Московский государственный университет экономики,

Содержание

1. Основные сведения об авторах...................................................... 4

2. Место дисциплины в процессе подготовки специалиста.............. 4

3. Для изучения данной дисциплины студент должен знать............. 4

4. Перечень основных тем.................................................................. 5

4.1 Тема 1. Имитационные модели систем массового
обслуживания..................................................................................... 5

4.2 Тема 2. Структурный анализ экономической системы как этап
построения модели............................................................................. 5

4.3 Тема 3. Моделирование случайных процессов....................... 6

4.4 Тема 4. Основные средства моделирования в системе
PILGRIM............................................................................................. 7

4.5 Тема 5. Язык описания моделей............................................. 8

4.6 Тема 6.Дополнительные средства моделирования................. 9

4.7 Тема 7. Моделирование потоков материальных ресурсов... 10

4.8 Тема 8. Моделирование потоков финансовых ресурсов...... 11

4.9 Тема 9. Управление моделью и результаты моделирования.. 11

4.10 Тема 10. Моделирование бизнес-процесса производственной
фирмы 12

4.11 Тема 11 .Решение задачи минимизации производственных
затрат производственной фирмы средствами имитационного
моделирования.................................................................................. 13

5. Список литературы....................................................................... 14

6. Глоссарий...................................................................................... 15

1. Основные сведения об авторах Ф.И.О: Власова Екатерина Аркадьевна

2. Место дисциплины в процессе подготовки специалиста

• Цель: изучение современных методов анализа структуры и динамических характеристик фирмы для выбора путей совершенствования или вариантов рациональной деятельности.

• Задачи: Повышение эффективности функционирования объекта экономики (фирмы) в настоящее время практически невозможно без регулярного анализа альтернативных вариантов действий этого объекта. Основными инструментами, позволяющими сравнивать эти варианты, являются имитационные динамические модели.

• Сфера профессионального использования:

Имитационная модель позволяет сравнительно быстро дать ответ на вопросы: "А что будет, если..." и оценить различные риски: невозврата кредита, неуплаты налогов (с соответствующими санкциями со стороны налоговой инспекции), невыполнения заказа в договорные сроки и др. Имитационное моделирование используется, если:

- проведение натурных экспериментов нежелательно или невозможно;

- неизвестны или не существуют экономико- математические методы расчетов.

3. Для изучения данной дисциплины студент должен знать

• основы теории вероятностей;

• основы программирования на языке высокого уровня (BASIC, Pascal, C);

• основы бухгалтерского учета.

4. Перечень основных тем

4.1 Тема 1. Имитационные модели систем массового обслуживания

Роль моделирования в анализе экономических объектов. Понятие модели объекта. Классификация моделей. Статические и экономические модели. Математические и имитационные модели. Имитационное моделирование на ЭВМ. Понятие обслуживающего прибора и заявки на обслуживание в системе. Объект экономики как система массового обслуживания. Назначение имитационных моделей систем массового обслуживания.

Изучив данную тему, студент должен:

• знать определение модели и имитационной модели в частности; определение системы массового обслуживания; Объект экономики как система массового обслуживания; назначение имитационных моделей систем массового обслуживания.

• уметь отличать имитационные модели от математических; строить структурные схемы систем массового обслуживания.

При изучении темы необходимо:

• читать пособие " " п.п.1.1, 1.2;

• акцентировать внимание на следующих понятиях: модель, статическая модель, динамическая модель, математическая модель, имитационная модель; обслуживающий прибор, заявка, поток заявок.

Для самооценки темы необходимо ответить на вопросы:

• чем отличается статическая модель от динамической;

• чем отличается имитационная модель от математической;

• какой может быть физическая природа имитационной модели;

• что такое система массового обслуживания;

• какова причина возникновения очередей в системе массового обслуживания;

• что характеризует экономическую систему как систему массового обслуживания;

• по каким показателям можно оценить работу системы массового обслуживания.

