CC BY
48
принадлежит объекту «Управленческий документ» и всем его дочерним объектам. Доменное значение «Приказ» принадлежит объекту «Организационный документ» [6].
Литература
1. Наследование(программирование) [Электронный ресурс] - Режим доступа: https://ru.wikipedia.org/wiki/ Наследование_(программирование)
2. Агрегирование (программирование) [Электронный ресурс] - Режим доступа: https://ru.wikipedia.org/wiki/ Агрегирование_(программирование)
3. ORM-системы [Электронный ресурс] - Режим доступа: https://ru.wikipedia.org/wiki/ORM
4. И.А. Микляев, П.П. Олейник, С.М. Салибекян., Методы реализации объектных статических моделей в приложениях баз данных. Информационные технологии и вычислительные системы 1/2016 - стр. 12-31
6. Микляев И.А., Свидетельство ОФЕРНиО № 14246 (Объединённого фонда электронных ресурсов «Наука и образование») Универсальное приложение для матричной универсальной объектно-реляционной базы данных", 2010.
7. Жирнова М.А., Микляев И.А., Синтезирование метаинформации и данных Сборник докладов по материалам научно-практической конференции в рамках XLИ Ломоносовских чтений / секция «Информационные системы и технологии в экономике и управлении» /Сборник докладов. - Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова» филиал в г. Северодвинске Архангельской области институт судостроения и морской арктической техники, 2013. - с., стр. 38-43.
УДК 519.876.5
ИМИТАЦИОННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ С ПРИМЕНЕНИЕМ СИСТЕМНОГО ПОДХОДА И ИСЧИСЛЕНИЯ ОБЪЕКТОВ8
Жихарев Александр Геннадиевич, к.т.н., старший преподаватель кафедры информационных систем, Белгородский государственный национальный исследовательский университет, Россия, г.
Белгород, zhikharev@bsu.edu.ru;
Маторин Сергей Игоревич, д.т.н., профессор, профессор кафедры информационных систем, Белгородский государственный национальный исследовательский университет, Россия, г. Белгород,
matorin@bsu.edu.ru;
Корчагина Карина Викторовна, аспирант, ассистент кафедры информационных систем, Белгородский государственный национальный исследовательский университет, Россия, г. Белгород,
korchagina@bsu .edu.ru.
Развитие информационных технологий и, в том числе, средств и методов имитационного моделирования приводит в настоящее время к необходимости использования для их дальнейшего совершенствования результатов, полученных в рамках фундаментальных исследований. Авторами, в частности, при разработке нового метода и инструментария имитационного моделирования использован оригинальный системный подход «Узел-Функция-Объект»(УФО-подход: http://ru.wikipedia.Org/wiki/y зел-Функция-Объект), основанный на данном подходе «Системно-Объектный Метод Представления Знаний» (СОМПЗ) [1] и современный математический аппарат исчисления объектов Абади-Кардели, разработанный для формализации объектно-ориентированного программирования [2]. Суть предлагаемого метода системно-объектного имитационного моделирования функционирующих систем представлена в работах [3-5], особенности программного
8 Исследование поддержано грантами РФФИ: 14-47-08003; 16-07-00193а, 16-07-00460а
28
средства («иРОМоёе1ег», Свидетельство о регистрации ПО № 2015663240, http://http://ufomodeler.ru/), реализующего данный метод в работе [6].
В данном докладе рассмотрим результаты имитационного моделирования технологической линии по производству пластиковой тары, состоящей из набора взаимосвязанных технических объектов, в среде ЦБОМоёе1ег.
Целями такого моделирования будут, во-первых, повышение эффективности управления выпуском готовой продукции и, во-вторых, повышение эффективности обучения персонала, непосредственно участвующего в работе технологической линии.
Рассматриваемая технологическая линия состоит из перечисленных ниже агрегатов (технических объектов).
1. Экструдер, который производит пленку для последующей формовки изделия. В рассматриваемом случае используется экструдер Алеко Миди 1100-55. На вход экструдера подаются гранулы ПВД (полиэтилен высокого давления) со следующими физическими характеристиками:
• плотность 900-930 кг/м3;
• температура плавления 100-115 градусов Цельсия.
