Файл: Голенко Д.И. Статистические модели в управлении производством.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 11.04.2024
Просмотров: 145
Скачиваний: 0
шествующих |
А,, |
может |
взять на |
обслуживание |
новое |
|||||
требование |
из одного |
из заблокированных |
Aj -i,j |
(/ = |
||||||
= \,Пі-\) |
И Л И И З |
ОДНОГО И З Hj-!,j ( / = 1,/Иг—l) |
ИЛИ О С Т Э Т Ь С Я |
|||||||
свободным. Если |
Aj остается свободным, то At перейдет |
|||||||||
в Si —0, |
и на этом заканчиваются |
изменения |
состояния |
|||||||
системы |
в момент t, вызванные окончанием |
обслужива |
||||||||
ния в этот момент. |
|
|
|
|
|
|
||||
Если |
же А* начинает обслуживание нового |
требова |
||||||||
ния, |
то он останется в Si — l, а выбранный |
Аг—i,j |
освобо |
|||||||
дится |
(разблокируется) |
или в выбранном |
Hj-i,j |
освобо |
||||||
дится одно место. Освободившийся |
A j - i j , в свою |
очередь, |
аналогично А«, может взять на обслуживание новое тре бование, например, из Aj-2,j. Тогда освободится и A*_2,j, который также может начать обслуживание нового тре бования, и т. д.
Если в Hj-!,j освободится одно место, а до момента t он находился в Si-i^N*^^, то либо в него, в соответст
вии с Дзапг-і и состоянием |
элементов, предшествующих |
||||||
Нг-1,.7, МОЖеТ ПереЙТИ |
Требование |
И З ОДНОГО ИЗ Ai-2,j |
|||||
( / = 1 , П г - 2 ) |
ИЛИ ИЗ ОДНОГО И З |
Hj-2,.j (j — Umi-2) |
, Либо O C B O - |
||||
бодившееся место останется |
свободным. Если |
перехода |
|||||
В Нг-І,, НЄ |
ПрОИЗОЙДеТ, |
Т О |
H i _ i j |
Перейдет |
В |
S i _ i j = |
|
=iN*i-Uj— |
1, и на этом заканчиваются |
изменения |
состоя |
||||
ния системы в момент t, вызванные окончанием |
обслужи |
||||||
вания В А* В Э Т О Т МОМеНТ. |
|
|
|
|
|
||
Если же в Hi-i,,- перейдет новое требование, то он |
|||||||
останется в Si_] > i 7 -=JV*j_i,j, |
а выбранный |
At_2,j |
освободится |
или в выбранном Н,-2, j освободится одно место. Освобо дившийся Ai_2,j может взять на обслуживание новое тре бование (см. выше). Если Hj_2 ,j до момента t находился
вS i - 2 , j = ^V*i-2,j, то в него, аналогично Н*_и, может по
ступить новое требование и т. д.
і Таким образом, окончание обслуживания требования [в момент t в некотором аппарате может привести в этот момент к последовательному изменению состояния не скольких элементов системы. Произойдет как бы процесс мгновенного распространения изменений состояния эле ментов системы в направлении, противоположном на правлению движения требований в системе. Этот процесс закончится либо на том аппарате, который останется свободным после своего освобождения, либо на том на копителе, в котором освободившееся место останется незанятым, либо на том элементе, которому не предшест-
вует ни один из других элементов системы (в этот эле мент поступают только требования входящего потока).
Рассмотрим некоторые особенности систем массового обслуживания, которые имеют место при моделировании дискретно-непрерывных процессов в технологических объектах.
