproizvodstva AT smorodinvs instrumentalʹnaâsistemaimitaciiobrabotkiinformaciiianalizaharakteristiknadežnostiopasnogoproizvodstva AT sukačei instrumentalʹnaâsistemaimitaciiobrabotkiinformaciiianalizaharakteristiknadežnostiopasnogoproizvodstva AT sobolʹiv instrumentalʹnaâsistemaimitaciiobrabotkiinformaciiianalizaharakteristiknadežnostiopasnogoproizvodstva AT ukrainecaa instrumentalʹnaâsistemaimitaciiobrabotkiinformaciiianalizaharakteristiknadežnostiopasnogoproizvodstva AT maksimeiiv ínstrumentalʹnasistemaímítacííobrobkiínformacííianalízuharakteristiknadíinostínebezpečnogovirobnictva AT smorodinvs ínstrumentalʹnasistemaímítacííobrobkiínformacííianalízuharakteristiknadíinostínebezpečnogovirobnictva AT sukačei ínstrumentalʹnasistemaímítacííobrobkiínformacííianalízuharakteristiknadíinostínebezpečnogovirobnictva AT sobolʹiv ínstrumentalʹnasistemaímítacííobrobkiínformacííianalízuharakteristiknadíinostínebezpečnogovirobnictva AT ukrainecaa ínstrumentalʹnasistemaímítacííobrobkiínformacííianalízuharakteristiknadíinostínebezpečnogovirobnictva AT maksimeiiv toolsystemofsimulationinformationprocessinginformationandtheanalysisofreliabilitycharacteristicsofdangerousproduction AT smorodinvs toolsystemofsimulationinformationprocessinginformationandtheanalysisofreliabilitycharacteristicsofdangerousproduction AT sukačei toolsystemofsimulationinformationprocessinginformationandtheanalysisofreliabilitycharacteristicsofdangerousproduction AT sobolʹiv toolsystemofsimulationinformationprocessinginformationandtheanalysisofreliabilitycharacteristicsofdangerousproduction AT ukrainecaa toolsystemofsimulationinformationprocessinginformationandtheanalysisofreliabilitycharacteristicsofdangerousproduction |