Файл: Голенко Д.И. Статистические модели в управлении производством.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 11.04.2024
Просмотров: 164
Скачиваний: 0
Поясним физический смысл рассматриваемой проце дуры. Определенный нами совокупный вариант смешан ной программы является по отношению к другим анало гичным вариантам детерминированным, в том смысле, что выбор конкретного совокупного варианта не имеет
г--1 |
|
г - / |
|
Pi? - 5 |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
Р,3 |
- OA? |
&/)——~@зї |
|
|
|
Pi4 |
-- OA |
|
*©~~<@) |
|
|
lp!'J--1 |
|
7:2 |
г--г |
|
|
|
|
|
|
Ріг |
-0.18 |
||
|
|
|
|
||
|
|
|
|
РіЗ - OA? |
|
|
|
|
|
PIS '- о* |
|
г-3 |
|
2-3 |
~@ |
|
|
|
|
© |
|
|
|
©—•©-—<§>-<§)—© |
г "'© |
-® |
Pl?-hipM |
||
2-5 |
|
2-і |
|
Рі8'OA |
|
|
|
|
|
||
|
|
© — Н § С Г |
|
Р/9-0.Є |
|
|
|
|
|
|
|
2-е |
|
|
|
|
|
©-~© |
^ S « ^ |
© — ~ © ; С - |
Pro--0,5 |
||
Pit |
'-as |
Рис. b. 3.6. Выделение совокупных вариантов в смешанной сети.
вероятностной природы и подвержен управляющему воздействию уже на стадии составления проекта про граммы. Таким образом, каждый совокупный вариант смешанной программы может быть принят за основу при составлении плана реализации моделируемого про цесса в условиях стохастичности структуры последнего. Финальные исходы, которые отражают достигаемые в
результате реализации полных вариантов возможные конечные состояния программы, должны обладать следующим очевидным свойством: сумма вероятностей реализации финальных исходов стохастического дерева, моделирующего отдельный совокупный вариант, равна единице. Данное свойство является показателем того, что при условии принятия решений по выбору кон кретного частичного варианта в каждом детермини рованном пучке альтернатив сетевой модели возмож ные финальные исходы стохастического дерева DM
(либо DM) составляют полную группу событий [5.26].
На примере расчета |
вероятностей |
реализации фи |
|||
нальных |
исходов, отображенных |
на |
графе D(A, V) |
||
(рис. 5.3.5)', показано, |
что для |
каждого |
совокупного |
||
варианта |
(см. рис. 5.3.6) |
указанное свойство |
выполняет |
||
ся, т. е. |
|
г = Ь 2 , . . . . / ? |
|
|
|
|
2 р М = 1 , |
• |
(5.3.67) |
Заметим, что число финальных исходов смешанного графа D(A, V) (10 исходов на рис. 5.3.5) не определяет количество совокупных вариантов (6 деревьев исходов на рис. 5.3.6); число R зависит от конкретной структуры
связей вершин типа а и а в графе D(A, V). Согласно терминологии теории графов [5.34], полученный врезуль- ' тате преобразования дерева исходов D(A, V) граф есть лес, компоненты связности которого представляют собой деревья. Обозначим указанный граф типа леса через E(Z, W), если компонентами связности являются дере вья DW(AW, W), или через E(Z, W), если компоненты связности имеют вид DM(7lM,yM). По определению:
|
|
Z= и AM, |
W= U VW , |
(5.3.68) |
|
|
г =1 |
г = 1 |
|
где |
R — общее |
число совокупных вариантов. |
Аналогич |
|
ные |
(5.3.68) |
соотношения |
характеризуют |
и граф |
E(Z, W). Кроме того, имеют место следующие зависи мости между графами D и Е:
1 На рисунке |
над дугами |
(i, j) записаны оценки |
{рц} вероят |
|
ностей |
реализации частичных |
вариантов; вероятности |
реализации /-х |
|
полных |
вариантов |
{рЛ записаны рядом с конечными |
вершинами. |
|
|
|
|
AczZ; |
Vc=W |
|
(5.3.69) |
|||
|
Будем называть |
вполне |
расчленимым |
такое |
смешан |
|||||
ное |
