Язык имитационного моделирования GPSS W

 

ЛЕКЦИЯ 3

Язык имитационного моделирования GPSS W

Язык GPSS W расшифровывается как General Purpose Simulation System World – Всемирная общая целевая моделирующая система. Бесплатная версия языка… В GPSS W имеется два специализированных языка. · Язык высокого уровня, предназначенный для описания объектов моделирования, это операторы GPSS W

Перспективы развития языка GPSS W

Для устранения этих проблем и расширения возможностей пользователя при проведении имитационных исследований, компанией «Элина-Компьютер» создан… 1. Организовать ваши модели, эксперименты и результаты исследований в… 2. Написать модель в текстовом редакторе, который поддерживает: автовыравнивание, подсветку синтаксиса, контекстную…

Типы элементов схемы

· Типовые элементарные блоки (ТЭБ) определяют логически независимые участки кода программы и содержат входы и выходы для связи с другими элементами… · Схемы определяют уровень декомпозиции. Наряду с ТЭБами они имеют входы и… · Связи определяют взаимодействие ТЭБов и схем. С их помощью соединяются входы и выходы ТЭБов и схем. Связи,…

ТЭБы

 

ТЭБ является логически независимым элементом. Он имеет интерфейс, то есть набор входов и выходов, с помощью которых связывается с другими элементами. ТЭБ содержит модель на языке GPSS World, которая определяет логику его работы. Каждый вход ТЭБа представляет собой метку в тексте модели.

На схеме ТЭБ представляется синим прямоугольником: .

Если у ТЭБа есть входы или выходы, то они будут отображаться овалами: . Клеммы отображаются только в том случае, если ТЭБ выделен, или над ТЭБом находится указатель мыши.

Команда «Ориентация клемм элемента» –позволяет определить, как

будут располагаться входы и выходы ТЭБа относительно его границ. При выборе этого пункта меню, откроется вспомогательное подменю, где будет можно выбрать один из 4 вариантов:

1. «Слева - направо», когда входы находятся слева, а выходы – справа .

2. «Справа - налево», когда входы находятся справа, а выходы – слева .

3. «Сверху - вниз», когда входы находятся сверху, а выходы – снизу .

4.«Снизу - вверх», когда входы находятся снизу, а выходы – сверху

 

 

Схемы

Схема представляет уровень декомпозиции. Она, также как и ТЭБ, имеет интерфейс, то есть набор входов и выходов, с помощью которых связывается с другими элементами. Схема не имеет собственной логики и программы на GPSS W. Она используется для объединения ТЭБов и схем. Это удобно в больших схемах. Каждый транзакт, приходящий на вход или выход схемы передаёт информацию от элемента, связанного с этой клеммой.

Команда «Ориентация клемм элемента» –позволяет определить, как будут располагаться входы и выходы схемы относительно его границ. При выборе этого пункта меню, откроется вспомогательное подменю, где будет можно выбрать один из 4 вариантов:

1. «Слева - направо», когда входы находятся слева, а выходы – справа .

2. «Справо - налево», когда входы находятся справа, а выходы – слева .

3. «Сверху - вниз», когда входы находятся сверху, а выходы – снизу .

4. «Снизу - вверх», когда входы находятся снизу, а выходы – сверху .

 

 

Рис. 3.1. Внутренняя структура схемы

 

Связи

Связи служат для соединения входов и выходов ТЭБов и схем. С точки зрения GPSS-модели связь представляет собой перемещение транзакта из одного блока модели в другой блок.

Связь на схеме представляется линией: . По умолчанию линия имеет зелёный цвет.

Чтобы создать связь, необходимо навести курсор мыши на выход ТЭБа или схемы. Курсор при этом примет вид . После чего нажать и отпустить левую кнопку мыши. Далее – переместить курсор на вход, куда необходимо направить связь и ещё раз нажать и отпустить левую кнопку мыши. В процессе перемещения за курсором потянется связь. При создании связи, программа будет пытаться обойти встречающиеся на пути связи объекты. Описанные действия проиллюстрированы на рисунках 3.2 и 3.3.

Рис. 3.2. Начало создания связи

Рис. 3.3. Окончание создания связи

Надписи

Надпись представляется на схеме в виде текста: . Чтобы создать надпись, необходимо выбрать команду «Добавить надпись» в меню… С надписью можно взаимодействовать с помощью мыши.

Изображения

Изображение служит для документирования схемы и придания ей более наглядного и приятного вида. Изображение представляется на схеме в виде прямоугольника: с картинкой или без…

Пример разработки модели

В данном разделе рассмотрен пример разработки модели, с использованием расширенного редактора.

Задание.

Разработать модель предприятия по сборке компьютеров.

 

Рис. 3.5. Схема типового предприятия

На рисунке 3.5 представлена схема взаимодействия объектов типового предприятия. Необходимо сформировать модель на языке GPSS W, отражающую взаимодействие объектов представленных на рисунке. При создании модели, использовать средства расширенного редактора. Если в библиотеке ТЭБов нет готовых для данного процесса ТЭБов, то их требуется создать.

