Моделирование имитационное

Математические модели систем машин и станков служат для расчета производительности, надежности и экономической эффективности технологических систем в целом. В основном анализ качества таких систем выполняется с помощью их имитационного моделирования как система массового обслуживания. Составление имитационной модели производится по структурной схеме системы. [c.58]

Далее составляется схема сетевой имитационной модели (СИМ), где отражаются действия с устройствами обслуживания, емкостями и очередями. По СИМ составляется программа моделирования. [c.59]

Примечание. В случае простых компоновок РТК их анализ можно производить с помощью аналитических моделей массового обслуживания. В остальных случаях имитационное моделирование РТК является единственным методом исследования качества полученных проектных решений. [c.59]

Исходные данные для программы, реализующей алгоритм имитационного моделирования РТК, должны включать сведения по типовой детали и типовой партии деталей, структуре РТК и его характеристикам, размещению инструмента по позициям и параметрам инструмента и оборудования (обрабатывающего и транспортно-накопительного). Эти данные должны быть статистическими, т. е. содержать сведения о типе закона распределения параметра, математических ожиданиях, среднеквадратичных отклонениях и т. п. [c.59]

Пусть требуется определить производительность одного модуля РТК из станков i—Сз при обработке деталей различной трудоемкости. Для заданного числа партии деталей, которые необходимо обработать за определенное время, результаты имитационного моделирования позволяют определить необходимое число модулей РТК. [c.64]

Рассмотрим законы распределения некоторых naj a-метров при имитационном моделировании станочных модулей. Для электрической и электронной частей систем управления станочных модулей используется экспоненциальный закон распределения времени безотказной работы. Время безотказной работы v-ro режущего инструмента — Tv рассчитывается с помощью закона распределения Вейбулла [c.66]

Практика показала, что ГПС должны быть связаны с безлюдной технологией, а это требует решения целого комплекса сложнейших проблем. В числе этих проблем — резкое повышение надежности технологического оборудования и системы управления более детальная проработка технологического процесса на основе имитационного или ситуационного моделирования, учитывающая возможные отказы в процессе изготовления изделия обеспечение автоматического распознавания поступающих на станок заготовок и вызов соответствующих управляющих программ автоматическая настройка станков на новый вид обработки, автоматическая коррекция инструмента и его замена при затуплении автоматическое обнаружение поломок инструмента автоматическое поддержание точности обработки за счет оптимизации режимов резания, в том числе и с привлечением адаптивного управления и др. [c.144]

В гл. 7 даются характеристики, позволяющие оценивать качество создаваемой САПР, рассматриваются методы имитационного моделирования аппаратных и программных средств САПР. [c.5]

Модели в алгоритмической и аналитической формах называют соответственно алгоритмическими и аналитическими. Среди алгоритмических моделей важный класс составляют имитационные модели, предназначенные для имитации физических или информационных процессов в объекте при задании различных зависимостей входных воздействий от времени. Собственно имитацию названных процессов называют имитационным моделированием. Результат имитационного моделирования — зависимости фазовых переменных в избранных элементах системы от времени. Примерами имитационных моделей являются модели электронных схем в виде систем обыкновенных дифференциальных уравнений или модели систем массового обслуживания, предназначенные для имитации процессов прохождения заявок через систему. [c.147]

Что такое имитационное моделирование [c.220]

Методы анализа КТС предназначены для оценки вычислительной мощности комплекса и необходимой емкости оперативной и внешней памяти вычислительных средств и базируются на применении методов имитационного и аналитического моделирования. Методы имитационного моделирования позволяют учесть большое число параметров и достигнуть большой степени адекватности при соответствующем усложнении модели проектируемого объекта. Однако процесс построения имитационных моделей является довольно трудоемким и требует в качестве первоначальных методов оценки структур КТС САПР использования аналитических методов, которые применяют для построения моделей синтеза оптимальных структур. [c.337]

Имитационное моделирование — метод исследования, основанный на том, что изучаемая динамическая система заменяется ее имитатором и с ним проводятся эксперименты с целью получения информации об изучаемой системе. Напомним, что динамическими являются такие системы, которые изменяются во времени. Имитаторы могут быть реализованы на ЭВМ, а также на гидродинамических, механических или электронных системах. [c.349]

При имитационном моделировании процессов не требуется преобразовывать аналитические выражения в специальную систему уравнений относительно искомых величин. Для имитационного моделирования характерно воспроизведение на ЭВМ явлений, описываемых математической моделью, с сохранением их логической структуры и последовательности чередования во времени. [c.349]

Имитационное моделирование реализуется моделирующим алгоритмом, в соответствии с которым в ЭВМ имитируется функционирование исследуемой системы с учетом выбранного уровня детализации для получения нужных характеристик. Эти характеристики выводятся на печать и используются в качестве прямых или косвенных результатов проектирования. Таким образом, в процессе имитационного моделирования конструируется модель проектируемого объекта. На ней проводятся эксперименты с целью изучения закона функционирования и поведения проектируемого объекта с учетом заданных ограничений и целевой функции. [c.349]

