2_lab_0391_Chashchin_Lomakov

МИНОБРНАУКИ РОССИИ САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ «ЛЭТИ» ИМ. В.И. УЛЬЯНОВА (ЛЕНИНА) Кафедра АПУ

ОТЧЕТ по лабораторной работе №2

по дисциплине «Информационные технологии в управлении» Тема: «Имитационное моделирование технических систем как систем массового обслуживания»

Санкт-Петербург

2024

Цель работы.:Научиться использовать язык GPSS (General Purpose Simulation System) для имитационного моделирования сложных технических систем, которые могут быть описаны как системы массового обслуживания.

Задание на лабораторную работу:

Построить и исследовать имитационные модели двух технических систем:

1)сборочного цеха из лабораторной работы № 1 как системы массового обслуживания для трех возможных режимов его работы.

2)системы, описанной в варианте задания к лабораторной работе № 2

I. Имитационные модели сборочного цеха из лабораторной работы № 1.

Постановка задачи. Промоделировать работу многоканальной системы массового обслуживания – с экспоненциальным законом поступления требований на обслуживание, для которой справедливы следующие условия:

-поступление одного требования в систему на обслуживание не зависит от поступления другого (отсутствие последействия)

-в систему одновременно никогда не поступает два или более требований (поток ординарный)

-вероятность поступления требований зависит только от продолжительности периода наблюдений (поток требований стационарный), а не от принятого начала отсчета времени.

Известно среднее время поступления требования на обслуживание, равное 20 мин, которое подчиняется экспоненциальному распределению вероятностей. В системе массового обслуживания имеется 5 каналов обслуживания, среднее время обслуживания 4 мин.

Требуется смоделировать процесс функционирования системы и определить следующие основные ее характеристики:

-коэффициент использования каждого канала обслуживания;

-среднее время использования каждого канала обслуживания;

-число входов в каждый канал обслуживания;

2

-среднее содержимое накопителя;

-среднее время пребывания требования в накопителе;

-максимальное содержимое накопителя;

-коэффициент использования накопителя.

1)Непрерывный режим работы НР, СМ без запаса комплекта деталей

Тексты программы:

Результаты имитационного моделирования:

3

Видим, что за время работы цеха среднее число занятых каналов составило 0,2 канала.

Можно сказать, что полученные результаты совпадают с результатами 1 лабораторной работы.

2)Непрерывный режим работы НР, СМ с запасом комплекта деталей

Тексты программы имитационного моделирования сборочного цеха с подробными комментариями:

Результаты имитационного моделирования:

4

Видим, что за время работы цеха среднее число занятых каналов составило

0,20925 канала.

Можно сказать, что полученные результаты с погрешностью, но совпадают с результатами 1 лабораторной работы.

3) Дискретный режим работы НР, СМ без запаса комплекта деталей

Тексты программы имитационного моделирования сборочного цеха с подробными комментариями:

Результаты имитационного моделирования:

5

Среднее число занятых каналов в замкнутой СМО всегда равно 1. Это происходит потому, что в замкнутой СМО количество заявок фиксировано, и все они будут обслужены.

Полученные результаты с погрешностью, но совпадают с результатами 1 лабораторной работы.

II. Имитационные модели системы, описанной в варианте задания к лабораторной работе № 2.

Постановка задачи. Телевизионная мастерская наняла одного мастера для капитального ремонта сдаваемых в аренду телевизоров, сервисного обслуживания клиентов и выполнения мелкого немедленного ремонта. Необходимость в капитальном ремонте телевизоров, принадлежащих компании, возникает каждые 40±8 часов, ремонт занимает 10±1 час. Мелкий ремонт, например, замена плавкого предохранителя, настройка каналов и настройка телевизоров выполняется немедленно. Необходимость в мелком ремонте возникает каждые 90±10 минут, ремонт занимает 15±5 минут. Телевизоры клиентов, требующие обычного обслуживания, прибывают каждые 5±1 часов, их ремонт занимает 120±30 минут. Обычное обслуживание телевизоров имеет более высокий приоритет, чем капитальный ремонт сдаваемой в аренду техники и техники, находящейся в собственности компании. Необходимо смоделировать работу мастерской в течение 50 дней.