Создадим ТЭБ, который будет иметь два входа и один выход. Транзакт будет подаваться на выход только в том случае, когда на оба входа поданы транзакты. Назовём данный ТЭБ – логическим блоком. Т.к. данный ТЭБ имеет достаточно общие характеристики работы, сделаем его универсальным.

Присвоим ему имя «Логический блок». Для наглядности на ТЭБе разместим картинку, для этого необходимо нажать кнопку «Выбрать изображение», в открывшемся окне выбрать картинку, которая будет представлять данный ТЭБ. При этом сбросим флажок «Показывать наименование», и установим флажок «Показывать изображение». В заключении можно ввести описание ТЭБа. Результат показан на рисунке 3.6.

Рис. 3.6. Общие параметры логического блока

После этого, необходимо перейти к вкладке «Входы/выходы» и создать два входа и один выход, так, как показано на рисунке 3.7. Все входы и выходы работают с транзактами без параметров, т.к. важен сам факт наличия транзактов.

Рис. 3.7. Интерфейс логического блока

Далее следует ввести программную модель на языке GPSS W, которая будет определять логику работы ТЭБа. Введите модель так, как показано на рисунке 3.8.

Рис. 3.8. Программная модель ТЭБа

После того, как все данные введены, необходимо нажать кнопку «ОК». Созданный логический блок появится в папке «1 категория» библиотеки ТЭБов. Аналогично создаются и заносятся в библиотеку все остальные необходимые ТЭБы, после чего разрабатывается схема процесса, представленная на рис.3.9.

 

Рис. 3.9. Готовое решение схемы «Сборочный процесс»

После того, как схема «Сборочный процесс» создана, необходимо закончить родительскую схему. Для перехода к родительской схеме, необходимо выбрать команду «Перейти на уровень выше» меню «Схема».

Добавляем в родительскую схему недостающие ТЭБы и связи так, чтобы она была аналогична готовой схеме – рис. 3.10.

Рис. 3.10. Готовая схема «Модель частного предприятия»

Введём в рис. 3.10 надписи и изображения. Результат оформления модели представлен на рис. 3.11.

Рис. 3.11. Пример оформления схемы

 

Переход от графического представления структуры модели к программному виду на языке GPSS W производится автоматически.После этого её можно выполнить. Для этого необходимо перейти к вкладке собранной модели и выбрать команду «Начать моделирование» меню «Моделирование». При этом на панели вкладок откроется журнал моделирования. Кнопка закрытия вкладки модели скроется, сигнализируя о невозможности закрытия вкладки, пока выполняется её модель. Также, в очереди моделирования появится задача. Заголовок задачи совпадает с именем модели. Если нажать на ссылку «Модель», то в панели вкладок, текущей вкладкой станет выполняющаяся модель. Если нажать ссылку «Журнал», текущей станет вкладка журнала, связанного с моделью. Выпадающий список «Отчёты» содержит отчёты моделирования. Их может быть несколько.

После того, как моделирование завершится, на панели вкладок откроется вкладка отчёта. А задача перекрасится из серого в зелёный цвет – это значит, что моделирование закончилось без ошибок.

 

 

1.1.

Mоделирование в системе Arena simulation

Процесс моделирования организован следующим образом. Сначала пользователь строит в визуальном редакторе системы Arena блок-схему модели, состоящую…  

Модули блок-схемы

Далее приводится описание модулей и шаблонов, расположенных в порядке по степени их важности в моделях.

Модуль Create (Создание)

Модуль Create предназначен для генерации в модель транзактов по задаваемым временным промежуткам между поступлением соседних транзактов, или по… Таблица 3.2 Наименование свойства Описание Name…  

Модуль Dispose (Уничтожение)

Модуль Dispose предназначен для вывода транзактов из имитационной модели. Перед уничтожением транзакта можно сохранить статистические данные о его… Задаваемые свойства модуля приведены в таблице 3.3. Таблица 3.3 Название свойства Описание Name («Название») Уникальный идентификатор…

Модуль Process (Обработка)

Модуль Process предназначен для имитации процесса обработки во время моделирования. Он обеспечивает задержку транзакта на заданное время. Имеется… Таблица 3.4 Название свойства Описание Name…  

Модуль Process - окно Resource (Ресурс)

Модуль Decide (Решение)

Модуль Decide предназначен для реализации в модели процессов принятия решений по изменению порядка выполнения модулей. Он включает в себя… У модуля Decide есть две выходные точки, в том случае если ее тип определен… Таблица 3.5 Название свойства Описание Name («Название») Уникальный идентификатор…

Модуль Batch (Группировка)

Модуль Batch предназначен для группировки транзактов в партии. Партии могут создаваться навсегда или только временно. Временно сгруппированные… Таблица 3.6 Название свойства Описание Name…  

Модуль Separate (Разделение)

Модуль Separate предназначен либо для копирования входящих транзактов (создания копий транзактов), либо для разбиения предварительно сгруппированных объектов на первоначальные составляющие транзакты. Требуется указание правил определения затрат и времени на копирование, а также правил присвоения требуемых значений атрибутов для транзактов формируемой партии. При разбиении ранее сформированных партий тран-закт, созданный для временного представления партии, уничтожается, и восстанавливаются первоначальные объекты, сформировавшие партию. Транзакты последовательно выходят из данного модуля в том же порядке, в котором они первоначально были включены в партию.