4.2 Тема 2. Структурный анализ экономической системы как этап построения модели

Определение структурного анализа. Структурный анализ как этап проектирования информационно-управляющей системы. Принципы структурного анализа. Принцип иерархической декомпозиции процессов. Элементарные процессы. Диаграммы детализации процессов.

Изучив данную тему, студент должен:

• знать определение и принципы структурного анализа, основные концепции структурного анализа;

• уметь строить иерархические диаграммы процессов, выделять элементарные процессы, определять уровень декомпозиции процессов.

При изучении темы необходимо:

• читать пособие "Имитационное моделирование экономических процессов" п. 1.4;

• акцентировать внимание на следующих понятиях: наследование, абстрагирование, иерархическая декомпозиция, элементарный процесс.

Для самооценки темы необходимо ответить на вопросы:

• какую роль играет этап структурного анализа в проектировании информационного управляющей системы;

• что такое элементарный процесс;

• что означает принцип иерархической декомпозиции.

4.3 Тема 3. Моделирование случайных процессов

Случайные характеристики систем массового обслуживания. Выбор закона распределения случайной характеристики. Равномерный, нормальный, экспоненциальный и бета - законы. Влияние случайных процессов на задержку в очередях. Формула Поллачека-Хинчина.

Изучив данную тему, студент должен:

• знать способы задания случайных характеристик систем массового обслуживания; критерии выбора закона распределения случайной характеристики; понятие суперпозиции потоков случайных событий в системе;

• уметь выбирать адекватный закон распределения случайной характеристики; оценивать время ожидания в очереди с помощью формулы Поллачека-Хинчина.

При изучении темы необходимо:

• читать пособие "Имитационное моделирование экономических процессов" п.п. 1.3, 1.4;

• акцентировать внимание на следующих понятиях: отсутствие последействия; коэффициент использования обслуживающего прибора.

• выполнить задание: привести примеры случайных процессов, описываемых изученными законами распределения.

Для самооценки темы необходимо ответить на вопросы:

• что такое случайная характеристика системы массового обслуживания;

• как определяется случайная характеристика в модели;

• какие законы распределения наиболее часто используются при моделировании случайных процессов;

• какие из перечисленных законов распределения позволяют задать случайные характеристики, имеющие соответственно конечную и бесконечную области значений;

• как выбирается значение дисперсии случайной характеристики, задаваемой нормальным законом;

• почему интервал поступления заявок в систему часто может быть задан с помощью экспоненциально распределения;

• в чем состоит смысл свойства отсутствия последействия для экспоненциального распределения;

• что такое коэффициент использования обслуживающего прибора;

• какие характеристики системы массового обслуживания связывает формула Поллачека-Хинчина;

• как разброс значений характеристик системы влияет на время ожидания в очереди.

4.4Тема 4. Основные средства моделирования в системе

PILGRIM

Граф модели. Состав модели: узлы и транзакты. Модельные события. Основные типы узлов модели: генератор, сервер, очередь, терминатор. Параметры узлов. Обслуживание с приоритетами. Графические результаты моделирования. Динамика задержек в очереди. Динамика потока в терминаторе. Модель АРМ бухгалтера. Имитация процессов обработки документа и устранения неисправности в компьютере. Моделирование обслуживания с приоритетами. Настройка переменных параметров обслуживающего прибора. Моделирование ветвлений.

Изучив данную тему, студент должен:

• знать назначение и параметры основных типы узлов системы PILGRIM: генератора, терминатора, сервера и очереди; способы задания и обработки приоритетов транзактов.

• уметь строить модели обслуживания с приоритетами; с переменными параметрами узлов; моделировать ветвления; получать графики динамики задержек в очереди и потока в терминаторе.

При изучении темы необходимо:

• читать пособие "Имитационное моделирование экономических процессов" п.п.2.1 - 2.2.4, 4.1

• акцентировать внимание на следующих понятиях: граф модели, модельное время, транзакт, узел, событие, генератор, сервер, очередь, терминатор, приоритет транзакта, обслуживающий канал.

