Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Большие системы и управление

..pdf
Скачиваний:
10
Добавлен:
29.10.2023
Размер:
11.27 Mб
Скачать

50

Вычислим сумму вероятностей состояний. Из формулы (5) сле­ дует, что

 

d

у ч

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

^

£

? , < * )

= - ияу-7

 

 

 

 

 

 

4

ТГ-1

 

 

 

 

 

 

 

 

откуда

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

У'1

Л

 

 

* '#

(ит)

'

-иТт

 

 

 

Е Р х ^ = ~ и ! р у - ^ г ^ г + СА =

^ о

к !

е

+

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

у-»

 

 

Подстановка в

эту

формулу

7Г = 0

показывает, что

£

р

(0)=

уч

 

 

 

 

 

 

 

 

х~ 1 J

 

 

= £ С - + СЛ

. С другой стороны, непосредственная подстановка

j.=1 J

 

 

 

 

 

 

 

 

y - i

 

 

Т = 0 в уравнения

(6)

дает

для

той же суммы значение

£

Cj.

,

так что СА=

0.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Применив формулу (17) к суввме условных плотностей (19), на­

ходим

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y - i

 

j

y - i

ц - Н ,

к

 

 

 

 

 

 

Е Р . - Т Г Е С , Е 0 - Е а _ ) .

 

х =1

И p i *

4

£ о г '

Возвращаясь к

системе

(5)

замечаем,

что

*

dpx (x)

d

Д,

^

 

 

 

}?у

dZ

~ d z

£ZyP*(z ) = И ?y-f(z )

Таким образом,

 

 

 

 

ц-1-Х

 

R

 

£

-п т

( f t )

 

 

 

 

д:=у

 

 

 

/

^ у

 

(20)

( 21)

При *с = 0

Ё

р

(г)

= С„

; из уравнений

(6)

для той же сум-

 

Х - у

-» ■*

7

®

 

 

 

мы получаем значение

Ся .

Следовательно,

С8 =

СR • Вновь при­

менив преобразование

(17),

получаем

 

 

Я

</-/

оог

г

.

 

 

 

хЕ=</ 40 { [^ ‘1^ 7)7

О L 0

51

Полагая

оа

-Ht (yt)

y - ’-i

(22)

 

 

v-(t)dt F { x ) d z ,

( У' Ы ) !

( j = 1 , 2 , . . . , y - 1 )

убеждаемся, что условие нормировки вероятностей должно иметь вид

У~1

1

 

/ «

 

(23)

Ро + Т . С ;

Е

О + 0; + СЛ«с = ).

F

0 - 2

]= ' *

. '

к~0

2= i

 

 

Найдем постоянные интегрирования. Непосредственно из диа­ граммы переходов можно получить

р0 = J p , (г ) w

^о

Скэ

Px(°) = J

 

 

Ф <f W dZ

( х=1, г , . .. , у - г ) ,

 

рх

(0 )

I

|

РХ1. , №f(^)dZ

 

 

 

 

f (24;

=

( х =у-1,

 

 

 

 

О

 

 

 

 

 

 

 

 

P R(o)

= o.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполняя интегрирование с

учетом формул (6),

(10)

и (12)

и применяя

сокращенные обозначения (13) -

(16),

находим:

~ м | ci е

 

<f (г ) йЪ - * С, Д0 ,

 

 

 

 

Х+J

ОО /ио-лХ\ +7_<#

 

 

 

 

 

 

 

 

7 7 7 7 ^ 7

 

 

< * -'.2

H i

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

/(25)

 

 

 

 

»-i

C:hx+ AZ)+

*:>

(ut)

v

 

 

Р .

о И

*

"

E

 

 

f (x) dz =

'

 

 

 

 

 

 

y-1

 

 

 

JC+1

 

( x

= y - l ,

y , . . . ,

R - 2),

~ £

C</ Wa> /,<f + £

ci Вх + 1-j.

i=1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

52

оо у-1 .

.0Г-1-1

'

‘й’ «!' * ± i (Нг ,К

~

°°

f Е с - Е ^

e ^

f W

c t t + c ^ f i z J d z - -

1 * = у * ь - °

к!

