Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

CW – 05 TEORIE ROZHODOVACÍCH PROCESŮ

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "CW – 05 TEORIE ROZHODOVACÍCH PROCESŮ"— Transkript prezentace:

1 CW – 05 TEORIE ROZHODOVACÍCH PROCESŮ
Ústav technologie, mechanizace a řízení staveb Fakulta stavební VUT v Brně CW – 05 TEORIE ROZHODOVACÍCH PROCESŮ 7. PŘEDNÁŠKA Simulace Březen 2009 © Ing. Václav Rada, CSc.

2 …….. POKRAČOVÁNÍ SE TÝKÁ simulací a modelování …. ☺
CW05 POKRAČOVÁNÍ …….. POKRAČOVÁNÍ SE TÝKÁ simulací a modelování … ☺ březen 2010

3 CW05 Modelování a simulace Simulace jako vědecká metoda je známa a běžně využívána zejména v matematice a kybernetice, ale i v biologii, medicíně, ekono-mice i v sociální sféře. Simulace umožní zkoumat vlastnosti ně-jakého systému pomocí experimentů s jeho matematickým nebo kybernetickým modelem. březen 2010

4 CW05 Simulace a modelování Do tohoto tématu spadá i klasická základní simulace a modelování systémové analýzy. K tomu jen následující obrázek. Březen 2010

5 CW05 Simulace a modelování Takže následují jedny z definic vystihující celkem přesně podstatu toho, co slova simulace, model a modelování představují: Březen 2010

6 Simulace je metoda zkoumání pomocí ekvi-valentní náhrady modelem.
CW05 Modelování a simulace - DEFINICE Simulace je metoda zkoumání pomocí ekvi-valentní náhrady modelem. Simulace je vědecká metoda zkoumání vlastností nějakého systému pomocí expe-rimentů s jeho (matematickým) modelem. Počítačová simulace je experiment poznání reality s počítačovým modelem. březen 2009

7 CW05 Modelování a simulace - DEFINICE Simulace je numerická metoda spočívající v experimentování se speciálním matematic-kým modelem reálu. Je to postup, kterým se zkoumá daný reálný proces. Výsledky simu-lace prováděné postupně v časových krocích (pevného odstupu kroků v čase). březen 2009

8 Je to vlastně poznávací proces založený na systémových principech.
CW05 Modelování a simulace Teorie modelování je základem pro zobra-zování reality v jednoznačně definovaném prostředí („světě“) a to včetně omezení a zjednodušování. Na teoretickém základě vytvořený model pak slouží ke zkoumání modelovaných reálií (objektů, vztahů, systémů, problémů, výsledků rozhodování, atd.). Je to vlastně poznávací proces založený na systémových principech. březen 2009

9 CW05 Modelování a simulace - DEFINICE Modelování je způsob zobrazení a zkoumá-ní reality, při kterém složitost (kvalitativní i kvantitativní), chování a další vlastnosti urči-tého reálného celku je vyjádřena složitostí, chováním a vlastnostmi jiného celku – mo-delu. Je to nástroj poznání a prostředek pro komplexní řešení poměrně široké třídy problémů. březen 2009

10 CW05 Modelování a simulace Modelování patří k tradičním postupům v mnohých technických i netechnických disciplí-nách a stalo se důležitou metodou. březen 2009

11 Model je nástrojem poznání.
CW05 Modelování a simulace - DEFINICE Model je obraz skutečnosti vytvořený pří-slušnou metodikou a při použití dostupných zobrazovacích (modelovacích) prostředků. Model je nástrojem poznání. Je charakteristický (účelově) záměrným a účelným (nejen účelovým) zjednodušením reality. březen 2010

12 implementace systémového řešení problému
CW05 Simulace a modelování problémová situace realita implementace systémového řešení problému nová formulace problému relevantní systémové modely formulace problému SYSTÉMOVÉ MODELOVÁNÍ koncepční systémové modely Březen 2010

