Устройство для моделирования систем массового обслуживания Советский патент 1992 года по МПК G06F15/20 

ё

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для исследования систем массового обслуживания. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства за счет учета сменности работы ремонтного персонала при восстановлении одного или нескольких обслуживающих приборов. Устройство содержит генераторы заявок и отказов, счетчики числа заявок и числа обслуженных заявок, блок задания рабочих смен, элементы ИЛИ, элемент И, элемент ИЛИ-НЕ, элементы запрета, многоканальный блок случайных временных задержек, блок случайной временной задержки, реверсивный счетчик числа отказавших каналов. 3 ил.

Изобретение относится к вычислительной технике и предназначено для исследования систем массового обслуживания.

Известно устройство для моделирования систем массового обслуживания, содержащее генератор случайных напряжений, блоки нелинейных элементов, генератор потоков заявок, блок формирования времени обслуживания, генератор потока отказов, накопитель очереди, первый и второй блоки элементов запрета, первый, второй и третий счетчики, причем выход генератора потоков отказов через второй и третий счетчики соединен с накопителем очереди, который через блок элементов запрета соединен с первым счетчиком,

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для моделирования систем массового обслуживания, содержащее генератор заявок.

генератор отказов, счетчик числа заявок, счетчик числа выполненных заявок, блок задания рабочих смен, элемент ИЛИ,первый, второй и третий элементы запрета, первый и второй блоки случайных временных задержек, причем выход генератора отказов дое- динен с первым входом первого элемента запрета, выход которого соединен с первым входом второго элемента запрета, второй вход второго элемента запрета соединен с первым выходом блока задания рабочих смен, а выход через элемент ИЛИ-с входом запуска блока случайных временных задержек, первый вход третьего элемента запрета связан с вторым выходом блока задания рабочих смен, а выход через элемент ИЛИ - с входом запуска блока случайных временных задержек.

Недостатком устройства является то, что оно не позволяет исследовать системы с

XJ

СО

ю GJ ел

hO

отказами и восстановлениями группы обслуживающих приборов, в которых восстановление приборов возможно только в определенные периоды времени, на- п ример, в рабочее время ремонтного персонала.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства за счет обеспечения учета сменности работы ремонтного персонала при восстановлении одного или нескольких обслуживающих приборов.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для моделирования систем массового обслуживания, содержащее генератор заявок, генератор отказов, счетчик числа заявок, счетчик числа обслуженных заявок, два элемента ИЛИ, блок задания рабочих смен, три элемента запрета, элемент И, блок случайной временной задержки и многоканальный блок случайных временных задержек, выход обслуженных заявок которого соединен со счетным входом счетчика числа обслуженных заявок, выход генератора заявок соединен со счетным входом счетчика числа заявок, выход генератора отказов подключен к информационному входу первого элемента запрета, выход которого соединен с первым входом элемента И, выход которого подключен к первому входу первого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом второго элемента запрета, а выход первого элемента ИЛИ подключен к входу запуска блока случайной временной задержки, дополнительно содержит реверсивный счетчик числа отказавших каналов и элемент ИЛИ-НЕ, причем выход генератора заявок соединен с информационным входом многоканального блока случайных временных задержек, вход восстановления каналов которого подключен к ныходу блока случайной временной задержки, вычитающему входу реверсивного счетчика числа отказавших каналов и информационному входутретьего элемента запрета, выход которого соединен с первым входом второго элемента ИЛИ, выход которого подключен к информационному входу второго элемента запрета, управляющий вход которого и второй вход элемента И объединены и соединены с выходом элемента ИЛИ-НЕ, входы которого подключены соответственно к разрядным выходам реверсивного счетчика числа отказавших каналов, суммирующий вход которого соединен с выходом сигнализации отказа канала многоканального блока случайных временных задержек, вход отказа которого соединен с выходом генератора отказов, выход начала работы смен блока

задания рабочих смен соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ, а выход продолжительности работы смен подключен к управляющим входам первого и третьего

элементов запрета.