Второй подход предусматривает создание универсальной имитационной модели, которая может настраиваться на любой объект заданного класса. Для этого необходимо, чтобы структурные и функциональные характеристики, отличающие один объект от другого, не входили в структуру модели и ее описание, а являлись легко заменяемыми исходными данными. В этом случае при подготовке к моделированию конкретного объекта из заданного класса программирование оказывается ненужным. [c.350]

Исходя из принципа построения имитационных моделей все их компоненты действуют последовательно. Чтобы произвести в модели одновременность нескольких событий, происходящих в различных частях реальной системы, необходимо построить определенный механизм задания времени в моделях. Существуют два основных метода фиксированного шага и шага до следующего события. В частности, при моделировании средств вычислительной техники, как правило, используются оба метода. [c.350]

Процесс имитации включает в себя большое число операций, связанных с формированием, преобразованием и использованием реализации случайных событий, величин и процессов, поэтому результаты моделирования также носят случайный характер. Они отражают случайные сочетания действующих факторов, складывающихся в процессе моделирования. Искомые величины при имитационном моделировании определяют в результате статистической обработки совокупностей данных некоторого числа реализаций процесса моделирования. Совокупность реализаций выступает в роли статистического материала при машинном эксперименте, а оценка параметров — в роли экспериментальных данных, поэтому имитационное моделирование иногда называют методом статистического моделирования. [c.351]

При автоматизированном проектировании имитационные модели предназначены для изучения особенностей функционирования проектируемых структур, состоящих из разнообразных элементов (дискретных и непрерывных, детерминированных и стохастических и т.д.). Имитационные программы строят по модульному принципу, при котором все элементы системы описываются единообразно в виде некоторой стандартной математической схемы — модуля. Схемы и операторы сопряжения модулей друг с другом позволяют строить универсальные программы имитации, которые должны осуществлять ввод и формирование массива исходных данных для моделирования, преобразования элементов системы и схем сопряжения к стандартному виду, имитацию модуля и взаимодействия элементов системы, обработку и анализ результатов моделирования, [c.351]

Большое внимание при моделировании уделяется выбору языковых средств. В настоящее время имеется большое число специализированных языков моделирования, поэтому для определения лучшего языка при конкретных приложениях возникают серьезные трудности. Выбор языка программирования для описания имитационных моделей в первую очередь определяется постановкой задачи, когда учитываются характеристики объекта моделирования, тип разрабатываемой модели, условия проведения эксперимента. [c.352]

Для решения задач моделирования хорош универсальный язык ПЛ/1, на котором можно решать научно-технические задачи более разнообразные, чем, например, на ФОРТРАНе. Кроме того, ПЛ/1 дает системным программистам средства для решения задач в реальном времени. Элементарные средства языка ПЛ/1 позволяют, например, описывать элементы цифровой вычислительной техники в виде программ имитационных моделей. Язык ПЛ/1 имеет простые операторы для проверки условий выполнения определенных действий, различные варианты реализации операции присваивания, операторы преобразования форм представления данных, несложные правила присваивания имен структурным элементам позволяет ограничивать учет времени и происходящих действий, простыми операторами реализовать булевы функции, легко реализовать статистические испытания модели при различных данных, изменять структуру модели и т.д. [c.353]

Схема организации процесса имитационного моделирования при автоматизированном проектировании приведена на рис. 7.1. На первом этапе формируется цель проектирования. Анализируя требования ТЗ на проектирование, оценивают сложность проектируемого объекта и определяют наиболее рациональный путь нахождения математической модели объекта проектирования и ее реализации для целей проектирования — путем имитационного моделирования, путем решения задач математического программирования и т.д. На этапе формирования имитационной модели осуществляется переход от представлений о реальной системе к абстрагированию, к некоторой логической схеме. Подготовка данных состоит в выборе данных, необходимых [c.353]

При планировании эксперимента составляют план последовательности выполнения процедур в имитационном моделировании и получают оценки результатов моделирования, Экспериментирование представляет собой процесс имитации с получением необходимых статистических данных, а также прямых и косвенных результатов проектирования. Построение выводов по данным, полученным путем имитации, осуществляется на этапе интерпретации. [c.355]

В качестве примера рассмотрим организацию имитационного моделирования процессора, входящего в состав ЭВМ. [c.355]

