GPSS Bicycle

ОГЛАВЛЕНИЕ

 

ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………………3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

 

 

 В математических моделях (ММ) сложных  объектов , представленных в виде систем массового обслуживания (СМО), фигурируют средства обслуживания, называемые обслуживающими аппаратами (ОА), и обслуживаемые заявки, называемые транзактами. Так, в модели производственной линии ОА отображают рабочие места, а транзакты - поступающие на обработку датали, материалы, инструмент.  
      Состояние СМО характеризуется состояниями ОА, транзактов и очередей к ОА. Состояние ОА описывается двоичной переменной, которая может принимать значения "занят" или "свободен". Переменная, характеризующая состояние транзакта, может иметь значения "обслуживания" или "ожидания". Состояние очереди характеризуется количеством находящихся в ней транзактов.  
       Имитационная модель СМО представляет собой алгоритм, отражающий поведение СМО, т.е. отражающий изменения состояния СМО во времени при заданных потоках заявок, поступающих на входы системы. Параметры входных потоков заявок - внешние параметры СМО. Выходными параметрами являются величины, характеризующие свойства системы - качество ее функционирования. Примеры выходных параметров:  производительность СМО - среднее число заявок, обслуживаемых в единицу времени; коэффициенты загрузки оборудования - отношение времен обслуживания к общему времени в каждом ОА;  среднее время обслуживания одной заявки. Основное свойство ОА, учитываемое в модели СМО, - это затраты времени на обслуживание, поэтому внутренними параметрами в модели СМО являются величины, характеризующие это свойство ОА. Обычно время обслуживания рассматривается как случайная величина и в качестве внутренних параметров фигурируют параметры законов распределения этой величины.  
      Имитационное моделирование позволяет исследовать СМО при различных  типах входных потоков и интенсивностях поступления заявок на входы, при вариациях параметров ОА, при различных дисциплинах обслуживания заявок. Дисциплина обслуживания - правило, по которому заявки поступают из очередей на обслуживание. Величина, характеризующее право на первоочередное обслуживание, называется приоритетом. В моделях СМО заявки, приходящие на вход занятого ОА, образуют очереди, отдельные для заявок каждого приоритета. При освобождении  ОА на обслуживание принимается заявка из непустой очереди с наиболее высоким приоритетом.  
      Основной тип ОА - устройства, именно в них происходит обработка транзактов с затратами времени. К ОА относятся также накопители (памяти), отображающие средства хранения обрабатываемых деталей в производствееных линиях или обрабатываемых данных в вычислительных системах. Накопители характеризуются не временами обслуживания заявок, а емкостью - максимально возможным количеством одновременно находящихся в накопителе заявок.  
       К элементам имитационных моделей СМО кроме ОА относят также узлы и источники заявок. Связи ОА между собой реализуют узлы, т.е. характерезуют правила, по которым заявки направляются к тому или иному ОА.  
       Для описания моделей СМО при их исследовании на ЭВМ разработаны специальные языки имитационного моделирования. Существуют общецелевые языки, ориентированные на описание широкого класса СМО в различных предметных областях, и специализированные языки, предназначенные для анализа систем определенного типа. Примером общецелевых языков служит широко распространенный  язык  GPSS, примером специализированного языка - язык МПЛ/ВС моделирования вычислительных систем. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. ИММИТАЦИОННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ

1.1 ОРИГИНАЛ МОДЕЛИ

 

 

; GPSS World Sample File - BICYCLE.GPS  by Gerard F. Cummings

*********************************************************************       

*                                                                   *       

*    Bicycle Assembly Model                                         *       

*********************************************************************       

*********************************************************************       

Orders     FUNCTION  P$Department,L6

1,Order/2,Frame/3,Saddle/4,Handlebars/5,Wheels/6,Pedals       

*********************************************************************       

Transit    TABLE     M1,100,100,20       

*********************************************************************       

Clerks     STORAGE   2       

Framers    STORAGE   3       

Saddlers   STORAGE   1       

Handlers   STORAGE   1       

Wheelers   STORAGE   1       

Pedalers   STORAGE   1       

Builders   STORAGE   4       

Packers    STORAGE   3       

*********************************************************************       

           GENERATE  50,10                 ;Order arrives for bicycle       

           SPLIT     5,Factory,Department  ;Make 5 copies of order      

Order      ENTER     Clerks       

           ADVANCE   80,10                 ;Prepare invoice       

           LEAVE     Clerks       

Invoice    MATCH     Bicycle               ;Synchronize with bicycle       

           TERMINATE                       ;Transaction finished       

*********************************************************************       

Factory    TRANSFER  FN,Orders             ;Route to correct dept.       