Устройство моделирует работу СМО с отказами и восстановлениями обслуживающих приборов, в состав системы входит группа обслуживающих приборов, отказ мо0 жет произойти для одного или нескольких обслуживающих приборов группы, восстановление обслуживающего прибора может начинаться только в рабочее время ремонтного персонала. Предполагается, что время

5 устранения отказа одного прибора не может превышать продолжительности рабочей смены ремонтного персонала, если отказ произошел в нерабочее время, то восстановление прибора начинается с началом

0 рабочего времени. Если работы по восстановлению обслуживающего прибора начаты, то они продолжаются и в нерабочее время, При нескольких отказавших приборах, если восстановление прибора заверше5 но в рабочее время, то восстановление следующего отказавшего прибора начинается сразу же, в противном случае - с началом рабочего времени.

На фиг. 1 представлена схема устройст0 ва; на фиг. 2 - схема многоканального блока случайных временных задержек; на фиг. 3 - схема блока задания рабочих смен.

Устройство содержит генератор 1 заявок, генератор 2 отказов, счетчик 3 числа

5 заявок, счетчик 4 числа обслуженных заявок, блок 5 задания рабочих смен, первый 6 и второй 7 элементы ИЛИ, элемент И 8, элемент ИЛИ-НЕ 9, первый 10, второй 11 и третий 12 элементы запрета, многоканаль0 ный блок 13 случайных временных задержек, блок 14 случайной временной задержки, реверсивный счетчик 15 числа отказавших каналов.

Блок 13 случайных временных задержек

5 содержит первый 16 и второй 17 выходы, вероятностный коммутатор 18, N блоков 19 задержки (по числу каналов), каждый из которых содержит элементы 20 и 21 запрета, триггеры 22 и 23, элементы И 24 и 25, эле0 менты ИЛИ 26-28, элемент НЕ 29, элемент ИЛИ-НЕ 30, элемент 31 задержки, элемент ИЛИ 32, входы 33-35, элемент ИЛИ 36.

Блок 5 задания рабочих смен содержит выход 37, генератор 38 импульсов, элемент

5 39 задержки, триггер 40, выход 41.

Блок задания рабочих смен 5 работает следующим образом.

Генератор импульсов вырабатывает импульс, моделирующий начало рабочей смены, который поступает на выход 37 блока, на

вход элемента 39 задержки и на нулевой вход триггера 40, устанавливая на выходе триггера, а значит, и на выходе 41 блока сигнал низкого уровня. Задержка импульса соответствует продолжительности рабочей смены. Импульс с выхода элемента задержки поступает на единичный вход триггера 40, устанавливая на его выходе сигнал высокого уровня.

Многоканальный блок 13 случайных временных задержек работает следующим образом.

В исходном состоянии триггеры 23 всех каналов находятся в единичном состоянии, триггеры 22 - в нулевом, при этом триггеры 23 обеспечивают наличие нулевых потенциалов на выходах элементов ИЛИ-НЕ 30 каналов с номерами, большими или равными номеру канала триггера 23. Для открытия каждого из элементов И 25 требуется единичный потенциал с выхода соответствующего элемента ИЛИ-НЕ 30.

Следовательно, если свободен один из каналов, предположим с номером К, то его триггер 23 находится в единичном состоянии и сигналом с его выхода исключает возможность прохождения импульса, имитирующего поступление заявки, на входы каналов с номерами, большими К. Импульс, поступивший на вход через открытый элемент И 25 первого канала, проходит на нулевой вход триггера 23 и на вход элемента 31 случайной временной задержки первого канала, до тех пор, пока этот импульс не появится на выходе элемента 31 случайной временной задержки, триггер 23 первого канала будет находиться в нулевом состоянии и открытым окажется лишь элемент И 25 второго канала, при поступлении следующего импульса на первый Е.ХОД 33 блока он поступает на вход элемента 31 случайной временной задержки второго канала и устанавливает в нулевое состояние соответствующий триггер и т.д. Таким образом, занятому каналу соответствует низкий уровень сигнала на его триггере 23. Если импульс, имитирующий заявку на обслуживание, попадает на первый вход 33 блока, когда на выходах всех триггеров 23 установлен сигнал низкого уровня (т.е. все каналы заняты либо отказали), то он теряется.