Исходными данными для моделирования являются структурная схема процессора и ограничения ТЗ на ряд параметров (быстродействие, точность и т.д.). Структурная схема дает представление о входящих в его состав блоках и связях между ними. Имитационная модель позволяет представить работу процессора путем абстрагирования способа реализации логических зависимостей (определяемых микропрограммами реализации операций) в виде последовательности выполнения логических операторов. Схе-ма алгоритма моделирования должна быть эквивалентной структурной схеме процессора. По схеме алгоритма производится компоновка отдельных программных модулей, описывающих функционирование реальных блоков процессора, в единую программу. Поскольку обработка элементов программы происходит последовательно, порядок их расположения соответствует распространению исходной информации по всем блокам по мере ее прохождения от входа к выходу. За исходную информацию принимается содержимое всех регистров процессора в начальный момент времени. [c.355]

Несмотря на достоинства метода имитационного моделирования, позволяющего в принципе исследовать структуры и функционирование объектов любой сложности и на любом уровне детализации, метод имеет ряд недостатков, а именно невозможность получения аналитических зави- [c.355]

Следует отметить, что если задача проектирования может быть сведена к какой-либо аналитической модели, то необходимость в имитационном моделировании отпадает. [c.356]

Синтез структуры САПР. Как и при проектировании других сложных систем, проектирование КТС САПР начинается с синтеза структуры комплекса. Поскольку синтез не удается представить как совокупность полностью формализованных процедур, выполняемых по критериям, отражающим всевозможные требования ТЗ, при синтезе могут быть допущены те или иные ошибки, приняты неудачные решения. Для их выявления после синтеза идет процедура верификации. В отличие от синтеза верификация может быть автоматизирована, ее на ЭВМ реализуют с помощью имитационного моделирования КТС САПР как системы массового обслуживания. [c.356]

Моделирование включает в себя формирование сетевой имитационной модели (СИМ), представляющей САПР как систему массового обслуживания, и выполнение численных экспериментов с этой моделью. Формирование СИМ осуществляется путем отображения структур маршрутов проектирования на синтезированную структуру КТС САПР. Уровни описания структуры КТС и маршрутов проектирования должны быть согласованы с характером и степенью полноты имеющихся исходных данных. [c.359]

Проектирование САПР должно осуществляться с учетом перспектив развития вычислительной техники и той области техники, для которой создается САПР. Поэтому САПР должна быть открытой для пополнения новыми техническими и программными средствами, а результаты прогноза объема проектных работ и размерностей решаемых задач должны учитываться в процессе имитационного моделирования. [c.361]

В таких ситуациях на основе результатов имитационного моделирования формулируются ТЗ на разработку новых ПМК или их элементов. Вопросы разработки сложных программных систем составляют содержание специальной технической дисциплины по программному обеспечению САПР. [c.364]

Б настоящее время лишь закладываются основы интегрированных автоматизированных производственных систем. САПР в составе ГАП будут развиваться в направлении совершенствования средств машинной графики, методов и программ автоматического синтеза технологических процессов и конструкций. Но роль САПР в автоматизации производства не ограничивается функциями автоматизации конструирования и технологической подготовки производства в уже созданных ГАП. Не менее важная задача САПР — проектирование самих автоматизированных производств, включая проектирование робототехнических комплексов, технологического оборудования, их компоновку, размещение и т. п. Для этого в САПР должны быть мощные средства имитационного моделирования работы производственных линий, участков, цехов синтеза и анализа объектов с физически разнородными элементами, каковыми являются различные виды роботов, манипуляторов, тел- [c.390]

Почему методы имитационного моделирования находят широкое применение о САПР [c.391]

Имитационная модель СМО представляет собой алгоритм, описывающий изменения переменных состояния па моделируемом отрезке времени. Предполагается, что изменение состояния любой переменной, называемое событием, происходит мгновенно в некоторый момент времени. Имитационное моделирование СМО — воспроизведение последовательности событий в системе при вероятностном характере параметров системы. Имитация функционирования системы при совершении большого числа событий позволяет произвести статистическую обработку накопленных результатов и оцепить значения выходных параметров, примеры которых указаны выше. [c.57]

Математическое моделирование систем массового обслуживания. Математическое моделирование систем массового обслуживания (СМО) может быть аналитическим и имитационным. При аналитическом моделировании модели СМО могут быть получены при использовании допущений, каждое из которых приводит к уменьшению степени их адекватности. Поэтому, несмотря на то, что аналитические модели очень экономичны, основным универсальным методом исследования СМО является имитационное моделирование. [c.151]

