Компьютерной имитации и анимации

Создание модели компьютерной имитации и анимации сводится к четырем этапам.

Этап 1. Представление заданного технологического процесса в виде системы массового обслуживания (СМО).

На этом этапе реализуется переход от словесного описания технологического процесса к его математической модели. Здесь требуется описать заданный объект моделирования в абстрактных терминах и понятиях с использованием теории систем массового обслуживания.

Для этого необходимо:

- определить потоки событий (входящие потоки заявок и потоки обслуживаний для каждой очереди и прибора обслуживания);

- определить структуру системы массового обслуживания (число фаз, число каналов обслуживания, число очередей для каждой из фаз обслуживания заявок и связи источников заявок, приборов и очередей);

- определить алгоритмы функционирования системы массового обслуживания (дисциплины ожидания заявок в очередях и выбора на обслуживание каналов, правила ухода заявок из очередей и приборов).

Этап 2. Разработка в соответствии с СМО имитационной модели на специализированном языке GPSS/Н.

Здесь математическая модель, сформированная на первом этапе, воплощается в конкретную машинную модель, ориентированную на использование специализированного языка компьютерной имитации GPSS/H. Вначале требуется построить модель по блочному принципу, т.е. в виде совокупности стандартных блоков языка GPSS/H. Для этого необходимо:

- определить, какие объекты технологии будут отображаться транзактами в модели;

- определить количество сегментов, из которых будет состоять модель;

- подобрать блоки (цепь блоков), которые будут отображать события в заданной технологии.

После построения блок-схемы необходимо перейти к программированию модели. Переход от блок-схемы к программе является формальным шагом, так как заключается в записи пространственной структуры в линейном виде с добавлением необходимых управляющих операторов, что не требует специальных навыков.

На данном этапе также рекомендуется создать файл-меню, куда будут вводиться исходные данные. Файл-меню создается специально для данного процесса в виде неформатируемого текстового файла типа ASCII.

Этап 3. Отображение динамики технологического процесса при помощи языка компьютерной анимации Proof Animation.

На этом этапе требуется отобразить динамику заданного технологического процесса на компьютере при помощи специализированного языка компьютерной анимации Proof Animation. Для этого при помощи опций режима Draw Mode необходимо нарисовать статические элементы анимации (контуры цеха, станки, траектории движения транспортных средств и т.п.), а в режиме Class Mode динамические объекты (детали, транспортные средства, рабочих и т.п.).

Для связи анимации с имитационной моделью необходимо добавить в те места GPSS/H-модели, где требуется динамическое отображение операций, специальные команды управления Proof Animation.

На этом этапе также требуется вывести результаты моделирования на анимацию технологического процесса.

Этап 4. Оценка характеристик технологического процесса на разработанной модели компьютерной имитации и анимации.

На этом этапе компьютер используется для проведения имитационных экспериментов на составленной программе. Результаты этих экспериментов надо использовать для анализа и формулирования выводов о характеристиках заданного технологического процесса. Необходимо решить вопрос о форме представления результатов моделирования (графики, диаграммы, гистограммы, схемы и т.п.). В каждом конкретном случае целесообразно выбрать наиболее подходящую форму представления результатов моделирования. В большинстве случаев результаты удобнее сводить в таблицы, хотя графики позволяют более наглядно иллюстрировать полученные результаты.

При проведении имитационных экспериментов сначала надо вызвать файл-меню и ввести в него исходные данные. Затем запустить составленную программу GPSS/H. После прогона модели сформируется файл управления анимацией .atf-файл. При запуске анимации результаты моделирования должны быть выведены на экран в виде движения оборудования, рабочих, надписей и количественных показателей процесса.

Пример создания модели