• выполнить задание: с помощью модели из п.4.1 проверить справедливость формулы Поллачека-Хинчина

Для самооценки темы необходимо ответить на вопросы:

• что называют модельным событием;

• как в процессе работы модели определяется узел, в который должен перейти транзакт во время очередного события;

• могут ли два (или более) модельных события произойти одновременно;

• как сотносится количество генераторов и количество типов транзактов в модели;

• что произойдет, если число каналов сервера окажется равным 0 (как будет выглядеть график динамики задержек в очереди к этому серверу);

• чем обусловлен выбор законов распределения случайных параметров узлов модели;

4.5Тема 5. Язык описания моделей

Общая структура Pilgrim-программы. Раздел описаний. Стартовые операции. Функция modbeg. Описание графа модели. Блок описания узла. Операторы пользователя. Настройка параметров узла. Финишные операции. Функция modend. Функции пользователя. Прерывание работы модели. Обработка ошибок перехода транзакта.

Изучив данную тему, студент должен:

• знать синтаксис PILGRIM-языка, структуру блока описания узла, параметры функции инициализации модели.

уметь восстанавливать граф модели по ее тексту.

При изучении темы необходимо:

• читать пособие "Имитационное моделирование экономических процессов" п.3;

• акцентировать внимание на следующих понятиях: операторы пользователя до и после вхождения в узел, переменные параметры узлов.

• выполнить задание: восстановить по тексту граф модели из п.4.5. Сравнить результат с приведенной схемой.

Для самооценки темы необходимо ответить на вопросы:

• какую информацию о модели содержит функция modbeg;

• в чем состоит назначение функции network;

• каким образом в тексте модели отображается порядок движения транзактов;

• какого вида ошибки обрабатывает функция fault;

• как настраиваются переменные параметры узлов;

• в какой момент выполняются операторы пользователя;

в чем разница между операторами до и после вхождения транзакта в узел.

4.6 Тема 6.Дополнительные средства моделирования

Моделирование условного прерывания обслуживания. Проверка условий. Узел Key. Команды управления ключом (клапаном). Моделирование клапана с таймером. Семейства транзактов. Генерация семейств. Узел Creat. Порожденные и порождающие транзакты. Схема зарядки замкнутой модели. Уничтожение семейств. Узел Delet. Моделирование принципа тележки.

Изучив данную тему, студент должен:

• знать назначение и принципы функционирования узлов типа "Ключ", Управляемый генератор (мультипликатор)", "Управляемый терминатор (демультипликатор)", основные приемы использования этих
узлов в моделях;

• уметь строить модельные таймеры, замкнутые модели, работать
с семействами транзактов.

При изучении темы необходимо:

• читать пособие "Имитационное моделирование экономических процессов" п.2.2.5-2.2.7, п.п.4.2, 4.3, 4.6;

• акцентировать внимание на следующих понятиях: торможение потока транзактов, семейство транзактов, наследование параметров, схема зарядки, принцип тележки.

• выполнить задание: построить модель остановки автобуса и определить среднее и максимальное время ожидания за определенный период. Условие отправления автобуса - посадка всех находившихся на остановке пассажиров. Возможен одновременный приход на остановку нескольких пассажиров.

Для самооценки темы необходимо ответить на вопросы:

• как изменится модель бухгалтерии, если для моделирования сбоя компьютера использовать узел типа "Ключ";

• как использовать узел типа "Мультипликатор" для моделирования разветвления одного процесса на два параллельно выполняющихся процесса;

• как использовать узел типа "Демультипликатор" для моделирования следующей ситуации: начало некоторого процесса в

системе возможно только после завершения нескольких параллельно выполняющихся процессов;

• можно ли решить предыдущую задачу с помощью узла типа "Ключ";

• что такое замкнутая модель.

4.7 Тема 7. Моделирование потоков материальных ресурсов

Определение материального ресурса. Понятие склада ресурса. Узел Attach. Запрос ресурса со склада. Возвращение ресурса на склад. Команда detach. Пополнение склада ресурсов. Команда supply. Менеджер ресурсов. Узел Manage. Задержка обслуживания запроса. Обслуживание с приоритетами. Остаток ресурса. Дефицит ресурса.

