Устройство для моделирования систем массового обслуживания Советский патент 1987 года по МПК G06N7/08 

1 ,

Изобретение относится к вычислительной технике и предназначено для моделирования процессов обслуживания заявок резервированными системами.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства за счет моделирования процессов организации и проведения стохастических профилактических работ, осуществляемых на резервированных обслуживающих приборах систем массового обслуживания.

На чертеже изображена схема устройства.

Устройство содержит вход I зая- BOKj первый элемент И 2, генератор 3 импульсов со случайным интервалом следовдния, первый элемент ИЛИ 4, , первый триггер 5, второй элемент И 6 седьмой элемент И7, первый 8 и второй 9 генераторы отказов, первый 10 и второй 1.генераторы случайных тервалов времени проведения профилактических работ, восьмой 12, пятый ,J3, девятый 14, седьмой 15, третий 16 элементы ИЛИ, первый 17 и второй

18дифференцирующие элементы, первьш

19и второй 20 ограничительные ;даодЫ первый 21 и третий 22 элементы НЕ, третий 23, четвертьш 24 элементы И, пятый элемент 25 запрета, пятый 26, шестой 27 элементы И, шестой 28 элемент запрета,; четвертый 29, шестой

30 элементы ИЛИ, первый 31 и второй 32 элементы задержки, третий 33 и четвертый 34 элементы запрета, второй триггер 35, первый 36, второй 37 элементы запрета, второй элемент ИЛИ 38, восьмой 39, девятый 40, десятый 41, одиннадцатый 42, двенадцатый 43 элементы И, третий триггер 44 генератор 45 счетных импульсов, десятый элемент ИЛИ 46, седьмой элемент 47 запрета, четырнадцатый 48 тринадцатый 49 элементы И, восьмой элемент 50 запрета, двоичный ревер- сив1-1ый счетчик 51, четвертый триггер 52, второй элемент НЕ 53, выход 54 обслуженной заявки, выход 55 времени обслуживания заявки устройства,

Вербальная модель работы устройства сводится к следующему. Так как первый и второй каналы моделируемой системы обслуживания одинаковы, то имитация процесса обслуживания заявок производится одной и той же моделью обслуживающего прибора. Заявки поступающие на вход устройства, об255022

служиваются одним из каналов системы, причем заявки, поступающие, в момент занятости этого канала, теряются. В момент возникновения отказа обслу- зкивающего прибора первого канала происходит переключение на второй канал, при этом, если канал занят обслуживанием, то обслуживание заявки

10 прекращается, а новые заявки поступают на второй канал. Аналогично в момент возникновения отказа второго канала происходит переключение на первый канал, а второй канал восста15 навливается. При отказе обслуживающих приборов обоих каналов заявки не обслуживаются, при этом вновь в работу включается восстановленный канал, отказавший первым. В процессе

20 Функционирования в системе проводят-Р ся в случайные моменты времени случайной длительности профилактические работы, направленные на поддержание заданных показателей качества приме25 нения и снижения числа отказов. Профилактические работы могут проводиться как раздельно на каждом канале, так и на системе. Если заявка находится на обслуживании и возник30 ла потребность в проведении профилактических работ, то они проводятся только после завершения обслуживания этой заявки. При проведении профилактических работ на одном канале посту2g пивщие заявки обслуживаются другим каналом. При проведении профилактических работ на обоих каналах заявки, поступающие на обслуживание теряются ,

40 Логику функционирования устройства примем положительной. Заявки представляют собой короткие импульсы, ; распределенные по моделируемому случайному закону поступления заявок.

45 Генераторы отказов вырабатывают импульсы, частота которых соответст - вует .частоте появления отказов, а длительность - длительности действия отказов в соответству ощем канале,

5Q т.е. времени восстановления работо-. способности.Генераторы с.чучайньк , интервалов времени проведения профилактических работ вырабатывают импульсы, распределенные по моде55 гшрующему cлyчaйнo ry закону, частота которых соответствует периодичности проведения, а длительность - длительности проведения профилактических работ и распределена по слу10

15

20

25

aftHONfy закону. Но длительность про- ведения профилактических работ всегда много больше длительности действия отказа. Генератор случайных импульсов после прихода на его вход запускающего импульса вырабатывает через интервал времени, соответствующий времени обслуживания заявки, короткий импульс, соответствующий обслуженной заявке.