13 CW05 Simulace a modelování Ke splnění definice je potřeba, aby model byl v příslušné části (oblasti, funkčnosti) shodný s realitou. Protože jen tak lze výsledky modelování úspěšně interpretovat do realit praxe. Březen 2009

14 CW05 Simulace a modelování Základem je použití matematických a pře-devším optimalizačních modelů, takže sku-tečnost je spíše zaměřena na hledání řešení optimálních, bez ohledu na jejich sociální přípustnost. Březen 2009

15 CW05 Modelování a simulace Jednou z forem modelování (přesněji řečeno přístupů k modelování a k modelům) je mate-matické modelování jako specifický druh poz-návání reality na základě účelové činnosti = vytváření matematického modelu dané reality. Přitom použité matematické metody a vyu-žitý matematický aparát se liší případ od pří-padu. březen 2009

16 CW05 Modelování a simulace Proces konstrukce matematického modelu se nazývá identifikací systému, protože při seznamování se s realitou a při jejím převo-du do modelové oblasti je systém analy-zován a jsou identifikovány jeho para-metry. březen 2009

17 CW05 Modelování a simulace Model je fyzicky vždy nezávislý na reálném modelovaném objektu, může být mnohem univerzálnější než nějaké mechanické zaří-zení, může být abstraktní myšlenkovou konstrukcí. Model je věcně odlišný od reálného objektu, ale z hlediska účelu, pro který byl konstruo-ván, je s reálným objektem funkčně totožný. březen 2009

18 Mezi základní typy modelů patří:
CW05 Modelování a simulace Mezi základní typy modelů patří: * ikonický model – má fyzikální formu, jsou to např. různé modely ve zmenšeném měřítku používané k otestování tvarů * symbolický model – je na fyzikální formě nezávislý – může být vyjádřen graficky pomo-cí různých symbolů, popsán slovně apod. březen 2009

19 * symbolický model … jejich dělení:
CW05 Modelování a simulace * symbolický model … jejich dělení: matematický – zaujímají významné místo mezi modely – využívají pro zobrazení problé-mu matematické nástroje a jsou proto spojeny s výpočetní technikou grafický slovní. březen 2009

20 Matematické modely lze klasifikovat a třídit podle různých hledisek:
CW05 Modelování a simulace Matematické modely lze klasifikovat a třídit podle různých hledisek: * deterministický model * stochastický model * strategický model. Jiné rozdělení - zda obsahují časový faktor: * statické modely * dynamické (na čase závislé) modely. březen 2009

21 CW05 Simulace a modelování Z hlediska modelování jsou velice zajímavé dynamické systémy, zejména pak v řídící a regulační technice – představují obecné mo-dely dynamického chování systémových jevů. Dynamika v systémovém pojetí (i v běžné praxi) znamená, že soustava množin předsta-vující dynamický systém obsahuje množiny s časovou závislostí nebo s funkcí času. Březen 2009

22 CW05 Simulace a modelování Pro popis dynamických systémů je využívána matematika diferenciálního a diferenčního počtu (systému rovnic, případně nerovností), teorie konečných automatů, teorie zpětné vazby z kybernetiky, teorie pravděpodob-nosti a teorie stochastických procesů. Březen 2009

23 CW05 Simulace a modelování Úlohy jsou formulovány tak, aby byly řešitelné známými matematickými metodami a pomocí univerzálních algoritmů – např. dynamického programování. Březen 2009

24 CW05 Simulace a modelování U dynamických systémů se předpokládá, že okamžitý výstup reálného systému nezávisí jen na okamžitém vstupu, ale závisí i na mi-nulé „historii“ systému (čili na předchozím chování). Březen 2009

25 CW05 Modelování a simulace Protože na stav dynamického systému je „přístup“ přes jeho jednotlivé stavy (stavové veličiny), existuje dělení podle chování: * deterministické – všechny parametry na vstupu jsou pevně zadané deterministické hodnoty a vystupují v něm jen deterministické veličiny a vztahy – zde obvykle lze na základě znalostí a informací o systému určit pro určitý vstup i chování systému a odpovídající výstup březen 2009

