Устройство для моделирования систем массового обслуживания Советский патент 1984 года по МПК G06N7/08 

оно содержит девятый и десятый элементы И, третий и четвертый элементы ИЛИ, генератор интервалов времени ейсенедельного технического обслуживания, генератор интервалов времени ежемесячного технического обелуживания, генератор интервалов времени полугодового технического обслуживания, счетчик времени технического обслуживания, счетчик календарных недель, счетчик календарных месяцев и счетчик календарных полугодий, причем выход генератора счетньк импульсов подключен к входу счетчика календарньк недель, выход которого соединен с входом счетчика календарных месяцев и входом девятого элемента И, выход которого подключен к первому входу четвертого элемента ИЛИ, выход которого соединен с единичнь1м входом второго tpиггepa и с входом останова генератора случайных интервалов времени работы, выход которого подключен к второму входу восьмого элемента И, выход счетчика календарных месяцев соединен с входом счетчика календарньк полугодий, с инверсным входом девятого элемента И и с входом десятого элемента И, выход которого подключен к второму входу четвертого элемента ИЛИ и к входу генератора интервалов времени ежемесячного технического обслуживания, выход которого соединен с первым входом третьего элемента ИЛИ, выходкоторого Подключен к входу четвертой дифференцирующей цепочки, второму инверсному входу пятого элемента И и второму входу второго элемента ЩШ, выход счетчика календарных полугодий соединен с инверсным входом десятого элемента И, третьим входом четвертого элемента ИЛИ и

,входом генератора интервалов времени полугодового технического обслуживания, выход которого подключен к третьему входу третьего элемента ИЛИ, выход девятого элемента И соединен с входом генератора интервалов ,времени еженедельного технического обслужвания, выход четвертой дифференциру(ощей цепочки подключен к второму инверсному входу первого элемен та ШЩ, выход седьмого элемента И соединен с входом счетчика времени технического обслуживания.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ СИСТЕМ МАССОВОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ, содержащее генератор случайных последовательностей импульсов, выход которого подключен к входу генератора счетных импульсов, к первому входу первого элемента И и к входу генератора заявок,выход которого соединен с входом счетчика общего количества заявок, с первыми входами первого и второго элементов И, выход второго элемента И подключен к входу генератора случайных интервалов времени обслуживания заявок, выход которого через первую дифференцирующую цепочку соединен с первьм инверсным входом третьего элемента И и с инверсным входом четвертого элемента И, выход которого подключен к входу счетчика количества обслуженных заявок, выход третьего элемента И соединен с входом счетчика количества неполностью обслуженных заявок, выход первого элемента ИЛИ подключен к входу запуска генератора случайных интервалов времени работы, .выход которого соединен с в.торым входом второго элемента И, входом четвертого элемента И, вторьм инверсным входом третьего элемента И и через вторую дифференцирующую цепочку подключен к первому инверсному входу пятого элемента И, выход которого соединен с,единичньм входом первого триггера и с входом генератора случайных интервалов времени восстановления, выход которого подключен к первому входу второго элемента ИЛИ и входу третьей дифференцирующейце;яочки выход которой соединен с первым инверсным входом первого элемента ИЛИ и нулевьм входом первого триггера, выход которого подключен к первому входу шестого элемента И, выход которого соединен с входом (Л счетчика времени восстановления, выход второго элемента ИЛИ подключен к второму, входу первого элемента И, выход которого соединен .с входом счетчика количества необслуженных заявок, выход генератора счетных импульсов подключен к второ00 му входу шестого элемента И, к пер, вому входу седьмого элемента И, выо: ход четвертой дифференцирующей це4ib почки подключен к нулевому входу СО Од второго.триггера, выход которого соединен с вторым входом седьмого элемента И, выход генератора счетных импульсов подключен к первому входу восьмого элемента И, выход которогосоединен с входом счетчика емени работы системы, о т л и ч аto щ е е с я тем, что, с целью повышения точности моделирования и расширения функциональных возможностей путем учета режима технического обелуживания по календарному принципу.

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано йри моделировании систем массового обслуживания (СМО).

