мод сис / V.Boev-GPSSvsAnyLogic

В начале работы модели генератор сразу вырабатывает количество транзактов, равное соответствующему количеству типов СС, и перестает быть активным.

Далее блоками SAVEVALUE и ASSIGN в параметр 1 каждого из транзактов последовательно заносятся коды 1… n1_ — признак

типа СС.

Затем каждый из транзактов с помощью блока SPLIT расщепляется (копируется, размножается) по количеству СС (с учетом резервных СС) соответствующего типа.

После расщепления транзакты в соответствии с типом СС сразу занимают все каналы МКУ, имитирующие нахождение СС на дежурстве. Резервные СС остаются в списках задержки соответствующих МКУ.

Вышедшее из строя СС снимается с дежурства, поступает в ремонтное подразделение — транзакт либо занимает свободный канал МКУ Rem, если такой есть, либо при отсутствии свободного канала помещается в список задержки этого МКУ — список транзактов, ожидающих возможность занять освободившиеся каналы МКУ.

После ремонта СС отправляется либо сразу на дежурство, либо в резерв. В обоих случаях транзакт направляется на метку Met1. Здесь также транзакт либо занимает свободный канал, либо помещается в список задержки МКУ, соответствующего типу СС.

Ниже приводится программа только (в целях сокращения) для моделирования случая три мастера-ремонтника, а резервных СС2 — четыре, пять и шесть.

;Модель функционирования системы связи

;Задание номеров матрицам

261

; Задание по типам количества СС, находящихся на дежурстве

ZatrResSS1 MATRIX ,3,3 ; Матрица затрат на резервные СС1

262

Prib2 MATRIX ,3,3 ; Матрица ожидаемой прибыли СС2

DoxMax2MATRIX ,3,3 ; Матрица максимальных доходов СС2 DoxDeg2MATRIX ,3,3 ; Матрица доходов от дежурства СС2 ZatrRem2 MATRIX ,3,3 ; Матрица затрат на ремонт СС2

ZatrResSS2 MATRIX ,3,3 ; Матрица затрат на резервные СС2

Prib3 MATRIX ,3,3 ; Матрица ожидаемой прибыли СС3

DoxMax3MATRIX ,3,3 ; Матрица максимальных доходов СС3 DoxDeg3MATRIX ,3,3 ; Матрица доходов от дежурства СС3 ZatrRem3 MATRIX ,3,3 ; Матрица затрат на ремонт СС3

ZatrResSS3 MATRIX ,3,3 ; Матрица затрат на резервные СС3

Prib4 MATRIX ,3,3 ; Матрица ожидаемой прибыли СС4

DoxMax4MATRIX ,3,3 ; Матрица максимальных доходов СС4 DoxDeg4MATRIX ,3,3 ; Матрица доходов от дежурства СС4 ZatrRem4 MATRIX ,3,3 ; Матрица затрат на ремонт СС4

ZatrResSS4 MATRIX ,3,3 ; Матрица затрат на резервные СС4

Prib5 MATRIX ,3,3 ; Матрица ожидаемой прибыли СС5

DoxMax5MATRIX ,3,3 ; Матрица максимальных доходов СС5 DoxDeg5MATRIX ,3,3 ; Матрица доходов от дежурства СС5 ZatrRem5 MATRIX ,3,3 ; Матрица затрат на ремонт СС5

ZatrResSS5 MATRIX ,3,3 ; Матрица затрат на резервные СС5

KRem MATRIX ,3,3 ; Матрица коэффициентов загрузки Rem Pribil MATRIX ,3,3 ; Матрица суммарной прибыли SrKPribMATRIX ,3,3 ; Матрица коэффициентов прибыли СС всех типов

SrKIsp MATRIX ,3,3 ; Матрица коэффициентов загрузки СС всех типов

; Определение МКУ по количеству СС, находящихся на дежурстве

ремонтников

; Описание арифметических выражений

DoxMax VARIABLE VrMod#FN$S1_#FN$KolSS

263

; Максимальный доход от дежурства СС

Ubitok VARIABLE VrMod#FN$KolSS#(1- (SR*1/1000))#FN$S2_;Убыток от отсутствия на дежурстве СС