Импульс, появившийся на выходе элемента 31 случайной временной задержки через время, равное длительности обслуживания, устанавливает соответствующий триггер 23 в единичное состояние и поступает на выход блока.

Импульс с входа 34, имитирующий отказ одного из обслуживающих приборов, поступает на вход вероятностного коммутатора 18 и далее с определенной вероятностью на вход элемента 21 запрета одного из каналов. При прохождении через открытый элемент 21 запрета импульс с его выхода

поступает на вход останова элемента 31 случайной временной задержки, через элемент ИЛИ 28 на нулевой вход триггера 23, устанавливая на выходе триггера 23 низкий уровень сигнала, и на выход 17 блока. Кроме

того, импульс с выхода элемента 21 запрета поступает на единичный вход триггера 22, устанавливая ка его выходе высокий уровень сигнала и запирая элемент 20 запрета следующего канала. Таким образом, отказавшему каналу соответствует высокий уровень сигнала на выходе его триггера 22 и, следовательно, открытый элемент И 24. Если импульс с выхода вероятностного коммутатора 1C постулит в уже отказавший канал,

то он теряется на входе элемента И 21, не производя никаких изменений в системе.

Импульс, поступивший на вход 35 блока и имитирующий восстановление канала обслуживания, проходит через открытые элементы 20 запрета до первого открытого элемента И 24, соответствующего отказавшему каналу, при этом элемент 20 следующего канала находится в закрытом состоянии. Импульс с выхода элемента И 24 поступает на нулевой вход триггера 22, устанавливая на его выходе низкий уровень сигнала и открывая для прохождения импульсов восстановления элемент 20 следующего канала, а

также через элемент ИЛИ 27 на единичный вход триггера 23, устанавливая на его выходе высокий уровень, что соответствует готовности к обслуживанию заявки.

Генераторы 1 заявок и 2 отказов вырабатывают импульсы со случайным интервалом повторения, которые имитируют соответственно случайный поток заявок и отказы обслуживающего прибора.

В начальный момент работы устройства

реверсивный счетчик 15 содержит значение числа отказавших каналов, равное нулю. При этом элемент И 8 является открытым, а элемент 11 запрета закрытым.

Устройство работает следующим образом.

Импульсы от генератора 1 заявок поступают на вход счетчика 3 числа заявок и на первый вход многоканального блока 13 случайных временных задержек. Задержка импульсов в многоканальном блоке 13 случайных временных задержек моделирует процесс обслуживания заявок обслуживающими приборами. Импульс с первого выхода многоканального блока 13 случайных временных задержек, моделируя обслуженную заявку, изменяет содержимое счетчика 4 числа обслуженных заявок.

Импульс от генератора 2 отказов, имитирующий отказ канала обслуживания, поступает на вход элемента 10 запрета и на вход многоканального блока 13 случайных временных задержек. Импульс, поступивший на второй вход многоканального блока 13 случайных временных задержек, если элемент 21 запрета соответствующего кана- ла открыт, поступает на суммирующий вход реверсивного счетчика 15 и добавляет единицу к его содержимому, отражающему число отказавших каналов, Содержимое реверсивного счетчика 15 уменьшается на единицу по- еле поступления импульса с выхода блока 14 случайных временных задержек, моделирующего окончание восстановления одного обслуживающего прибора. Этот же импульс поступает на третий вход многоканального блока 13 случайных временных задержек, открывая один из отказавших каналов для принятия заявки на обслуживание, а также на первый вход элемента 12 запрета.

В рабочее время ремонтного персонала (элемент 10 открыт) импульсы непосредственно с генератора 2 могут попадать на вход блока 14 случайных временных задержек только в случае, когда содержимое реверсивного счетчика 15 равно нулю (элемент И 8 открыт), т.е., когда при всех работоспособных обслуживающих приборах происходит первый отказ. При этом импульс с выхода блока 14 случайных временных задержек, соответствующий восстановлению обслу- живающего прибора, при поступлении на вход закрытого элемента 11 запрета теряется.