26 CW05 Modelování a simulace * stochastické (náhodné) – alespoň jeden z parametrů je náhodnou veličinou (její rozdě-lení je známo) a důsledkem je výskyt minimál-ně jedné náhodné rozhodovací proměnné ve-ličiny v modelu – s pravděpodobnostně danou závislostí mezi výstupy a vstupy – alespoň je-den parametr je náhodnou veličinou, jejíž roz-dělení není známo a nelze je určit známými běžnými metodami – u každého strategického parametru je známa jen horní a dolní mez březen 2009

27 CW05 Modelování a simulace * nedeterministické – není u nich známo pravděpodobnostní rozložení přechodových jevů, např. s konečnou množinou stavů, s nekonečnou množinou stavů – používají se pro řešení systémů v podmínkách nejistoty a pro prognózování březen 2009

28 CW05 Modelování a simulace * adaptivní – používají se pro modelování a řízení procesů, která mají na počátku řešení neznámé parametry, ale i s neznámou urče-nou strukturou objektu – nebo pro systémy, které v průběhu procesu mění své parametry a dokonce mohou měnit i svoji strukturu – činnost je založena na faktu, že postupným zpřes-ňováním, čili adaptací, se v průběhu procesu získají potřebné informace a hodnoty – používají se také k modelování učících se systémů březen 2009

29 CW05 Modelování a simulace * mlhavé – vágní – měkké, tj. fuzzy – vhod-né pro systémy, jejichž struktura, stavy a hod-noty lze popsat pouze slovně s jistou neurči-tostí vyjádření – bývají obtížně strukturova-telné. březen 2009

30 CW05 Modelování a simulace Důležitou částí modelu je algoritmu čili pos-tup a závislosti uvnitř modelu představující navenek chování a vlastnosti modelované-ho reálu. Metody algoritmizace jsou velice dobře po-psány v bohaté literatuře oblasti modelování a simulací (popisy jak matematické tak apli-kační). březen 2009

31 Algoritmus sestavení simulačního modelu:
CW05 Modelování a simulace Algoritmus sestavení simulačního modelu: * sestaví se soubor matematických a logic-kých vztahů a závislostí * sestaví se soubor popisující náhodné vztahy a vazby a obsahující pravděpodobnostní cha-rakteristiky * do modelu se při jeho tvorbě musí počítat se zahrnutím času * sestaví se popis možných změn, které se budou zkoušet na modelu. březen 2009

32 CW05 Modelování a simulace S algoritmizací je velice úzce svázáno napro-gramování algoritmu pro zpracování pomocí výpočetní techniky. S rozvojem levných, rych-lých a dostupných počítačů v posledních de-setiletích proniklo počítačové modelování do většiny vědních disciplín a stalo se důležitou metodou například v kybernetice, v teorii au-tomatického řízení, i v biologii, meteorologii, geologii a dokonce i v ekonomii a ve vědách sociálních. březen 2009

33 Rozdělení algoritmizačních metod např.:
CW05 Modelování a simulace Rozdělení algoritmizačních metod např.: * metody analytického řešení – poskytne řešení v tzv. uzavřeném tvaru – řešení je dáno „několika“ vzorci či vztahy a je určeno hlavně pro jednoduché nebo velmi zjednodušené problémy – (pozn.: v literatuře se uvádí, že tento název neodpovídá a není zcela vhodný, takže ji lze nalézt i pod jinými názvy) březen 2009

34 CW05 Modelování a simulace * finitní iterační metody – teoreticky vedou k nejpřesnějším výsledkům po projití urče-ného konečného počtu kroků (i když tento počet může být dosti veliký a tudíž pak algo-ritmus pracuje dlouho nebo dokonce mimo reálný disponibilní čas) – mimo zaokrouhlo-vacích chyb, které pochopitelně mají na přes-nost výsledků negativní vliv březen 2009

