پایگاه علمی سعید سان دانلود رایگان مقالات علمی کنفرانس و ژورنال
دانلود تحقیق شبیه سازی
مقدمه
انسان برای رفع نیازهای خویش سیستم های متنوعی اعم از تولیدی و خدماتی را بوجود آورده است . این سیستمها در طول زمان رشد و توسعه یافته اند و به نوبه خود مسائل و مشکلات مختلفی را هم ایجاد نموده اند.از طرف دیگر پیچیدگی های این سیستم ها فرایند تصمیم گیری ، هدایت و کنترل را برای افراد مسئول بسیارحساس و مشکل ساخته است . لذا برای حل مسائل و مشکلات و در نهایت کمک به مسؤلان به منظورشناخت و بهبود عملکرد و تصمیم گیری در مورد سیستم ها ، روشها و تکنیک های متفاوتی بوجود آمده اند که بکارگیری آنها بستگی به نوعی سیستم و مشکل مربوطه دارد . تجزیه و تحلیل های ریاضی مشاهده عینی وتجربی و فنون مختلف پژوهش عملیاتی را می توان نمونه ای از این روشها دانست . طبیعی است که هریک ازروشهای مذکور دارای نقاط قوت و محدودیت هایی می باشند و بکارگیری همه آنها در مورد یک سیستم خاص نه بسادگی امکان پذیر است و نه نتیجه مشابه خواهد داشت . یکی دیگر از روشهائی که برای شناخت وضع موجود و بهبود عملکرد سیستم ها بوجود آمده ، شبیه سازی است که در این فصل به معرفی آن می پردازیم . شبیه سازی یکی از پرقدرترین و مفید ترین ابزارهای تحلیل عملکرد فرایندهای پیچیده سیستم ها است . هر مهندس یا مدیری که بخواهد اطلاعاتش را کامل کند باید با این روش آشنا باشد. مدلسازی از طریق شبیه سازی تاحد زیادی به علوم کامپیوتر، ریاضیات ، احتمالات و آمار متکی است .
چون شبیه سازی نوعی مدلسازی سیستم است لذا در بخش نخست سیستم ها و سپس مدلها و در نهایت شبیه سازی را مورد بحث قرار خواهیم داد.
١ ـ سیستم ها
برای آشنایی با مفهوم سیستم ابتدا مثالهای از سیستم را ارائه می کنیم و سپس با جزئیات بیشتر به بحث خواهیم پرداخت . به تشکیلات یک بانک توجه کنید. یک بانک تعدادی انسان ، ماشین ، دفاتر، کامپیوتر، مقررات اداری و قوانین پولی و اقتصادی است که همه به نوعی وابسته به یکدیگر بوده و با اثر گذاشتن بر هم بمنظور ارائه خدمات بانکی و کسب درآمدهای اقتصادی دارای وحدت و هماهنگی هستند. یک واحد تولیدی ، مثلا تولید اتومبیل ، مثال دیگری از سیستم است . در این واحد هم تعداد زیادی از مهندسین ، کارگران ، ماشین آلات ، قوانین کار، فرمولهای مهندسی ، مواد اولیه و قوانین تولید گرد هم آمده و هریک در راه هدف نهایی ، یعنی در تولید دارای نقشی بوده و در اجرای این نقش از دیگران تأثیر پذیر و بر دیگران تاثیر گذار می باشند. مسلما هدف از ایجاد یک سیستم یا اداره یک سیستم موجود، کسب بهترین نتایج حاصل از آن است . لذا در مورد سیستم های موجود باید تأثیر اجزاء آن بریکدیگر، قوانین و رابطه های حاکم برآن و دیگرخصوصیات آنرا شناخت . و اگر هدف ایجاد یک سیستم است باید بهترین تعداد و ترکیب اشیاء و مؤثرترین قوانین را برای آن انتخاب نمود. اما انتخاب بهترین ها خود مستلزم شناخت رفتار سیستم با ترکیبات و قوانین متفاوت می باشد. در هر حال لازمه ایجاد یا اداره مطلوب یک سیستم ، بررسی و تجزیه و تحلیل آن است . بطور کلی سیستم را می توان چنین تعریف کرد: “مجموعه ای از اشیاء با مشخصه های معلوم ، که روابط بین آنهاو قوانین حاکم بر آنها مشخص است . اشیاء یک سیستم ممکن است دائمی یا موقت باشند.” مثلا در یک سیستم تولیدی ، ماشین های تولیدی جزء اشیاء دائمی و مواد اولیه و یا تولیدات از اشیاء موقت سیستم بشمارمی روند. هر یک از اشیاء دائمی یا موقت دارای یک یا چندین مشخصه هستند. اما در یک بررسی تنها آندسته مشخصهایی که در ارتباط با هدف بررسی بوده و نتایج از آنها تأثیر پذیر است مدنظر قرار