Модель работы транспортного цеха объединения

140  savevalue izdeliA+,1

150  terminate

Здесь мы встречаем блок TERMINATE, он имеет следующий формат записи: terminate. Блок TERMINATE удаляет из модели входящие сообщения. В поле <А> задается число единиц, на которое этот блок изменяет содержимое счетчика завершений, определяющего момент окончания  моделирования.  Здесь поле <А> пустое, поэтому сообщение уничтожается, а содержимое счетчика не изменяется, что и использовалось в нашей программе.

   Далее мы производим генерацию изделий в филиале В:

*** Выпуск изделий B

160  generate 20,5

170  savevalue izdeliB+,1

180 terminate

Здесь полная аналогичность с предыдущим пунктом.

   В завершении нашей программы мы задаем время моделирования, в нашем случае 1000 ч., т.е. 60000 мин., и запускаем программу на выполнение с помощью оператора  START.

200  generate 60000

210  terminate 1

start 1

Оператор START используется для инициирования начала моделирования. В первом поле задается значение счетчика завершений, определяющего момент окончания прогона модели.

3.3 Анализ результатов моделирования

Система GPSS позволяет получить файл стандартного отчета. Он создается автоматически и имеет имя то же, что и имя моделируемой программы, но с расширением RPT (полный текст отчёта приведён в Приложении В).

Отчет состоит из подразделов, содержащих стандартную статистику об объектах GPSS, используемых в данной модели (FACILITY и др.).

Рассмотрим файл стандартного отчета, полученный после выполнения описанной выше программы.

Вторая строка файла стандартного отчета является информативной с точки зрения основных результатов работы модели.

–          START TIME – абсолютное системное время в момент начала моделирования;

в файле стандартного отчета START TIME равен 0;

–          END TIME – абсолютное время, когда счетчик завершений принимает значение 0;

в файле стандартного отчета END TIME равен 60000;

–          BLOCKS – количество блоков, использованных в текущей модели, к моменту завершения моделирования;

в файле стандартного отчета BLOCKS равен 30;

–          FACILITIES – количество устройств, использованных в модели, к моменту завершения моделирования;

в файле стандартного отчета FACILITIES равен 3;

–          STORAGES – количество многоканальных устройств, использованных в текущей модели к моменту завершения моделирования;

в файле стандартного отчета STORAGES равен 0;

–          FREE MEMORY – количество байтов памяти доступной для дальнейшего использования;

в файле стандартного отчета FREE MEMORY равен 106768;

Описываемая программа имеет 30 блоков, 3 устройства. Время моделирования равно 60000 минутам.

Блоки текущей модели описываются полями:

–          LINE определяет номер строки в рабочей модели, связанный с блоком GPSS;

–          LOC определяет имя или номер этого блока;

–          BLOCK TYPE определяет тип блока GPSS;

–          ENTRY COUNT определяет количество транзактов, вошедших в данный блок с начала работы программы;

–          CURRENT COUNT определяет количество транзактов, находящихся в данном блоке в конце моделирования;

–          RETRY определяет количество транзактов, ожидающих специальных условий, зависящих от состояния данного блока.

Наибольшее значение имеет поле ENTRY COUNT, так как оно позволяет судить о том, правильно ли распределены транзакты по блокам.

   Информация об устройствах:

–          FACILITY определяет номер или имя объекта типа "устройство";

–          ENTRIES определяет количество раз, когда устройство было занято или прервано;

–          UTIL. определяет часть периода моделирования, в течение которого устройство было занято;

–          AVE.TIME определяет среднее время занятости устройства одним сообщением в течение периода моделирования;

–          AVAILABLE определяет состояние готовности устройства в конце периода моделирования. Оно равно 1 , если устройство готово и 0 – если не готово;

–          OWNER определяет номер последнего сообщения, занимавшего устройство. 0 означает, что устройство не занималось;

–          PEND определяет количество сообщений, ожидающих устройство, находящееся в "режиме прерывания";

–          INTER определяет количество сообщений, прерывающих устройство в данный момент.

–          RETRY определяет количество сообщений, ожидающих специальных условий, зависящих от состояния объекта типа "устройство";

–          DELAY определяет количество сообщений, ожидающих занятия устройства. Сюда входят также сообщения, ожидающие освобождения устройства в "режиме прерывания".

