Какие программные продукты используются для моделирования

Программные продукты моделирования деятельности организации

Использование программных продуктов, поддерживающих ту или иную методологию описания процессов, в масштабах всей компании дает несколько неоспоримых преимуществ. Во-первых, это помогает сузить как спектр специализированных решений для моделирования, навыки работы с которыми необходимы сотрудникам компании, так и спектр детально изучаемых методологий. Это, в свою очередь, расширяет потенциальные границы использования на предприятии созданных моделей процессов. Во-вторых, программные решения позволяют использовать единый внутренний репозиторий объектов, что способствует связности моделей и проведению их верификации.

Перевод информации о процессах организации в цифровой вид и моделирование описания процессов в конкретной нотации требует выполнения следующих действий:

  • • организация рабочей группы и проведение ее заседаний в целях анализа имеющихся данных по бизнес-процессам, их объектам и существующим взаимосвязям;
  • • создание предварительных моделей существующих процессов (в состоянии «как есть»), их последующее обсуждение, доработка и согласование;
  • • преобразование данных о процессах в вид моделей выбранной методологии описания в виде «как есть»;
  • • создание, доработка и утверждение моделей вида «как должно быть»;
  • • непрерывный анализ, мониторинг и оптимизация процессов.

Поддерживать системный и структурный уровни рассмотрения организации, а также модели бизнес-процессов позволяют CASE-технологии, реализованные в том числе в виде отдельного класса программного обеспечения (Computer-Aided Software/System Engineering). Данные системы позволяют системным аналитикам и командам разработчиков после общения с бизнес-заказчиком сформировать проект описания деятельности компании и в дальнейшем перейти к се автоматизации.

Завершая разговор о различных моделях описания процессов и инструментальных средствах, перечислим возможности основных платформ моделирования.

СА ERWin Data Modeler. Комплекс CASE-срсдств, среда моделирования и коллективной работы с данными, проектирования и генерации баз данных. Интеграция процессов и данных (с IDEFO, DFD, IDEF3), проверка и оптимизация дизайна баз данных, доступ к метаданным и их интеграция.

Среди ключевых функций:

  • • визуализация структур данных;
  • • создание проектов баз данных (по графическим моделям);
  • • определение стандартов (например, шаблонов моделей);
  • • сравнение моделей и баз данных;
  • • отчетность и публикация (в том числе в HTML-виде с экспортом изображений графических моделей и метаданных).

Данный программный продукт интегрирует возможности BPWin и ERWin, обеспечивая также создание логических и физических моделей и трансформацию между ними.

Bizagi ВРМ Suite. Bizagi ВРМ Suite — достаточно широко известная и популярная система для моделирования бизнес-процессов и управления ими. Данная система состоит из трех компонентов:

  • • Bizagi Process Modeler (дизайнер процессов);
  • • Bizagi Studio (автоматизация процессов);
  • • Bizagi BPM Server (исполнение процессов).

Моделирование бизнес-процессов осуществляется в нотации BPMN. В целом система считается достаточно удобной, если не требуется моделировать большое предприятие. В противном случае работа в графическом редакторе может быть затруднена.

Microsoft Visio. Один из первых инструментов создания графических диаграмм. Со временем расширяя репозиторий доступных моделей и новых объектов, он существенно упрощает создание наиболее распространенных видов диаграмм, хотя и не предоставляет автоматизированных инструментов их анализа.

ARIS Express. Все базовые возможности ARIS реализованы в программном продукте ARIS Express, полнофункциональная версия которого находится в свободном доступе. В ней пользователи могут создавать все девять базовых типов диаграмм.

Кроме этого, ARIS Express предоставляет такие возможности, как печать моделей, экспорт в форматах PDF и EMF, создание собственных шаблонов диаграмм, панель инструментов моделирования, онлайн-поддержку, а также автоматическая генерация моделей из определенных форматов документов и импорт диаграмм MS Visio.

ARIS Platform. Гораздо более широкой функциональностью обладает семейство программных продуктов ARIS Platform (в 2013 г. — ARIS Architect и ARIS Designer). Этот продукт исходит из идеи, что любая организация может быть описана с помощью целой иерархии моделей (от верхнего уровня цепочки добавленной стоимости VACD до диаграмм конкретных процедур и ресурсного окружения).

В нем доступны также центральный репозиторий моделей, версион- ность, поддержка множества языков, многопользовательская работа, конструктор отчетов WYSIWYG, конфигурируемые метамодели и многие другие возможности.