گرفته و بعنوان مشخصه در مدل سیستم گنجانیده میشوند. به چگونگی اشیاء ، مشخصات و روابط یک سیستم در یک لحظه زمانی وضعیت سیستم در آن لحظه می گویند. اغلب ، تغییرات خارجی سیستم مؤثر واقع شده و بعضی تغییرات در سیستم دارای اثراتی بر عوامل خارجی هستند. مجموعه این گونه عوامل خارجی را که بر سیستم مؤثر و یا از آن تأثیر پذیرند محیط سیستم خوانند. همراه با گذر زمان مقدار بعضی از مشخصه های اشیاءسیستم تغییر می یابند. این تغییرات نسبت به زمان ممکن است بصورت پیوسته یا ناپیوسته باشد. بطور مثال در یک سیستم بانک تعداد مشتریها یکی از مشخصه های سیستم است که تغییرات آن بصورت ناپیوسته باورود و خروج مشتری ها صورت میگیرد. یک ورود باعث افزایش آن و یک خروج باعث کاهش آن میگردد. در عوض یک تصفیه خانه را در نظر بگیرید. مایعات تصفیه نشده و تصفیه شده از اشیاء سیستم بوده و مقدارآنها مشخصه ای برای سیستم هستند. تغییرات این مشخصه با گذر زمان ارتباط پیوسته ای دارد. به این نوع سیستم ، سیستم پیوسته و به سیستم مثال قبل یک سیستم گسسته گویند.
٢ ـ مدلها
همانطور که گفته شد برای مطالعه و تجزیه و تحلیل سیستم ها، روشهای متفاوتی وجود دارد . در مطالعه تجربی یکی سیستم ، متغیرها تغییر داده شده و تاثیر آنها بر روی سیستم مشاهده می شود. اما تعداد سیستمهای که بتوان این روش را برای بررسی آنها بکار برد بسیار محدودند . زیرا اولا تغییر یک متغیر در یک سیستم ممکن است باعث دگرگونی سیستم و لذا بی اعتباری بررسی و نتایج حاصل از آن گردد. ثانیا ایجادتغییر برای مشاهده عکس العمل رفتاری در همه سیستم ها عملی نیست . علاوه بر این ، این روش ، زمانیکه طراحی و ایجاد یک سیستم جدید در کار بوده و برای رسیدن به نتیجه مطلوب باید رفتار آن مورد بررسی قرارگیرد ، بی معنی خواهد بود . در اینگونه موارد از یک الگو یا مدلی از سیستم که شامل اطلاعات لازم برای بررسی و تجزیه و تحلیل آن باشد استفاده می کنند.
بطور کلی مدل را می توان چنین تعریف کرد «مدل ، ترکیب مناسبی از خصوصیات یک سیستم و اطلاعات مربوط به آن است که به منظور بررسی سیستم مورد استفاده قرار می گیرد.» معمولا نوع بررسی ، مدل و میزان اطلاعات قرار داده شده در انرا تعیین می کند. لذا ممکن است بررسی های متفاوت ، مدل های متفاوتی از یک سیستم را لازم داشته باشد. بعبارت دیگر سیستم ها در بررسی های گوناگون دارای یک مدل منحصر بفرد نیستند. مسئله ای که در اینجا پیش می آید، فراگیری جزئیات سیستم بوسیله مدل و یا میزان نزدیک بودن مدل به واقعیت است . به بیان دیگر در موقع مدلسازی دو سؤال مطرح می گردد:
ــ در مدل کدامیک و به چه اندازه خصوصیات و جزئیات سیستم باید وجود داشته باشد ؟ ــ میزان شباهت مدل به سیستم واقعی چقدر است ؟
مسلما هرچه جزئیات بیشتر از سیستم در مدل گنجانده شود ،شباهت زیادتری به سیستم واقعی پیدا نموده و رفتار آنرا بهتر نمایش می دهد. در این صورت اگر نتیجه ای از مطالعه و بررسی مدل حاصل گردد، به واقعیت نزدیکتر و لذا بکارگرفتن آن در سیستم واقعی عملی تر است . از طرف دیگر، وجود جزئیات بیشتر در مدل سبب مشکل تر نمودن مطالعه و رسیدن به نتیجه میگردد. اغلب افزودن جزئیات بیش از حد به یک مدل باعث تغییر روش بررسی شده و کلیت بحث از دست میرود. بالعکس از قلم انداختن بعضی جزئیات ، تجزیه وتحلیل مدل را ساده تر و راه رسیدن به نتیجه را آسانتر و کوتاه تر می نماید و از طرف دیگر نتایج حاصل را ازواقعیت ها دورتر و بکارگیری آنها را در سیستم واقعی بی ثمر خواهد ساخت . بهر حال ، در مدل سازی معیاری برای قابل قبول بودن شمول جزئیات یک مدل قبل از بکارگیری نتایج در واقعیت وجود ندارد.