После подачи гранул в подготовительный бункер экструдера, гранулы распределяются по камерам нагревания с помощью специального шнека, после чего под давлением формируется пленка с заданной толщиной. Экструдер Алеко Миди 1100-55 имеет производительность 200 кг/час.
2. Печь, в которую подается пластиковое полотно и нагревается до определенной температуры, что необходимо для придания конечным изделиям соответствующей формы. Печь является комплектующим термоформовочной машины ЖС-660А, которая в свою очередь имеет следующие технические характеристики:
• Площадь формовки (максимально) 250мм*580мм;
• Глубина формовки (максимально) 120 мм;
• Диапазон ширины листа 300-660 мм;
• Диапазон толщины листа 0.2-2 мм;
• Диаметр рулона листа 710 мм;
• Рабочее давление 0.7 МПа;
• Расход воды 100 л/мин;
• Расход воздуха 2000 л/мин;
• Мощность нагревателей 60 кВт;
• Мощность главного двигателя 5.5 кВт;
• Мощность двигателя подачи 2.2 кВт;
• Мощность двигателя намотчика 0.37 кВт;
• Производительность 10-35 циклов/мин.
3. Термоформовочный агрегат в виде двух рядов форм для стаканчиков, в которые полотно засасывает под давлением. Представляет собою часть машины НБС-660А.
4. Устройство охлаждения заготовок, предназначенное для охлаждения заготовок, являющееся агрегатом машины ЖС-660А.
5. Триммер, который вырезает готовые стаканчики из общего полотна. Представляет собою часть машины НБС-660А.
6. Гранулятор, выполняющий повторную переработку обрезных отходов триммера в гранулы. В моделируемой линии используется гранулятор Антей 60, с максимальной мощностью - 70 кг в час.
На первом этапе разработки имитационной модели функционирования технологической линии с помощью предлагаемого метода и программного инструмента строится визуальная графоаналитическая модель данной линии в виде набора узловых объектов, соответствующих ее агрегатам, которые связанны между собой потоковыми
объектами, соответствующими реальным потокам элементов между агрегатами[см. 3-5]. Формально, средствами исчисления объектов Абади-Кардели потоковые объекты описываются следующим образом:
а = Ш = Ь], (1)
где:
а - имя потокового объекта;
^ = Ьj - поля ^ потокового объекта а с некоторыми значениями Ь)
В рамках рассматриваемого проекта были выделены следующие потоковые объекты: Гранулы ПЭВД [вес] - вес гранул измеряется в граммах; Пленка ПЭВД [длина, ширина] - значения представляются в миллиметрах; Нагретая пленка [длина, ширина] - значения представляются в миллиметрах; Заготовка [количество]; Охлажденная заготовка [количество]; Готовая продукция [количество]; Отходы триммера [вес] - вес измеряется в граммах; Гранулы ПЭВД (отход) [вес] - вес измеряется в граммах.
В соответствии с описанной выше процедурой функционирования технологической линии по производству пластиковой тары была разработана представленная на рисунке 1 ее графоаналитическая модель. Представленная на данном рисунке, диаграмма технологической линии определяет границы модели и показывает последовательность преобразования одних потоковых объектов в другие.
На следующем этапе для каждого узла разрабатывается скрипт (на языке УФО-скрипт), описывающий процесс (функцию) преобразования входных потоковых объектов в выходные. Для каждой функции создается объект, который ее реализует. В рассматриваемом случае объектами являются технические устройства, которые реализуют функционалы узлов.
Рассмотрим подробнее имитационную модель экструдера.
Рис. 1- Графоаналитическая модель технологической линии
Для моделирования работы экструдера зададим дискретный временной интервал для отсчета, который в разрабатываемой модели будет равен 1 секунде. Далее необходимо рассчитать, сколько миллиметров пленки производит экструдер в секунду с учетом
30
использования вышеописанного сырья с заданной плотностью и требуемыми параметрами полотна на выходе, предназначенного для изготовления пластиковой тары. Заранее известно, что вес пленки площадью в 1 кв. м. и толщиной в 1 мм равен 1340 гр. С применением языка описания функциональных узлов УФО-скрипт разработан скрипт, описывающий работу экструдера (см. рис. 2).
