mô hình hóa hàng đợi máy gia công chi tiết

1. Tªn vµ néi dung ®Ò bµi ( bµi sè 10 , nhãm 9) C¸c chi tiÕt ®­îc ®­a ®Õn m¸y gia c«ng tu©n theo luËt ph©n bè ®Òu trong kho¶ng thêi gian tõ 3 ®Õn 5 phót . Th¬× gian gia c«ng mét chi tiÕt lµ 3 phót . Cã p%=0,2 chi tiÕt gia c«ng ph¶i quay trë vÒ gia c«ng l¹i. a) H•y m« h×nh ho¸ ng©n hµng nãi trªn trong kho¶ng thêi gian 4 giê. X¸c ®Þnh sè chi tiÕt ®­îc gia c«ng? Sè chi tiÕt ph¶i gia c«ng l¹i? b) H•y m« h×nh ho¸ hÖ thèng gia c«ng nãi trªn ®Õn khi gia c«ng ®­îc 100 chi tiÕt. 2. Giíi thiÖu phÇn mÒm SIGMA SIGMA for Window lµ mét ph­¬ng ph¸p tiÕp cËn míi ®Ó m« pháng, m« h×nh ho¸ vµ ph©n tÝch c¸c sù kiÖn gi¸n ®o¹n. §©y lµ phÇn mÒm m« pháng ®éc ®¸o vµ t­¬ng ®èi m¹nh. §Æc ®iÓm næi bËt nhÊt cña phÇn mÒm SIGMA for Window lµ c¸c m« h×nh cã thÓ t¹o ra, lµm cho phong phó vµ c¶i tiÕn trong khi chóng ®ang ch¹y. Sù kiÖn cã thÓ ®­îc thªm vµo hoÆc thËm chÝ bá ®i trong khi ch¹y m« pháng. L«gic cã thÓ thay ®æi vµ lçi cã thÓ chØnh söa mµ kh«ng cÇn dõng ch¹y m« pháng cã thÓ ®­îc ph¸t triÓn vµ kiÓm tra tõng kho¶ng thêi gian vµ cã thÓ sö dông c¸c ng«n th«ng dông. Kh¶ n¨ng ph¶n øng linh ho¹t lµ sù kh¸c biÖt c¬ b¶n cña SIGMA h¬n h¼n c¸c phÇn mÒm m« pháng kh¸c. TÝnh linh ho¹t sinh ®éng sèng ®éng kh«ng ®­îc t¹o ra tõ m« h×nh m« pháng b»ng c¸ch th«ng th­êng lµ thªm vµo phÇn mÒm mµ trong SIGMA tÝnh linh ho¹t vµ m« h×nh m« pháng lµ ®ång nhÊt. Ngoµi ®iÒu kiÖn cho m« h×nh ®å ho¹, cho ph©n tÝch vµ sèng ®éng SIGMA còng bao gåm c¸c c«ng cô kiÓm tra d÷ liÖu ®å ho¹ vµ cho phÐp h×nh ¶nh, ®å thÞ vµ d÷ liÖu cã thÓ ®­îc d¸n vµo c¸c bé nhí ®Öm vµ ®­îc xö lý. §Ó ®¹t ®­îc sù thay ®æi tèc ®é vµ cho mäi ng­êi dÔ hiÓu, SIGMA cã thÓ dÞch ra mét ng«n ng÷ kh¸c vÝ dô: C, Pascal, Fortran… thËm chÝ sÏ ®­îc m« t¶ b¶n th©n qu¸ tr×nh ho¹t ®éng cña nã b»ng tiÕng Anh Khi nghiªn cøu nh÷ng hÖ thèng t­¬ng ®èi ®¬n gi¶n ng­êi ta cã thÓ dïng ph­¬ng ph¸p gi¶i tÝch ®Ó m« t¶ hÖ thèng vµ nhËn ®­îc lêi gi¶i chÝnh x¸c. Tuy nhiªn, ®èi víi c¸c hÖ thèng lín, cã cÊu tróc phøc t¹p, cã quan hÖ t¸c ®éng qua l¹i gi÷a c¸c hÖ con víi trung t©m ®iÒu khiÓn, gi÷a hÖ thèng víi m«i tr­êng ngoµi, cã t¸c ®éng cña c¸c hÖ thèng ngÉu nhiªn th× ph­¬ng ph¸p gi¶i tÝch tá ra bÊt lùc. Trong tr­êng hîp nµy ng­êi ta ph¶i dïng ph­¬ng ph¸p m« pháng(Simulation). Tãm l¹i: SIGMA lµ mét m«i tr­êng m« pháng theo kiÓu sù kiÖn, dÔ dµng cho viÖc ph¸t triÓn m• m« pháng vµ ®äc ®å thÞ trùc quan. Kh«ng nh­ c¸c phÇn mÒm m« pháng kh¸c, víi SIGMA ng­êi dïng cã thÓ truy nhËp vµo m• nguån, nã thÝch hîp víi c¶ nh÷ng ng­êi míi b¾t ®Çu lµm m« pháng vµ nh÷ng nhµ chuyªn nghiÖp. MÆc dï SIGMA dÔ häc vµ sö dông, nh­ng nã còng ®ñ m¹nh cho viÖc ph¸t triÓn kü thuËt m« pháng hiÖn ®¹i. SIGMA còng cã phÇn kiÓm tra ®Çu vµo. Kh«ng gièng nh­ c¸c phÇn kiÓm tra ®¬n gi¶n kh¸c, nã kiÓm tra viÖc tÝnh to¸n cña ng­êi sö dông b»ng viÖc tÝnh trùc tiÕp khi sè liÖu ®­îc ®­a vµo. §iÒu nµy dÉn ®Õn lóc m« h×nh ch¹y sÏ kh«ng bÞ lçi. 3. Ph©n tÝch ®Ò bµi: C¸c chi tiÕt ®­îc ®­a tíi m¸y gia c«ng sÏ lËp thµnh d•y hµng ®îi , tu©n theo luËt ph©n phèi ®Òu thêi gian tõ 3 tíi 5 phót . Kªnh phôc vô lµ 1 m¸y gia c«ng . ChiÒu dµi hµng ®îi kh«ng h¹n chÕ. Thêi gian ®îi kh«ng h¹n chÕ . LuËt s¾p hµng lµ FIFO. 4. X©y dùng m« h×nh: Graph, nót tr¹ng th¸i , mòi tªn chuyÓn tr¹ng th¸i vµ ®Þnh tham sè cho c¸c nót vµ mòi tªn.