Частным случаем дисциплины Дап, является дисцип лина с абсолютными приоритетами. Если приоритет тре бования Х\, обслуживание которого закончено в А,, выше приоритета требования х2, обслуживаемого в данный мо
мент в АІ+1,3, т 0 обслуживание |
х2 в Ai+i, j прерывается |
и |
|||||||||
вместо него в Аг+1,3 обслуживается х\. Требование |
х2 |
||||||||||
при этом |
в соответствии |
с Дапг или теряется, |
или посту |
||||||||
пает на хранение в один из накопителей для |
последующе |
||||||||||
го дообслуживания |
в Aj-+i,j или |
ж е в другом |
аппарате. |
|
|||||||
Если приоритет |
требования |
Х\, обслуживание |
которо |
||||||||
го закончено в А,, выше приоритета требования |
х2, |
хра |
|||||||||
нящегося |
в H,+i,j, причем Si+\ij |
= N*i+i>j, |
то Х\ |
записыва |
|||||||
ется в Hi+i,j вместо х2, |
а х2 в соответствии |
с Дап, или |
|||||||||
теряется, |
или поступает |
на хранение |
в один |
из других |
|||||||
накопителей. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Аналогичный случай дисциплины с абсолютными |
при |
||||||||||
оритетами |
может иметь |
место |
и для дисциплины |
Двхг-. |
|||||||
Время |
пребывания требования в системе |
или в опре |
|||||||||
деленной |
ее части |
(т) может быть ограничено |
некоторой |
||||||||
допустимой величиной |
(тд). Если в некоторый |
момент |
|||||||||
для |
некоторого требования х3 выполнялось условие т = т д , |
||||||||||
то |
это событие может привести к изменению |
состояния |
|||||||||
системы. |
|
t требование Хз находилось |
|
|
|
|
|||||
Если в момент |
в Аг-, то в |
||||||||||
соответствии с Дап, хъ или теряется, или поступает |
в ка |
кой-либо другой элемент системы. При этом At освобож дается и может взять на обслуживание очередное требо вание.
Если в момент t требование хъ находилось в Н,, то в соответствии с дисциплиной освобождения накопителя
(Днакг) х 3 или теряется, или поступает в какой-либо дру |
||
гой элемент |
системы. Если к моменту |
t Si = N{*, то осво |
бодившееся |
место накопителя может |
быть занято новым |
требованием. |
|
В некоторых случаях |
состояние элемента описывается |
вектором |
|
s,= |
(sh { a f } ) . |
где {a,'1 } {k=l, kla)—параметры |
элемента. В общем |
|
случае |
|
|
aih=tyih |
({Sj},t), |
|
причем функция tykt может быть случайной. Изменение значений параметров г'-ro элемента может произойти в
момент изменения |
состояния любого элемента системы, |
в том числе и ї-го, |
т. е. в момент поступления требований |
входящих потоков и окончания обслуживания в аппара тах, при соответствующих изменениях других параметров і-то и других элементов, а также по заданному закону — функции времени.
Возможность перехода требований в элемент теперь определяется^ не только характеристикой siy но и всем состоянием sit что учитывается в соответствующих дис циплинах. При этом переход требования из одного эле мента в другой может вызываться достижением пара метром элемента того или иного значения. Требования і-го входящего потока могут характеризоваться множе ством параметров {pV} (&=1,£&г').
В общем случае
причем функция q>ik может быть случайной. Изменения значений параметров требований могут происходить в моменты изменений состояния любого элемента систе мы, т. е. в момент поступления требований входящего потока или окончания обслуживания в аппаратах, при изменениях параметров элементов, а также по заданно му закону — функции времени.
Отношения следования элементов могут зависеть от параметров элементов и требований, что учитывается в соответствующих дисциплинах. Так, например, требова ние с одним значением параметра передается из А» в
Аг+і,і, а с другим значением — в Аг+1,2.
Внаиболее сложном случае состояние элементов опи сывается не только характеристикой Si и параметрами элемента, но и параметрами требований, которые в рас сматриваемый момент обслуживаются (хранятся) в дан ном элементе.
Учет параметров элементов и параметров требова ний, а также некоторых других особенностей, изложен-
ных ниже, приближает рассматриваемые элементы к агрегатам Н. П. Бусленко [6.1].
Усложнение дисциплины происходит также и в тех случаях, когда возможность освобождения і-го элемента определяется не только состоянием элементов, следую щих за г-м, но и состоянием других элементов. Анало гично, возможность поступления требования в t-й эле мент может определяться не только состоянием t-го и предшествующих ему элементов, но и состоянием неко торых других элементов. Так, например, передача тре бования из Аг- в Аг+і возможна только при условии сво бодное™ некоторого третьего элемента, например Aj, не связанного с Аг- и Аг-+і непосредственной передачей тре бований.
Естественно, что в этих условиях переход требований из одного элемента в другой может быть вызван изме нением состояния некоторого третьего элемента. Пусть, как следует из вышеприведенного примера, после окон
чания обслуживания |
в Аг- аппарат Аг- перешел |
из |
S j = l |
||
в Si = 2, |
так как S j = l |
или |
Sj = 2. Тогда переход |
Aj из со |
|
стояний |
S j = \ или S j = 2 в |
Sj = 0 вызывает передачу |
тре |
бования И З А, В A j + l .