Устройство может работать в четырех режимах: обслуживание заявок при- отсутствии отказов и профилактичес- ких работ в каналах устройства; обслуживание заявок при отказе одного канала; обслуживание заявок при проведении профилактических работ и возникновении отказа в одном канале; проведение профилактических работ в обоих каналах.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии триггеры 5 и 52 в нулевом состоянии, двоичный реверсивный счетчик 51 заполнен нулями и на его выходе займа (ОО имеется потенциал. Генераторы 8 и 9 отказов и генераторы 10 и 11 случайных интервалов времени проведения профилактических работ не выработали импульсы, генератор 3 не запущен.

Обслуживание заявок при отсутствии отказов и профилактических работ в каналах устройства.

На вход 1 поступает импульс, имитирующий поступление заявки, который проходит через элемент И 2, так как на его инверсных входах имеется разрешающее напряжение, запускает генег; ратор 3 и перебрасывает триггер 5 в единичное состояние, при котором с выхода триггера 5 поступает запирающее напряжение на инверсный вход элемента И 2, закрывая тем самым вход 45 элемента И 2 для прохождения следующих заявок до тех пор, пока не закончится обслуживание поступившей первой заявки, т.е. пока на выходе генератора 3, соответственно на выхот до

40

30

35

е устройства 54 не появится импульс , митирующий обслуженную заявку, который через элемент ИЛИ 4 поступит на нулевой вход триггера 5 и установит его в нулевое состояние, открьгеая тем самым инверсный вход элемента И 2 для последующих заявок.

Таким образом, на выходе 55 образуется импульс, длительность которого

55

0

5

0

5

5 о

соответствует времени обслуживания заявки.

Обслуживание заявок при отказе одного канала.

Предлагаемое устройство моделирует работу резервированного (двухканаль- ного) устройства, один канал которого является резервным. Нулевое состояние триггера 35 соответствует работе первого канала, а единичное - второго. Предположим, работает первый канал. Тогда импульсы, вырабатываемые вторым генератором 9 отказов, не оказывают влияния на ход обслуживания, так как элемент запрета 37 закрыт запирающим напряжением от триггера 35. Если вырабатьшается импульс первым генератором 8 отказов, то он пройдет через открытый элемент И 24, элемент ИЛИ 29, открытый элемент 36 запрета и элемент ИЛИ 38 на вход останова генератора 3, что приведет к срыву генератора, т.е. отказу в обслуживании заявке, если она поступила, а также через элемент ИЛИ 4 на нулевой вход триггера 5, если он был в единичном состоянии, то перебросит в нулевое состояние, т.е. прекратится формирование интервала времени обслуживания. Этим же импульсом от генератора 8 через элементы И 24, ИЛИ 13, элемент 31 задержки, элемент запрета 33 перебросится триггер 35 в единичное состояние, соответствующее напряжение на его выходах закроет элемент 36 запрета и откроет элемент 37 запрета. Теперь устройство находится в режиме 0 обслуживания заявки вторым каналом. Моделирование обслуживания в нем аналогично описанному. При возникновении отказа во втором канале включается первый канал.

Если работает второй канал, то импульсы, вырабатываемые генератором 8 отказов,не оказьтают влияния на процесс обслуживания заявок,так как эле- , мент запрета 36 закрыт. При появлении, импульса на выходе генератора 9 отка0

5

зов, он пройдет через открытый элемент И 26, элемент ИЛИ 30, элемент запрета 37, элемент ШШ 38 на вход останова генератора 3, что приведет 55 к срыву генерации импульса, т.е. имитируется отказ в .обслуживании заявки.вторым каналом, если она поступила. Одновременно этот импульс поступает через элемент ИЛИ 4 на нулевой

вход триггера 5, перебрасывая его в нулевое состояние, прекращая тем самым формирование интервала времени. обслуживания заявки, если она обслуживалась. Импульс с выхода элемента К 26, также проходя через элементы ИЛИ 15, задержки 32, запрета 34, перебрасывает триггер 35 в нулевое состояние, тем самым закрьгоается элемент 37 запрета и открывается элемен 36 запрета.

Теперь устройство переходит в режим обслуживания заявки первым каналом.