Диаграмма
Состояние Лог Консоль Параметры
var a: real; z: real; begin
ЗеНЬкСГранулы ПЭВД.ВесЧООО);
беНЬкСПленка ПЭ В Д. Ширина'.. GetObjPropFfLUHpnHa пленки')); a:=G etO bjPropFrn роизвсщительность')"! 000/60/60; z:=(a/GetObjPropF('Bec погонного метра'))к1000;
while GetLinkF(TpaHyflbi ПЭ В Д. В ec')+G etLinkF(TpaHy лы ПЭВД(с™щ).Вес')>а do begin
S etO bjProp('ttactiventrue); SetObjProp('ttbuzy', 100);
5еИтк['Гранулы ПЭВД.Вес', GetLinkF((TpaHynbi ПЭВ Д.Вес'])-а); 5еИтк['Пленка ПЭВ Д. Длинна', GetLinkF((4~heHKa ПЭВД.Длинна')]+г); delaii(l); end;
while СеИ1пкР('Гранулы ПЭВД(отнод).Вес']>а do begin
SetObjProp('ttactive',true]; SetObiPropi'ttbuzy'JOO);
5еИ_1пк('Гранулы ПЭВД(отнод).Вес', GetLinkF([TpaHynbi ПЭВД(отнод).Вес'))-а); 5еИ1пк('Пленка ПЭВД.Длинна', GetLinkF((TheHKa ПЭВД.Длинна'))+г); dela^d); end;
5 etO bjPropCtt active',false); end.
Рис. 2 - УФО-скрипт, описывающий работу экструдера Алеко Миди 1100-55
Имитация функционирования экструдера на модели показывает, что экструдер производит 3316,75 мм пластикового полотна шириной 700 мм толщиной в 1 мм в минуту при условии использования гранул ПЭВД с описанными ранее характеристиками. Анализ реальной работы экструдера технологической линии показал, что за 1 минуту аппарат производит 3317 мм (±2 мм). Таким образом, погрешность модели составляет около 1 %, что является допустимым для заявленных целей моделирования технологической линии.
По аналогии с моделированием функционирования экструдера, были описаны все перечисленные агрегаты, участвующие в технологической линии, после чего была получена имитационная модель технологической линии по производству пластиковых стаканчиков. Общий вид модели показан на рисунке 3.
Визуализация функционирования отдельного узла на модели обеспечивается наличием красного индикатора в правом верхнем углу. Так же слева на изображении узла можно оценить его загрузку. Для удобства использования имитационной модели имеется возможность выводить текущие значения полей потоковых объектов, участвующих в моделируемом процессе.
С помощью полученной модели проведен ряд экспериментов, которые позволили сделать следующие выводы.
1. Гранулятор, участвующий в технологической линии, загружен не постоянно, но реально работает постоянно при включенной линии, перерабатывая небольшое количество
отходов триммера отдельными порциями. Таким образом, если установить некий бункер определенного размера, в который будут поступать отходы триммера и, как только этот бункер будет наполнен, подключать гранулятор, то на работу линии будет затрачено меньше электроэнергии.
2. Значение (загрузка) узлового объекта между печью и термоформовочной машиной постоянно растет, это говорит о том, что термоформовочная машина не позволяет обработать необходимое количество пленки. Таким образом, можно снизить мощность работы печи или увеличить мощность термоформовочной машины, что повысит общую производительность линии.
1.
2. 3.
4.
Рис. 3 - Имитационная модель технологической линии Литература
Жихарев А.Г., Маторин С.И., Маматов Е.М., Смородина Н.Н. О системно-объектном методе представления организационных знаний // Научные ведомости Белгородского государственного университета. Сер. История. Политология. Экономика. Информатика. -2013. - № 8 (151). - Выпуск 26/1. - С. 137-146.
