Анализ результатов моделирования

При проведении моделирования с указанными в задании параметрами получены результаты, которые сведены в таблице 1.

Таблица 1 - Результаты моделирования

Из таблицы видно, что количество автомобилей, покинувших станцию без обслуживания, равно нулю в любом варианте. Таким образом, можно сделать вывод, что наличие ограничения очереди является неэффективным.

В любом из трех экспериментов поступившие автомобили направились на пост 1. В первом и втором варианте поступило 15 автомобилей, их обслужил пост 1, средний коэффициент загрузки поста 0,786.

В последнем варианте, поступило 17 автомобилей, причём 16 было обслужено первым постом, а 1 автомобиль продолжал обслуживание в момент окончания моделирования. Средний коэффициент загрузки поста 0,780.

Пост 2 и 3 - не задействован ни в одном варианте. Необходимо провести дополнительное моделирование, чтобы найти оптимальный вариант работы станции тех. обслуживания.

Имитационный эксперимент

После исследования трёх предложенных к моделированию вариантов обнаружено, что второй и третий пост обслуживания простаивают без работы. Оптимизируем последний вариант с максимальной длиной очереди 4, т.к. он имеет наивысшую производительность.

Для оптимизации работы СТО, необходимо подобрать такое число постов обслуживания, при котором загрузка будет максимальна.

Для планирования имитационного эксперимента надо составить функцию отклика, для этого необходимо выбрать наиболее существенные для нас факторы [5]:

Х₁ - входной поток;

Х₂ - количество постов обслуживания.- средний коэффициент загрузки постов обслуживания автомобилей.

Вид функции отклика: Y=b₀+ b₁*X₁ + b₂X₂ + b₃*X₁*X_2.

Составим план эксперимента (таблица 2).

Таблица 2 - Планирование эксперимента

Рассмотрим различные комбинации изменения данных.

Тексты программ экспериментов приведены в приложении 2, а листинг результатов работы - в приложении 3. В результате экспериментов получаем следующие значения (таблица 3).

Таблица 3 - Результаты эксперимента

Получим оценки коэффициентов модели:

b₀= (0,958+0,766+0,602+0,372)/4 = 0,674₁= (-0,958-0,766+0,602+0,372)/4 = - 0,186₂=(-0,958+0,766-0,602+0,372)/4 = - 0,106₃=(-0,958-0,766-0,602+0,372)/4 = - 0,489

Функция отклика:

Y=0,674-0,186*X₁-0,106*X₂-0,489*X₁*X₂

Средний коэффициент загрузки пунктов обслуживания Y необходимо максимизировать, для этого необходимо уменьшить интенсивность входного потока Х₁,уменьшая при этом количество постов обслуживания Х₂. Оптимальным был выявлен эксперимент 1.

Получилось, что станция технического обслуживания должна использовать только 2 поста, при условии, что интенсивность входного потока 20 минут.

Полученный результат является оптимальным. Коэффициент загрузки постов обслуживания получился равным 0,958 для первого поста и 0,242 для второго поста. НА СТО поступило 24 заявки, из них:

- 19 перешло на I пост, причём на конец времени моделирования обслужилось 17 автомобилей, 1 продолжал обслуживаться и 1 стоял в очереди;

- 5 перешло на II пост и на конец времени моделирования все 5 обслужились.

Заключение

Из полученных результатов работы видно, что исследованная имитационная модель работы СТО автомобилей обеспечивает моделирование обслуживания клиентов при различных вариантах входных данных. Реализация данной модели была проведена путем программирования на языке моделирования GPSS [1].

Во время работы над проектом были закреплены практические навыки по построению имитационной модели с помощью средств языка имитационного моделирования. В результате оптимизации программы был увеличен коэффициент загрузки 0,958 СТО (работают 2 обслуживающих поста).

Таким образом, имитационное моделирование, как общий универсальный метод, можно охарактеризовать следующими достоинствами [6]:

-является единственным практически реализуемым методом для исследования сложных систем;

-дает возможность исследовать особенности функционирования реальной системы в разнообразных условиях, включающих критические, аварийные и т.п. (поскольку имитационное моделирование представляет собой машинный аналог (имитацию) сложного процесса, машинный эксперимент с имитационной моделью);

-существенно сокращает[8] стоимость и продолжительность испытаний по сравнению с натурным экспериментом, с физическим моделированием, то есть экономит ресурсы;

-позволяет включать результаты натурных испытаний компонентов реальной системы;

-позволяет достигать лучшие решения за счет гибкости и легкости варьирования структуры, алгоритмов и параметров.

Список литературы

1. Бусленко Н.П. Моделирование сложных систем. - М.: Наука, 1978.

2. Строгалев В. П., Толкачева И. О. Имитационное моделирование. - МГТУ им. Баумана, 2008.