35 CW05 Modelování a simulace * infinitní iterační metody – teoreticky vedou k nejpřesnějším výsledkům po projití neko-nečného počtu kroků – např. z nejznámějších Newtonova iterační metoda – proces probíha-jícího algoritmu končí splněním zadané pod-mínky - např. dosažení známé a dostatečně přesné hodnoty, dosažení určité přesnosti dané hodnoty, nebo chyby (odchylky) dané veličiny od známé ideální hodnoty apod. březen 2009

36 CW05 Modelování a simulace * heuristické metody – modely sestavené na základě znalostí problému, intuice a zkuše-ností řešitele, řešení předchozích obdobných problémů, vylučováním určitých podmnožin řešení i podmnožin vlastního problému apod. – algoritmus v pravém slova smyslu zde neexistuje a je na-hrazen slovním popisem algoritmizačního procesu (i ve formě blízké fuzzy řešení) – dávají řešení „blízká“ k dobrým či vý-borným řešením (suboptimální řešení = přípustné ve smyslu dílčího optima). březen 2009

37 CW05 Modelování a simulace * simulační metody – zde je vhodnější odkaz na širokou literaturu než stručný výpis – z nejznámějších je to Metoda Monte Carlo (MMC), lineární simulační modely atd. březen 2009

38 Deterministické prvky
CW05 Modelování a simulace Deterministické prvky V simulačních modelech jsou zobrazovány pomocí proměnných, jejichž hodnoty vyjadřují možné vlastnosti těchto prvků. Těmto pro-měnným se přiřazuje hodnota konstanty. y = K březen 2009

39 CW05 Modelování a simulace Příznak Je prvkem simulačního modelu, který přináší možnost budoucího větvení. Je to determi-nistický rozhodovací prvek. Hodnota se řídí funkční závislostí. if (když) b ANO NE březen 2009

40 CW05 Modelování a simulace Filtr Je obvykle součástí rozhodování na příznaku. Hodnota se řídí přiřazením. b = TRUE březen 2009

41 CW05 Modelování a simulace Stochastické prvky Tyto prvky představují v simulačním modelu reálné náhodné veličiny – generují se různými generátory náhodných čísel (nejlepší jsou matematické generátory – dávají tzv. pseudo-náhodné číslo z rozsahu < 0, 1 >), nebo se odvozují z tabulek náhodných čísel y = GEN (ξ) březen 2009

42 CW05 Modelování a simulace Dynamické prvky Pomocí těchto prvků může simulační model respektovat časové závislosti a vlivy. Čas bývá zobrazován speciální proměnnou nazývanou např.: „time“, „clock“, „hodiny“, „clk“, „t“ atp. Při diskrétní simulaci se nesmí zapomenout na to, že stavy modelu se mění v diskrétních časových okamžicích. Časové intervaly jsou konstantní nebo proměnlivé. březen 2009

43 CW05 Modelování a simulace Pevný časový krok Je konstantní po celou dobu simulace. V da-ném časovém okamžiku se sleduje, zda udá-lost ve skutečnosti nastala nebo ne. Hodnota se řídí vztahem. ti = ti-1 + ∆ t březen 2009

44 Proměnlivý časový krok
CW05 Modelování a simulace Proměnlivý časový krok Respektuje fakt, že v reálu běžně není výskyt po sobě následujících událostí v pravidel-ných časových okamžicích. Hodnota se řídí vztahem. ti = ti-1 + GEN (∆ ti) březen 2009

45 CW05 Modelování a simulace Elementární akce Je nejjednodušší krok popisovaného děje. Znamená, že na základě dosud známých hodnot je vypočtena a přiřazena nebo změ-něna nějaké proměnné pomocí zadané funkce. Hodnota se řídí funkční závislostí. v = f ( x ) březen 2009

46 Kombinovaný časový krok
CW05 Modelování a simulace Kombinovaný časový krok Používá se tam, kde je potřeba respektovat jinou proměnlivost časového kroku - tzv. hla-vní čas je s pevným krokem a čas vedlejší, který je proměnlivý a je uvnitř hlavního časo-vého kroku – je mu podřízen a má svou pro-měnlivost kroku. konstantní (pevný) hlavní časový krok proměnlivý vedlejší časový krok březen 2009

