Моделирование организации обслуживания машинно-тракторного парка подвижными средствами
Рассмотрение процесса оптимизации систем массового обслуживания. Способы моделирования организации обслуживания машинно-тракторного парка подвижными средствами. Анализ альтернативных вариантов построения узлов системы технического обслуживания и ремонта.
Рубрика | Программирование, компьютеры и кибернетика |
Вид | статья |
Язык | русский |
Дата добавления | 25.08.2020 |
Размер файла | 54,0 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Моделирование организации обслуживания машинно-тракторного парка подвижными средствами
Лазарев С.Н.
The mathematical model of technique service organization by the mobile means, which based on a finding of certain parity between numbers of restoration channels, is presented in article.
В большинстве случаев моделирование обслуживающих систем с помощью методов массового обслуживания производится с целью определения оптимальных вариантов их построения. Задача определения организационно-штатной структуры ремонтных подразделений машинно-технологических станций должна решаться как оптимизационная с целью нахождения рационального варианта их построения [1]. Процесс оптимизации систем массового обслуживания требует оценки экономических показателей.
Наиболее точно процесс оптимизации отражает показатель общего расхода ресурсов на достижение цели функционирования системы технического обслуживания и ремонта (ТОР). Расход ресурсов должен включать все элементы жизненного цикла системы ТОР и поэтому базируется на следующих частных показателях:
затраты на техническое оснащение элементов системы ремонтным и диагностическим оборудованием;
затраты на восстановление, диагностику техники;
затраты на создание и содержание запасного фонда.
Источником альтернативных вариантов построения узлов системы ТОР является сформулированное целевое назначение системы ТОР и ее подсистем, заключающееся в поддержании формирований работоспособной техникой на требуемом уровне. Альтернативой построения узлов системы ТОР является возможность восполнения потерь машинно-тракторного парка (МТП) двумя способами: за счет восстановления и послеремонтной поверки техники; заменой заведомо исправными, поверенными узлами и агрегатами из запасного фонда, объем которого на полевую операцию определяется заблаговременно.
В этом заключается идея организации рационального обслуживания техники: нахождение определенного соотношения между численностью каналов восстановления, поверки в узле системы с одной стороны, и объемом возимого запасного фонда на полевую операцию с другой стороны. Это составляет суть оптимизации построения узла системы ТОР. Поскольку поток техники, поступающей на обслуживание в узел, представляет собой временную характеристику (число заявок в единицу времени), сама система создается как "временная" для обеспечения определенных целей и задач, достигаемых путем ограниченного числа операций. Затраты на обслуживание имеют также временную зависимость, поэтому оптимизация структурного построения узла системы ТОР должна идти по критерию затрат в единицу времени. Постановка в таком виде задачи оптимизации структурного построения возможна по следующей причине: габаритно-весовые и стоимостные характеристики большинства работоспособных узлов и агрегатов таковы, что стоимостные затраты на создание и содержание запасного фонда за определенный отрезок времени могут оказаться значительно меньше затрат на создание и функционирование каналов обслуживания. Такой подход к созданию узлов системы ТОР позволяет находить рациональное соотношение между численностью каналов обслуживания в узле и объемом возимого запасного фонда для поддержания укомплектованности соответствующих формирований на требуемом уровне. В результате расчетов по определению структуры узла системы ТОР может оказаться, что обслуживание МТП целесообразно осуществлять заменой агрегатов или узлов из запасного (подменного) фонда.
В этом случае он может рассматриваться как подменный фонд, а поток поврежденной техники, поступающей в этот узел, необходимо направлять в вышестоящий узел системы с последующей оптимизацией его построения. Поврежденная техники, обслуживаемая путем замены из запасного фонда, должна восстанавливаться в менее напряженные периоды функционирования системы ТОР, например, когда плотность потока техники, поступающей в узел меньше расчетного значения i, определяемая по выражению:
= dt
или в межоперационную паузу. Эти заявки образуют своеобразный накопитель "нестационарных" заявок, который стоит на входе узла системы. Заявки, находящиеся в нем уже не должны рассматриваться как ожидающие обслуживания и учитываться при определении характеристик очереди в узел. Этот накопитель совместно с возимым запасным фондом играют роль своеобразных буферов. Агрегаты, взятые из накопителя и обслуженные в менее напряженные периоды функционирования узлов системы ТОР, пополняют запасный фонд, что позволяет повысить адаптивные свойства узлов системы в случае нестационарного потока заявок. Модель предлагаемого варианта построения узла системы ТОР как буферной системы массового обслуживания представлена на рисунке. Цифрами 1 и 2 обозначены соответственно первая и вторая фаза системы массового обслуживания, буквой Н - накопитель заявок, стоящий на входе узла системы ТО, ЗФ - запасный фонд.
