Témata projektů IMS 2012/13
Okruh 1: Implementace diskrétního simulátoru pro modelování na základě událostí
Implementujte simulační jádro založené na kalendáři událostí. Implementujte programovou podporu pro modelování zařízení s frontami (jednotné zařízení se zadanou kapacitou N). Simulátor dokumentujte na zvoleném příkladu probraném na democvičeních IMS. V dokumentaci se zaměřte na popis koncepce simulátoru. Transakce v modelech SHO modelujte jako třídu, kde její metody budou obslužné bloky pro jednotlivé události.
Okruh 2: Implementace spojitého simulátoru
Implementujte simulační jádro pro spojitou simulaci. Pro integrátory implementujte numerickou integrační metodu Euler a Runge-Kutta 4. řádu. Dále implementujte bloky pro aritmetické operace. Kontroly rychlých smyček lze zanedbat. Způsob zadávání modelu musí být inspirován stylem z knihovny SIMLIB. Činnost simulátoru demonstrujte na alespoň dvou příkladech modelů s alespoň třemi integrátory.
Okruh 3: SHO Letiště
Navrhněte a vytvořte model SHO jednoho terminálu zvoleného letiště. V modelu uvažujte proces příchodů letadel (dle denního rozvrhu) a předpokládaný proces příchodu cestujících do systému. Tok cestujících modelujte v obou směrech (přílet i odlet). Modelujte obvyklé fáze odbavení cestujících - odbavení na přepážce, zpracování zavazadel, nakládání zavazadel, využití nástupních míst do letadel a samotnou přistávací/startovní dráhu. Ukažte různé vytížení zdrojů letiště (odbavovacích fází) v módu obvyklého provozu a prázdninového provozu s lety mimo běžný rozvrh.
Okruh 4: SHO Výrobní linka
Navrhněte a vytvořte model SHO výrobní linky, popřípadě sady výrobních linek zvoleného nebo hypotetického výrobního závodu. Výrobní proces jednoho výrobku se musí skládat z alespoň tří výrobních úkonů (operace), každý na jiném zařízení. Do systému budou přicházet objednávky na určený počet kusů výrobku. Objednávkám lze přiřazovat priority. Výrobní proces si lze představit jako zřetězení přepravních várek (várka např. 4 ks) - takže objednaný počet kusů se rozdělí do přepravních várek a ty postupují výrobním procesem. Na přepravní várky se vztahují priority objednávky, ze které pochází. Výroba jedné přepravní várky v operaci je nepřerušitelná. Experimenty zjistěte chování systému, především doby strávené v systému u objednávek - celkovou, od započetí první výrobní operace na objednávce, doby prostojů ve frontách a podobně.
Okruh 5: SHO Logistická firma
Navrhněte a vytvořte model SHO balíkové přepravní firmy působící na území jednoho státu (např. ČR). Firma bude mít alespoň 5 regionálních poboček a jednu centrální překládací stanici (rozmístění poboček a jejich vzdálenosti si navrhněte s ohledem na geografii lokality). Navrhněte proces příchodů balíků na regionální pobočky s ohledem na jejich umístění (např velikost města, přítomnost průmyslu v regionu). Každá zásilka má v okamžiku vzniku určenu cílovou pobočku. Po příchodu zásilky do pobočky probíhá její základní zpracování a je umístěna ve skladu pobočky, kde čeká na transport do centrálního překladiště. Firma vlastní N nákladních aut, každé o kapacitě K zásilek. Auta slouží pro transport zásilek mezi pobočkami a centrálou. S příjezdem auta do centrály se zásilky vyloží a rozdělí podle cílové pobočky (detaily navrhněte). Auto se v pobočce nebo centrále zdrží pouze na dobu vyložení a naložení zásilek (tj. nečeká na naplnění kapacity).
V experimentech ukažte chování systému, vytíženost aut, optimální počet aut a efektivitu provozu.
Okruh 6: SHO Počítačový server
Uvažujme systém jednoho počítače s N procesory a jedním paměťovým diskem. Systém modelujte jako SHO. V počítači vznikají a zanikají uživatelské procesy. Proces příchodů (vznikání) uživatelských procesů sami navrhněte a dále navrhněte model doby jejich výpočtu a požadavky na zdroje systému (přístup do DB serveru, přístup k disku).
Kromě uživatelských procesů v systému pracuje i webový server a databázový server modelované jako zařízení s kapacitou jedna zpracovávaných požadavků. Na oba servery přichází z vnějšího okolí systému požadavky (modelujte proces příchodu a proces zpracování vhodnými rozloženími). Webový i databázový server s každým požadavkem přistupují k zařízení paměťového disku.
V experimentech ukažte vytížení počítače a jeho zařízení (procesory, disky, servery).
Okruh 7: SHO Workflow procesů ve státní administrativě
Zvolte si úřad státní administrativy s možností podávat stížnosti od občanů, případně libovolný jiný systém zpracování dokumentů s možnostmi různých odvolání, posuzování a podobně (např. ÚOHS). Modelujte systém. Experimenty ukažte možné maximální doby transakce strávené v systému. Ukažte možné strukturní a funkční optimalizace systému workflow.
Okruh 8: SHO Řešení prohibiční krize v ČR
Navrhněte systém skladů, obchodníků, dovozců a prodejců lihovin v ČR. Navrhněte stav blokovaných zásob u těchto účastníků trhu. Vzhledem k charakteru problematiky navrhněte náhodný generátor rozložení účastníků trhu a jejich skladových zásob (můžete se pokusit o vyhledání reálných informací, ale vygenerovaný systém může být i velmi hypotetický). Prostudujte navrženou legislativu vlády týkající se znovu-obnovení trhu s lihovinami a specificky recyklace skladových zásob tak, aby mohly být znovu vráceny do obchodování. Modelujte systém a proces transportu a recyklace modelovaných blokovaných zásob lihovin. Experimenty prostudujte možné počáteční stavy rozložení blokovaných zásob a očekávané náklady spojené s jejich navrácením do legálního obchodování. Zpracování okruhu připouští nepřesnosti, hypotézy a odhady. Cílem je odhadnout náklady účastníků trhu v období po uvolnění prohibice.
Okruh 9: Modelování stochastického procesu
Zvolte tři reálné jevy se stochastickým charakterem (proces příchodů někam, počet výskytů něčeho za jednotku času). Proveďte měření jevu vedoucí k získání dostatečného počtu vzorků (počet vzorků 100-200). O měření proveďte protokol s vyznačením měřených okamžiků příchodů. Soubor dat vyneste do histogramu a aproximujte vhodným rozložením s vhodně zvolenými parametry (pozor - existují i jiná rozložení než normální, exponenciální a rovnoměrné). Není vyžadována exaktní metoda zjištění aproximace, spíše studium dalších pravděpodobnostních rozložení (generátory v SIMLIB) a experimentování s jejich parametry. Podle aproximace vytvořte s použitím SIMLIB program generující soubory dat modelovaných jevů a na úrovni histogramů soubory porovnejte. Hodnocena bude zejména věrohodnost modelu jevu.
Okruh 10: Spojitý systém modelující analogový filtr
Zvolte si analogový filtr a vytvořte jeho spojitý model s použitím SIMLIB. Model musí obsahovat alespoň 4 integrátory. V dokumentaci podrobně popište proces tvorby modelu ze schematu filtru. V rámci experimentování s modelem simulačně změřte frekvenční charakteristiku filtru. Dále model prověřte se zadáním reálných signálů a na spektrech signálu před a po filtraci ukažte vliv filtru.