Известно устройство для моделирования систем массового обслуживания, содержащее первый генератор случайного потока импульсов, выход которого соединен с входом первого счетчика и с первьм входом первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входе элемента ЗАПРЕТ, выход которого соединен с суммирую щим входом первого реверсивного счетчика и с входом многоканального блока случайных временных задержек, вькод которого соединен с первьм входом второго элемента ШШ, выход которого соединен с вычитающим входом первого реверсивного -счетчика, выход которого через пороговый элемент соединен с первым входом третьего элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к входу второго генератора случайного потока импуль.сов и соединен с первым входом генератораимпулЬсов, второй вход которого через первьй элемент И соединен с разрядньми выходами первого реверсивного счетчика, а вькод генератора импульсов соединен с вторым

входом второго элемента ИЛИ, выход третьего элемента ИЛИ соединен с втЬрым входом элемента ЗАПРЕТ и с первьм входом второго элемента И, втх)рой вход которого объединен с

входом первого счетчика, второй

счетчик, второй реверсивньй счетчик, группу элементов И, сумматор, четвертый, пятый, шестой элементы ИЛИ, третий элемент И, формирователь

серии импульсов, элемент задержки, переключатель и блок синхронизации, два выхода которого соединены соответственно с управляющими входами группы элементов И и (сумматора,входы которого соединены с выходами группы элементов И соответственно, входы которых подключены к разрядным выходам второго реверсивного счетчика и через четвертый элемент ИЛИ соединены с первым входом третьего элемента И, второй вход которого подклю чен к первому выходу переключателя, второй выход которого соединен с вхо дом второго счетчика, выход третьего элемента И через элемент задержки соединен с вторым входом первого эле мента И и непосредственно с вычитаю щим входом второго реверсивного счетчика, суммирующий вход которого .соединен с выходом пятого элемента ИЛИ, входы которого соединены с выходом второго элемента И и с Tpseтьим выходом переключателя соответственно, входы которого соединены соответственно с выходами генератора импульсов и с выходом шестого элемента ИЛИ, входы которого соедин ны соответственно с первым входом второго элемента ИЛИ и через формирователь серии импульсов с входом , генератора импульсов tilНедостатком данного устройства является относительно низкая точность моделирования из-за отсутстви возможности моделирования режима технического обслуживания по календарному принципу характерного для многих реальных систем обслуживания Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для моделирования систем массового обслуживания, содержа щее генератор случайных потоков импульсов, выкод которого подключен к первому входу элемента ИЛИ, генератор заявок, генератор счетных импульсов, счетчик общего количества заявок, счётчик количества неполностью обслуженных заявок, первый элемент И, выход которого соединен с вычитающим входом-реверсивного счетчика, второй элемент И, выход которого подключен к входу счетчика количества обслуженных заявок, втот рой элемент ИЛИ, выход которого соединен с первым входом третьего элемента И, кроме того, устройство включает пять элементов И, генератор .случайных интервалов времени работы, генератор случайных интервалов времени обслуживания заявок, генератор случайных интервалов времени восстановления, генератор случайных интервалов времени технического обслуживания, четыре дифференцирующих цепочки, триггеры, регистр сдвига, счетчик времени восстановления, счетчик времени работы системы, счетчик времени технического обслуживания, счётчик количества необслуженньк заявок, причем выход генератора случайных потоков импульсов подключен к входу генератора заявок, выход которого соединен с входом счетчика общего количества заявок, с первым входом четвертого элемента И и с вторьм входом третьего, элемента И, выход которого подключен к входу счетчика количества необслуженных заявок, выход четвертого элемента И соединен с входом генератора случайных интер валов времени обслуживания заявок, вькод 1 оторого через первую дифференцирующую цепочку подключен к инверсному входу второго элемента И и к первому инверсному входу пятого элемента И, выход которого соединен с входом счетчика количества неполностью обслуженных заявок, выход первого элемента ИЛИ подключен к единичному входу первого триггера и входу запуска генератора случайных интервалов времени работы, выход которого соединен с втррыми входами второго и четвертого элементов И, с вторым инверсным входом пятого элемента И и с входом второй дифференцирующей цепочки, выход которой подключен к первому инверсному входу шестого элемента И, выход которого соединен с единичным входом второго и нулевым входом первого:триггеров и входом генератора случайных интервалов времени восстановления, выход которого подключен к первому входу второго элемента ИЛИ и через третью дифференцирующую цепочку соединен с первьо4 инверсным входом первого элемента ИЛИ и с нулевьм . входом второго триггера, выход которого подключей к первому входу седьмого элемента И, выход которого соединен с входом счетчика времени восстановления выход первого триггера подключен к первому входу первого элемента И, выход которого соединен с входом счетчика времени работы системы, выход реверсивного счетчика подключен к входу останова генератора случайных интервалов времени работы, единичному входу третьего триггера и к входу генератора случайных интервалов времени технического обслуживания, выход которого соединен с вторым инверсным входом шестого элемента И, с вторым входом второго элемента ИЛИ и с входом четвертой дифференцирующей