Устройство для статистического моделирования сложной системы работ

(51) М. Кл. б 061 153 присоединением вкиГосударственный комитет Совета Министров СССР 32) Приоритет Опубликовано 30,01,75. Бюллетень53) УДК 681.332:519,2(О 88.8) о делам изобрет и открытий Дата опубликования описания 11.03.7 2) Авторы изобретения(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СТАТИСТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ СЛОЖНОЙ СИСТЕМЫ РАБОТИзобретение может быть использовано при решении задач статистического моделирования процесса выполнения сложной системы работ и задач надежности и эффективности сложных технических систем в процессе их проектирования, испытания и эксплуатации.Известно устройство для статистического моделирования процессов выполнения сложной системы работ, в котором использованы генераторы веерных случайных процессов. Выполняемая работа имитируется генератором веерных случайных процессов, а каждый элемент системы - его моделью, содержащей такой же генератор, линейно нарастающее напряжение которого воспроизводит реализацию процесса выполнения отдельной работы. Специальная схема сравнения линейного напряжения генератора с напряжением, моделирующим граничные условия (условия окончания работы), в момент их равенства вырабатывает сигнал, включающий генерагор веерного случайного процесса следующей работы. При этом в течение каждого такта воспроизводится одна реализация случайного процесса выполнения сложной системы работ, а распределение времени выполнения сложной системы работ определяется после многих тактов по длительности интервалов времени между началом и концом тактов.Однако применение известного устройства ограничивается сравнительно простььми задачами моделирования, не учитывающими возможных случайных скачков изменяющихся условий выполнения работ. Эти изменения 5 могут быть обусловлены разнообразными причинами, влияющими на условия выполнения работы исполнителя. Имитация работы с помощью одного генератора определяет постоянную производительность труда в течение 10 данной реализации, что полностью исключает возможность учета влияния указанных выше факторов на ход выполнения работы, а предложенный в качестве логической схемы блок событий не обеспечивает всего много образия логических связей, характеризующих функционирование сложных схем. Это не позволяет максимально приблизить процесс моделирования к реальным условиям выполнения сложной системы работ, а следовэ.- 20 тельно, не обеспечивает необходимой точности моделирования.Цель изобретения - повышение точностистатистического моделирования процессов вы,полнения сложной системы работ при учете случайно скачком изменяющихся условий работ исполнителей, а также унификация элементов, реализующих многообразие логических связей модели всего процесса.Реальные случайные, процессы, связанныес выполнением сложной системы работы, вобщем случае пока не могут быть изучены ни аналитическими методами, ни методами статистического моделирования, Поэтому обычно задачу ограничивают марковскими или полу- марковскими процессами, которые хорошо аппроксимируют реальные, процессы с дискретными состояниями и позволяют успешно применять моделирование.Предлагаемое устройство позволяет осуществлять статистическое моделирование в рамках марковских и полумарковский случайных процессов.На фиг, 1 приведена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - структурная схема генератора случайных импульсов; на фиг. 3 - структурная схема блока выделения первого импульса.Принцип работы предлагаемого устройства заключается в том, что каждая работа заменяетоя определенным числом генераторов случайных импульсов. Число таких генераторов должно соответствовать числу возможных условий работы исполнителя. Генераторы на коммутационном поле соединяются между собой и через логические схемы, отображая последовательность изменения условий работы исполнителя, При этом для реализации необходимых связей используются логические элементы - блоки выделения первого импульса,Модель (фиг. 1) действует тактами, возвращаясь после каждого из них в исходное состояние. В течение:каждого такта каждый генератор при запуске воспроизводит реализацию процесса в виде дискретного интервала времени. При этом функционирование модели от реализации к реализации не остается постоянным, а изменяется в зависимости от вероятности появления условий, влияющих на исходную производительность труда. Запускающий импульс, снимаемый с выхода логического элемента-модели предшествующей работы, подается на вход 1 генератора 2 случайных импульсов, на котором выставляются данные, соответствующие исходной производительности труда. В одних реализациях импульс генератора 2 проходит через блок 3 выделения первого