Abadi Martin and Luca Cardelli A Theory of Objects. - Springer-Verlag. - 1996. - 397p. Маторин С.И., Жихарев А.Г., Зайцева Н.О. Имитационное моделирование с использованием системно-объектного подхода на примере транспортных и технологических процессов. // Труды Х Международной научно-практической конференции «Объектные системы-2015» (10-12 мая, г. Ростов-на-Дону, Россия).
Жихарев А.Г., Маторин С.И. Системное имитационное моделирование с использованием исчисления объектов // Седьмая всероссийская научно-практическая конференция «Имитационное моделирование. Теория и практика» (ИММОД-2015): Труды конф., 21-23 окт. 2015 г., Москва: в 2 т. / Ин-т проблем упр. им. В.А. Трапезникова Рос. Акад. наук ; под общ. ред. С.Н. Васильева, Р.М. Юсупова. - Т. 1. - М.: ИПУ РАН, 2015. - C.220-224. Маторин С.И., Жихарев А.Г., Зайцева Н.О. Имитационное моделирование с использованием системно-объектного подхода. // Прикладная информатика. - 2015. - №6(60). - Выпуск 10. -С. 91-104.
6. Жихарев А.Г., Маторин С.И., Зайцева Н.О. Системно-объектный инструментарий для имитационного моделирования технологических процессов и транспортных потоков // Искусственный интеллект и принятие решений. - 2015. - №4.- С. 95-103.
УДК 004.4'236
РЕАЛИЗАЦИЯ ПРИНЦИПОВ ИНКАПСУЛЯЦИИ И ПОЛИМОРФИЗМА В МУОРБД
Микляев Иван Александрович, к.ф-м.н., доцент кафедры информационных систем и технологий,
Филиал Северного (Арктического) федерального университета имени М. В. Ломоносова в г.Северодвинске, Институт судостроения и морской арктической техники (Севмашвтуз), Россия,
Северодвинск, ivanmia 1@rambler.ru Никифоровых Даниил Викторович, студент, Филиал Северного (Арктического) федерального университета имени М. В. Ломоносова в г.Северодвинске, Институт судостроения и морской арктической техники (Севмашвтуз), Россия, Северодвинск, nikifordan@gmail.com
Введение
В классическом определении объектно-ориентированного подхода методы - это процедуры и функции, связанные с классом. Они определяют действия, которые можно выполнять над объектом такого типа, и которые сам объект может выполнять. Для объектно-ориентированных сред программирования, в которых реализуются жизненные циклы виртуальных объектов, реализация методов обоснована и крайне необходима для достижения полной аналогии жизненным циклам объектов реального мира.
При разработке информационных систем, базы данных реализуются на уровень раньше программного обеспечения. Таким образом, реализация методов в объектно-ориентированных базах данных носит несколько другой характер.
Разработка и реализация механизмов и принципов МУОРБД велась строго на основании решения прикладных задач [1].
Первой задачей, в которой потребовалась реализация методов объектов, описанных в МУОРБД, является задача разработки автоматизированной информационной системы управления проектами.
База данных - это организованная структура информации предметной области [2,3,4,5]
Некоторые объектно-ориентированные базы данных разработаны для плотного взаимодействия с такими объектно-ориентированными языками программирования, как Python, Java, C#, Visual Basic .NET, C++, Objective-C и Smalltalk; другие имеют свои собственные языки программирования. ООСУБД используют точно такую же модель, что и объектно-ориентированные языки программирования [6].
Результатом совмещения возможностей (особенностей) баз данных и возможностей объектно-ориентированных языков программирования являются Объектно-ориентированные системы управления базами данных (ООСУБД). ООСУБД позволяет работать с объектами баз данных так же, как с объектами в программировании в ООЯП. ООСУБД расширяет языки программирования, прозрачно вводя долговременные данные, управление параллелизмом, восстановление данных, ассоциированные запросы и другие возможности [7].
Инкапсуляция
МУОРБД разрабатывалась по принципу размещения информации об объекте в структуре объектно-ориентированного описания. Форма объектно-ориентированного описания хорошо представлена в объектно-ориентированных средах, но размещение в них этой информации имеет контекстный вид. МУОРБД имеет структурированный вид БД.