Выходная статистика вполне соответствует заданным в условии цифрам.

4 Выполнение заданий по моделированию

Выполним задания по моделированию, упомянутые в пункте 1 данного курсового проекта:

Смоделировать работу транспортного цеха объединения в течение 1000 ч.

Данное требование выполняется, при написании следующего фрагмента нашей программы:

600   generate 60000

610   terminate 1

start 1

Определить операционные характеристики системы.

FACILITY    ENTRIES  UTIL.  AVE._TIME AVAILABLE  OWNER PEND INTER RETRY DELAY

1           1501    0.501    20.033      1        0    0    0     0      0

2           1497    0.999    40.025      1        1    0    0     0      4

3           1502    0.501    19.994      1        0    0    0     0      0

Определим занятость каналов по полю UTIL:

Для первого устройства – 0,501

Для второго устройства – 0,999

Для третьего устройства – 0,501

Определим среднее время занятости устройства по полю AVE.TIME:

Для первого устройства – 20,033

Для второго устройства – 40,025

Для третьего устройства – 19,994

Определим количество транзактов, прошедших через каждое устройство по полю ENTRIES:

Для первого устройства – 1501

Для второго устройства – 1497

Для третьего устройства – 1502

Определим пропускную способность транспортного цеха объединения.

Для реализации данного пункта задания нам нужно подсчитать количество грузовиков въехавших на погрузку и выехавших с нее.

из А в В =1501:1505 = 99,73%

из В в С =1501:1508 = 99,54%

Мы видим что пропускная способность транспортного цеха объединения велика, это видно даже без вычислений, потому что на 1505 грузовиков пришедших в филиал А незагруженными остались только 4.

Определить частоту пустых перегонов грузовиков между А и В, В и С.

Обратимся к файлу стандартного отчета:

FILIALA             5    TEST              1505             0       0

                    6    SAVEVALUE         1501             0       0

Отсюда мы видим что незагруженными ушли 4 грузовика, соответственно частота пустых перегонов между А и В есть отношение числа пустых грузовиков к общему времени моделирования.   

Частота между А и В = 4/60000 = 0,00066.

Аналогично поступаем и филиалом В:

  FILIALB            11    TEST              1508             0       0

                   12    SAVEVALUE         1501             4       0

Отсюда мы видим что незагруженными ушли 7 грузовиков, соответственно частота пустых перегонов между В и С есть отношение числа пустых грузовиков к общему времени моделирования.

Частота между В и С = 7/60000 = 0,00012.

Определить и построить экспериментальную функцию распределения времени переезда в филиал С:

prC table ft$PC_4,0,3,40

87 izBvC seize PC_4

92  release PC_4

95  tabulate prC

TABLE            MEAN    STD.DEV.       RANGE           RETRY FREQUENCY CUM.%

PRC            29.944    0.578                           0

                                15.000  -       18.000             1     0.07

                                18.000  -       21.000             1     0.13

                                21.000  -       24.000             1     0.20

                                24.000  -       27.000             5     0.53

                                27.000  -       30.000          1057    70.81

                                30.000  -       33.000           439   100.00

Рисунок 4.1 – Гистограмма GPSS времени работы транспортного цеха объединения.

Экспериментальную функцию распределения времени переезда в филиал С,  построим с помощью MATLAB по данным, указанным в столбцах RANGE, FREQUENCY и CUM.%:

ts2c2 = [0,18,21,24,27,30,33];%крайние значения границ отрезков из отчета

fs2c2 = [0,0.07,0.13,0.20,0.53,70.81,100.00]/100;%вероятности

stairs (ts2c2, fs2c2),%построение ступенчатого графика

grid, set (gcf,'color','w')%параметры для разлиновки и заливки заднего фона

h = findobj('type','line'); %указание на объект типа линия для дальнейшего упрощения работы

set(h,'linewidth', 2, 'color', 'k')%задание параметров линии

xlabel('Время'), ylabel('Загрузка'), %подпись осей

title ('Время затраченное на переезд в пункт С')%заголовок

set(gca,'box','off','ytick',0.1:0.1:1.1), %указание промежутков разлиновки и параметров

axis ([0, 33, 0, 1])%указание крайних значений осей

Экспериментальная функция распределения времени переезда в филиал С представлена на рисунке 4.2.