В случае, если уже имеются отказавшие и невосстановленные каналь, элемент И 8 закрыт, элемент 11 запрета открыт, импульс на вход блока 14 случайных аремен- ных задержек поступает через элемент 11 запрета и элемент ИЛИ 6. При этом на вход элемента 11 запрета импульо попадает либо после окончания восстановления предыдущего обслуживающего прибора с выхода блока 14 случайных временных задержек через элемент 12 запрета и элемент ИЛИ 7 (если оно закончено в рабочее время ремон- тного персонала, т.е. элемент 12 открыт), либо в начале рабочей смены с второго выхода блока 5 задания рабочих смен через элемент ИЛИ 7.

Для правильного функционирования ус- тройства должны выполняться следующие условия: время прохождения сигнала через многоканальный блок 13 случайных временных задержек (со входа 34 до выхода 17), реверсивный счетчик 15 и элемент ИЛИ-НЕ

9 должно быть больше времени прохождения сигнала через элемент 10 запрета и элемент И 8; время прохождения сигнала через реверсивный счетчик 15 и элемент ИЛИ-НЕ 9, а также время установки элемента 11 запрета должно быть меньше, чем время прохождения сигнала через элемент 12 запрета и элемент ИЛИ 7.

Выполнение этих условий достигается соответствующие выбором элементов, либо выбором соответствующей длины соединительных проводов, либо включением в схему технологических элементов задержки.

Таким образом, устройство позволяет моделировать системы массового обслуживания, включающее несколько обслуживающих прибором, ы вторых восстановление обслуживающих приборов может проводиться только j окр -лвиНыв отрезки времени (например, а рабочее время ремонтного персонала). Испиль„ озгл-же настоящего устройства позво чсг сч сделить численный состав обсл/жииа.ощего герсонала в зависимости ел -грэ5/& .оГ( надежности их функ- ционирсван ы.

Формула изобретения

Устройство для моделирования систем массового обслуживания, содержащее генератор заявок, генератор отказов, счетчик числе заявок, Сьетчж числа обслуженных заявок, два элемента ИЛИ, блок задания рабочих ен, т,/ элемента запрета, элемент И, 5ло, спу i-гиной временной задержки и Мгюго,о.чгльный блок случайных временных , выход обслуживающих заявок которого соединен со счетным входом счетчикг. числа обслуженных заявок, выход генератора заявок соединен со счетным входом счетчика числа заявок, выход генеретора от сазсл подключен к информационному входу первого элемента запрета, выход которого соединен с первым входом элемента И, выход которого подключен к первому входу элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом второго элемента запрета, а выход первого элемента ИЛИ подключен к входу запуска блока случайной временной задержки, отличающееся тем, что, с целью расширения области применения устройства за счет моделирования сменности работы обслуживающего персонала при восстановлении обслуживающих приборов, оно дополнительно содержит реверсивный счетчик числа отказавших каналов и элемент ИЛИ-НЕ, причем выход генератора заявок соединен с информационным входом многоканального блока случайных временных задержек,

вход восстановления каналов которого подключен к выходу блока случайной временной задержки, вычитающему входу реверсивного счетчика числа отказавших каналов и информационному входу третьего элемента запрета, выход которого соединен с первым входом второго элемента ИЛИ, выход которого подключен к информационному входу второго элемента запрета, управляющий вход которого и второй вход элемента И объединены и соединены с выходом элемента ИЛИ-НЕ, входы которого

подключены соответственно к разря,4ныг выходам реверсивного счетчика числа отказавших каналов, суммирующий вход которого соединен с выходом сигнализации отказа канала многоканального блока случайных временных задержек, вход отказа которого соединен с выходом генератора отказов, выход начала работы смен блока задания рабочих смен соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ, а выход продолжительности работы смен подключен к управляющим входам первого и третьего элементов запрета.

Фиа.1

Фиг. 2

У

i

ДО

58

57 V Фиг.З

39