Читайте также:  Какие продукты можно есть при колите панкреатите

Кроме того, для формирования специфических аналитических отчетов, регламентов процессов, создания базы моделей по спецификациям возможно использовать технологию ARIS Script и писать сценарии (подпрограммы) на языке SAX Basic.

Software AG ARIS (ранее IDS Scheer ARIS). Моделирование организации, процессов, данных, функций, продуктов и услуг. Поддержка создания ИС от анализа требований до разработки (через интерфейсы экспорта моделей в средства разработки). Дополнительные возможности работы с системой сбалансированных показателей, операционными рисками, стандартами качества.

Источник

Системы имитационного моделирования: выбираем подходящую

Современные химико-технологические процессы столь сложны, что для их изменения приходится использовать не только аналитику, но и результаты имитационного моделирования. В данном случае необходимо работать с моделью физического объекта и именно на модели исследовать его свойства и поведение в любых ситуациях. Для этого существует много программных комплексов. Чтобы понять специфику такого программного обеспечения я собрал аналитическую информацию о системах, наиболее распространённых в мире и популярных по запросам в интернет-поисковиках. Результаты исследования – в этом обзоре. Он будет полезен проектировщикам, технологам и автоматчикам – всем тем, кто анализирует технологические процессы, строит системы управления ими, выполняет инженерные расчеты технологических аппаратов.

Эксперимент vs имитация

Работа с имитационной моделью помогает, во-первых, более полно изучить объекты, чем во время реального эксперимента (на практике мы в принципе не сможем создать все ситуации, чтобы исследовать свойства и поведение объекта).

А во-вторых, имитационное моделирование даёт возможность более эффективно выполнить исследование, проектирование и оптимизацию технологического процесса: поскольку работа с моделью учитывает влияние множества различных параметров на химико-технологический процесс (ХТП), технолог сможет найти те качественные и количественные характеристики, которые сэкономят время и деньги на изменение ХТП, а также снизят вероятность ошибок.

Например, в топливной промышленности программные продукты для имитационного моделирования используют для переработки тяжелой сернистой нефти, нефтеподготовки. Применение в фармацевтической промышленности предназначено для моделирования реакционных и периодических дистилляций углеводородов.

Ведущие системы для моделирования ХТП

В рамках построения системы автоматического управления теплоснабжением предприятия (одного из его сложных процессов) специалистам нашей компании “Первый инженер” потребовалось исследовать технологический процесс: проанализировать переходные процессы и выявить критические технологические участки, а также проанализировать возможности применения программного продукта в системе управления (для выработки оптимальных режимов работы системы теплоснабжения в автоматическом режиме). Так мне и пришлось изучать рынок в поиске готового программного инструмента. Результатами анализа ПО делюсь с вами. Ниже будет много таблиц.

При подготовке статьи для Хабра я пытался связаться со всеми производителями указанного ПО и уточнить данные, ведь за прошедшее время они могли усовершенствовать свои продукты. Но ответ пришел только от GIBBS. Поэтому буду рад вашим уточнениям в комментариях.

Краткие описания решений

Программное обеспечение Hysys предназначено для моделирования ХТП для оптимизации проектирования схемотехнических решений технологического процесса. Помимо статического моделирования технологических схем программа позволяет в той же среде производить динамическое моделирование отдельных процессов и всей технологической цепочки, а также разрабатывать и отлаживать схемы регулирования процессов. Есть возможность выполнять расчеты основных конструктивных характеристик оборудования.

В 2002 году компанию Hyprotech Ltd приобрела Aspen Technologies. Hysys вошел состав пакета инженерного модуля AspenONE Engineering пакета AspenONE под наименованием Aspen Hysys.

Программный пакет Aspen Plus (разработка Aspen Technologies) предназначен для моделирования в стационарном режиме, проектирования химико-технологических производств, контроля производительности оборудования, оптимизации и бизнес-планирования в области добычи и переработки углеводородов и нефтехимии.

gPROMS ModelBuilder является средой моделирования для стационарных и динамических систем, которая ориентирована на применение в перерабатывающей промышленности.

Программный комплекс CHEMCAD ориентирован на моделирование ХТП. Пакет включает средства статического моделирования основных процессов, основанных на фазовых и химических превращениях, а также средства для расчета геометрических размеров и конструктивных характеристик основных аппаратов.

Design II – программный продукт компании WinSim Inc. – имеет все инструменты для полноценного моделирования в газонефтепереработке и включает набор из 880 различных компонентов.

Программное обеспечение для моделирования технологических процессов PRO/II – это симулятор стационарного режима, улучшающий процессы проектирования и операционного анализа. Симулятор PRO/II разработан для точных расчетов массового и энергетического баланса для широкого спектра производственных процессов. Отрасли применения: нефтепереработка, газопереработка, нефтехимия, химия.