Если одновременно существуют им- пульсы обоих генераторов 8 и 9 отказов, то на выходе элемента И 7 образуется, положительный потенциал, который, воздействуя через элемент ИЛИ 16 на второй инверсный вход элемента И 2, не пропускает через него импульсы заявок, они теряются.

Обслуживание заявок при проведени профилактических работ и возникновении отказа в оДном канале.

Устройство в исходном состоянии, работает первый канал. Если вырабатывается импульс первым генератором 10 случайных интервалов времени проведения профилактических работ, то положительный потенциал на время действия этого импульса откроет через элемент ИЖ 12 элемент И 27 и закроет через элемен1Ъ1 ИЛИ 12 и НЕ 53 элемент И 26 и, пройдя через элемент ИЛИ 13, элемент 31 задержки, открытый элемент 33 запрета,перебросит триггер 35 в единичное состояние и устройство перейдет в режим обслужр - вания вторым каналом.

Если в это время вырабатываются импульсы генератором 9, т.е. возни- 1сают отказы во втором канапе - устройство не работает, а заявки, находящиеся на обслуживании срывают- ся, при этом импульсы с выхода генератора 9 отказов пройдут по цепи - открытый элемент И 27, элемент ИЛИ 30, открытый элемент 37 запрета, элемент ИЛИ 38 на вход останова гене ратора 3.

При проведении профилактических работ на втором канале, в отказов в первом канале, и myльcы срыва обслуживания заявок пройдут от генератора 8 отказов по цепи - открытый элемент И 23, элемент ИЛИ 29, открытый элемент 36 запрета.

5 0

5

0 5 0

5 0

5

элемент ИЛИ 38 на вход останова генератора 3.

Проведение профилактических работ , в обоих каналах.

Если во время проведения профилактических работ на первом канале по второму каналу идет обслуживание заявки и начинает вырабатывать импульс генератор случайных интер валов времени проведения профилактических работ этого канала, устройство позволяет дообслужить заявку до конца, а профилактические работы в этом канале начинаются сразу после завершения обслуживания заявки.Это реализуется следующим образом. Допустим, на первом канале проводятся профилактические работы,а по t второму каналу идет обслужива ние заявки. Генератор 11 случайных интервалов времени проведения профилактических работ начинает вырабатывать импульс, который через элемент ИЛИ 14 поступает на :вход открытого элемента И 7 (за счет импульса от генератора 10 через элемент ИЛИ 12), создавая на его выходе положительный потенциал, который закрывает элементы 33 и 344 запрета, а через элемент ИЛИ 16 - элемент И 2, и открывает элементы И 39 - 41.

Триггер.44 через элементИ 40устанавливается в единичное состояние, т.е. при этом элемент 25 запрета бу дет закрыт, а элемент И 42 будет открыт. На выходе элемента И 41 устанавливается положительный потенциал на время дообслуживания заявки и - счетные импульсы с генератора 45 тактовых импульсов поступают на суммирующий вход двоичного реверсивного счетчика 5I. При этом на выходе займа двоичного реверсивного счетчика поте1та,иал отсутствует и элементы 47 и 50 запрета открываются.

По окончании дообслуживания заявки разрешающие напряжение от триггера 5 на входе элемента И 41 снимается и элемент И 48 закрывается, счетные импульсы от генератора 45 не поступают на суммирующий вход счетчика 51. По окончании выработки импул1 - са генератором I1 импульсов случайных интервалов времени проведения профилактических работ срез импульса дает на выходе цепочки дифференцирующий элемент 18 - ограничительный диод 20 - элемент НЕ 22 положитель- --ный импульс, который, пройдя через открытый элемент запрета 28, эле- мент ИЛИ 46, открытый элемент запре - та 47, опрокинет триг гер 52 в единичное состояние. При этом с выхода элемента И 50 положительный потенциал через открытый элемент И 42 и элемент ИЛИ 14 будет имитировать про

ведение задержанных на время обслужи- Q отказов подключены соответственно к вания профилактических работ во вто- первому и второму входам второго эле- ром канале, пока счетные импульсы мента И, прямой и инверсный выходы от генератора 45 тактовых импульсов через открытый элемент И 49 не произ15

ведут считывание записанного числа в двоичном реверсивном счетчике 51 по вычитающему входу до нуля. Это будет соответствовать окончанию профилактических работ во втором канале.

