Моделирование систем. Лабораторный практикум

2)сколько денег будет ежедневно сэкономлено, если простой механика в очереди составляет 200 руб. в час.

3)как изменится значение средней длины очереди с приоритетом и без приоритета.

4.4. Требования к отчету о выполнении работы

Отчет составляется с использованием программы Microsoft Word с учетом всех требований, предъявляемых к оформлению материала данного вида (титульный лист, цель, задачи и т.д.). К скриншотам результатов моделирования следует сформулировать краткие аналитические пояснения. В заключение необходимо сделать выводы на основе полученных результатов моделирования.

Контрольные опросы

1.Как и на сколько изменится нагрузка на кладовщика в случае простой и приоритетной дисциплин обслуживания?

2.Как измениться количество обслуживаемых кладовщиком механиков?

3.За счет чего происходит экономия денежных средств?

4.Как изменится максимальная длина в очереди после введения приоритета?

5.Какова аналитическая оценка изменения параметров работы кладовщика и механиков, находящихся в очереди?

31

Лабораторная работа 5 Система обслуживания с прибором, очередью и обратной связью

(2 часа)

5.1. Цель работы

Цель работы – изучение приемов моделирования одноканальных СМО с очередью и обратной связью.

5.2. Теоретическое введение

Рассмотрим блок TRANSFER (передать).

Возможно использование трех режимов работы блока TRANSFER.

1. Безусловный переход

TRANSFER, В

yy операнд А отсутствует (в 19-й позиции (,));

yy операнд B символизирует имя блока, в которое необходимо перейти транзакту.

2. Условный переход в статистическом режиме (по процентному соотношению)

TRANSFER А,В,С

А – частота передачи транзакта в блок С; В – имя блока В (обычно это имя следующего блока); С – имя блока С.

Например,

TRANSFER .25,PLAY, WORK

В 25 % случаев транзакты будут передаваться в блок WORK. В остальных 75 % случаев – в блок PLAY.

3. Условный переход в один из возможных блоков:

TRANSFER А,В,С

операнд А – слово BOTH (определяет этот режим);

В – имя блока В (по умолчанию – имя следующего блока); С – имя блока С.

32

Транзакт входит в один из свободных блоков, но в первую очередь в блок B.

5.3. Задание для выполнения лабораторной работы

В рабочий цикл изготовления детали входит ее сборка и последующий обжиг в печи. Так как печь дорогостоящая, ее используют несколько рабочих. Одновременно обжигается только одна деталь, и сборщик не может начать изготовление новой детали до тех пор, пока не обожжена предыдущая. Полный рабочий цикл использования печи рабочими включает следующие действия:

1)собирает деталь;

2)ожидает очереди на обжиг;

3)использует печь;

4)возвращается к п. 1.

Задав различные варианты, определите оптимальное число сборщиков, при котором будет достигнута максимальная прибыль. Время моделирования составляет 40 ч. В течение рабочего дня нет перерывов, а рабочие дни следуют подряд, без выходных.

Измените порядок работы: трое сварщиков начинают процесс сборки, а четвертый обжигает деталь.

5.4. Требования к отчету о выполнении работы

Отчет составляется с использованием программы Microsoft Word с учетом всех требований, предъявляемых к оформлению материала данного вида (титульный лист, цель, задачи и т.д.). К скриншотам результатов моделирования следует сформулировать краткие аналитические пояснения. В заключение необходимо сделать выводы на основе полученных результатов моделирования.

33

Контрольные вопросы

1.Какова степень загруженности печи при оптимальном числе сборщиков?

2.Каким будет число обработанных в печи деталей при оптимальном числе сборщиков?

3.Каковы параметры очереди к печи при оптимальном числе сборщиков?

4.Какие параметры очереди меняются при дальнейшем увеличении числа сборщиков?

5.Сделайте выводы о работе сборщиков на основе анализа изменения параметров очереди к печи при увеличении числа сборщиков.

34

Лабораторная работа 6 Моделирование многоканальных систем массового обслуживания

(2 часа)

6.1. Цель работы

Цель работы – изучение принципов моделирования многоканальных систем массового обслуживания.

6.2. Теоретическое введение

Блоки ENTER (войти) и LEAVE (выйти)

Два и более прибора часто работают рядом, выполняя аналогичное обслуживание (однородные приборы). В GPSS для этого используют элемент, называемый «многоканальное устройство». Таких элементов может быть несколько в модели, поэтому им присваиваются символьные имена.

По аналогии с «прибором», многоканальное устройство определяется парой блоков:

ENTER А,В

yy «войти», где А – имя многоканального устройства, В – число занимаемых приборов;

LEAVE А,В

yy «выйти», где А – имя многоканального устройства, В – число освобождаемых приборов.

Когда транзакт входит в блок ENTER, интерпретатор выполняет следующие действия:

1)«счетчик входов» многоканального устройства увеличивается на В;

2)«текущее содержание» многоканального устройства увеличивается на В;

3)«доступная емкость» многоканального устройства уменьшается на .

Обратные операции выполняются при работе блока LEAVE.

Типичный вариант использования многоканального устройства: QUEUE → ENTER → DEPART → ADVANCE → LEAVE.

35

STORAGE – карта, определяющая емкость многоканальных устройств

Емкость различных многоканальных устройств в модели рассчитывается с помощью карты определения емкости многоканальных устройств STORAGE, например:

1) для определения емкости одного моделирующего устройства необходимо использовать блок

АААSTORAGE А

ААА– символическое имя;

А – емкость многоканальных устройств; 2) для задания емкости двух или нескольких моделирующих

устройств используют блок STORAGE имя1,C1./Имя2,C2. Если имя моделирующего устройства символическое – пе-

ред ним ставится знак $:

STORAGE S$TUC,3/S5.2/S$ ААА,8

Можно использовать несколько карт STORAGE. Удобно располагать карту STORAGE в начале программы после карты SIMULATE, но это не обязательно. По умолчанию задается емкость: 2147483647. Переопределение накопителя осуществляется аналогично использованию карт START, CLEAR.