При копировании транзактов указанное количество копий генерируется и направляется на выход модуля. Исходный транзакт, поступивший на вход модуля, также покидает этот модуль. Подобен блоку Split языка GPSS. Задаваемые свойства модуля приведены в таблице 3.7.

Таблица 3.7

Название свойства	Описание
Name («Название»)	Уникальный идентификатор модуля, указываемый на его образе.
Type («Тип»)	Метод разделения входящих объектов (транзактов): ● Duplicate Original («Копировать изначальный») исполь- зует изначальный транзакт для создания заданного числа идентичных копий; ● Split Existing Batch («Разделить существующую пар- тию») требует, чтобы входящий транзакт был временно объединенным при помощи модуля Batch транзактом. Исходные транзакты партии будут разделены.
Percent Cost to Duplicates («Процент зат-рат на создание копий»)	Определяет стоимость и время генерации копий. Эти вели-чины определяются процентном затрат и времени (между 0 и 100%) от исходного объекта. Заданный процент будет по-ровну поделен между копиями, в то время как исходный транзакт получит оставшуюся часть затрат/времени. Используется в случае, если выбран тип Duplicate Original.
# of Duplicates («Число дубликатов»)	Число исходящих дубликатов (копий), которые будут сгене- рированы от входящего транзакта и покинут модуль вместе в ним. Используется если тип Duplicate Original.
Member Attributes («Атрибуты членов»)	Метод, определяющий правила назначения атрибутам копий значений атрибутов исходного транзакта. Эти опции относятся к шести специальным атрибутам (Entity.Type, Entity.Picture, Entity.Sequence, Entity.Station, Entity.Jobstep, и Entity.HoldCostRate) и всем атрибутам, определенным пользователем. Используется для типа Split Existing Batch.
Attribute Name («Название атрибута»)	Названия атрибутов которые назначаются исходным тран-зактам партии. Используется в случае, если параметр Member Attributes задан как Take Specific Representative Values («Использовать определенные значения представления»).

 

Модуль Assign (Присвоение)

Модуль Assign предназначен для присвоения новых значений переменным, атрибутам объектов, их типам, изображениям или другим системным переменным.… Таблица 3.8 Название свойства Описание Name…  

Модуль Record (Запись)

Модуль Record предназначен для сбора статистики в имитационной модели. Можнорегистрировать различные типы собираемой статистики, включая время между… Таблица 3.9 Название свойства Описание Name…

Модуль Entity (Объект)

Таблица 3.10 Название свойства Описание Entity Type («Тип объекта») Название определяемого типа объекта. Имя…  

Модуль Queue (Очередь)

Таблица 3.11 Название свойства Описание Name («Название») Название очереди. Имя должно быть уникальным. …  

Модуль Resource (Ресурс)

· Оборудование (станки, касса, телефонная линия). · Люди (работники офиса; люди, участвующие в обработке заказов; продавцы,… Задаваемые свойства модуля приведены в таблице 3.12.

Модуль Variable (Переменная)

Есть три метода для ручного редактирования первоначальных значений модуля Variable: · Посредством стандартной электронной таблицы. В электронной таблице модуля… · Посредством диалогового окна модуля. В электронной таблице модуля, кликните правой кнопкой мыши на любую ячейку и…

Модуль Schedule (Расписание)

Кроме того, расписание может быть использовано для реализации задержек, основанных на времени моделирования. Расписания, ограниченные по… · Рабочее расписание для персонала, включая перерывы. · Сетка поломок оборудования.

Модуль Set (Набор)

· Станки, которые могут производить одинаковые действия на промышленном объекте · Менеджеры, проверяющие в магазине · Работники почты, секретари в приемной

Time Pattern (Шаблон расписания)

Шаблоны расписаний хранятся в модели Arena в модуле Schedule с выбранным типом Calendar. Их данные редактируются из окна Time Pattern, который можно… · Недельные рабочие расписания (например, 1 смена, 5-ти дневная рабочая… · Дневные расписания (например, 8-ми часовой рабочий день с 30-ти минутным перерывом на обед).

Calendar States (Состояния календаря)

· Общее количество рабочих · Стандартные значения эффективности · Стандартные коэффициенты прибытия

Построение блок-схем визуальных моделей в системе Arena

Отображение данных Графическое отображение Рис.3.1. Рабочее окно системы Arena В левой части окна, представленного на рис.3.1, отображается панель, включающая в себя необходимый набор инструментов…