ازمسئولیت های تحلیل گر است که در ساخت مدل و گنجانیدن جزئیات سیستم در آن ، با توجه به دقت مورد نیازدر نتایج ، جانب تعادل و اعتبار را رعایت کند. این تعادل باید به گونه ای باشد که اولا بوسیله تکنیکها و وسایل موجود، بررسی مدل امکان پذیر بوده و ثانیا نتایج بررسی منطبق یا نزدیک به واقعیت باشد . فرایند یک مدلسازی مطلوب در زیر نشان داده شده است .
مدلهایی که برای مطالعه سیستمها ساخته و بکار برده میشوند، با توجه به خصوصیات عمومی شان بطرق مختلف دسته بندی می شوند. با این دسته بندیها نه تنها انواع مدلها از یکدیگر متمایز می سازند، بلکه روش هایی برای بررسی هر گروه تعیین می کنند. در مرحله اول مدلها را میتوان به دو دسته فیزیکی و ریاضی تقسیم نمود.
مدلهای فیزیکی ، شامل خصوصیات عمده و فیزیکی سیستم واقعی بوده و تنها از مقیاس کوچکتری برخوردارند.
مدلهای ریاضی که خود به دو دسته متمایز بنام های سمبولیک و گرافیک تقسیم می شوند، با بکار بردن سمبولها یا گرافها و چارتها سیستم را نمایش می دهند. در مدلهای ریاضی ،مشخصه های سیستم به وسیله متغیرها، و روابط موجود بین آنها نمایش داده می شوند. در یک تقسیم بندی دیگر مدلها، اعم از فیزیکی یا ریاضی ، بدو دسته ایستا و پویا تقسیم می گردند. در یک مدل ایستا، یا بعد زمان بطور کلی نادیده گرفته می شود یا وضعیت یک سیستم در یک لحظه زمانی بطور ایستا نشان داده می شود. درمقابل ، یک مدل پویا به طور صریح گذر زمان را شامل بوده و رابطه وضعیت سیستم و زمان را به نمایش می گذارد. مدلهای ریاضی با یک دیدگاه دیگر شامل مدلهای تحلیلی و عددی می شوند. این تقسیم بندی بیشتر با توجه به روش بررسی مدل و کسب نتایج انجام شده است . بالاخره نوع دیگر تقسیم بندی مدلها،بصورت قطعی و احتمالی است . کلیه تغییرات در یک مدل قطعی ، معین و براساس روابط غیر احتمالی صورت می گیرد، اما در یک مدل احتمالی ، حداقل قسمتی از تغییرات یا روابط ، تصادفی و احتمالی است .نمودار زیر دسته بندی مدلها را نشان می دهد.
فهرست مطالب :
مقدمه. 1
١ ـ سیستم ها. 2
٢ ـ مدلها. 4
٣ ـ شبیه سازی. 7
تعریف شبیه سازی :. 8
چه موقع از شبیه سازی استفاده کنیم ؟. 11
انواع شبیه سازی. 13
فرایند شبیه سازی. 15
تشریح فرایند شبیه سازی. 16
زبانهای شبیه سازی. 23
Gpss III 23
DYNAMO.. 23
GASP IV. 24
SIMSCRIPT. 24
Q-GERT. 25
SLAM.. 25
٩ ـ آزمایش کردن و تفسیر (تحلیل حساسیت ):. 30
مثالهایی از شبیه سازی. 32
شبیه سازی زمان خرابیهای ماشین. 38
کاربردهای شبیه سازی. 41
مزایا و معایب شبیه سازی ( شبیه سازی کامپیوتری ). 43
| فرمت فایل: Word (قابل ویرایش) |
| تعداد صفحات: 53 |
| حجم: 265 کیلوبایت |