импульса на выход 4, моделируя относительно запускающего импульса время выполнения работы. В ходе других реализаций производительность труда может измениться из-за воздействия каиих-либо условий, Этими условиями являются ранние или поздние сроки выполнения других работ, и они имитируются генераторами логических члементов-моделей других работ. Тогда импульсы с выходов логических элементов-моделей других работ запускают по входам 5 и 6 генераторы 7 или 8 (на них выставляются данные, соответствующие производительности труда в новых, скачком изменяющихся условиях выполнения работы) и, пройдя через блок 9 выделения первого импульса, отключают генератор 2 по запирающему входу. В этом случае время выполнения моделируемой 5 то 15 го 25 30 35 40 45 50 55 60 65 работы определяется появлением импульса генератора 7 или 8 на выходе 4, с которого импульс подается на вход логического элемента-модель последующей работы. В результате после многих тактов можно определить закон распределения времени выполнения моделируемой работы, вероятность выполнения этой работы в директивное время, среднее время выполнения этой работы и дисперсию этого времени с учетом воздействия всех условий, влияющих на производительность труда. При рассмотрении более сложного примера число генераторов, имитирующих производительность труда в новых условиях может увеличиться.В основу принципа действия генератора случайных импульсов (фиг. 2) положено использование потока выбросов, образующегося при пересечении уровня случайным процессом. В качестве первичного источника шума 10 в генераторе используется кремниевый стабилитрон типа Д 813 в режиме лавинного пробоя. Его шум, имеющий в сечении близкий к нормальному закон распределения, усиливается широкополосным усилителем 11 и подается на вход логической схемы И 12, обеспечивающей преобразование шумового напряжения в случайные выбросы напряжения с широко изменяющимся регулируемым уровнем. Схема И 12 отпирается при поступлении запускающего импульса по входу 13 через логическую схему ИЛИ 14 и формирующий триггер 15, Случайные выбросы шума с выхода указанной схемы И поступают на второй счетный вход триггера 15 либо непосредственно, либо через триггеры 16 - 18 и опрокидывают его в исходное состояние, одновременно запирая схему И 12.Триггеры 16 - 18 включены по схеме со счетным входом и обеспечивают просеивание поступающих выбросов шума. Степень просеивания определяется положением переключателя 19. В результате дифференцирования на усилителе 20 на его выходе 21 формируются импульсы реализаций случайных интервалов, распределенных относительно запускающего импульса по экспоненциальному закону, закону Эрланга первого, третьего или седьмого порядков (при высоких уровнях ограничения) образуется один из видов закона гамма-распределения и его композиция первого, третьего и седьмого порядков.Генератор позволяет получать сдвинутые на 1 о экспоненциальный закон распределения и законы Эрланга указанных порядков. Для этой цели запускающий импульс подается на вход 22 фантастрона 23, длительность импульса которого 1 О можно менять в заданных пределах.Таким образом, генератор случайных импульсов может вырабатывать случайный временной интервал относительно запускающего, имеющий широкий класс законов распределения, начиная от экспоненциального и кончая квазинормальным,5Выводы 24 - 28 блока выделения первого импульса (фиг. 3) являются входами потенциальных триггеров 29 - 33 блока, а вывод 34 предназначен для установки исходного режима блока, Указанные триггеры нагружены на коммутатор 35, который обеспечивает выделение первого (или заданного по очередности следования) импульса, снимаемого с выхода 36.Предмет изобретенияУстройство для статистического моделирования сложной системы работ, содержащее генераторы случайных импульсов, блоки, выделения заданного импульса, логические элементы, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности моделирования при учете скачком изменяющихся условий работы, в нем вход генератора случайных импульсов - имитатора производительности труда соединен с 5 выходом логического элемента - моделипредшествующей работы, входы других генераторов соединены с выходами генераторов логических элементов - моделей других работ и с запирающим входом первого генсра тора случайных импульсов, а выходы генераторов случайных импульсов-имитаторов всех дискретных производительностей труда соединены соответственно через блоки выделения первого импульса с входами логиче ских элементов - моделей последующих работ.Составитель С. БатураТехред А. Камышникова Корректор Л. Орлова Редактор И. Орлова Типография, пр. Сапунова, 2 Заказ 553/16 Изд. М 1050 Тираж 679 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5