цепочки, выкод которой подключен к нулевому входу третьего триггера, к второму инверсному входу первого элемента ИЛИ и через регистр сдвига соединен с суммирующим входом реверсив ного счетчика, выход третьего триггера соединен с,первым входом восьм го элемента И, выход которого подкл чен к входу счетчика времени технического обслуживания, выход генератора случайных потоков импульсов со динен с входом генератора счетных импульсов, выход которого подключен к вторым входам первого, седьмого и восьмого элементов И t2. Недостатком устройства является то, что данное устройство не предусматривает режима технического об лужирания по календарному принципу и недостаточная точность моделирования. Режим технического обслуживания по календарному приципу характерен для многих реальных систем обслуживания. Такие системы имеют, как пра вило, следующий цикл функционировйния: система находится в режиме работы, во время которого она обслуживает поступакнцие в систему заяв ки. В этом режиме возможно возникловение отказа, после чего система сразу же переходит в режим восстановления, по окончании которого воз вращается в режим работы. Периодически по календарному графику она переходит в режим технического обслуживания (то) по календарному прин ципу, после проведения ТО система включается в рабочий режим. Кален-v дарный принхщп состоит в том, что ТО назначается и проводится по истечении определенного календарного срока (неделя, месяц, квартал, полугодие и т.д.), независимо от интенсивности использования СМО и ее наработки. Цель изобретения - повышение точ ности и расширения функциональных возможностей путем учета режима технического обслуживания по календарному принципу. Указанная цель достигается тем, что в устройство для моделирования систем массового обслуживания, содержащее генератор случайных последовательностей импульсов, выход которого подключен к входу генератора счетных импульсов, к первому входу первого элемента ИЛИ и к входу генератора заявок, выход которого соединен с входом счетчика общего количеств заявок, с первыми входами первого и второго элементов И, выход второго элемента И подключен к входу генератора случайных интервалов времени обслуживания заявок, выход которого через первую дифференцирующую цепочку соединен с первым инверсным входом третьего элемента И и с инверсным входом четвертого элемента И, выход которого подключен к входу счетчика количества обслуженных заявок, выход третьего элемента И соединен с входом счетчика количества неполностью обслуженйых заявок, выход первого элемента ИЛИ подключен к входу запуска генератора случайных интервалов времени работы, выход которого соединен с вторьм входом второго элемента И, входсм четвертого элемента И, вторьм инверсным входом третьего элемента И и через вторую дифференцирующую цепбчку подключен к fiepioMy инвepcнй fy входу пятого элемента И, выход которого соединен с единичным входом первого триггера и с входом генератора случайных интервалов времени восстановления, выход которого подключен к первому входу второго элемента ИЛИ и входу третьей дифференцирующей цепочки, выход которой соединен с первым инверсным входом первого элемента ИЛИ и нулевым входом первого триггера, вькод которого подключен к первому входу шестого элемента И, выход которого соединен с входом счетчика времени восстановления, выход второго элемента ИЛИ подключен к второму входу первого элемента И, выход которого соединен с входом счетчика количества необслуженных заявок, выход генератора счетных импульсов подключен к второму входу шестого элемента И, к первому входу седьмого элемента И, выход четвертой дифференцирующей цепочки подключен к нулевому входу второго триггера, выход которого соединен с вторым входом седьмого элемента И, выход генератора счетных импульсов подклю чен к первому входу восьмого эле- мента И, выход второго соединен с входом счетчика времени работы системы, введены девятый и десятый эле менты И, третий и четвертый элементы ИЛИ, генератор интервалов времени еженедельного технического обслу живания, генератор интервалов времени ежемесячного технического обелуживания, генератор интервалов вре мени полугодового технического обслуживания, счетчик времени технического обслуживания, счетчик кален дарных надель, счетчик календарных месяцев -и счетчик кадендарных полугодий, причем выход генератора счет ных импульсов подключен к входу сче чика календарных недель, выход кото рого Соединен с входом счетчика календарных месяцев и входом девятого элемента И, выход которого подключен к первому входу четвертого элемента ШШ, выход которого соединен с единичным входом второго триггера и с входом останова генератора случайных интервалов времени работы, выход которого подключен к второму входу восьмого элемента И, выход счетчика календарных месяцев соединен с входом счетчика календарных полугодий, с инверсньн входом девятого элемента И и с входом десятог элемента И, выход которого подключе к второму входу четвертого элемента ИЛИ и к входу генератора интерва лов времени ежемесячного технического обслуживания, выход которого соединен с первым входом третьего элемента ИЛИ, выход которого подключен к входу четвертой дифференцирующей цепочки, второму инверсному входу пятого элемента И и второму входу второго элемента ИЛИ, выход счетчика календарных полугодий соединен с инверсным входом десятого элемента И, третьим входом четвертого элемента ИЛИ и входом генератора интервалов времени полугодового технического обслуживания, выход которого подключен к третьему входу третьего элемента ИЛИ, выход девятого элемента И соединен с входом генератора интервалов времени еженедельного технического обслуживания, выход четвертой дифференцирующей цепочки подключен к второму инверсному входу первого элемента