Research OF Complex Processes Based on Step-By-Step Modeling

• Published in: Nauka ta progres transportu no. 5(95); pp. 51 - 59
• Main Authors: Horbova, O. V, Murkovych, N. S
• Format: Journal Article
• Language: English
• Published: Ukrainian State University of Science and Technologies 18.10.2021
• Subjects: mathematical modeling; simulation programming; technological process; technological process modeling
• ISSN: 2307-3489; 2307-6666
• DOI: 10.15802/stp2021/252704

Purpose. When solving practical problems that require the creation and further analysis of the model, an important criterion is the labour intensity of modeling. In this regard, the article is aimed at formalizing the modeling process and using the method of step-by-step modeling for the design of technological processes. This approach allows you to design processes and tasks according to the following stages: physical modeling, mathematical modeling, discrete computer modeling and simulation. Methodology. To solve the problem, a methodology of step-by-step modeling is used. The simulation involves 3 stages and uses the decomposition algorithm, i. e. considers the problem from global to detailed. At the first stage of this implementation, the necessary information is collected for the experiment. This information is presented in the form of statistics. In the second stage, further processing takes place, which is performed by checking the compliance of the input data and the process with the question of how this process should be performed. The last stage is the simulation of passages of this fragment, which is represented by a chain of transitions, obtaining statistics of time efficiency of this process, weaknesses of the process and the ability to compare the results obtained during modeling and in the real process, as well as the ability to predict future results and actions. Findings. The technique can be used to study complex technological processes in the enterprise. It allows modeling of complex processes to obtain information about the time efficiency of the technological operation, finding weaknesses in it and patterns in the occurrence of random events that may affect the operation. Using this approach can be very effective in the systems that require constant real-time monitoring, as this tool can be modified by adding sensor kits that will constantly send information to the system or equip an additional system that will provide ready-made information packets. Originality. The method of step-by-step modeling of representation has been improved, which consists in the simultaneous use of physical, mathematical and simulation modeling of complex processes with a set of stages of their implementation. Practical value. The proposed technique is designed for step-by-step modeling of the technological process with the subsequent construction of simulation programming. Мета. Для вирішення практичних завдань, що вимагають створення й подальшого аналізу моделі, важливим критерієм є трудомісткість моделювання. У зв’язку з цим метою статті є формалізація процесу моделювання та використання методики поетапного моделювання для проєктування технологічних процесів. Такий підхід дозволяє проєктувати процеси та завдання за такими етапами: фізичне моделювання, математичне моделювання, дискретне комп’ютерне моделювання та імітаційне моделювання. Методика. Для розв’язку задачі використовують методологію поетапного моделювання. Для моделювання використовують алгоритм декомпозиції, тобто розглядають задачу від глобального до детального. На першому етапі цієї реалізації проводять збір необхідної інформації для експерименту. Цю інформацію представляють у вигляді статистики. На другому етапі здійснюють подальшу обробку інформаціїї шляхом перевірки на відповідність вхідних даних і процесу та питання, як потрібно виконувати цей процес. На останньому етапі відбувається моделювання проходжень цього фрагмента, який представлений ланцюгом переходів, отримання статистики часової ефективності процесу, його слабких місць і можливість порівняти результати отримані під час моделювання та в реальному процесі, а також можливість спрогнозувати результати й дії в системі на майбутнє. Результати. Методика може бути використана для дослідження складних технологічних процесів на підприємстві. Вона дозволяє моделювати складні процеси для отримання інформації про часову ефективність виконання технологічної операції, знаходження слабких місць у ній та закономірностей у виниканні випадкових подій, що можуть вплинути на операцію. Використання цього підходу може бути досить ефективним у рамках систем, у яких необхідний постійний контроль у режимі реального часу, оскільки цей підхід можна модифікувати додаванням наборів датчиків, що будуть постійно надсилати інформацію до системи, або доповнити додатковою системою, що буде надавати вже готові пакети інформації. Наукова новизна. Удосконалено методику поетапного моделювання представлення, що полягає в одночасному використанні фізичного, математичного та імітаційного моделювання складних процесів з набором етапів їх реалізації. Практична значимість. Запропонована методика призначена для поетапного моделювання технологічного процесу з подальшою побудовою імітаційного програмування.