дерево исходов D(A, V), для которого лес E(Z, |
W) |
||||||||
не |
содержит |
повторяющихся финальных |
исходов |
|||||||
,(т. |
е. одинаковых |
|
для |
нескольких |
компонент |
Z)(r), |
||||
r = 1, 2 , г , |
г ^ 2 |
конечных вершин а' |
графа D). Дру |
|||||||
гими словами, для вполне расчленимого |
дерева |
исходов |
||||||||
выполняется |
соотношение |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
А' = |
1' |
, |
|
(5.3.70) |
|
где |
А' — множество |
конечных |
вершин |
графа |
D; |
Z'— |
||||
множество |
конечных |
вершин |
графа Е. |
Можно |
утверж |
дать, что дерево исходов D(A, V) является вполне рас членимым тогда и только тогда, когда за альтернатив ными ситуациями вероятностного типа не следуют аль
тернативные |
ситуации |
|
детерминированного |
|
выбора, |
|||||||||
т. е. когда для множества |
а-вершин |
выполняется сле |
||||||||||||
дующее |
соотношение: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
Г Л \ ( Л ' и Л ) = 0 , |
|
|
|
(5.3.71) |
|||||
или, в другой |
записи: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
Г Л П ( Л \ Л ' ) = 0 |
• |
|
|
(5.3.71') |
|||||
Для |
доказательства |
|
этого |
утверждения |
положим, |
|||||||||
исходя из противного, что соотношение |
(5.3.71) |
не вы |
||||||||||||
полняется и существует |
в графе D(A, |
V) |
такая |
вершина |
||||||||||
а ° е ( Л Ч'Л'), |
для |
которой |
Г - 1 а ° = а - 1 є Л . Т о г д а |
|
каждый |
|||||||||
исходящий из а 0 |
пучок |
|
путей |
с общей |
первой |
дугой |
||||||||
(а0 , а 1 ) , |
а ' е Г а 0 |
|
можно |
|
было |
бы объединить |
с пучком |
|||||||
вероятностных |
путей, исходящих из а - 1 и минующих |
а0 , |
||||||||||||
так, |
чтобы |
|
получить |
па° |
совокупных |
вариантов |
||||||||
(«а о = | Г а ° | ) . |
При этом |
для соответствующего |
количе |
|||||||||||
ства |
па° |
стохастических |
деревьев |
будут повторяться |
||||||||||
конечные а-вершины, |
которых |
можно |
достигнуть |
из |
||||||||||
а - 1 , |
минуя а0 . |
Последнее |
противоречит |
определению |
вполне расчленимого дерева исходов, что и требовалось доказать.
Рассмотрим вопросы определения числа совокупных вариантов R по виду дерева исходов D(A, V). В случае вполне расчленимого графа D ( A , V) число выделяемых
из |
его структуры |
стохастических |
деревьев |
(совокупных |
||
вариантов программы) |
определяется количеством |
а-вер- |
||||
|
= |
|
|
Л |
|
Л |
шин ai^AUA', |
для |
которых |
Г-<х*сгЛ, |
где |
Т~(ц = |
|
= |
{аг} U Г _ 1 а ; U Г"~2аг U . . . есть |
транзитное |
замыкание |
обратного отображения щ. Таким образом, для вполне
расчленимого графа |
D число компонент связности гра |
|||
фа Е определяется |
следующим |
образом: |
|
|
Я Н Ы о с г ^ Л и Л ' ) ; |
Г-а*с=Л}| |
• |
(5.3.72) |
Это означает, что количество совокупных вариантов
определяется числом таких а-вершин, за которыми сле дуют только стохастические ветвления, а также числом финальных исходов а', к которым ведут «детерминиро ванные» пути, не включающие а-вершин. Отсюда сле дует, что в случае вполне расчленимого D(A. V) имеем
|
|
|
|
К Ж | Л ' | , |
|
|
|
|
(5.3.73) |
|||
причем |
R=l |
для чисто |
стохастической |
альтернативной |
||||||||
программы, |
Р = | Л ' | |
для чисто |
детерминированной |
аль |
||||||||
тернативной |
программы. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
В |
случае |
не вполне |
расчленимого |
дерева |
исходов |
|||||||
D(A, |
V) |
число совокупных вариантов |
зачастую |