ШШ, выход седьмого элемента И соединен с входом счетчика времени технического обслуживания. На чертеже изображена схема устройства для моделирования систем массового обслуживания. Устройство содержит генератор 1 случайных последовательностей импульсов, генератор 2 заявок, jreHeратор 3 счетных импульсов, эле-:; мент ИЛИ 4, генератор 5 случайных , интервалов времени работы,л элемент И 6, генератор 7 случайных интервалов времени обслуживания заявок, дифференцирующую цепочку 8, элемент И 9, счетчик 10 количества обслуженных заявок, дифференцирующую цепочку 11, элемент И 12, генератор 13 случайных интервалов времени восстановления, триггер, 14, элемент И 15, счетчик 16 времени восстановления, дифференцирующую цепочку 17, счетчик 18 календарных недель, счетчик 19 кадендарных месяцев, счетчик календарных полугодий 20, элементы И 21 и 22, элемент ИЛИ 23, генератор 24 интервалов времени еженедельного технического обслуживания, генератЬр 25 интервалов времени ежемесячного технического обслуживания, генератор 26 интервалов времени полугодового технического обслуживания, элемент ИЛИ 27, дифференцирующую цепочку 28, триггер 29, элемент И 30, счетчик 31 времени технического обслуживания, элемент ШШ 32, элемент И 33, счетчик 34 количества необслуженных заявок, счетчик 35 общего количества заявок, элемент И 36, счетчик 37 количества неполностью обслуженных заявок, элемент И 38, счетчик 39 времени работы системы. Устройство моделирует работу СМО, меющей следующие режимы функционирования: работа, восстановление и техническое обслуживание по календарноу принципу. Обслуживание заявок происходит только при нахождении системы в рабочем режиме. Окончание реима работы соответствует наступлению отказа, при этом система сразу е переходит в режим, восстановления. 1 после окончания которого - вновь в рабочий режим. По истечении установленных календарных сроков (неделя, месяц, полугодие) система переводится в режю соответствутацёго вида кадендарнрго технического обслуживания (еженёдельйоГо, ежемесячного, полугодового), после окончания которого переходит в режим работы. Заявки, поетупиршие во время восстановлений технического рбслуживаиия, теряются, отказы, нас тупйвцдае во время обслуживания заяв ки приводят к срыву обсл ивания заявки. Устройство работает следующим образе. Генератор вырабатывае;т импульс, который запуска.т генератор 2 заявой генератор 3,счетных импульсов, а также через элемент ИЛИ 4 генератор 5 случайных интервалов времени работы. На выходе генератора 5 формируется случайный интервал времени, соответствующий продолжительное тй режима работы без отказов. Заявки с выхода генератора 2 через элемент И 6 запускают генератор 7 случайных интервалов времени, который формирует интервал времени обслуживания заявок. По окончании этого ин тервала импульс с выхода дифференцирующей цепочки 8 через элемент И 9 при наличии напряжения на выходе генератора 5 поступает на счетчик 1 обслуженных заявок. Йо окончании интервала времени работы импульс, имитирующий отказ, с выхода дифференцирующей цепочки 1 через элемент И 12 запускает генератор 13 случайных интервалов времени. На выходе генератора 13 форми руется интервал времени, соответств ющий режиму восстановления. Этот же поступает на единичный вход триггер 14 и опрокидывает его, после чего напряжение с выхода триггера 14 поступает на вход элемента И 1 На второй вход элемента И 15 поступают счетные импульсы от генератоpa 3, которые проходят на .вход счет чика 16, пoдcчитывaющeгovoбщee вресистемымя восстановления По окончании интервалов времени восстановления импульс с выхода диф ференцирующей цепочки 17 через эле,мент ИЛИ 4 запускает генератор 5 случайных интервалов времени, вновь 610 переводя систему в режим работы. Этот же импульс поступает на нулевой вход триггера 14, после чего счетные импульсы не поступают на счетчик 16. Импульсы с генератора 3 счетных импульсов постоянно поступают на вход счетчика 18 недель, на выходе которого по истечении каждой календарной недели появляется импульс. Эти импульсы поступают на счетчик 19 месяцев, на выходе которого по истечении каждого календарного месяца появляется импульс. Эти импульсы поступают на счетчик 20 календарных полугодий, на выходе которого появляются импульсы по истечении каждого полугодия. Импульсы с выхода счетЧика 18 проходят через элемент И 21 только в случае отсутствия на втором инверсном входе элемента И 21 импульса с выхода счетчика 19 (т.е. .три.раза в месяц) , в свою очередь импульсы с выхода счетчика 19 проходят через элемент И 22 в случае отсутствия на втором инверсном входе элемента И 22 Импульса с выхода счетчика 20 (т.е. пять раз в полугодие). Импульс с выхода элемента И 21 запускает генератор 24 интервалов времени еженедельного технического обслуживании, на выходе которого формируется интервал времени, соответствующий еженедельному техническому обслуживанию, и одновременно проходит через элемент ИЛИ 23 и поступает ца установочг ный вход генератора 5, при этом заканчивается интервал времени работы. Система не переходит в режим восстановления, так как напряжение с выхода генератора 24 через элемент И1Ш 27 подано на и1 вёрснь1Й вход элемента И 12 и Запрещает прохождение импульса на генератор 13. Импульс с выхода элемейта ИЛИ 23 поступает на едикичнь1й вхоД триггера 29 и Опрокидывает его, после чего напряжение с выхода триггера 29 поступает на вход элемента И 30. На второй вход элемента И 30 поступают счетные импульсы от генератора 3, которые прюходят на вхОд счетчика 31 технического обслуживания. По окончании интервала времени еженедельного технического обслуживания импульс с выхода дифференцирующей цепочки 28 через элемент ИЛИ 4 запускает генератор 5 случайных интервалов времени, вновь переводя в режим работы.