 

О

 

У~1

 

 

Я-Т

R-I-J

 

 

=

Е

Cj HR j -

Е

£,•

£

** + < V

(25)

,>=*

 

 

j= y

*=°

0 в уравнения для условных

С другой стороны,

подстановка T =

плотностей вероятностей дает следующие результаты:

Р х ^ ^ —^сс

 

{ х

— 1<) 2 7

1 R - 1) t

(26)

 

 

 

я-т

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ря ^

CR ~ S

Cj

 

 

 

 

 

 

= *

 

 

 

 

 

Приравнивая правые

части

систем (25) и (26) в соответствии

с условиями

(24)

и добавляя к

полученной системе

уравнений уело

вие нормировки вероятностей (23), получаем замкнутую систему линейных уравнений для нахождения постоянных интегрирования:

С , А 0

сх = £

cj Ax+t-j

( х =

1 , 2 , . .

у - 2 ) ,

 

<1 ^

 

 

 

 

 

^х~ ?

Hx +I,j + £ ^

+

^ =

£/, — 7 /?- 2),

(27)

у-т

Я-т

я-1-cf

 

 

 

 

53

3. ОПИСАНИЕ АЛГОРИТМА РЕШЕНИЯ ЗАДАЧИ

В постоянные {Ах } и

входит плотность ф (Т) распреде­

ления времени восстановления

усредненного элемента с учетом

общей очереди. Таким образом, необходимо принять следующий по­

рядок решения:

 

 

 

 

 

 

 

1. Согласно рекомендациям статьи [2] рассчитать параметры

распределения, аппроксимирующего

ф ( Т ),

и характеристические

коэффициенты

{ A ^ j- Формула (13).

 

 

 

 

 

2.

С

помощью численного интегрирования найти коэффициенты

{

g j

-

Формула (14).

 

 

 

 

 

 

 

3.

Рассчитать коэффициенты

1 -

формула (22)

и {НХ?Л '

формулы

(15)

и (16).

 

 

 

 

 

 

 

4.

Решить систему линейных уравнений

(27) относительно

по­

стоянных интегрирования {Cf}

 

 

 

 

 

 

5 .

Из системы (18) - вторая строка - найти вероятность

Ру

полного

 

исчерпания запаса при максимальном запасе

у

(обозна­

чим ее

через

Ту ).

 

 

 

 

 

 

 

6. Повторно выполняя этапы 3-5, получить новые значения Ту

до

тех

пор,

пока не окажется выполненным условие

 

 

 

 

 

 

 

Ф

^

ъ

 

 

 

(28)

 

 

 

 

J y+i

or

J y*

 

 

 

 

 

Указанные операции выполняются заново для каядого

типа

ячеек.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4 .

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 

 

 

 

 

Рассмотрение этапов алгоритма указывает на существенное

возрастание

его трудоемкости в сравнении с расчетной

схемой [I

и

2] ,

 

предусматривающей ремонт в порядке-общей

очереди.

Это

возрастание объясняется добавлением ряда трудоемких операций численного интегрирования и необходимостью повторного выпол­ нения этапов 3 - 5 алгоритма ^ которая вызвана перераспреде­ лением вероятностей состояний при изменении у . Т е м не менее данный метод более реалистически описывает широкий класс прак­ тически важных ситуаций с приоритетным ремонтом. Можно ожидать, что его применение - в особенности для систем с высокой загруз­ кой - позволит добиться существенного снижения расчетного ЗИП по сравнению с рекомендациями статьи [ i ] .

 

54

 

 

ЛИТЕРАТУРА

 

I e Р ы ж и к о в

Ю.И., Определение экономичного

ЗИП

для ЭЦВМ. Сб. "Вопросы вычислительной техники и вычислительной математики’,’ ЛВИКА им. А.Ф.Можайского, 1969.

2. Р ы ж и к о в Ю.И., Многономенклатурная задача о вос­ станавливаемом ЗИП, "Известия АН СССР. Техническая кибернети­ ка" (в печати).

3. С т е п а н о в В.В., Курс дифференциальных уравнений, Физматгиз, 1958.