47 CW05 Modelování a simulace Hlavní praktickou výhodou modelování je možnost pomocí experimentů s modelem (pokusů úspěšných i omylů) hledat varianty řešení daných úloh, které nemají analytické řešení. Nebo ověřit vlastnosti nákladných za-řízení před jejich fyzickou realizací březen 2009

48 MathCAD pro „obecnou matematiku“ (zjedno-dušeně řečeno)
CW05 Modelování a simulace K nejznámějším patří: MathCAD pro „obecnou matematiku“ (zjedno-dušeně řečeno) Statistics (pro simulaci náhodných dějů, pro-cesů a vlastností MATLAB, Simulink DYNA aj. pro modelování dynamických systémů SPICE pro simulaci statických i dynamických stavů elektrických prvků a obvodů. březen 2009

49 Simula (pro systémy se spojitými i diskrétními událostmi)
CW05 Modelování a simulace Součástí SW pro simulaci jsou i tzv. simulač-ní programovací jazyky nebo „číslicové“ simu-lační programovací jazyky, např. Simula (pro systémy se spojitými i diskrétními událostmi) CSSL (Continuous System Simulation Language, zejména pro spojité systémy), Simscript, Resim a velká řada dalších. březen 2009

50 CW05 Simulace a modelování Protože byly celkem jednoúčelově zaměřeny na časovou dynamiku systémů (matematicky vyjádřeno, uměly numerickými metodami řešit diferenciální a integrální počty), postu-pem doby zastaraly – nikoliv principem či použitými modelovacími metodami, ale nás-tupem nových obecných programovacích jazyků a všeobecným přechodem k univer-zálnějším programovým systémům. Březen 2009

51 CW05 Simulace a modelování V nedávné minulosti pro modelování dyna-mických dějů existovaly analogové počítače - uměly simulační výpočty obyčejných diferen-ciálních rovnic s počáteč. podm., prováděly simulaci v reálném čase = paralelně s reál-ným dějem, což ani velmi výkonné číslicové počítače dodnes nedokáží - (bohužel) s nás-tupem stolních „PC“ přestaly existovat a byly „odeslány do technických muzeí“. Březen 2009

52 CW05 Modelování a simulace V literatuře lze nalézt mnoho dělení modelů, jeden z nich dělí modely podle zobrazení: isomorfní zobrazení – lze nalézt vzájemně oboustranné a jednoznačné přiřazení mezi realitou a modelem, z hlediska formální struktury jsou shodné homomorfní zobrazení – každému prvku a vazbě zkoumané reálie odpovídá určitý prvek a vazba v modelu, neplatí to naopak – model je jednodušším obrazem zkoumané reálie. březen 2009

53 CW05 Simulace a modelování Grafické zobrazení je oblíbené zejména u složitých systémů - kde se rozvíjejí struktura a vnitřní vazby. U grafů jednotlivé prvky systé-mu tvoří uzly (činnosti). Představa struktury systému je v podstatě totožná s orientovaným grafem. Proto modely struktur systémů jsou zobrazovány orientovaným nebo neoriento-vaným grafem anebo maticí. Mezi nimi je jednoduchý vztah. Březen 2009

54 výstavba modelu – formulace matematické-ho popisu originálu (reality)
CW05 Modelování a simulace Modelování je postup od objektivní reality k modelu představujícím tuto realitu mající tři základní etapy: výstavba modelu – formulace matematické-ho popisu originálu (reality) realizace modelu – příprava a naprogramo-vání modelu a jeho odladění experimenty – práce s modelem a jeho vari-antami, vyhodnocování výsledků jednotlivých experimentů a vyvozování závěrů. březen 2009