Этот же импульс поступает на нулевой ,Ьход триггера 2,9, после чего счетные импульсы не поступают на счетчик 31

Импульсы с выхода элемента И 22 и счетчика 20 календарных полугодий проходят по ; системе аналогично импульсу с выхода элемента И 21 при еженедельном техническом обслуживани с той лишь разницей, что они, запуская соответственно генератор 25 интервалов времени ежемесячного технического обслуживания и генератор 26 интервалов времени полугодового технического обслуживания, переводят систему в режим технического обспуживания на время ежемесячного и полугодового технического обслуживания соответственно.

В режимах восстановления и технического обслуживания напряжение с выходов генератора 13 и элемента ИЛИ 27 соответственно поступает через элемент ИЛИ 32 на вход элемента И 33. На второй вход элемента И Зв поступают заявки от генератора 2 заявок и проходят на счетчик 34, который подсчить)вает общее число необслуженных заявок. Счетчик 35 подсчитывает общее число заявок, поступающих в систему, счетчик 37 - количество неполностью обслзгасенных заявок, которые проходят в него через элемент И 36 в том случае, когда интервал времени работы заканчивается раньше, чем обслужена заявка. При наличии напряжения на первом входе элемента И 38, пос тупающего от генератора 5, счетные

импульсы от генератора 3 проходят через элемент И 38 на счетчик времени нахождения системы в рабочем режиме.

По показаниям счетчиков можно оценить различные вероятностные характеристики СМО, в том числе вероятность обслуживания заявок, срывов и неполного обслуживания заявок за определенный интервал времени, а также комшхексные показатели надежности, в том числе коэффициент готовности, коэффициент простоя и другие показатели, характеризующие процесс обслуживания заявок и функционирования ШО.

/

Предлагаемое устройство по сравнению с известньми обладает более широкими функциональными возможностями за счет моделирования режимов восстановления, технического обслуживания по календарному принципу, работы и отказов при работе, параметры которых могут изменяться по различным законш4 распределения, а также повышает точность моделирования за счет большой степени соответствия моделируемого процесса реальному процессу функционирования СМО.

Устройство позволяет моделировать СМО с учетом динамики и режимов функционирования приразличных законах распределения временных параметров, характеризукидих процесс функционирования обслуживающего при- бора и обслуживание заявок в СМО.