4. I в а й т Г .Б .. Таблицы интегралов и другие математи­ ческие формулы, "Наука , 1964.

55

Доктор технических наук Ю.И. РЫЖИКОВ

О ВЫБОРЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ЗАДЕРЖИ ПОСТАВОК В ЗАДАЧАХ ЭКОНОМИЧНОГО УПРАВЛЕНИЯ ЗАПАСАМИ

I . ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ

Как показано в работе [ I J , модели управления запасами со случайной задержкой поставок могут быть исследованы мето­ дами теории массового обслуживания при достаточно общих пред­ положениях о законе распределения задержки (интервала между требованиями). При этом вид распределения f (X) учитывается только через характеристические коэффициенты

Д2 = J e ~ ^ f ( x ) d z , (D

О

входящие в системы линейных уравнений для расчета постоянных интегрирования и формулы для вероятностей состояний.

Практически распределение

f(%) подбирается на

основе экспе­

риментальных данных по методу

м о м е н т о в ,

т . е . таким об­

разом, чтобы первые п ( п = 1 , 2 , . . . , А/ ) моментов теоретиче­ ского распределения совпадали со статистическими. Использова­ ние высших моментов усложняет процесс выравнивания распределе­ ний. К тому же точность вычисления моментов с повышением их порядка падает. В связи с этим возникает вопрос о минимальном числе моментов, которые должны приниматься во внимание.

Не менее существенным оказывается вопрос о выборе класса распределений, в котором производится выравнивание при задан­ ном числе моментов. По-видимому, к этому классу должны быть предъявлены следующие требования:

 

 

 

 

 

56

 

 

 

 

 

 

 

 

а) достаточная мощность,

т . е .

пригодность для

выравнивания

широкого класса статистических распределений;

 

 

 

 

 

б)

легкость

отыскания параметров теоретического

распре­

деления по статистическим моментам;

 

 

 

 

 

 

 

в) возможность вычисления интегралов вида ( I . I )

аналити­

чески.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Цель настоящей работы -

дать

ответ на

поставленные

вопро­

сы с помощью количественной оценки функции затрат в модели

 

управления

запасами.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. ОБЛАСТЬ ИССЛЕДОВАНИЯ

 

 

 

 

 

 

В качестве

эталонной модели была выбрана задача

управления

запасами [

I ]*

для которой функция затрат выражается в явном

виде:

 

А^

 

 

 

 

 

syCy+i)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(scj,+ рЗТ0> £

( у -

JX[g+Sc0 (tiT - t/j] -

 

 

 

 

 

 

 

L =

 

 

 

 

 

У-l

 

 

 

 

 

 

(2 )

 

 

 

 

^ +{ Я ~ У ) + Е ( у - г ) А1

 

 

 

 

 

 

Л

 

 

 

 

2=0

 

 

 

 

 

 

 

где

уровень

заказа;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

у -

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

у -

объем

заказа;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

р - интенсивность пуассоновского потока требований;

 

 

X -

среднее время задержки поставок;

 

 

 

 

 

 

 

S -

цена хранения единицы запаса в единицу времени;

 

 

g -

стоимость заказа новой партии у ;

 

 

 

 

 

 

 

jrQ-

цена "штрафа” за отказ в удовлетворении требования.

При этом часть параметров фиксировалась

ц =

2,

s

=

2,

д =

= 25,

ЗТ0=

70),

Т

принимало

значения I ,

2

и 3,

а

у

и

у

на^

значались оптимальным образом с помощью направленного перебора. Расчет функции (2) проводился для равномерного, гамма-

и усеченного нормального распределений, выравнивающих первые три момента (нулевой, первый и второй), после чего оценивалось расхождение, полученное за счет разнипц в высших моментах.

3 . ВЫРАЩИВАНИЕ ИССЛЕДУЕМЫХ РАСПРЕДЕЛЕЙЙЙ

Исходными данными при расчете служили среднее время задерж­ ки поставок х и коэффициент вариации к - ■£? .

Выразим параметры теоретических распределений через к и % * Прежде всего вычислим дисперсию

57

d = ( к т) ‘

и второй начальный момент

N>2 = г 2 (/+ Ас2 ) .

Известно, что для р а в н о м е р н о г о

О

' тип ?