55 Při modelování se používají následující mo-delovací techniky:
CW05 Modelování a simulace Při modelování se používají následující mo-delovací techniky: * matematický model – mat. programování modely lineárního programování (LP) modely celočísel. lineárního progr. (CLP) modely parametrického lin. progr. (PLP) modely nelineárního programování (NLP) modely dynamického programování (DP) modely vícekriteriální optimalizace (VKO) březen 2009

56 * organizační model * model chování * strukturní diagram
CW05 Modelování a simulace * organizační model * model chování * strukturní diagram * vývojový diagram * rozhodovací tabulky * simulační model * hybridní model. březen 2009

57 CW05 Modelování a simulace - příklad Existuje malý systém s 5 prvky a jednoduchý-mi vazbami. Z popisu vyplývá, že jej lze zná-zornit grafem se strukturou: P1 P2 P4 P3 P5 březen 2009

58 Ke grafu se sestaví koincidenční matice grafu.
CW05 Modelování a simulace - příklad Ke grafu se sestaví koincidenční matice grafu. Systémová algebra ji nazývá precedenční maticí struktury P. Specialitou je, že řádky i sloupce jsou prvky systému (uzly grafu). Protože se jedná o matici Booleovského typu, znamená to, že její prvky mohou nabý-vat pouze hodnot 0 a 1. březen 2009

59 Tyto matice, ale nesou pouze málo informací o struktuře systému.
CW05 Modelování a simulace - příklad Tyto matice, ale nesou pouze málo informací o struktuře systému. Proto se místo nich používají matice s ohod-nocením vazeb – ohodcení může být nejrůz-nějšího druhu, např. počet opakování vazeb, parametry vazeb, atd. V matici pak „1“ vyjadřuje existenci vazby mezi prvky (uzly). březen 2009

60 CW05 Modelování a simulace - příklad V matici označuje následnost prvků systé-mu, respektive pravdivost výroku, že dvojice prvků (pi , pj) je spojena orientovanou hra-nou (vazbou) – prvek pi je předchůdcem prvku pj a naopak prvek pj je následníkem prvku pi . březen 2010

61 Modelování a simulace - příklad
CW05 Modelování a simulace - příklad Matice bude mít tvar: P1 P2 P3 P4 P5 1 březen 2010

62 CW05 Modelování a simulace - příklad Systémová algebra používá i další typy ma-tic – např. matici transponovanou PT neboli matici následnosti – i zde existuje následnost, ale je obrácená, tzn., že prvek pi je následníkem prvku pj : březen 2009

63 Modelování a simulace - příklad
CW05 Modelování a simulace - příklad Matice následnosti bude mít tvar: P1 P2 P3 P4 P5 1 březen 2010

64 CW05 Modelování a simulace - příklad Pro zvýšení informačního obsahu výše zo-brazených matic, se používají např. matice prostorové algebry, kde jsou vazbám přiřa-zeny další matice vyjadřující jejich vlastnosti a další informace. Vznikají tak vícerozměrné (obvykle tří nebo čtyř rozměrné) prostorové matice. březen 2009

65 CW05 Modelování a simulace - příklad Dalším prostředkem je použití operace umoc-ňování precedenční matice – vyjadřuje se tak vzdálenost uzlů od sebe o počet hran rovný mocniteli. Např. mocnitel 2 znamená, že „1“ mají prvky vzdálené od sebe o dvě nebo tři vazby (hrany). březen 2009

66 Modelování a simulace - příklad
CW05 Modelování a simulace - příklad Pro vzdálenost o dvě hrany: „P2“ P1 P2 P3 P4 P5 1 březen 2009

67 Modelování a simulace - příklad
CW05 Modelování a simulace - příklad Pro vzdálenost o tři hrany: „P3“ P1 P2 P3 P4 P5 1 březen 2009

68 CW05 Modelování a simulace Matematický model musí vhodně charakteri-zovat závislost výstupů modelovaného systé-mu na jeho vstupech, na vnitřní struktuře sys-tému a vazbách s okolím (včetně působících omezení) i na vlastnostech reálného systému. březen 2009