Рисунок 1 - Модель подвижного узла системы ТОР как буферная двухфазная система массового обслуживания
В случае повышения плотности потока заявок, поступающих в i-ый узел, над расчетным значением i зависимость для мгновенного значения плотности потока заявок, поступающих в накопитель, имеет вид:
= ,
а в случае уменьшения входящего в узел потока ниже i выражение для мгновенного значения плотности потока заявок, поступающих из этого накопителя для "подпитки" потока, поступающего непосредственно в первую фазу, имеет вид:
=
Информационная связь, существующая между накопителем и запасным фондом, позволяет следить за изменением входящего потока и тем самым обеспечивать требуемую зависимость потока элементов МТП обслуженных узлом от времени.
Для выполнения последнего необходимо соблюдение следующих равенств:
= и =
Последнее может быть достигнуто при наличии определенного первоначального объема запаса, позволяющего следить за изменениями входящего потока заявок.
Достоинством данного подхода к построению узлов системы ТОР является то, что исключаются простои каналов обслуживания в ходе полевых операций, что обеспечивается их постоянной загрузкой. Цель функционирования узлов системы ТОР достигается с минимальными затратами в единицу времени (в том числе и за операцию в силу аддитивности функции затрат и возможностью создания узлов системы ТОР с учетом ограничений на штатную численность специалистов в них).
Кроме этого, наличие запасного фонда в узле позволяет гибко реагировать на изменения нагрузки. Рациональное соотношение между числом каналов обслуживания в узле и объемом возимого запасного фонда на операцию будет такое, которое находится из условия минимума целевой функции определения организационно-штатной структуры узла системы ТОР - стоимостных затрат в единицу времени на поддержание укомплектованности формирований работоспособными агрегатами, оцениваемой с помощью:
F(C)=+ + min,
Kг(t) Kг*.
Здесь n, m - соответственно число каналов восстановления, поверки; N - объем возимого запасного фонда; ,, - элементы множеств видов затрат в единицу времени, связанных соответственно с функционированием каналов восстановления, поверки и содержанием запасного фонда. Целевая функция модели синтеза узла системы ТОР для организации рационального обслуживания МТП, с учетом накладываемых на переменные величины ограничений, имеет вид:
n*, m*, N* Z minC(n,m,N)
L L* ,
где Z - 0,1,2,…
Здесь L - среднее число требований в двухфазной системе массового обслуживания, используемой в качестве математической модели узла системы ТОР. Оптимизация построения узла системы ТОР как двухфазной системы массового обслуживания относится к классу задач стохастического целочисленного программирования [1, 2, 3]. В классическом варианте поиск решения обычно осуществляется численными методами путем вариации потока между различными обслуживающими средствами с определением необходимых характеристик последних путем последовательных операций [4].
Сравнение результатов моделирования процессов ТОР по временным показателям с учетом затрат: на создание каналов обслуживания, на техническое оснащение элементов системы ремонтным и диагностическим оборудованием, на создание и содержание обменного фонда с показателями реально существующими составляют различие в 10-15 %, что позволяет сделать вывод о точности и адекватности предложенной математической модели.
Использование предложенной математической модели организации обслуживания МТП в ходе полевых операций позволяет принять обоснованное решение о целесообразности восстановления, поверки техники определенных типов силами подвижных ремонтных подразделений, а восполнение потерь осуществлять за счет запасного фонда.
Литература
технический ремонт тракторный моделирование
1.Вентцель Е.С. Исследование операций. - М.: Наука, 1988. - 208 с.
2.Ермольев Ю.М. Методы стохастического программирования. - М.: Наука, 1996. - 240 с.
3.Юдин Д.Б. Задачи и методы стохастического программирования. - М.: Наука, 1999. - 392 с.
4.Лифшиц Ф.Л., Мальц Э.А. Статистическое моделирование систем массового обслуживания. - М.: Советское радио, 1988. - 248 с.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Характеристика системы массового обслуживания, куда поступают заявки обслуживания. Особенности моделирования системы массового обслуживания. Имитация работы системы массового обслуживания с относительными приоритетами. Отчеты полного факторного плана.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 14.07.2012Программные средства имитационного моделирования систем массового обслуживания. Программная среда Matlab, ее структура и основные компоненты, функциональные особенности, а также назначение. Разработка подсистем моделирования. Инструкция пользователя.
дипломная работа [3,3 M], добавлен 10.07.2017Характеристика функций имитационного моделирования. Знакомство с особенностями имитационного моделирования агрегированной системы массового обслуживания. Анализ программы GPSSWorld: рассмотрение возможностей, способы составления имитационной модели.