Подсчитывая количество поступивших заявок, обслуженных первым и вто- , рым каналом резервированной системы, потерянных из-за отказов обслуживающих приборов или из-за проведения профилактических работ на них, а также длительность пребывания устройства в различных режимах .функционирования, можно оценить различные вероятностные показатели процесса обслуживания заявок резервированными системами. К таким показателям относятся, например, вероятности пребывания системы в режимах об служив , отказа, восстановления и проведения профилактических работ, а также комплексные показатели надежности, в том числе коэффициенты простоя, использования, готовности и другие показатели.

Формула изобретения

Устройство для моделирования-, систем массового обслуживания,содержащее генератор импульсов со случайным интервалом следования, первьй и второй генераторы отказов, первый и второй элементы И, первый и второй триггеры, первый и второй элементы запрета 5 первый и второй элементы ИЛИ, два элемента задержки,причем вход поступления заявок устройства подключен к прямому входу первого элемента И, выход которого подключен к единичному входу первого триггера и входу запуска генератора импульсов со случайным интервалом следования, выход которого соединен с первым входом первого элемента ИЛИ и является вы20

25

35

второго трТиггера соединены соответственно с управляющими входами первого и второго элементов запрета, выходы которых подключены соответственно к первому и второму входам второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом останова генератора импульсов со случайным интервалом следования и вторым входом первого элемента ИЛИ-, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства за счет моделирования процессов организации и проведения стохастических профилактических работ, осуществляемых на резервированных обслуживающих приборах систем массового обслу30 живания, в него дополнительно введены первый и второй генераторы случайных интервалов времени проведения профилактических работ, генератор счетных импульсов, реверсивньй счетчик, с третьего по восьмой элементы запрета, третий и четвертый триггеры, с пятого по четырнадцатый элементы И, с третьего по десятый элементы ИЛИ, первый, второй и третий эле- ,

40 менты НЕ, два дифференцирующих элемента и два ограничительных диода, причем выход второго элемента И подключен к первому входу третьего элемента ИЛИ, выход которого соединен с

45 вторым инверсным входом первого элемента И, выход первого генератора отказов подключен к первым входам третьего и четвертого элементов И, выход третьего элемента И соединен с

gQ первым входом четвертого элемента ИЛИ, выход которого подключен к информационному входу первого элемента запрета, выход четвертого элемента И соединен с вторым входом четвертоgg го и первым входом пятого элементов ИЛИ, выход которого через первый элемент задержки подключен к информационному входу третьего элемента запрета, выход которого соединен

55028 .

ходом обслужс нной заявки устройства, выход первого элемента ИЛИ подключен к нулевому входу первого триггера, единичный выход которого соединен с первым инверсным входом первого элемента И и является выходом времени обслуживания заявки уст{5Ойства, выходы первого и второго генераторов

отказов подключены соответственно к первому и второму входам второго эле- мента И, прямой и инверсный выходы

второго трТиггера соединены соответственно с управляющими входами первого и второго элементов запрета, выходы которых подключены соответственно к первому и второму входам второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом останова генератора импульсов со случайным интервалом следования и вторым входом первого элемента ИЛИ-, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства за счет моделирования процессов организации и проведения стохастических профилактических работ, осуществляемых на резервированных обслуживающих приборах систем массового обслуживания, в него дополнительно введены первый и второй генераторы случайных интервалов времени проведения профилактических работ, генератор счетных импульсов, реверсивньй счетчик, с третьего по восьмой элементы запрета, третий и четвертый триггеры, с пятого по четырнадцатый элементы И, с третьего по десятый элементы ИЛИ, первый, второй и третий эле- ,

менты НЕ, два дифференцирующих элемента и два ограничительных диода, причем выход второго элемента И подключен к первому входу третьего элемента ИЛИ, выход которого соединен с

вторым инверсным входом первого элемента И, выход первого генератора отказов подключен к первым входам третьего и четвертого элементов И, выход третьего элемента И соединен с

первым входом четвертого элемента ИЛИ, выход которого подключен к информационному входу первого элемента запрета, выход четвертого элемента И соединен с вторым входом четвертого и первым входом пятого элементов ИЛИ, выход которого через первый элемент задержки подключен к информационному входу третьего элемента запрета, выход которого соединен