Рисунок 4.2 – Экспериментальная функция распределения времени переезда в филиал С.

                                                                                                  Заключение

В данном курсовом проекте мы исследовали функционирование системы транспортного цеха объединения при помощи машинной модели, составленной и реализованной  в пакете моделирования дискретных систем (ПМДС) GPSS. При исследовании мы сначала построили концептуальную схему модели, затем Q-схему и, наконец, для удобства написания программы, мы построили алгоритм работы системы моделирования. Составили отчёт по выполненной программе, который более наглядно изображает все процессы, происходящие при выполнении программы. По данным, полученным из отчета, построили в MATLAB график экспериментальной функций распределения времени переезда в филиал С.

Оценивая эффективность работы, следует отметить, что эффективность данной системы определяется её пропускной способностью. Пропускная способность из А в В =1501:1508 = 99,54% и из В в С =1501:1505 = 99,73%.     Частота пустых перегонов незначительна. Частота между пунктами А и В = 0,00066, а между пунктами В и С = 0,00012. Принимая во внимание анализ данных можно сделать вывод что система оптимальна.

              Имитационное моделирование дало ценную информацию о процессах, протекающих в работе вычислительного комплекса. На сбор подобной информации опытным путем было бы потрачено значительное количество времени и средств. Имитационное же моделирование требует (при наличии готовой модели) нажатия десятка клавиш и простейшего анализа файла стандартного отчета.

Данный курсовой проект еще раз подтвердил достоинства имитационных средств моделирования для исследования систем массового обслуживания, а именно пакета GPSS. Он позволяет, не меняя общей структуры модели, исследовать различные характеристики системы и находить оптимальные решения для нее путем модификации численных значений различных блоков.

Список использованных источников

1.      Афонин В.В., Федосин С.А. Моделирование систем: учебно-методическое пособие. – М.: Интернет-Университет Информационных Технологий: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2010. – 231с.: ил., табл. – (Основы информационных технологий).

2.      Советов Б.Я., Яковлев С.А. Моделирование систем: Учеб. для вузов. – 4-е изд., стер. – М.: Высш. шк,. 2005. – 343 с.: ил.

3.      Советов Б.Я., Яковлев С.А. Моделирование систем. Практикум: Учеб. пособие для вузов. – 3-е изд., стер. – М.: Высш. шк., 2005. – 295 с.: ил.

4.      Афонин В.В., Федосин С.А. Моделирование систем: Практикум по GPSS. – Саранск: Изд-во Мордов. ун-та, 2001. – 212 с.

Приложение А

(обязательное)

Полная реализация модели на GPSS

simulate

10  generate 1,,,4                     ;грузовики 4 штуки

11  transfer ,filialA

12  generate 1,,,4                     ;грузовики 4 штуки

13  transfer ,filialB

20 filialA  test ne  x$izdeliA,0,izAvB

30  savevalue izdeliA-,1

35  seize 1

40  advance 20,2

45  release 1

50 izAvB  advance 30,3

60 filialB  test ne  x$izdeliB,0,izBvC

70  savevalue izdeliB-,1

75  seize 2

80  advance 40,4

85  release 2

90 izBvC  advance 30,1

100 filialC  seize 3

102  advance 20,2

105  release 3

110 izCvA  advance 20,2

120  transfer ,filialA

***

*** Выпуск изделий A

130  generate 20,3

140  savevalue izdeliA+,1

150  terminate

*** Выпуск изделий B

160  generate 20,5

170  savevalue izdeliB+,1

180  terminate

***

200  generate 60000

210  terminate 1

start 1

Приложение Б

(обязательное)

Полный текст стандартного отчёта GPSS

Б.1 Отчёт при исходных данных

GPSS World Simulation Report - Untitled Model 1.1.1

                   Friday, May 25, 2012 01:30:34 

           START TIME           END TIME  BLOCKS  FACILITIES  STORAGES

                0.000          60000.000    30        3          0

              NAME                       VALUE 

          FILIALA                         5.000

          FILIALB                        11.000