* Капитальный ремонт арендуемой техники

GENERATE 2400,480,,,1 QUEUE Overhaul SEIZE Maintenance DEPART Overhaul ADVANCE 600,60 RELEASE Maintenance TERMINATE

6

*Мелкий ремонт

GENERATE 90,10,,,3 QUEUE Spot

PREEMPT Maintenance,PR DEPART Spot

ADVANCE 15,5 RETURN Maintenance TERMINATE

*Обычный ремонт техники покупателей

GENERATE 300,60,,,2 QUEUE Service PREEMPT Maintenance,PR DEPART Service ADVANCE 120,30 RETURN Maintenance TERMINATE

*Счетчик дней

GENERATE 72000 ;Каждый транзакт означает один рабочий день.

TERMINATE 1

START 1

Тексты программы имитационного моделирования с подробными комментариями:

GENERATE 2400,480,,,1: генерирует заявки на капитальный ремонт арендуемой техники с интервалом 2400±480 минут (40±8 часов).

GENERATE 90,10,,,3: генерирует заявки на мелкий ремонт с интервалом 90±10 минут.

GENERATE 300,60,,,2: генерирует заявки на обычный ремонт техники покупателей с интервалом 300±60 минут (5±1 час).

GENERATE 72000: генерирует транзакты, каждый из которых означает один рабочий день (72000 минут).

Overhaul: очередь для заявок на капитальный ремонт.

7

Spot: очередь для заявок на мелкий ремонт. Service: очередь для заявок на обычный ремонт.

SEIZE Maintenance: захватывает ресурс "Maintenance" (мастер). RELEASE Maintenance: освобождает ресурс "Maintenance".

ADVANCE 600,60: моделирует время выполнения капитального ремонта

(600±60 минут).

ADVANCE 15,5: моделирует время выполнения мелкого ремонта (15±5 минут). ADVANCE 120,30: моделирует время выполнения обычного ремонта (120±30 минут).

PREEMPT Maintenance,PR: используется для прерывания обслуживания заявок с более низким приоритетом (капитальный ремонт и мелкий ремонт) заявками с более высоким приоритетом (обычный ремонт).

RETURN Maintenance: возвращает ресурс "Maintenance" в очередь. TERMINATE: завершает транзакцию

Результаты имитационного моделирования:

8

Занятость: 81.5% Среднее время обслуживания: 54.83 минуты Обычный ремонт:

Максимальная длина очереди обычного ремонта: 3 Средняя длина очереди обычного ремонта: 0.148

Среднее время ожидания очереди обычного ремонта: 44.335 минуты Капитальный ремонт:

Максимальная длина очереди капитального ремонта: 1 Средняя длина очереди капитального ремонта: 0.015

Среднее время ожидания очереди капитального ремонта: 35.165 минуты Мелкий ремонт:

Максимальная длина очереди мелкого ремонта: 1 Средняя длина очереди мелкого ремонта: 0 Среднее время ожидания очереди мелкого ремонта: 0

Другие показатели:

Количество обслуженных транзакций: Капитальный ремонт: 1498 Обычный ремонт: 12016 Мелкий ремонт: 39985

Проанализировав данные можно сделать вывод: Мастер был загружен на 81.5%, что говорит о его высокой загруженности. Среднее время ожидания в очереди для обычного ремонта было 44.335 минуты, что может быть слишком долгим для некоторых клиентов. Среднее время обслуживания для всех типов транзакций было достаточно низким. Я бы посоветовал рассмотреть возможность найма еще одного мастера: Это может сократить время ожидания в очереди и повысить уровень обслуживания клиентов. Анализ приоритетов обслуживания: Возможно, стоит изменить приоритеты обслуживания, чтобы сократить время ожидания для более важных типов транзакций. Выберем одни из самых важных параметров, время обслуживания и интервалы времени

9

генерации заявок на капитальный ремонт, т.к они больше всех. Будем варьировать эти значения в диапазоне 20%. Для начала попробуем уменьшить значение времени с 2400*0.8=1920, погрешность возьмем 480*0.8=384

Занятость увеличилась: 87.7% Как и среднее время обслуживания до: 58.58 минуты Обычный ремонт:

Максимальная длина очереди обычного ремонта осталась: 3 Средняя длина очереди обычного ремонта увеличилась: 0.188

Среднее время ожидания очереди обычного ремонта тоже увеличилась: 56.394 минуты Капитальный ремонт:

Максимальная длина очереди капитального ремонта осталась: 1 Средняя длина очереди капитального ремонта увеличилась: 0.019 Среднее время ожидания очереди капитального ремонта тоже увеличилась: 36.630 минуты

А вот мелкий ремонт не изменил показателей, возможно, что он настолько незначителен в затратах времени, что вся компенсация бьет по среднему ремонту:

Максимальная длина очереди мелкого ремонта: 1

10