69 CW05 Modelování a simulace Modely fyzikálních soustav jsou obvykle sestaveny v podobě soustavy diferenciál-ních rovnic nebo lze pro popis systému pou-žít přenosové funkce v Laplaceově transfor-mačním tvaru (zjednodušeně řečeno, za urči-tých podmínek celkem jednoduše převádí diferenciální rovnice na obyčejné „součtové“). březen 2009

70 CW05 Modelování a simulace Nebo se pracuje s diferenčními rovnicemi, stochastickými diferenciálními rovnicemi, parciálními diferenciálními rovnicemi, nebo se používá i zcela jiný matematický aparát. V kybernetice nebo technice vůbec, jsou to většinou obyčejné diferenciální rovnice, jiné obory pracují i s parciálními diferenciálními rovnicemi. Rovnice jsou upraveny do některé z kanonických forem. březen 2009

71 CW05 Modelování a simulace V jiných disciplínách můžeme použít pro popis systému diferenční rovnice, stochas-tické diferenciální rovnice, přenosové funkce v Laplaceově tvaru nebo zcela jiný matema-tický aparát. březen 2009

72 Model ale málokdy dokáže popsat dění v pří-rodě dostatečně přesně.
CW05 Modelování a simulace Model ale málokdy dokáže popsat dění v pří-rodě dostatečně přesně. Při jeho sestavování je nezbytné více či méně použít zaokrouhlení, zanedbání „nedůle-žitých částí, vlivů, …, atd.“, omezení roz-sahu, nerespektování nelinearit apod. březen 2009

73 CW05 Modelování a simulace Výsledek je proto rovněž (úměrně) více či méně pravdivý, protože bývá získán s použi-tím zjednodušujících (a tedy omezujících) předpokladů, nebo je výstupem procesu, který proběhl v nevhodném modelu. březen 2009

74 CW05 Modelování a simulace Určitá zkreslení u modelových výsledků existují zejména po použití zjednodušujících předpokladů, nebo při použití nevhodného modelu (nevhodného modelovacího principu a postupu). březen 2009

75 A následně pak nevyvozovat nepatřičné závěry.
CW05 Modelování a simulace Při modelování je proto zásadní znát přijatá omezení použitého modelu a jaký budou mít vliv na hodnověrnost výsledků. A následně pak nevyvozovat nepatřičné závěry. březen 2009

76 CW05 Modelování a simulace Po sestavení modelu je dalším krokem řešení rovnic (případně i nerovnic) matematické-ho modelu vhodnou numerickou metodou. Následně vypočtené výsledky je nutno inter-pretovat zpět do reálného systému a přijmout z toho vyplývající závěry. březen 2009

77 CW05 Modelování a simulace Všechno, kde "o něco jde" se snažíme vyz-koušet nanečisto. Po ověření správnosti struktury a shody modelu s reálným sys-témem (verifikace modelu) můžeme pomocí experimentování s různými variantami modelu nalézt takové uspořádání, které nejlépe vy-hovuje našim požadavkům na systém. březen 2009

78 CW05 Modelování a simulace Existuje několik důvodů, proč dát simulaci přednost před získáváním zkušeností experi-mentováním s reálným systémem – je lev-nější, rychlejší (simulační čas může plynout mnohem rychleji než skutečný), můžeme testovat mnohem více možných variant, je bezpečná (lze testovat i katastrofické varian-ty), můžeme analyzovat i plánované systémy, které ještě neexistují a podobně. březen 2009

79 CW05 Modelování a simulace Simulace má dlouhou tradici zejména při analýze fyzikálních systémů, které lze popsat pomocí matematického aparátu, který máme k dispozici již po několik staletí – diferenciál-ních rovnic. Jednou z oblastí, která simulaci léta vzdoro-vala, jsou právě logistické systémy. březen 2009

