Программная реализация оптимизационных моделей - Курсовая работа

Интерес к компьютерным технологиям, как со стороны отдельного специалиста, так и всей отрасли в целом позволяет этой отрасли очень быстро развиваться и совершенствоваться. На базе персонального компьютера автоматизированы документооборот и бухгалтерский учет на предприятиях, проектно-конструкторские работы, технологическая подготовка производства и многое другое. Компьютеры используются в автоматизированных системах контроля за различными технологическими процессами. Инженер имеет возможность осуществлять разработку чертежей и трехмерных моделей в CAD-системах, проводить различные трудоемкие расчеты с использованием CAE-систем. Расширяющийся процесс внедрения на предприятия современных информационных технологий вызывает острую потребность в специалистах, умеющих для решения профессиональных задач использовать то или иное программное обеспечение.Модель отражает существенные особенности изучаемого объекта, процесса или явления. Моделирование - метод познания, состоящий в создании и исследовании моделей реальных объектов, процессов, явлений. При моделировании осуществляется замещение одного объекта другим с целью получения информации о важнейших свойствах объекта-оригинала с помощью объекта-модели. Основной смысл моделирования заключается в том, чтобы по результатам опытов с моделями можно было дать необходимые ответы о характере моделируемого объекта, процесса или явления в реальных условиях. Моделирование дает ускорение, удешевление, упрощение и любое другое усовершенствование процесса исследования, достигаемого за счет работы с более простым объектом, чем исходный, то есть с моделью.Широкий круг задач - планирование товарооборота, размещение розничной торговой сети города, планирование товароснабжение города, района, распределение работников по должностям (задача о назначении), распределение ресурсов, планирование капиталовложений, определение оптимального ассортимента товаров, установление оптимального рационального режима работы и др. являются оптимизационными. Значительная доля управленческих, конструкторских, экономических решений также можно рассматривать как решение задач оптимизации. Оптимизационные модели - это модели, предназначенные для выбора наилучшего варианта из определенного или бесконечного числа вариантов производства, распределения или потребления. Задачи оптимизации (или задачи математического программирования) - это задачи нахождения максимального или минимального (или равное определенному числу) значения некоторой функции, называемой целевой функцией. Если заданы ограничения на аргументы целевой функции, то задача называется задачей условной оптимизации, если ограничения не накладываются, то задачей безусловной оптимизации.А по мере усложнения производственных процессов моделирование все чаще проводится с помощью современных компьютерных технологий. Компьютерное моделирование целесообразно проводить, когда отсутствуют или неприемлемы аналитические методы решения задачи, при необходимости проведения большого количества вычислений, при визуализации и т.п. Компьютерное моделирование дополняет результаты аналитического исследования и обладает некоторыми преимуществами: позволяет снизить трудоемкость расчетов и сроки исследования; предоставляет богатые возможности визуального представления явлений и процессов. На втором этапе строится так называемая формальная (в частности, математическая) модель явления, которая содержит: набор постоянных величин, констант, которые характеризуют моделируемый объект в целом и его составные части (постоянные параметры модели); набор переменных величин, меняя значение которых можно управлять поведением модели; формулы, связывающие величины в каждом из состояний моделируемого объекта; формулы, описывающие процесс смены состояний моделируемого объекта. Проверить компьютерную модель на соответствие оригиналу, проверить насколько хорошо или плохо отражает модель основные свойства объекта, часто удается с помощью простых модельных примеров, когда результат моделирования известен заранее.Составить математическую модель объекта оптимизации, значит определить переменные модели, составить целевую функцию, установить систему ограничений, которые накладываются на переменные. Так как требуется определить план перевозок груза, то переменными модели будут xij - количество груза, планируемого к перевозке от i - того производителя к j - тому потребителю, где i=1, 2, 3, j=1, 2, 3, 4. Можно дать следующую математическую формулировку целевой функции: определить значения переменных xij , i=1, 2, 3, j=1, 2, 3, 4, минимизирующих целевую функцию f( ). В ячейку А18 вводим текст: «Итоговые затраты на перевозку груза», а в ячейку G18 с помощью Мастера функций вводим формулу: =СУММПРОИЗВ(B5:E7;B13:E15) из категории Математические, где B5:E7 - массив 1, B13:E15 - массив 2. В поле Установить целевую ячейку указываем ячейку G18, для этого надо щелкнуть на этой ячейке, если она видна изпод диалогового окна, в противном случае следует щелкнуть на указателе перехода , чтобы свернуть окно (для

Содержание

Введение

1. Теоретические основы моделирования систем и процессов

1.1 Основные понятия теории моделирования

1.2 Оптимизационные модели на производстве

1.3 Компьютерное моделирование и программные средства

2. Программная реализация оптимизационных моделей

2.1 Построение математической модели задачи

2.2 Реализация модели задачи в MS Excel

2.3 Анализ полученных решений

3. Графическое представление результатов моделирования данных

3.1 Визуализация данных средствами MS Office

3.2 Построение диаграмм (графиков) в MS Excel

3.3 Разработка презентации в MS Power Point

Заключение

Список использованных источников

Компьютеры и информационно-коммуникационные технологии являются мощным инструментом повышения эффективности труда практически в любой сфере деятельности человека, практически на любом предприятии, в том числе и машиностроительном. Интерес к компьютерным технологиям, как со стороны отдельного специалиста, так и всей отрасли в целом позволяет этой отрасли очень быстро развиваться и совершенствоваться.

Сфера использования аппаратно-программных средств компьютеров в настоящее время настолько широка, что нет такой области, где их применение было бы нецелесообразным. На базе персонального компьютера автоматизированы документооборот и бухгалтерский учет на предприятиях, проектно-конструкторские работы, технологическая подготовка производства и многое другое. Компьютеры используются в автоматизированных системах контроля за различными технологическими процессами. Инженер имеет возможность осуществлять разработку чертежей и трехмерных моделей в CAD-системах, проводить различные трудоемкие расчеты с использованием CAE-систем. С помощь таких устройств, как электронное перо и планшет, конструктор может быстро и легко вносить любые изменения в проект и тут же наблюдать результат на мониторе. Таким образом, применение персональных компьютеров способствует повышению производительности труда и снижению стоимости производства.

Расширяющийся процесс внедрения на предприятия современных информационных технологий вызывает острую потребность в специалистах, умеющих для решения профессиональных задач использовать то или иное программное обеспечение. Минимальным требованием к знанию компьютерных программ является владение офисным пакетом, например, MS Office System. Программы этого пакета ориентированы на широкий круг специалистов, так как ни одна серьезная разработка в любой отрасли производства и науки не обходиться без ведения документации, расчетов и презентаций. Это подготовка научно-технических, экономических и финансовых документов, содержащих текст и формулы, записанные в привычной для специалистов форме; вычисления по формулам; статистические расчеты и анализ данных; построение графиков и диаграмм; создание рисунков и др.

Особого внимания заслуживает табличный процессор MS Excel, с помощью которого решаются многие задачи моделирования, в том числе задачи оптимизации. Оптимизационные проблемы часто возникаю на производстве, например, при управлении различными технологическими процессами, при проектировании различных устройств, при составлении плана перевозок и выпуска продукции, при оптимизации раскроя.

Компьютерное моделирование, возникшее как одно из направлений математического моделирования с развитием информационных компьютерных технологий стало самостоятельной и важной областью применения компьютеров. В настоящее время компьютерное моделирование в научных и практических исследованиях является одним из основных методов познания. Без компьютерного моделирования сейчас невозможно решение крупных производственных задач.

Цель курсовой работы - получить навыки компьютерного моделирования производственных процессов.