Читайте также:  Какие продукты выдают беременным в москве

ProMax представляет собой мощный и универсальный пакет программного обеспечения для проектирования и оптимизации газоперерабатывающих, нефтеперерабатывающих и химических производств.

Программный продукт GIBBS обладает средствами для моделирования процессов промысловой подготовки природных газов, включая обычные установки низкотемпературной сепарации, низкотемпературные детандерные установки с частичным или полным фракционированием жидких углеводородов, процессы выделения этана и СУГ, процессы обработки газа с впрыском, сбором и регенерацией ингибиторов гидратообразования, промысловой и заводской подготовки и переработки газоконденсата и нефти, в том числе деэтанизацию, стабилизацию и фракционирование по топливному варианту, газофракционирование, установки сжижения природного газа, выделения и очистки гелия.

Система моделирования “Комфорт” – это инструмент для поверочных и проектных расчетов материально-тепловых балансов различных химических производств. “Комфорт” состоит из управляющей программы и модулей расчета аппаратов. Управляющая программа с конкретным набором технологических модулей образует предметно-ориентированную моделирующую программу, позволяющую выполнять расчеты для конкретного класса химико-технологических схем. Программа имеет средства для расчета всех основных процессов фракционирования для газопереработки.

* Программные комплексы в таблице имеют различные формы лицензирования: локальные, сетевые и бесплатные. Локальная лицензия предусматривает установку программы на конкретный компьютер, авторизуется и работает только на нем. Сетевая лицензия предназначена на установку продукта на несколько компьютеров, но при этом количество одновременных пользователей не должно превышать количество купленных лицензий. Бесплатная лицензия распространяется для «ознакомления» с возможностями ПО, которые имеют временные или функциональные ограничения.

Системные требования

Каждый из представленных программных продуктов предполагает минимальные системные требования для его полноценной работы – наличие ОС Microsoft и лицензии.

Характеристики программных комплексов

На российском и зарубежном рынке немало средств имитационного моделирования ХТП с различным функционалом и назначением. Для оценки потенциала программного продукта было выделено несколько ключевых характеристик. Сразу стали очевидны ограничения возможностей ПО: небольшой функционал интерактивных отладчиков, небольшое количество типовых моделей, отсутствие структурного моделирования, большая погрешность при расчетах и другие.

Эти ограничения требуют от пользователя ПО специальных знаний в области математического описания процессов и в программировании.

Невозможность моделирования в реальном времени и невозможность оптимизации ПО с учетом различных факторов – это серьезный сдерживающий момент для применения его в системах автоматического управления сложными и быстро протекающими процессами.

Малоперспективны те программные продукты, которые не дают точную и оперативную информацию, что особенно важно в условиях жесткой конкуренции по цене/качеству/количеству, энергозатратам и эффективности работы производственного оборудования.

Модули в составе программного комплекса

В состав программных продуктов входят готовые модули, описывающие технологические аппараты, физико-химические свойства компонентов, позволяющие упростить построение технических решений технологического процесса для их расчетов.

Если число модулей ограничено, ПО не позволит моделировать сложные технические решения, поскольку это требует постоянного совершенствования программ.

Интерфейс программных комплексов

Ключевая особенность любого программного обеспечения – удобный графический интерфейс, который уменьшает трудозатраты на выполнение определенных функций и предоставляет результат в интуитивно понятном для пользователя виде. Наличие в программе таких возможностей, как графическое построение, интерактивный отладчик, документирование, позволяет сократить время на разработку схем.

Проведенный анализ позволил выявить лидеров в рамках поставленной задачи: в этих продуктах совмещены функции моделирования технологического процесса и оптимизация протекания процессов в режиме реального времени.

Поставленная задача пока решена не полностью. Программный продукт позволил найти некоторые оптимальные условия для текущих процессов и определить основные критические участки в технологическом процессе. Чтобы более глубоко исследовать протекание технологических процессов в системе теплоснабжения, нужно разработать математическое описание процессов в отдельных участках технологического решения, а также найти возможность для интеграции программного продукта в систему автоматического управления.

Какое бы решение вы ни выбрали, исходя из своих задач и возможностей, в заключение отмечу: любое ПО призвано минимизировать финансовые и временные затраты на построение ХТП, но ни один программный инструмент не даст гарантированных результатов без специалистов, обладающих знаниями в области технологии, математики, физики и химии.

Хотите работать в компании «Первый инженер»?