Изучив данную тему, студент должен:

• знать назначение, принцип функционирования и параметры узлов для работы с материальным ресурсом; команды управления ресурсом.

• уметь моделировать потоки материальных ресурсов с учетом приоритетов обслуживания.

При изучении темы необходимо:

• читать пособие "Имитационное моделирование экономических процессов" п.2.2.9, п.4.5;

• акцентировать внимание на следующих понятиях: склад ресурса, захват и возвращение ресурса, менеджер склада, пополнение ресурса; обслуживание с приоритетами

• выполнить задание:

• привести примеры экономических систем, использующих пополнямые и непополняемые, а также возвращаемые и не возвращаемые материальные ресурсы;

• с помощью модели из п.4.5 определить, как изменится время ожидания ресурсов ЛВС, если их объем увеличить в 10 раз, не изменяя объем запроса.

Для самооценки темы необходимо ответить на вопросы:

• в каких единицах может измеряться материальный ресурс;

• какие операции с материальным ресурсам может осуществлять модель;

• за счет чего может увеличиться объем ресурса на модельном складе;

• как задать переменный объем запрашиваемого на складе ресурса;

• что будет, если остаток ресурса на складе превышает объем запроса;

• что такое дефицит ресурса;

• как работает склад в режиме обслуживания с приоритетами.

4.8 Тема 8. Моделирование потоков финансовых ресурсов

Бухгалтерский счет как элемент модели. Моделирование бухгалтерских проводок. Узел Send. Узел Direct. Обслуживание с приоритетами. Управление счетом. Показатели состояния счета.

Изучив данную тему, студент должен:

• знать назначение, принцип работы и параметры узлов для имитации финансовых потоков.

• уметь строить модели движения средств по бухгалтерским счетам.

При изучении темы необходимо:

• читать пособие "Имитационное моделирование экономических процессов" п.2.2.8.

• акцентировать внимание на следующих понятиях: узел-счет, узел - финансовый директор, приоритет платежа.

Для самооценки темы необходимо ответить на вопросы:

• в чем состоят общие и различные черты моделирования потоков материальных и финансовых ресурсов.

4.9 Тема 9. Управление моделью и результаты моделирования

Команды управления узлами. Параметры транзактов. Параметры состояния узлов. Датчики псевдослучайных величин. Результаты работы модели.

Изучив данную тему, студент должен:

• знать команды управления узлами в системе PILGRIM, виды параметров транзактов и их назначение, параметры состояния узлов, виды датчиков случайных величин, содержание таблицы результатов моделирования.

• уметь управлять узлами модели с помощью команд, корректно пользоваться параметрами транзактов и параметрами состояния узлов модели, интерпретировать показатели таблицы моделирования.

При изучении темы необходимо:

• читать пособие "Имитационное моделирование экономических процессов" п.п.2.3 - 2.7;

• акцентировать внимание на следующих понятиях: блокировка демультипликатора, перенастройка генератора, пользовательские параметры транзакта, параметр состояния узла, группирование транзактов при поступлении в очередь.

Для самооценки темы необходимо ответить на вопросы:

• в какой момент выполняются команды управления узлами;

• значения каких параметров транзактов может изменять пользователь;

• в чем разница между параметром состояния и параметром настройки узла;

• как определить длительность задержки платежей по конкретному счету.

4.10 Тема 10. Моделирование бизнес-процесса производственной фирмы

Структурная схема бизнес-процесса. Взаимосвязь потоков заказов и потоков финансовых ресурсов. Ее отображение на схеме имитационной модели. Моделирование платежей. Моделирование проводок с одного и того же счета-источника на различные счета-приемники. Моделирование банковского кредита. Прогноз показателей деятельности фирмы. Моделирование параллельных и порожденных процессов.

Изучив данную тему, студент должен:

• знать основные приемы моделирования бизнес-процессов;

• уметь использовать имитационные модели для прогнозирования и анализа бизнес-плана.