80 CW05 Modelování a simulace Důvod: výrobní linku nebo distribuční řetězec nelze dostatečně popsat pomocí diferenciál-ních rovnic ani jiného klasického matem. apa-rátu. Při pokusu o analytické řešení takového systému musíme připustit tolik zjednodušení a nepřesností, že výsledky takové analýzy jsou zpravidla nepoužitelné. březen 2009

81 CW05 Modelování a simulace U takových systémů, chceme-li zachytit jejich skutečné chování, opravdu nezbývá než si-mulovat například výrobky jeden po druhém tak, jak se pohybují výrobním systémem od skladu materiálu až k expedici. březen 2009

82 CW05 Simulace a modelování Simulace systémů diskrétních událostí – říkáme tomuto druhu takto, protože je v praxi nutné zachytit všechny události tak, jak v systému navazují na sebe (jdou za sebou a ovlivňují se tak). Sem spadají i simulace logistických systé-mů, protože představují simulaci systémů diskrétních událostí, která je pro tyto systémy charakteristická. Březen 2009

83 CW05 Simulace a modelování Existující typy simulace (realizované s využi-tím výpočetní techniky): simulace dynamických a fyzikálních systémů (diferenciální rovnice, metoda konečných prvků, ...) simulace systémů diskrétních událostí (teorie sítí front, ...) simulace zaměřená na výcvik osob (letecké simulátory a trenažéry, operátorské simu-látory, ...). Březen 2009

84 CW05 Simulace a modelování Pro počítačové modelování byla v různých oborech vyvinuta řada specializovaných SW – od jednoduchých a velice rychlých (z hle-diska obsluhy, která se ho musí naučit, i z hlediska provozu) až po složité (s mnoha možnostmi, funkcemi a také velikým simulač-ním potenciálem) – i z hlediska simulačních možností poskytovaných uživateli lze říci i dokonalých. Březen 2009

85 CW05 Modelování a simulace Podobně jako u ostatních metod, které mají napomáhat vytvoření úspěšné výrobní nebo obchodní organizace, je důležité si uvědomit podmínky úspěšného využití simulačních metod. březen 2009

86 Jedná se zejména o následující faktory:
CW05 Modelování a simulace Jedná se zejména o následující faktory: * Podniková kultura a připravenost podniku k použití moderních metod řízení. * Nutnost změn podnikových procesů. * Charakter analyzovaného procesu. * Reálné cíle simulačních projektů. * Kvalita vstupních dat. březen 2009

87 CW05 Modelování a simulace Rozvrhování, emulace, průběžná optimaliza-ce, reakce na nečekané poruchy. Úsilí po-třebné na vytvoření simulačního modelu je výhodné zhodnotit nejenom při plánování a reengineeringu procesů, ale i při provozu sys-témů. Existující model procesu lze s výhodou použít i při provozu. březen 2009

88 CW05 Modelování a simulace Může být využit v rámci výrobního informač-ního systému jako tzv. vestavěná aplikace pro predikci odezvy systému na určité kon-krétní vstupní podmínky – uživatelé informač-ního systému ani nemusí vědět, že infor-mace, se kterými pracují, jsou zčásti výsled-kem aplikace založené na simulaci. březen 2009

89 CW05 Simulace a modelování Do tohoto tématu spadá i klasická základní simulace a modelování tak jak by měla být pricipiálně zařazena do podnikového systé-mu a organizační struktury. K tomu - následující obrázek. Březen 2009

90 CW05 Modelování a simulace
Vlastníci problémů, organizace požadující analýzu procesů Simulační analytici v rámci firmy (organizace) Konzultanti simulací Vývoj simulačních nástaveb Vývoj simulačních nástrojů Vývoj simulačních aplikací březen 2010

91 …..… Informace k „Modelování“ pokračují …… cw05 – 07 CW05
POKRAČOVÁNÍ PŘÍŠTĚ ……. Informace k „Modelování“ pokračují …… …..… cw05 – 07 březen 2010


Stáhnout ppt "CW – 05 TEORIE ROZHODOVACÍCH PROCESŮ"

Podobné prezentace


Reklamy Google