У нас на сайте опубликован ряд вакансий. Может быть, мы ищем именно вас.

Читайте также:  Какие продукты можно употреблять когда повышен сахар в крови

Источник

Программные средства моделирования — Студопедия

В качестве программного средства моделирования может быть использована любая из существующих программных сред, однако принято использовать специфические программы, специально предназначенные для компьютерного моделирования.

Наиболее известные и применяемые программы численного моделирования.

MATLAB (сокращение от англ. «Matrix Laboratory») — пакет прикладных программ для решения задач технических вычислений, а также к используемый в этом пакете язык программирования. Работает на Windows, Linux и Mac OS. Язык MATLAB является высокоуровневым интерпретируемым языком программирования, включающим основанные на матрицах структуры данных, широкий спектр функций, интегрированную среду разработки, объектно-ориентированные возможности и интерфейсы к программам, написанным на других языках программирования.

Имеет прекрасный аппарат представления результатов (графики самых разных типов, средства подготовки печатных документов и Web-страниц).

Simulink— интерактивный инструмент для моделирования, имитации и анализа динамических систем. Он дает возможность строить графические блок-диаграммы, имитировать динамические системы, исследовать работоспособность систем и совершенствовать проекты. Simulink полностью интегрирован с MATLAB, обеспечивая немедленным доступом к широкому спектру инструментов анализа и проектирования. Simulink также интегрируется с Stateflow для моделирования поведения, вызванного событиями. Эти преимущества делают Simulink наиболее популярным инструментом для проектирования систем управления и коммуникации, цифровой обработки и других приложений моделирования. В состав Simulink входят наборы Toolbox иBlockset содержащие готовые модели и специальные инструменты для моделирования, интегрирования и имитации различных систем.

MATHCAD – математический редактор, позволяющим проводить разнообразные научные и инженерные расчеты, начиная от элементарной арифметики и заканчивая сложными реализациями численных методов. Основным его достоинством является простота применения, наглядность математических действий, обширная библиотека встроенных функций и численных методов, возможность символьных вычислений, а также аппарат представления результатов (графики самых разных типов, средства подготовки печатных документов и Web-страниц),

Mathcad, в отличие от большинства других современных математических приложений, построен в соответствии с принципом WYSIWYG («What You See Is What You Get» — «что Вы видите, то и получите»). Поэтому он очень прост в использовании, в частности, из-за отсутствия необходимости сначала писать программу, реализующую те или иные математические расчеты, а потом запускать ее на исполнение. Вместо этого достаточно просто вводить математические выражения с помощью встроенного редактора формул, причем в виде, максимально приближенном к общепринятому, и тут же получать результат.

VisSim — это универсальная систе­ма блочного имитационного визуально­-ориентированного математического моделирования и одновременно – это визуальный язык программирования, предназначенный для моделирования динамических систем, а также проектирования, базирующегося на моделях, для встроенных микропроцессоров. Язык разработан американской компанией Visual Solutions. В настоящее время полностью интегрирован с MATHCAD.

SCILAB — пакет прикладных математических программ, предоставляющий открытое окружение для инженерных (технических) и научных расчётов. Был спроектирован как открытая система, и пользователи могут добавлять в него свои типы данных и операции. Scilab имеет схожий с MATLAB язык программирования. В состав пакета входит утилита, позволяющая конвертировать документы Matlab в Scilab. Программа доступна для Linux и Windows.

В состав пакета также входит инструмент для редактирования блочных диаграмм и симуляции Scicos (Scilab Connected Object Simulator) что обеспечивает возможность визуального моделирования динамических систем. Scicos является аналогом Simulink в пакете MATLAB.

Существует возможность совместной работы Scilab с программой LabVIEW.

LabView –программа моделирования систем и анализа данных National Instruments будет рассмотрена детально в последующих лекциях.

Контрольные вопросы к разделу 3

1. Методы моделирования систем, их достоинства и недостатки.

2. Какой метод исследования систем является наиболее точным?

3. Какой метод исследования систем является наиболее универсальным?

4. Какой метод позволяет выполнять исследование систем на моделях любой степени детализации?

5. Какие методы моделирования относятся к компьютерному моделированию?

6. Объясните термин «компьютерная модель».

7. В чем состоит разница между математической и структурно-функциональной моделью?

8. Какие модели называются имитационными?

9. В чем разница между количественными и качественными результатами моделирования?

10. В чем состоит разница между реальным и модельным временем?

11. Охарактеризуйте понятие «вычислительный эксперимент».

12. Опишите цикл вычислительного эксперимента.

13. Какие специализированные программы моделирования Вам известны?

Источник