*********************************************************************       

Frame      ENTER     Framers       

           ADVANCE   (Exponential(1,0,65)) ;Make frame       

           ADVANCE   12,2                  ;Inspect frame       

           LEAVE     Framers       

           TRANSFER  ,Build                ;Send for assembly       

*********************************************************************       

Saddle     ENTER     Saddlers       

           ADVANCE   6,3                   ;Get a saddle       

           ADVANCE   3,1                   ;Inspect the saddle       

           LEAVE     Saddlers       

           TRANSFER  ,Build                ;Send for assembly       

*********************************************************************       

Handlebars ENTER     Handlers       

           ADVANCE   4,2                   ;Get handlebars       

           ADVANCE   3,1                   ;Inspect handlebars       

           LEAVE     Handlers       

           TRANSFER  ,Build                ;Send for assembly       

*********************************************************************       

Wheels     ENTER     Wheelers       

           ADVANCE   3,1                   ;Get wheels       

           ADVANCE   3,1                   ;Inspect wheels       

           LEAVE     Wheelers       

           TRANSFER  ,Build                ;Send for assembly       

*********************************************************************       

Pedals     ENTER     Pedalers       

           ADVANCE   5,1                   ;Get pedals       

           ADVANCE   3,1                   ;Inspect pedals       

           LEAVE     Pedalers       

           TRANSFER  ,Build                ;Send for assembly       

*********************************************************************    

Build      ASSEMBLE  5                     ;Assemble       

           ENTER     Builders       

           ADVANCE   (Normal(1,90,10))     ;Time for assembling       

           ADVANCE   35,5                  ;Inspect       

           LEAVE     Builders       

Bicycle    MATCH     Invoice               ;Wait for paperwork       

           ENTER     Packers       

           ADVANCE   40,5                  ;Pack for dispatch       

           LEAVE     Packers       

           TABULATE  Transit       

           TERMINATE                       ;Transaction finished       

*********************************************************************   

           GENERATE  480                   ;Timer every day       

           TERMINATE 1                     ;Timer xact finished       

*********************************************************************  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.2. ПЕРЕВОД МОДЕЛИ

; GPSS World Sample File - BICYCLE.GPS  by Gerard F. Cummings

*********************************************************************       

*                                                                   *       

*    Модель сборки велосипедов                                                                 *       

*********************************************************************       

*********************************************************************       

Orders     FUNCTION  P$Department,L6

1,Order/2,Frame/3,Saddle/4,Handlebars/5,Wheels/6,Pedals       

*********************************************************************       

Transit    TABLE     M1,100,100,20       

*********************************************************************       

Clerks     STORAGE   2       

Framers    STORAGE   3       

Saddlers   STORAGE   1       

Handlers   STORAGE   1       

Wheelers   STORAGE   1       

Pedalers   STORAGE   1       

Builders   STORAGE   4       

Packers    STORAGE   3       

*********************************************************************       

           GENERATE  50,10                 ;Прибывает заказ на велосипед.       

           SPLIT     5,Factory,Department  ;5 копий заказа.      

Order      ENTER     Clerks       

           ADVANCE   80,10                 ;Подготовка счет – фактуры.    

           LEAVE     Clerks       

Invoice    MATCH     Bicycle               ;Ждать изготовление велосипеда.       

           TERMINATE                       ;Транзакт завершил работу.       

*********************************************************************       

Factory    TRANSFER  FN,Orders             ;Копия направляется в нужный отдел.       

*********************************************************************       

Frame      ENTER     Framers       

           ADVANCE   (Exponential(1,0,65)) ;Изготовление рамы.       