с единичным входом второго триггера, выход второго генератора отказов подключен к первым входам пятого и шестого элементов И, выход шестого элемента И соединен с первым входом шестого элемента ИЛИ, выход которого подключен к информационному входу второго элемента запрета, выход пятого элемента И соединен с вторым входом шестого элемента ИЛИ и первым входом седьмого элемента РШИ, выход которого через второй элемент задержки подключен к информационном входу четвертого элемента запрета,, выход которого соединен с нулевым входом второго триггера, выход первого, генератора случайньтх интервалов времени проведения профилактических работ подключеуг к первому входу восьмого элемента И.ТШ и входу цепочки из последовательно соединенных первого дифференцирующего элемента, второго ограничительного диода, включенного в обратном направлении, и Первого элемента НЕ, выход первого элемента НЕ подключен к информационному входу пятого элемента запрета, выход второго генератора случайных интервалов времени проведения профилактических работ соединен с первым входом девятого элемента ИЛИ и входом цепочки из последовательно соединенных второго дифференцирующего элемента, второго ограничительного диода, вкл оченного в обратном направлении и третьего элемента НЕ, выход третьего элемента НЕ, соединен с информационным входом шестого элемента запрета, выход восьмого элемента ИЛИ подключен к второму входу пятого элемента ИЛИ, второму входу шестого элемента И, первому входу второго элемента НЕ и к первому входу седьмого элемента И, выход девятого элемента ШШ Подключе к второму входу седьмого элемента ИЛИ, второму входу третьего элемента И, второму входу второго элемента НЕ и второму входу седьмого элемента И, выход седьмого элемента И соединен с вторым входом третьего элемента ИЛИ, с управляющимр входами треть0

го и четвертого элементов запрета,, с первыми входами восьмого, девятого и десятого элементов И, прямой и инверсный выходы второго триггера соединены соответственно с вторыми входами девятого и восьмого элементов И, выходы которых соединены соответственно с единичным и нулевым входами третьего триггера, единичный выход которого подк.пючен к управляющему входу пятого элемента запрета и первому входу одиннадцатого элемента И, нулевой выход третьего триггера соеди5 нен с управляющим входом шестого элемента запрета и первым входом двенадцатого элемента И, выходы пятого и шестого элементов запрета подключены соответственно к первому и второму

0 входам десятого элемента ИЛИ, выход которого соединен с информационным входом седьмого элемента запрета, выход которого подключен к единично- ,му входу четвертого триггера, единич5 ньш выход которого соед.инен с .информационным входом восьмого элемента запрета и с первым входом тринадцатого элемента И, выход которого подключен к вычитающему

0 входу реверсивного счетчика, выход сигнала заема которого соединен с управляющим входом седьмого элемента запрета, с нулевым входом четвертого триггера и с управляющим входом восьмого элемента запрета, выход которого подключен к вторым входам одиннадцатого и двенадцатого элемен- тов И, выход десятого элемента И соединен с первым входом четырнад-

Q цатого элемента И, выход которого подключен к суммирующему входу реверсивного счетчика, единичный выход первого триггера соединен с вторым входом десятого элемента И, выход

5 генератора счетных импульсов подключен к вторым входам тринадцатого и четырнадцатого элементов И, выходы одиннадцатого и двенадцатого элементов И соединены соответственно с вторыми входами девятого и восьмого элементов И, выход второго элемента НЕ подключен к вторым входам четвертого и пятого элементов И.

5

0

m

Изобретение относится к вычислительной технике и предназначено для моделирования процессов обслуживания заявок резервированными системами. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства путем моделирования процесса организации и проведения стохастических профилактических работ, проводимых на обслуживающих ;Приборах резервированных систем массового обслуживания. Цель достигается тем, что в устройство введены первый и второй генераторы случайных : интервалов времени проведения профилактических работ, генератор счетных импульсов,реверсивный счетчик, с третьего по восьмой элементы запрета, третий и четвертый триггеры, с пятого по четырнадцатый элементы И, с третьего по десятый элементы ИЛИ, элементы НЕ, два дифференцирующих элемента и два ограничительных диода. Устройство моделирует режимы обслуживания, отказа, восстановления и режим организации и проведения профилактических работ на обслуживающих приборах резервированных систем. 1 ил. (Л со ю ел СП

Составитель И. Дубинина Редактор С. Патрушева Техред И.Попович Корректор Л. Пилипенко

Заказ 3112/А6 Тираж 672Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35 Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4