При изучении темы необходимо:

• читать пособие "Имитационное моделирование экономических процессов" п.4.5;

• акцентировать внимание на следующих понятиях: параллельные процессы, порожденный процесс, порождающий процесс, настройка параметров бухгалтерской проводки.

• выполнить задание:

• составить перечень входных (известных перед началом процесса моделирования) параметров моделируемого процесса из п.4.5;

• с помощью модели из п.4.5 определить значение выходных(определяемых по результатам моделирования) параметров процесса.

Для самооценки темы необходимо ответить на вопросы:

• какие события включает в себя конец жизненного цикла заказа в модели;

• какие из этих событий могут наступать последовательно, а какие - параллельно;

4.11 Тема 11.Решение задачи минимизации производственных затрат производственной фирмы средствами имитационного моделирования

Постановка задачи. Статьи дневных затрат производственной фирмы. Поверхность дневных расходов. Коэффициент загрузки производственного цеха. Схема имитационной модели предприятия. Понятие замкнутой модели. Зарядка замкнутой модели. Решение задачи аналитическим способом. Погрешность аналитического решения.

Изучив данную тему, студент должен:

• знать аналитический и имитационный способы решения задачи;

• уметь анализировать и сравнивать результаты обоих способов решения.

При изучении темы необходимо:

• читать пособие "Имитационное моделирование экономических процессов" п.4.7;

• акцентировать внимание на следующих понятиях: поверхность дневных расходов, загрузка производственного цеха, погрешность аналитического решения.

Для самооценки темы необходимо ответить на вопросы:

• почему поверхность дневных расходов является дискретной;

• почему аналитическое решение является менее точным, чем решение методами имитационного моделирования.

5. Список литературы

1. Емельянов А.А. Структурный анализ и динамические имитационные модели в экономике. - М.: Финансы и статистика, 2001.

2. Емельянов А.А., Власова Е.А. Структурный анализ и имитационное моделирование в системе PILGRIM/ Учебное пособие. -М.: МЭСИ, 2000.

3. Калянов Г.Н. CASE структурный системный анализ (автоматизация и применение). - М.: Лори, 1996.

4. Кофман А., Крюон Р. Массовое обслуживание. Теория и приложения.-М. :Мир, 1965.

5. Марка Д.А., МакГоуэн К.Л. Методология структурного анализа и проектирования. - М.: Метатехнология, 1993.

6. Шеннон Р. Имитационное моделирование систем: наука и искусство.- М.:Мир, 1978.

6. Глоссарий

Генератор - узел, создающий транзакты имитационной модели.

Граф модели - структурная схема имитационной модели, представляющая собой направленный граф.

Демультипликатор - см. Управляемый терминатор.

Заявка - требование какого-либо обслуживания, выполняемого в течение некоторого промежутка времени.

Ключ - узел, предназначенный для временного торможения потока транзактов в модели.

Модельное событие - выход транзакта из узла модели.

Модельный таймер - встроенная модельная переменная, хранящая текущее значение моделируемого периода времени.

Мультипликатор -см. Управляемый генератор.

Обслуживающий прибор - устройство, реализующее процесс обслуживания заявки.

Очередь - узел, предназначенный для моделирования очередей транзактов.

Параметр транзакта - числовое поле, входящее в состав тарнзакта и несущее информацию о нем.

Параметр состояния узла - числовое поле узла модели, несущее информацию о текущем состоянии узла.

Поток заявок - процесс перемещения заявок от одного обслуживающего прибора к другому.

Ресурс - исчисляемые в целых единицах объекты, необходимые транзакту для дальнейшего обслуживания в модели.

Сервер - узел, имитирующий обслуживающий прибор.

Система массового обслуживания - система, в составе которой можно выделить обслуживающие приборы и потоки заявок.

Транзакт - формальный запрос на обслуживание в узле модели.

Терминатор - узел, уничтожающий транзакты.

Узел - центр обслуживания транзактов.

Управляемый генератор (мультипиликатор) - узел, создающий семейства транзактов под управлением порождающего транзакта.

Управляемый терминатор (демультипликатор) - узел, уничтожающий семейства транзактов под управлением уничтожающего транзакта.