^ (Т ) = J

 

max

тип

о

т=> т; max ’

(3)

(4)

распределения

(5)

I -

(6)

d = (“Сm a x

^nun /

/2

Из системы (6) нетрудно получить

с m in - L

V 3 d ,

(7)

г т п г = г +

Vsci .

 

Из очевидного требования Т ш -П> 0 можно найти максимально допустимый коэффициент вариации:

X - у/за' = т - 1/ з { к х ) г' = х ( / - k V T ) г О

или

/< ^

= 0,$7Э.

Г а м м а-распределение задается плотностью

f i x ) =

е - .а ‘с

( 8)

Г( т )

иимеет среднее значение и дисперсию

(9)

w

777

>

4 =

То

откуда

58

 

 

 

 

 

( Ю )

 

m

г

 

 

 

Для гамма-распределения допускается

0 ^ к

&=> .

 

Наконец, у с е ч е н н о е

н о р м а л ь н о е

распре­

деление

 

 

а

 

 

 

 

 

 

 

f ( z ) =

 

гьг

 

(II )

 

 

 

 

bVlft

 

 

 

как показано в работе [2] ,

имеет

параметры о ,

b и с ,

отве­

чающие системе уравнений

 

 

 

 

 

С =

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ъс

2Ьг

-

 

 

( 12)

 

 

 

 

 

а г

 

 

 

г , 2

<7бс

2&

_г .

 

 

а + 6

“т= т б3 = г + й

 

 

VZjL

решение которой возможно только численно. В работе [2] предло­ жен итерационный алгоритм нахождения корней (12). Там же дока­ зано, что при к == у/Л. - / = 0,755 статистическое распределение описывается только нисходящей ветвью нормальной кривой, и ис­ пользование последней для выравнивания статистики теряет смысл.

4.

РАСЧЕТ ХАРАКТЕРИСТИЧЕСКИХ КОЭФФИЦИЕНТОВ

 

С помощью выражения

(I)

можно получить формулы расчета

 

для дельта-функции (предельный

случай всех упомянутых распреде­

лений при к

0), равномерного и гамма-распределений. Так,

для

постоянной задержки поставок

 

 

 

 

 

А 2

г !

е

 

(13)

 

 

 

При равномерном ее распределении на

отрезке п

 

 

 

 

 

; 'Cwinf-

 

г

н (■<;m a x

 

 

I е

(14)

т т

 

L i=o

 

 

 

 

 

 

 

 

ъУсеченный нормальный

 

X = I

X = 2

со II IP

0

0,2102

0,0837

0,0469

I

0,2482

0,1194

0,0663

2

0,2127

0,1404

0,0835

3

0,1489

0,1439

0,0961

4

0,0899

0,1324

0,1026

5

0,0483

0,1116

0,1027

6

0,0236

0,0873

0, 0972

7

0,0106

0,0640

0,0876

8

0,0045

0,0444

0,0754

9

0,0018

0,0292

0,0624

10

0,0007

0,0184

0,0497

 

 

 

 

Т а б л и ц а

I

Влияние

вида распределения на

коэффициенты {А.Л

 

 

 

Закон распределения

f i x )

 

 

 

 

Гамма

 

 

Равномерный

 

X = I

х = г

X = 3

1—I и IP

Х = 2

со и IP

 

0,1380

0,0625

0,0256

0,2139

0,0844

0,0431

 

0,2706

0,1250

0,0614

0,2473

0,1290

0,0777

 

0,2680

0,1562

0,0922

0,2071

0,1388

0,0915

 

0,1787

0,1562

0,1106

0,1479

0,1353

0,0949

 

0,0902

0,1367

0,1161

0,0921

0,1249

0,0948

 

0,0368

0,1094

0,1115

0,0504

0,1089

0,0930

 

0,0126

0,0820

0,1003

0,0244

0,0890

0,0894

 

0,0037

0,0586

0,0860

0,0106

0,0679

0,0836

 

0,0010

0,0403

0,0709

0,0042

0,0481

0,0755

 

0,0002

0,0269

0,0568

0,0015

0,0317

0,0655

 

-

0,0175

0,0443

0,0005

0,0194

0,0542

 

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