В монографії розглядаються питання теоретичного обґрунтування, програмної реалізації і практичного застосування методів оптимізації процесів розвитку виробничих систем з урахуванням ефектів освоєння виробництва. Розглядаються альтернативні постановки задач оптимального управління розвитком - з горизонтальною і вертикальною інтеграцією виробничих елементів і централізованим управлінням, децентралізованих з локальними управліннями, з різними змінними управління. Об'єднує різнорідні задачі концепція раціональних технологій конструювання робочих математичних моделей - таких, що виконуються в середовищах пакетів для моделювання. Для кожної задачі подано повний цикл моделювання - від побудови лінгеістичної моделі до конструювання програмної системи для проведення широкого кола досліджень, в тому числі - повного аналізу ризиків розвитку. ЗМІСТ Перелік умовних скорочень................................................................ 6 Вступ..................................................................................................... 8 1. Огляд існуючих моделей для задач розвитку............................ 9 1.1. Визначення понять................................................................... 9 1.2. Задача розподілу ресурсу в багатокрокових процесах........ 15 1.3. Задача Марковіца - Беллмана................................................. 16 1.4. Задача балансу попиту і пропозиції....................................... 36 1.5. Моделі обміну ресурсами....................................................... 45 1.5.1. Моделі натурального обміну.................................................. 46 1.5.2. Моделі ринкового обміну........................................................ 49 1.5.3. Розробка програми моделювання ринків з довільними функціями корисності елементів....................................................... 63 1.5.4. Дворівнева модель обміну....................................................... 71 1.6. Моделі систем з відкритим управлінням.............................. 80 Висновки............................................................................................... 87 2. Узагальнення задачі оптимального розвитку виробничої системи.................................................................................................. 88 2.1. Узагальнення задачі моделювання розвитку розподіленої системи................................................................................................. 88 2.2. Наближене розв'язання узагальненої варіаційної задачі розподілу............................................................................................... 90 2.3. Точне розв'язання узагальненої задачі розподілу................. 91 2.4. Розв'язання узагальненої задачі розподілу для випадку використання зовнішніх ресурсів......................................................... 94 2.5. Аналіз результатів моделювання оптимальних процесів розвитку................................................................................................. 98 2.6. Розробка системи для аналізу оптимальних процесів розвитку при урахуванні еластичності цін продажу продукції .............. 102 Висновки................................................................................................... 115 3. Задача оптимального розвитку з урахуванням ефектів освоєння….116 3.1. Визначення понять для моделей розвитку розподілених технологічних систем............................................................................ 116 3.2. Розробка моделей для задач розвитку................................... 119 3.2.1. Розробка графових моделей розвитку з освоєнням............. 119 3.2.2. Розробка функціональних моделей для процесу розвитку..… 121 3.2.3. Аналіз усталених станів процесів розвитку.......................... 125 3.3. Розробка моделі динаміки процесу розвитку розподіленої системи................................................................................................. 128 3.4. Отримання точного розв'язку задачі розвитку з урахуванням ефекту освоєння виробництва.................................... 132 3.4.1. Постановка варіаційної задачі оптимізації........................ 132 3.4.2. Визначення спряжених функцій......................................... 134 3.4.3. Визначення функції Гамільтона......................................... 136 3.4.4. Знаходження спряжених функцій...................................... 136 3.5. Дослідження стратегій розвитку розподілених систем..... 138 3.5.1. Аналіз оптимальних та емпіричних стратегій розвитку.... 139 3.5.2. Дослідження чутливості стратегій розвитку до варіацій параметрів математичної моделі...................................................... 142 Висновки........................................................................................... 147 4. Альтернативні моделі процесів розвитку: децентралізовані системи............................................................................................... 148 4.1. Постановка задачі.................................................................. 148 4.2. Побудова математичної моделі і програми......................... 151 4.2.1. Аналіз емпіричних стратегій розвитку системи.................. 151 4.2.2. Аналіз і вибір функціональних субмоделей для детермінованої моделі...................................................................... 152 4.2.3. Розробка інтерфейсу програми моделювання...................... 156 4.3. Аналіз результатів моделювання детермінованої системи....157 4.4. Розробка програми для моделювання розподіленої системи з урахуванням невизначеностей.......................................... 164 4.4.1. Аналіз невизначеностей.......................................................... 164 4.4.2. Розробка моделі локального управління в умовах невизначеності .................................................................................... 165 4.4.3. Розробка програми моделювання та інтерфейсу.................. 167 4.5. Аналіз результатів моделювання імовірнісної розподіленої системи.................................................................................................. 169 4.6. Розширення математичної моделі розподіленої системи......173 4.6.1. Модифікація функціональних моделей розподіленої системи................................................................................................... 174 4.6.2. Аналіз результатів отриманих на модифікованій моделі розподіленої системи............................................................................ 175 Висновки................................................................................................... 181 5. Розробка системи для аналізу і оптимізації живучості автоматизованих систем управління................................................... 182 5.1. Структура автоматизованої системи управління трубчастими обертовими печами......................................................... 182 5.1.1. Підсистема нижнього рівня........................................................ 184 5.1.2. Підсистема середнього рівня................................................... 185 5.1.3. Підсистема верхнього рівня..................................................... 186 5.2. Узагальнення задач побудови розподілених виробничих систем..................................................................................................... 188 5.3. Розробка робочої моделі обчислювальної мережі для розподіленої виробничої системи ......................................................... 190 5.4. Використання розробленої програмної системи для аналізу відмовостійкості АСУ................................................................ 202 5.4.1. Приклад застосування програмної системи для аналізу живучості АСУ феронікелевого виробництва...................................... 202 5.4.2. Приклад застосування програмної системи для аналізу живучості АСУ олієжиркомбінату........................................................ 208 5.4.3. Оцінка ефекту застосування теоретичних результатів…... .... 209 Висновки................................................................................................... 212 6. Задачі оптимального розвитку вертикально інтегрованих систем...................................................................................................... 213 6.1. Приклади вертикально інтегрованих систем........................... 214 6.2. Розробка математичних моделей базового об'єкта................. 221 6.2.1. Залежність виходу газу від температури процесу.................... 221 6.2.2. Модель динаміки анаеробного бродіння................................... 222 6.3. Розробка базових моделей вертикально інтегрованих систем ..................................................................................................... 225 6.3.1. Застосування методу оптимального агрегування для оптимізації системи з послідовно працюючими елементами ............. 226 6.3.2. Приклад отримання оптимальної виробничої функції системи ..................................................................................................... 230 6.4. Задача оптимального розвитку вертикально інтегрованої системи...................................................................................................... 231 6.4.1. Постановка задачі оптимізації продуктивності вертикально інтегрованої системи................................................................................. 233 6.4.2. Задача оптимізації системи "виробництво-постачання"…….......... 236 6.4.3. Дискретна задача оптимізації розподілу ресурсу між елементами вертикально інтегрованої системи.................................... 238 Висновки.................................................................................................... 241 Загальні висновки................................................................................... 242 Література.................................................................................................. 243