Подобно дисциплинам обслуживания длительность обслуживания требований в некотором аппарате может зависеть от состояния данного аппарата и других эле ментов системы, а также от значений параметров тре бований.
Аппарат в некоторых случаях может одновременно обслуживать несколько требований, взятых, вообще го воря, из различных элементов системы. При этом может произойти «склеивание» требований, т. е. результатом обслуживания нескольких требований будет одно требо вание. Возможен также обратный процесс — «размно жение» требований, когда результатом обслуживания одного требования являются несколько требований.
Линейная многофазовая |
структура системы, подоб |
ная' той, которая изображена |
на рис. 6.2.4, является наи |
более простой разновидностью, далеко не исчерпываю щей всех практических случаев. На практике часто нельзя выделить фазы системы, так как при обслужива нии требований различного типа (различного сочетания значений параметров) последовательность прохождения их через элементы системы может быть совершенно раз-
20 |
307 |
личной и даже противоположной (см., например, рис. 6.2.5). В этих условиях правильнее было бы говорить не о фазах системы, а о фазах обслуживания требования определенного типа.
"г |
1 х, |
х, |
|
X/ |
|
|
|
|
|
|
|
%2 |
%2 г |
х? |
|
|
|
||
|
|
|
»5 |
|
Рис. 6. 2. 5. Пример структуры системы.
Структура системы весьма усложняется при наличии циклов в обслуживании требований в системе. Циклы возникают в тех случаях, когда требование многократно проходит через один или несколько элементов системы (возможны также циклы в цикле). При этом число цик лов может быть заданным или же представлять собой функцию Состояния элементов и параметров требований, вообще говоря, случайную.
Ji-0
Рис. 6. 2. 6. Пример структуры системы с циклами.
Так, например, пусть для требования, поступающего
в систему, р = 0 (рис. 6.2.6). После окончания |
обслужи |
|
вания требования в А] параметр р принимает |
значение |
|
О или 1 в соответствии с некоторым законом |
распреде |
|
ления. При р = 1 требование направляется через Н 3 |
в Аг, |
|
при р = 0 — через Нг вновь в Ai (внутренний цикл, |
охва- |
тывающий Н 2 и A i ) . После окончания обслуживания в А2 вновь определяется значение р\ и при ,р=0 выполня ется внешний цикл, охватывающий Н2 , А ь Н 3 и А2 .
§ 6. 3. Требования к моделирующим алгоритмам
Моделирующий алгоритм должен отражать процесс функционирования системы массового обслуживания во всей его сложности и разнообразии и в то же время не создавать чрезмерных трудностей при его машинной реализации и использовании. Из этого вытекают следую щие требования к моделирующему алгоритму.
1. Моделирование одновременной и независимой ра боты любого числа элементов системы. Естественно, что в системе в некоторый произвольный момент модельного времени t может одновременно идти обслуживание в любом числе аппаратов, в том числе и во всех. Это соз дает трудности при моделировании этого процесса в ЭВМ, так как ЭВМ работает, по существу, последова тельно и в каждый момент машинного времени в ЭВМ может рассматриваться только один из элементов систе мы. Способы преодоления этой трудности и составляют, как правило, основное различие моделирующих алгорит мов друг от друга. В любой произвольный момент вре мени t в системе могут одновременно произойти не сколько событий: поступить требования нескольких вхо дящих потоков и закончить обслуживание несколько ап паратов. При этом освобождение одного из аппаратов, как следует из § 6.2, может вызывать цепную реакцию изменений состояния других элементов системы. Моде лирующий алгоритм, очевидно, должен обеспечивать моделирование всех этих событий в один и тот же мо мент модельного времени.
2. Универсальность относительно структуры системы. Как следует из § 6.2, структура системы может быть любой степени сложности: для каждого элемента сле дующими за ним и предшествующими ему могут быть все остальные элементы системы. При этом возможность передачи требования между любыми двумя элементами может зависеть от состояния любого из всех остальных элементов системы, и, в свою очередь, передача требо ваний между любыми двумя элементами может быть вы звана изменением состояния любого из остальных эле-