Элементы теории массового обслуживания - Реферативно-прикладное исследование применения экономико-математических методов в решении задач производства (метод нелинейного программирования)

Системы массового обслуживания -- это такие системы, в которые в случайные моменты времени поступают заявки на обслуживание, при этом поступившие заявки обслуживаются с помощью имеющихся в распоряжении системы каналов обслуживания.

С позиции моделирования процесса массового обслуживания ситуации, когда образуются очереди заявок (требований) на обслуживание, возникают следующим образом. Поступив в обслуживающую систему, требование присоединяется к очереди других (ранее поступивших) требований. Канал обслуживания выбирает требование из находящихся в очереди, с тем, чтобы приступить к его обслуживанию. После завершения процедуры обслуживания очередного требования канал обслуживания приступает к обслуживанию следующего требования, если такое имеется в блоке ожидания. Цикл функционирования системы массового обслуживания подобного рода повторяется многократно в течение всего периода работы обслуживающей системы. При этом предполагается, что переход системы на обслуживание очередного требования после завершения обслуживания предыдущего требования происходит мгновенно, в случайные моменты времени.

Примерами систем массового обслуживания могут служить:

Посты технического обслуживания автомобилей;

Посты ремонта автомобилей;

Персональные компьютеры, обслуживающие поступающие заявки или требования на решение тех или иных задач;

Станции технического обслуживания автомобилей;

Аудиторские фирмы;

Отделы налоговых инспекций, занимающиеся приемкой и проверкой текущей отчетности предприятий;

Телефонные станции и т. д.

Основными компонентами системы массового обслуживания любого вида являются:

Входной поток поступающих требований или заявок на обслуживание;

Дисциплина очереди;

Механизм обслуживания.

Цель изучения СМО состоит в том, чтобы взять под контроль некоторые характеристики системы, установить зависимость между числом обслуживаемых единиц и качеством обслуживания.

Качество обслуживания тем выше, чем больше обслуживаемых единиц. Но экономически невыгодно иметь лишние обслуживающие единицы.

В промышленности СМО применяются при поступлении сырья, материалов, комплектующих изделий на склад и выдаче их со склада; обработке широкой номенклатуры деталей на одном и том же оборудовании; организации наладки и ремонта оборудования; определении оптимальной численности обслуживающих отделов и служб предприятий и т. д.

В зависимости от характера формирования очереди СМО различают:

    1) системы с отказами, в которых при занятости всех каналов обслуживания заявка не встает в очередь и покидает систему не обслуженной; 2) системы с неограниченными ожиданиями, в которых заявка встает в очередь, если в момент ее поступления все каналы были заняты.

Существуют и системы смешанного типа с ожиданием и ограниченной длиной очереди: заявка получает отказ, если приходит в момент, когда все места в очереди заняты. Заявка, попавшая в очередь, обслуживается обязательно.

По числу каналов обслуживания СМО делятся на одноканальные и многоканальные.

В зависимости от расположения источника требований системы могут быть разомкнутыми, (источник заявок находится вне системы) и замкнутыми (источник находится в самой системе).

Рассмотрим в отдельности элементы СМО.

Входящий поток: на практике наиболее распространенным является простейший поток заявок, обладающий свойствами стационарности, ординарности и отсутствия последствия.

Стационарность характеризуется тем, что вероятность поступления определенного количества требований (заявок) в течение некоторого промежутка времени зависит только от длины этого промежутка.

Ординарность потока определяется невозможностью одновременного появления двух или более заявок.

Отсутствие последствия характеризуется тем, что поступление заявки не зависит от того, когда и сколько заявок поступило до этого момента. В этом случае вероятность того, что число заявок, поступивших на обслуживание за промежуток времени t, равно k, определяется по закону Пуассона

,

Где - интенсивность потока заявок, т. е. среднее число заявок в единицу времени: (чел./мин, р./ч, автом./дн., квт/ч),

Где - среднее значение интервала времени между двумя соседними заявками.

Для такого потока заявок время между двумя соседними заявками распределено экспоненциально с плотностью вероятности

.

Случайное время ожидания в очереди начала обслуживания считают распределенным экспоненциально:

,

Где v - интенсивность движения очереди, т. е. среднее число заявок, приходящих на обслуживание в единицу времени:

,

Где - среднее значение времени ожидания в очереди.

Выходящий поток заявок связан с потоком обслуживания в канале, где длительность обслуживания является случайной величиной и часто подчиняется показательному закону распределения с плотностью

,

Где - интенсивность потока обслуживания, т. е. среднее число заявок, обслуживаемых в единицу времени:

(чел./мин, р./дн., кг/ч, докум./дн.),

Где - среднее время обслуживания.

Важной характеристикой СМО, объединяющей и, является интенсивность нагрузки.

.

Похожие статьи




Элементы теории массового обслуживания - Реферативно-прикладное исследование применения экономико-математических методов в решении задач производства (метод нелинейного программирования)

Предыдущая | Следующая