курсовая работа [1,6 M], добавлен 27.05.2013Торговый центр как однофазная многоканальная система с одной очередью конечной длины Структура и элементы моделей системы массового обслуживания. Очередь и дисциплины ее обслуживания. Принципы и этапы моделирования средств массового обслуживания на ЭВМ.
лабораторная работа [93,2 K], добавлен 04.06.2009Имитационное моделирование как один из наиболее широко используемых методов при решении задач анализа и синтеза сложных систем. Особенности имитационного моделирования систем массового обслуживания. Анализ структурной схемы системы передачи пакетов.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 28.05.2013Общая характеристика системы массового обслуживания, исходные данные для ее создания. Особенности построения алгоритма имитационной модели задачи о поступлении заявок (клиентов) в канал (парикмахерскую). Описание функционирования математической модели.
курсовая работа [154,1 K], добавлен 19.05.2011Served Time Generator как генератор интервалов времени обслуживания, общая характеристика. Способы построения модели многоканальной сети массового обслуживания с отказами с использованием блоков библиотеки SimEvents, рассмотрение особенностей сетей.
лабораторная работа [176,8 K], добавлен 20.05.2013Построение имитационной модели системы массового обслуживания, список и содержание ее активностей. Блок-схема алгоритма моделирования и текст процедуры. Моделирование случайных независимых величин и процессов. Оптимизация системы массового обслуживания.
курсовая работа [4,0 M], добавлен 28.05.2013Определение функциональных характеристик систем массового обслуживания (СМО) на основе имитационного моделирования; синтез СМО с заданными характеристиками. Разработка программы на языке SIMNET II; расчет процесса работы СМО; подбор требуемого параметра.
лабораторная работа [623,8 K], добавлен 11.03.2011Методика и особенности составления имитационной модели системы массового обслуживания (СМО). Анализ и статистическая обработка показателей эффективности СМО путем решения уравнения Колмогорова, их сравнение с результатами аналитического моделирования.
курсовая работа [609,2 K], добавлен 31.01.2010Система GPSS World как мощная универсальная среда моделирования как дискретных, так и непрерывных процессов, предназначенная для профессионального моделирования самых разнообразных процессов и систем. Системы массового обслуживания. Листинг программы.
курсовая работа [499,6 K], добавлен 25.12.2013Сфера применения имитационного моделирования. Исследование и специфика моделирования системы массового обслуживания с расчетом стационарных значений системы и контролем погрешности получаемых значений. Реализация ее в GPSS и на языке высокого уровня Java.
курсовая работа [818,7 K], добавлен 23.05.2013Определение назначения и описание функций имитационных моделей стохастических процессов систем массового обслуживания. Разработка модели описанной системы в виде Q-схемы и программы на языке GPSS и C#. Основные показатели работы имитационной модели.
курсовая работа [487,4 K], добавлен 18.12.2014Концептуальная модель процесса обслуживания покупателей в магазине. Описание системы моделирования GPSS. Разработка моделирующей программы на специализированном языке имитационного моделирования в среде AnyLogic. Результаты вычислительных экспериментов.
курсовая работа [906,9 K], добавлен 12.07.2012Разработка решения задачи имитационного моделирования системы массового обслуживания (СМО), на примере склада продукции. Построение концептуальной модели системы. Сравнение результатов имитационного моделирования и аналитического расчета характеристик.
курсовая работа [75,5 K], добавлен 26.06.2011Функционирование систем массового обслуживания с разными типами заявок. Построение математической модели, постановка задачи оптимизации среднего времени ожидания. Решение задачи оптимизации системы. Разработка программного кода для оптимизации системы.
дипломная работа [581,7 K], добавлен 27.10.2017Развитие теории массового обслуживания. Анализ процессов в системах производства, обслуживания и управления. Интенсивность обслуживания канала. Плотность распределения показательного закона. Коэффициент загрузки системы. Среднее число занятых каналов.
курсовая работа [708,4 K], добавлен 26.01.2013Построение модели системы массового обслуживания с помощью ЭВМ с использованием методов имитационного моделирования. Моделирование проводилось с помощью GPSS World Student version, позволяющего достоверно воссоздать систему массового обслуживания.
курсовая работа [555,7 K], добавлен 29.06.2011Основные сведение о системе моделирования GPSS и блоки, используемые при моделировании одноканальных и многоканальных систем массового обслуживания. Разработка модели работы ремонтного подразделения в течение суток с использованием программы GPSS World.
курсовая работа [36,4 K], добавлен 11.02.2015Понятие компьютерной модели и преимущества компьютерного моделирования. Процесс построения имитационной модели. История создания системы GPSS World. Анализ задачи по прохождению турникета на стадион посредством языка имитационного моделирования GPSS.
курсовая работа [291,3 K], добавлен 11.01.2012