приоб |
||||||||
ретает |
комбинаторный характер, |
в связи |
с чем |
метод |
||||||||
исследования, основанный на |
выделении |
таких |
подде |
|||||||||
ревьев, |
становится |
неэффективным |
ввиду |
чрезмерного |
||||||||
роста размеров модели. В связи |
с тем, что смешанное |
|||||||||||
дерево |
исходов является |
некоторым |
|
преобразованием |
||||||||
R чисто стохастических |
сетей, |
моделирующих |
одну и |
ту же программу при различных предпосылках ее реа лизации, можно сделать следующее заключение. Сме шанная сеть позволяет за счет усложнения логических отношений элементов своей структуры (имеется в виду включение альтернативных вершин типа а є Л ) сокра тить объем сетевой модели по сравнению с использова
нием нескольких стохастических |
сетей. |
Очевидно, |
что |
||
наибольшей степени сокращения |
объема |
модели |
при |
||
замене стохастических |
сетей единой смешанной моде |
||||
лью программы |
можно |
достигнуть |
в том случае, |
если |
|
дерево исходов |
смешанной сети является |
не вполне рас- |
членимым. Указанные обстоятельства следует учиты вать как при составлении модели программы, так и при разработке алгоритмов расчета (§5.4, 5.5).
§ 5. 4. Алгоритм расчета параметров
смешанной альтернативной сетевой модели
При |
исследовании |
на ЭВМ альтернативных |
сетевых |
||
моделей |
одноцелевых |
программ (§ 5.2) будем |
ориенти |
||
роваться |
на принцип |
последовательного |
укрупнения |
||
альтернативной |
сети с целью построения |
макромодели |
|||
в виде |
дерева |
исходов. Числовые характеристики по |
следнего однозначно определяются параметрами исход ной стохастической сети. Указанный принцип использо
ван для построения ряда алгоритмов анализа |
альтерна |
тивных сетей, наиболее известным из которых |
является |
альфа-алгоритм [5.12—5.14, 5.16, 5.24, 5.40]. |
Исследуя |
эти алгоритмы, можно выделить основные этапы расчета альтернативных сетей различных типов (см. § 5.2) и со ответствующие им укрупненные блоки вычислений. При этом оказывается, что алгоритмы преобразования раз нотипных сетей и расчета их параметров включают оди наковые блоки. Указанное обстоятельство позволяет поставить задачу разработки системы стандартных бло ков и построения унифицированных алгоритмов путем логического объединения блоков данной системы, соот ветствующих конкретному типу исследуемой модели.
Рассмотрим основные этапы анализа и расчета аль тернативных сетевых моделей на ЭВМ.
Этап 1. Определение в сети G (Y, U) контуров, петель, начальных и конечных вершин. На данном этапе альтер нативная сеть рассматривается как абстрактный сете вой граф, причем не учитываются различия типов моде
лей (§ 5.2). |
В связи |
с этим |
допускается |
использование |
||
стандартного |
блока, |
в результате |
работы |
которого |
вы |
|
даются коды |
вершин, образующих |
в сети |
контуры, |
пет |
||
ли, входы и |
выходы. |
|
|
|
|
|
Этап 2. Исправление ошибок в задании |
исходной ин |
|||||
формации о топологии сети G (Y, U). На данном этапе |
||||||
выполняется |
внемашинный |
анализ |
результатов этапа 1 |
и корректировка исходной информации. Если исследуе мая модель относится к типу I I или IV (сети с контура ми), выполняется следующий этап; если рассматривает ся модель типа I или I I I , переходим к этапу 4.
Этап 3. Замена контуров эквивалентными дугами с одновременным расчетом эквивалентных параметров. Здесь работает либо блок эквивалентного преобразова-