Для анализа динамических систем используют имитационное динамическое моделирование. Динамическая имитационная модель отражает внутреннюю структуру моделируемого объекта, Аппарат этого вида моделирования позволяет имитировать при-чинно-следственные связи между элементами и динамику изменений каждого элемента или блока объекта моделирования. Имитационное динамическое моделирование можно использовать для моделирования нестационарных систем и объектов. В качестве примеров причинно-следственных связей между отдельными блоками можно указать контур положительной и отрицательной обратной связи. На базе диаграмм причинно-следственных связей между отдельными блоками можно указать контур положительной и отрицательной обратной связи. На базе диаграмм причинно-следственных связей строится диаграмма потоков и уровней, которая представляет собой графическое изображение имитационной динамической модели в виде уровней и связывающих их потоков. Уровень характеризует накопление потока (например, уровень числа рабочих, занятых на производстве, объем производства и т. д.). Поток входи г в уровень или выходит из него, вызывая изменение уровня. Потоки могут быть материальными и информационными. Поток измеряется темпом (скоростью). Число уровней определяет размерность имитационной динамической модели. Интервал времени, через который вычисляются все параметры модели, называют шагом моделирования. Программирование имитационных динамических моделей осуществляется с помощью специального языка DINAMO. [c.169]

Развитием метода статистических испытаний можно считать имитационное моделирование. Имитационные модели реализуются при помощи ЭМВ и используют широкий набор математических, логических и других средств для описаю1я реальных задач, систем, процессов и явлений. Такие модели могут включать в себя все описанные ранее модели, а также многие трудно формализуемые средства описания. Имитационные модели представляют большие возможности для исследования экономических объектов, повышения эффективности управления производством. Так, используя их в режиме статистиче<жих испытаний, можно решать многие вероятностные задачи управления. Широкое применение находят, деловые игры , когда при помощи имитационных моделей имитируются и изучаются различные производственные ситуации и процессы, возможные варианты фзшкционирования и развития экономических объектов и систем. Это позволяет использовать имитационные модели в широком спектре проблем управления от перспективного планиро- [c.113]

Алгоритм имитационного моделирования станочного робото-технического комплекса (рис. 1.35) обеспечивает расчет его производительности по формуле [c.64]

Имитационное моделирование станочных систем значительно упрощается при использовании специальных ЯЗЫКС1В моделирования. [c.67]

В ЭНРШСе при имитационном моделировании станочных систем используют язык GPS.S. С помощью этого языка можно представить блоки или агрегаты реальной системы в виде устройств обслуживания, емкостей и очередей. Устройство обслуживания обеспечивает обработку одной заявки (например, транспортное устройство, станочный модуль). Емкости (памяти) обрабатывают несколько заявок (автоматизированный склад, бункер II т. п,). Исходные данные формируются в виде массивов, описывающих входные потоки заявок, параметры устройств, емкостей, дисциплины обслуживания. Для расчета параметров станочных систем е учетом надежности используются потоки отказов. Учет работ по восстановлению оборудования производится с помощью устройств обслуживания отказов. Когда при поступлении очередной заявки устройства обслуживания и емкости оказываются занятыми обработкой предыдущей заявки, организуется очередь. [c.67]

Величины bi могут колебаться от bimin до imax, что обусловливается видом ограничения, технологическими характеристиками используемого оборудования, материалом заготовки, требованиями к точности и качеству поверхностного слоя обрабатываемых деталей и т. д. Используя подход имитационного моделирования, находят отклонения от оптимальных параметров процесса и целевой функции, полученных по усредненным данным, значений этих же параметров и целевой функции, найденных при условии, что постоянные b в ограничениях модели принимают свои крайние значения. Таким образом, будет m (по числу ограничений) меняющихся факторов, каждый из которых имеет два уровня feimin и [c.80]

Следует отметить, что в настоящее время существует большое число языков моделирования (более 500), и тем не менее появляются новые. Так, при имитационном моделировании применение универсальных языков высокого уровня имеет ряд недостатков, чем обусловлено появление многих специализированных языков Моделирования, в частности языка GPSS. Однако благодаря универсальности языков высокого уровня исследователь может их использовать при решении многих задач автоматизированного проектирования без дополнительных затрат на ознакомление с новыми языками в процессе перехода к решению другого класса задач. [c.353]

Для описания разрабатываемой СИМ, как правило, используют один из языков имитационного моделирования, например язык GPSS. [c.360]

В лингвистическом обеспечении САПР наблюдаются тенденции создания диалоговых языков, их приближения к естественному языку. Для языков имитационного моделирования сложных систем, представляемых как системы массового обслуживания, важное значение имеет их упрощение, в частности, выражающееся в повышении степени их непроцедурности. Значительное место в общении инженера с ЭВМ занимает обмен графической информацией. Появляющиеся новые [c.110]

Учгг разреженности подразумевает неключение из вычислительного процесса операций, результат которых можно заранее предугадать. Учет пространственной разреженности обычно выполняется при операциях над матрицами, в которых преобладают нулевые элементы. Структуру матрицы можно предварительно проанализировать и в последующем итерационном вычислительном процессе не выполнять те операции, в которых одним из операндов является ноль. Учет временнсЗй разреженности выражается в пропуске вычислений по уравнениям математической модели на тех отрезках времени, на которых не происходит изменений переменных в процессе имитационного моделирования. [c.115]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...