DoxDeg VARIABLE (AC1-P$Nach1)#FN$S1_ ; Полученный доход от дежурства СС

StoRem VARIABLE (AC1-P$Nach)#FN$StoMast ; Стоимость ремонта неисправных СС

ZatrResSS VARIABLE FN$S3_#FN$KolSSRes#VrMod; Затра-

ты на содержание резервных СС

SumPribVARIABLE X$DoxDeg- (X$ZatrRem+MX*4(Stroka,Stolbez)+V$Ubitok) ; Прибыль

1,17/2,18/3,16/4,20/5,21

KolSS FUNCTION P1,D5 ; Количество по типам СС, находящихся на дежурстве

1,55/2,100/3,60/4,45/5,60

KolSSRes FUNCTION P1,D5 ; Количество по типам ре-

зервных СС

1,2/2,4/3,4/4,3/5,4

NarOtk FUNCTION P1,D5 ; Среднее время наработки до отказа по типам СС, час

1,373/2,301/3,482/4,325/5,470

SrVrRemFUNCTION P1,D5 ; Среднее время ремонта по типам СС, час

1,6.5/2,4.2/3,2.8/4,3/5,5.5

S1_ FUNCTION P1,D5 ; Доход по типам от одного СС, находящегося на дежурстве

1,20/2,24.2/3,32.8/4,23/5,25.5

S2_ FUNCTION P1,D5 ; Убыток по типам при отсутствии одного СС на дежурстве

1,32/2,34.2/3,37/4,31/5,32.5

S3_ FUNCTION P1,D5 ; Затраты по типам на содержание одного резервного СС

1,21/2,24.2/3,28/4,26/5,25.5

; Сегмент постановки на дежурство СС

GENERATE ,,,n2_

SAVEVALUE TipSS+,1 ; Код 1 ... n2_ - признак СС1 CCn2 в X$TipSS

ASSIGN 1,X$TipSS ; Код 1 ... n2_ - признак СС1 CCn2_ в P1

SPLIT (FN$KolSS+FN$KolSSRes-1) ; Число СС +

резервные СС

264

; Сегмент имитации дежурства СС

Met1 ENTER P1 ; Встать на дежурство СС типа, номер которого в Р1

ASSIGN Nach1,AC1 ; Время начала дежурства

ADVANCE(Exponential(5672,0,FN$NarOtk)) ; Имита-

ция выхода СС из строя, номер которого в Р2

LEAVE P1 ; Снятие с дежурства из-за выхода из строя СС типа, номер которого в Р1

ASSIGN 3,0

Met3 ASSIGN 3+,1 ; Начало цикла изменения типов СС

TEST E P1,P3,Met4 ; Р1=Р3? ASSIGN 4,(P1#7); Р4=Р1#7

ASSIGN 5,(P4-2); Номера матриц: 5,12,19,26,33 MSAVEVALUE *5+,Stroka,Stolbez,V$DoxDeg

;MSAVEVALUE Pribil+,Stroka,Stolbez,V$DoxDeg

Met4 TEST GEP3,n2_,Met3 ; Все ли типы СС?

; Сегмент имитации работы ремонтного подразделения

MSAVEVALUE *5+,Stroka,Stolbez,V$StoRem

;MSAVEVALUE Pribil+,Stroka,Stolbez,V$StoRem Met6 TEST GEP3,n2_,Met5 ; Все ли типы СС?

TRANSFER ,Met1 ; Направить исправное СС на дежурство или в резерв

;Сегмент задания времени моделирования и расчета результатов

GENERATE VrMod TEST E TG1,1,Met2 ASSIGN 1,0

Met7 ASSIGN 1+,1 ; Начало цикла изменения типов СС

ASSIGN 2,(P1#7); Р2=Р1#7

ASSIGN 9,(P2-2); Номера матриц: 5,12,19,26,33

SAVEVALUEDoxDeg,((MX*9(Stroka,Stolbez))/KolProg)

;Доход от дежурства

MSAVEVALUE *9,Stroka,Stolbez,X$DoxDeg

ASSIGN 3,(P2-3); Номера матриц: 4,11,18,25,32

265

MSAVEVALUE Pribil+,Stroka,Stolbez, MX*6(Stroka,Stolbez) ; Суммарная прибыль по СС всех типов