3. Хемди А. Таха Глава 18. Имитационное моделирование // Введение в исследование операций = Operations Research: An Introduction. - 7-е изд. - М.: "Вильямс", 2007.

4. Советов Б.Я., Яковлев С.А. Моделирование систем. - М.: Высшая школа, 2001.

5. Советов Б.Я., Яковлев С.А. Моделирование систем: Лабораторный практикум. - М.: Высшая школа, 1989.

6. Емельянов А.А. и др. Имитационное моделирование экономических процессов. Учеб. пособие / А.А. Емельянов, Е.А. Власова, Р.В. Дума. Под ред. А.А. Емельянова. - М.: Финансы и статистика, 1988.

7. Савин Г.И. Системное моделирование сложных процессов. М., Фазис, 2000.

Приложение 1

Листинг программы

Текст программ (основное задание)

L=2

OCH EQU 230,10L (Q1+Q2+Q3),OCH,POKIDAET

POST1 QUEUE 1; Занять очередь1; Занять пост 11; Освободить очередь25,5; Обслуживание1; Освободить пост 1

TRANSFER,VIHODQUEUE 2; Занять очередь2225,52,VIHODQUEUE 33325,53TERMINATETRANSFER,VIHOD60; Час содержит 60 минут18; 8 часов=3EQU 330,10L (Q1+Q2+Q3),OCH,POKIDAET

POST1 QUEUE 1; Занять очередь1; Занять пост 11; Освободить очередь25,5; Обслуживание1; Освободить пост 1

TRANSFER,VIHODQUEUE 2; Занять очередь2225,52,VIHODQUEUE 33325,53TERMINATETRANSFER,VIHOD60; Час содержит 60 минут18; 8 часов=4EQU 430,10L (Q1+Q2+Q3),OCH,POKIDAET

POST1 QUEUE 1; Занять очередь1; Занять пост 11; Освободить очередь25,5; Обслуживание1; Освободить пост 1

TRANSFER,VIHODQUEUE 2; Занять очередь2225,52,VIHODQUEUE 33325,53TERMINATETRANSFER,VIHOD 60; Час содержит 60 минут18; 8 часов

Тексты дополнительных программ

Эксперимент 1(- -)EQU 420L (Q1+Q2),OCH,POKIDAETTEST E (Q1<=Q2),1,POST2

QUEUE 1; Занять очередь1; Занять пост 11; Освободить очередь25,5; Обслуживание1; Освободить пост 1

TRANSFER,VIHODQUEUE 2; Занять очередь2225,52TERMINATETRANSFER,VIHOD60 1 8; 8 часов

Эксперимент 2 (- +)

OCH EQU 4

GENERATE 20L (Q1+Q2+Q3+Q4),OCH,POKIDAETTEST E (Q1<=Q2 & Q1<=Q3 & Q1<=Q4),1,POST2 1; Занять очередь

SEIZE 1; Занять пост 1

DEPART 1; Освободить очередь

ADVANCE 15,5; Обслуживание

RELEASE 1; Освободить пост 1

TRANSFER,VIHODTEST E (Q2<=Q3 & Q2<=Q4),1,POST3 2; Занять очередь

SEIZE 2

DEPART 2

ADVANCE 15,52,VIHODTEST E (Q3<=Q4),1,POST4 3; Занять очередь

SEIZE 3

DEPART 3

ADVANCE 15,53,VIHODQUEUE 44415,54TERMINATETRANSFER,VIHOD601 8; 8 часов

Эксперимент 3 (+ -)

OCH EQU 4

GENERATE 40L (Q1+Q2),OCH,POKIDAETTEST E (Q1<=Q2),1,POST2

QUEUE 1; Занять очередь1; Занять пост 11; Освободить очередь25,5; Обслуживание1; Освободить пост 1

TRANSFER,VIHODQUEUE 2; Занять очередь2225,52TERMINATETRANSFER,VIHOD60 1 8; 8 часов

Эксперимент 4 (+ +)

OCH EQU 4

GENERATE 40L (Q1+Q2+Q3+Q4),OCH,POKIDAETTEST E (Q1<=Q2 & Q1<=Q3 & Q1<=Q4),1,POST2 1; Занять очередь

SEIZE 1; Занять пост 1

DEPART 1; Освободить очередь

ADVANCE 15,5; Обслуживание

RELEASE 1; Освободить пост 1

TRANSFER,VIHODTEST E (Q2<=Q3 & Q2<=Q4),1,POST3 2; Занять очередь

SEIZE 2

DEPART 2

ADVANCE 15,52,VIHODTEST E (Q3<=Q4),1,POST4 3; Занять очередь

SEIZE 3

DEPART 3

ADVANCE 15,53,VIHODQUEUE 44415,54TERMINATETRANSFER,VIHOD601 8; 8 часов

Приложение 2

Листинг результатов работы программы