           ADVANCE   12,2                  ;Осмотр рамы.       

           LEAVE     Framers       

           TRANSFER  ,Build                ;Передается на сборку.       

*********************************************************************       

Saddle     ENTER     Saddlers       

           ADVANCE   6,3                   ;Прием сиденья со склада.       

           ADVANCE   3,1                   ;Осмотр сиденья.       

           LEAVE     Saddlers       

           TRANSFER  ,Build                ;Передается на сборку.       

*********************************************************************       

Handlebars ENTER     Handlers       

           ADVANCE   4,2                   ;Прием руля со склада.       

           ADVANCE  3,1                   ;Осмотр руля.       

           LEAVE     Handlers       

           TRANSFER  ,Build                ;Передается на сборку.       

*********************************************************************       

Wheels     ENTER     Wheelers       

           ADVANCE   3,1                   ;Прием колеса со склада.       

           ADVANCE   3,1                   ;Осмотр колеса.

           LEAVE     Wheelers       

           TRANSFER  ,Build                ;Передается на сборку.       

*********************************************************************       

Pedals     ENTER     Pedalers       

           ADVANCE   5,1                   ;Прием педали со склада.       

           ADVANCE   3,1                   ;Осмотр педали.       

           LEAVE     Pedalers       

           TRANSFER  ,Build                ;Передается на сборку.       

*********************************************************************    

Build      ASSEMBLE  5                     ;Сборка.       

           ENTER     Builders       

           ADVANCE   (Normal(1,90,10))     ;Время сборки.      

           ADVANCE   35,5                  ;Осмотр.       

           LEAVE     Builders       

Bicycle    MATCH     Invoice               ;Ожидание оформления документов.       

           ENTER     Packers       

           ADVANCE   40,5                  ;Упаковка перед отправкой.       

           LEAVE     Packers       

           TABULATE  Transit       

           TERMINATE                       ;Транзакт завершил работу.       

*********************************************************************   

           GENERATE  480                   ;Таймер «дня».       

           TERMINATE 1                     ;Транзакт завершил работу.

*********************************************************************  

 

 

 

 

 

 

12. BICYCLE.GPS

Модель фабрики, производящей велосипеды

Постановка задачи

Фабрика собирает велосипеды, на ней работает следующий персонал: 2 клерка, 3 мастера по изготовлению рам, 1 седельный мастер, 1 мастер по изготовлению руля, 1 колесный мастер, 1 мастер по изготовлению педалей, 4 сборщика и 3 упаковщика. Компания собирает велосипед  каждые 50±10 минут. Организационный  отдел готовит документы на поставку, инструкции, набор инструментов и  счет-фактуру.     Каждый отдел забирает со склада компонент, необходимый для конкретного заказа, внимательно осматривает его (3±1 минуты) и подготавливает его к сборке. Рама изготовляется в течение 65 минут (экспоненциальное распределение). Когда все компоненты готовы, начинается сборка, которая занимает в среднем 90 минут со стандартным отклонением в 10 минут. Когда готовы документы на поставку, набор инструментов и собранный велосипед, все это упаковывается (40±5 минут) для отправки. Необходимо:     1. Найти коэффициент использования персонала в каждом отделе.     2. Определить транзитное время заказов покупателей.     3. Необходимо ли изменить количество работников в каждом отделе?     4. Смоделировать работу велосипедной фабрики в течение 5 дней.

Листинг

 

 

 

 

1.3 ОТЧЕТ РАБОТЫ МОДЕЛИ

 

GPSS World Simulation Report - Bicycle.1.1

 

 

                   Monday, May 06, 2013 21:45:52 

 

           START TIME           END TIME  BLOCKS  FACILITIES  STORAGES

                0.000            480.000    46        0          8

 

 

              NAME                       VALUE 

          BICYCLE                        39.000

          BUILD                          34.000

          BUILDERS                    10008.000

          CLERKS                      10002.000

          DEPARTMENT                  10010.000

          FACTORY                         8.000

          FRAME                           9.000

          FRAMERS                     10003.000

          HANDLEBARS                     19.000

          HANDLERS                    10005.000