ASSIGN 8,(P2-4) MSAVEVALUE

SrKPrib+,Stroka,Stolbez,(MX*7(Stroka,Stolbez)/n2_) ; Средний коэффициент прибыли по СС всех типов

MSAVEVALUE *8,Stroka,Stolbez,(SR*1/1000) ; Коэффициент использования CC

MSAVEVALUE SrKIsp+,Stroka,Stolbez,(SR*1/(1000#n2_)) ; Средний коэффициент использования CC всех типов

TEST GE P1,n2_,Met7 ; Все ли типы СС? MSAVEVALUE 31,Stroka,Stolbez,(SR$Rem/1000); Ко-

эффициент использования Rem SAVEVALUE TipSS,0

Met2 TERMINATE 1

START 1000,NP; Вариант1: ССР2=4, мастеров=3 KolSSres FUNCTION P1,D5

1,2/2,5/3,4/4,4/5,4 Stolbez EQU 2

CLEAR OFF

START 1000,NP; Вариант2: ССР2=5, мастеров=3

KolSSres FUNCTION P1,D5 1,2/2,6/3,4/4,4/5,4 Stolbez EQU 3

CLEAR OFF

START 1000,NP; Вариант3: ССР2=6, мастеров=3

KolSSres FUNCTION P1,D5 1,2/2,4/3,4/4,4/5,4 Stroka EQU 2

266

Stolbez EQU 1

Rem STORAGE 4 ; Емкость МКУ по числу мастеровремонтников

CLEAR OFF

START 1000,NP; Вариант4: ССР2=4, мастеров=4 KolSSres FUNCTION P1,D5

1,2/2,5/3,4/4,4/5,4 Stolbez EQU 2

CLEAR OFF

START 1000,NP; Вариант5: ССР2=5, мастеров=4 KolSSres FUNCTION P1,D5

1,2/2,6/3,4/4,4/5,4 StolbezEQU 3

CLEAR OFF

START 1000,NP; Вариант6: ССР2=6, мастеров=4 KolSSres FUNCTION P1,D5

1,2/2,4/3,4/4,4/5,4 Stroka EQU 3 Stolbez EQU 1

Rem STORAGE 5 ; Емкость МКУ по числу мастеровремонтников

CLEAR OFF

START 1000,NP; Вариант7: ССР2=4, мастеров=5 KolSSres FUNCTION P1,D5

1,2/2,5/3,4/4,4/5,4 Stolbez EQU 2

CLEAR OFF

START 1000,NP; Вариант8: ССР2=5, мастеров=5 KolSSres FUNCTION P1,D5

1,2/2,6/3,4/4,4/5,4 Stolbez EQU 3

CLEAR OFF

START 1000 ; Вариант9: ССР2=6, мастеров=5

В программе, кроме методов применения матриц и функций, показывается метод изменения версий модели. Изменение версий модели производится переопределением соответствующих блоков. Переопределяться не могут только блоки GENERATE. Для переопределения блоков, описывающих ОКУ и МКУ, они должны иметь метки. В командах START, кроме последней, указывается операнд В — NP — не выводить отчѐт. Однако одного переопределения блоков недостаточно. В GPSS World изменение версий модели достигается также за счет использования команды CLEAR.

267

В рассматриваемом примере в процессе моделирования необходимо собирать статистику по версиям модели. Нужная собранная статистика должна быть сохранена, а ненужная — сброшена.

Процесс моделирования в исходное состояние возвращает команда CLEAR. Формат записи команды:

CLEAR [A]

Операнд А может быть ON либо OFF. По умолчанию — ON. Команда CLEAR сбрасывает всю накопленные статистические

данные, удаляет все транзакты из процесса моделирования и заполняет все блоки GENERATE первым транзактом. ОКУ и МКУ становятся доступными, устанавливаются в незанятое состояние. Содержимое всех блоков становится нулевым. Генераторы случайных чисел не сбрасываются.

Если в команде CLEAR операнд А равен OFF, то сохраняемые ячейки, матрицы и логические ключи остаются без изменений. Поэтому в модели в команде CLEAR используется операнд А, равный OFF, так как нужно сохранить результаты моделирования предыдущей версии модели.