В конце моделирования интерпретатор автоматически распечатывает следующую информацию:

1)CAPACITY – емкость моделирующего устройства;

2)AVERAGE CONTENTS – среднее значение занятых устройств;

3)AVERAGE UTILIZATION – значение загруженности устройств в процентах;

4)ENTRIES – общее число входов;

5)AVERAGE TIME/TRAN – среднее время на одно занятие;

6)CURENT CONTENTS – текущее содержимое;

7)МАХ CONTENT – максимальное содержание моделирующего устройства.

6.3. Задание для выполнения лабораторной работы

Магазин состоит из 3 отделов и одной кассы на выходе. Интенсивность прихода покупателей составляет 2 ± l мин. Веро-

36

ятность покупок в отделах и время покупок соответственно распределено равномерно:

Время обслуживания у кассы составляет 2 ± 1 мин. После оплаты покупатель оставляет корзину и уходит. Составьте модель работы магазина в течение 8 ч. Определите нагрузку кассира и максимальную длину очереди перед кассой. Определите необходимое число корзинок (считая, что их число вначале неограниченно).

6.4. Требования к отчету о выполнении работы

Отчет составляется с использованием программы Microsoft Word с учетом всех требований, предъявляемых к оформлению материала данного вида (титульный лист, цель, задачи и т.д.). К скриншотам результатов моделирования следует сформулировать краткие аналитические пояснения. В заключение необходимо сделать выводы на основе полученных результатов моделирования.

Контрольные опросы

1.Как изменится очередь перед кассой при увеличении времени обслуживания на 30 %?

2.Как изменится число необходимых тележек при увеличении интенсивности прихода покупателей на 20 %?

3.Какова средняя длина очереди при добавлении дополнительной кассы?

4.Какие значения примут все параметры, приведенные в задании, при наличии в магазине только двух отделов?

5.Каковы пути повышения эффективности работы магазина?

37

Лабораторная работа 7 Многоканальная система массового обслуживания с очередью

(2 часа)

7.1. Цель работы

Цель работы – изучение различных вариантов моделирования многоканальных СМО с очередью.

7.2. Теоретическое введение

Необходимо рассмотреть два варианта обслуживания: первый – метод выбора прибора пользователем, второй – метод выбора пользователя прибором.

В первом варианте обслуживания практически всегда предусматривается ситуация, когда при параллельном обслуживании перед каждым прибором образуется очередь. Когда пользователь приходит на обслуживание, он оценивает ситуацию и принимает решение, в какую очередь ему встать. В этом смысле пользователь своим выбором прибора отбрасывает возможность использования других приборов. Такое отбрасывание невозможно, когда параллельное обслуживание моделируется многоканальным устройством. Приборы, которые являются частью многоканального устройства, не имеют своей индивидуальности. Это означает, что нет возможности различить очереди по каждому прибору. Следовательно, реализуется концепция: если подошла очередь какого-либо пользователя, то он идет на обслуживание к любому свободному прибору. Это эквивалентно наличию единственной очереди перед устройством с многоканальным обслуживанием.

При втором варианте обслуживания приборы выбирают из очереди пользователей, упорядоченных по приоритетному признаку, по принципу «первым пришел – первым обслужен внутри приоритетного класса». Приборы, которые моделируются многоканальным устройством, реализуют в GPSS такой выбор автоматически. Это происходит потому, что транзакты, ожидающие вход в блок ENTER, отсортированы в цепи теку-

38

щих событий в порядке убывания их уровней приоритетов. После прохождения транзактом блока LEAVE освобождение одного или более приборов вызывает возобновление просмотра цепи текущих событий. Свободный прибор занимается высокоприоритетным транзактом, причем тем из них, который ждет дольше всех.

Схема многоканального обслуживания с одной очередью используется в тех случаях, когда элементы неодушевленные или однородные. Для моделирования многоканальной системы с несколькими очередями необходимо определить критерий выбора очередей требованиями.

7.3. Задание для выполнения лабораторной работы

В дисплейном классе 50 дисплеев работают по 12 ч и по 5 дней в неделю. Если какой-либо дисплей выходит из строя, его заменяют резервным либо отремонтированным. Необходимо выяснить, сколько специалистов по ремонту оборудования следует взять на работу для обслуживания дисплеев. Сколько дисплеев необходимо иметь в резерве?

На ремонт вышедшего из строя дисплея уходит 7 ± 3 ч. Время работы дисплея до отказа составляет 157 ± 25 ч. Время моделирования составляет 1–3 года.

7.4. Требования к отчету о выполнении работы

Отчет составляется с использованием программы Microsoft Word с учетом всех требований, предъявляемых к оформлению материала данного вида (титульный лист, цель, задачи и т.д.). К скриншотам результатов моделирования следует сформулировать краткие аналитические пояснения. В заключение необходимо сделать выводы на основе полученных результатов моделирования.

Контрольные вопросы

1. Каково число специалистов по ремонту оборудования, при котором их загруженность резко уменьшается?

39

2.Каково число специалистов по ремонту оборудования, при котором резко возрастает число дисплеев, находящихся в резерве?

3.Охарактеризуйте динамику изменения необходимого числа дисплеев при найме каждого дополнительного специалиста по ремонту оборудования.

4.Как изменится необходимое число специалистов по ремонту оборудования при увеличении времени ремонта на 25 %?

5.Как изменится необходимое число дисплеев при увеличении времени работы дисплея на 20 %?

40