Однако при этом нужно иметь в виду те ячейки, начальные значения которых должны быть нулевыми в новой версии модели. Необходимо предусмотреть в программе блоки приведения таких ячеек в исходное состояние. В данной модели это показано на примере сохраняемой ячейки TipSS. Если эту ячейку не привести в нулевое состояние, процесс моделирования второй версии будет остановлен по ошибке «Обращение к несуществующей памяти».

Поскольку накопленные и сохраненные в матрицах результаты моделирования нет необходимости выводить после каждого варианта, то в команде START используется операнд В, равный ON.

Впоследней команде START операнд В не используется. Поэтому стандартный отчет выдаѐтся после завершения моделирования.

Врассматриваемом примере — после девяти наблюдений.

Ниже показан фрагмент журнала с информацией о ходе моделирования. В первом наблюдении (первой версии модели) модельное время изменяется от 0 до 1 000 000 единиц модельного времени (1000 прогонов # 1000 часов работы моделируемой системы).

После переопределения (формирования второй версии модели) выполняется команда CLEAR и абсолютное модельное время вновь изменяется от 0 до 1 000 000 единиц модельного времени.

268

07/11/11 16:56:06 Model Translation Begun. 07/11/11 16:56:06 Ready.

07/11/11 16:56:06 Simulation in Progress.

07/11/11 16:56:26 The Simulation has ended. Clock is 1000000.000000. 07/11/11 16:56:26 Simulation in Progress.

07/11/11 16:56:46 The Simulation has ended. Clock is 1000000.000000. 07/11/11 16:56:46 Simulation in Progress.

07/11/11 16:57:06 The Simulation has ended. Clock is 1000000.000000. 07/11/11 16:57:06 Simulation in Progress.

07/11/11 16:57:31 The Simulation has ended. Clock is 1000000.000000. 07/11/11 16:57:31 Simulation in Progress.

07/11/11 16:57:55 The Simulation has ended. Clock is 1000000.000000. 07/11/11 16:57:55 Simulation in Progress.

07/11/11 16:58:19 The Simulation has ended. Clock is 1000000.000000. 07/11/11 16:58:19 Simulation in Progress.

07/11/11 16:58:44 The Simulation has ended. Clock is 1000000.000000. 07/11/11 16:58:44 Simulation in Progress.

07/11/11 16:59:09 The Simulation has ended. Clock is 1000000.000000. 07/11/11 16:59:09 Simulation in Progress.

07/11/11 16:59:33 The Simulation has ended. Clock is 1000000.000000. 07/11/11 16:59:33 Reporting in Модель сеть связи 3.128.1-REPORT.

Для включения в формируемый стандартный отчет матриц необходимо при открытом объекте «Модель» выполнить команду:

Edit/Settings/Reports/Matrices/Применить/Ok

Результаты моделирования после 1000 прогонов приведены ниже. Но опять в целях сокращения приведены для СС1 первые три матрицы с абсолютной и относительной прибылью, а также с коэффициентами использования СС1.

269

5.3.Сравнительная оценка результатов моделирования

Всоответствии с постановкой задачи нужно определить такое сочетание количества резервных СС и мастеров-ремонтников, при котором доход от предоставления услуг системой связи будет максимальным.

ВGPSS World имеются средства для проведения оптимизационного эксперимента. Однако провести его так, чтобы он был аналогичен оптимизационному эксперименту в AnyLogic и, благодаря этому, можно было бы сравнивать результаты оптимизации, не представляется возможным. Во-первых, число факторов в GPSS World не может быть более пяти. Во-вторых, ремонтное подразделение имитируется МКУ, которое описывается командой STORAGE A. Операнд А этой команды, задающий ѐмкость МКУ, должен быть только числом. Факторы же эксперимента обязательно должны быть переменными пользователя и не могут быть на месте операнда А. Отсюда нет возможности изменять в ходе эксперимента количество мастеров-ремонтников. Для изменения количества мастеров-ремонтников такая возможность есть.

Поэтому для достижения цели работы — установления адекватности результатов моделирования, эксперименты проводились

в«ручном режиме». Причѐм, изменялось количество резервных СС только второго типа (ССР2) от 4 до 6 при изменениях количества мастеров-ремонтников от 3 до 5.

270