Bài tập dài 3-Mô hình hóa hệ hàng đợi

1 Tên và nội dung đề bài ( bài số 10 , nhóm 9)

Các chi tiết đợc đa đến máy gia công tuân theo luật phân

bố đều trong khoảng thời gian từ 3 đến 5 phút Thơì giangia công một chi tiết là 3 phút Có p%=0,2 chi tiết gia côngphải quay trở về gia công lại

a) Hãy mô hình hoá ngân hàng nói trên trong khoảng thờigian 4 giờ Xác định số chi tiết đợc gia công? Số chi tiếtphải gia công lại?

b) Hãy mô hình hoá hệ thống gia công nói trên đến khi giacông đợc 100 chi tiết

2 Giới thiệu phần mềm SIGMA

SIGMA for Window là một phơng pháp tiếp cận mới để môphỏng, mô hình hoá và phân tích các sự kiện gián đoạn Đây

là phần mềm mô phỏng độc đáo và tơng đối mạnh Đặc

điểm nổi bật nhất của phần mềm SIGMA for Window là các môhình có thể tạo ra, làm cho phong phú và cải tiến trong khichúng đang chạy Sự kiện có thể đợc thêm vào hoặc thậm chí

bỏ đi trong khi chạy mô phỏng Lôgic có thể thay đổi và lỗi cóthể chỉnh sửa mà không cần dừng chạy mô phỏng có thể đợcphát triển và kiểm tra từng khoảng thời gian và có thể sử dụngcác ngôn thông dụng

Khả năng phản ứng linh hoạt là sự khác biệt cơ bản của SIGMAhơn hẳn các phần mềm mô phỏng khác Tính linh hoạt sinh

động sống động không đợc tạo ra từ mô hình mô phỏng bằng

cách thông thờng là thêm vào phần mềm mà trong SIGMA tínhlinh hoạt và mô hình mô phỏng là đồng nhất.

Ngoài điều kiện cho mô hình đồ hoạ, cho phân tích và sống

động SIGMA cũng bao gồm các công cụ kiểm tra dữ liệu đồhoạ và cho phép hình ảnh, đồ thị và dữ liệu có thể đợc dánvào các bộ nhớ đệm và đợc xử lý Để đạt đợc sự thay đổi tốc

độ và cho mọi ngời dễ hiểu, SIGMA có thể dịch ra một ngônngữ khác ví dụ: C, Pascal, Fortran… thậm chí sẽ đợc mô tả bảnthân quá trình hoạt động của nó bằng tiếng Anh

Khi nghiên cứu những hệ thống tơng đối đơn giản ngời ta cóthể dùng phơng pháp giải tích để mô tả hệ thống và nhận đợclời giải chính xác Tuy nhiên, đối với các hệ thống lớn, có cấu trúcphức tạp, có quan hệ tác động qua lại giữa các hệ con với trungtâm điều khiển, giữa hệ thống với môi trờng ngoài, có tác

động của các hệ thống ngẫu nhiên thì phơng pháp giải tích tỏ

ra bất lực Trong trờng hợp này ngời ta phải dùng phơng pháp môphỏng(Simulation)

Tóm lại:

- SIGMA là một môi trờng mô phỏng theo kiểu sự kiện, dễ dàngcho việc phát triển mã mô phỏng và đọc đồ thị trực quan

- Không nh các phần mềm mô phỏng khác, với SIGMA ngời dùng

có thể truy nhập vào mã nguồn, nó thích hợp với cả những ngờimới bắt đầu làm mô phỏng và những nhà chuyên nghiệp

- Mặc dù SIGMA dễ học và sử dụng, nhng nó cũng đủ mạnh choviệc phát triển kỹ thuật mô phỏng hiện đại

- SIGMA cũng có phần kiểm tra đầu vào Không giống nh cácphần kiểm tra đơn giản khác, nó kiểm tra việc tính toán của

ngời sử dụng bằng việc tính trực tiếp khi số liệu đợc đa vào.

Điều này dẫn đến lúc mô hình chạy sẽ không bị lỗi

3 Phân tích đề bài:

- Các chi tiết đợc đa tới máy gia công sẽ lập thành dãy hàng

đợi , tuân theo luật phân phối đều thời gian từ 3 tới 5 phút

- Kênh phục vụ là 1 máy gia công

- Chiều dài hàng đợi không hạn chế

- Thời gian đợi không hạn chế

- Luật sắp hàng là FIFO

4 Xây dựng mô hình: Graph, nút trạng thái , mũi tên chuyển trạng thái và định tham số cho các nút và mũi tên.

a) Các nút của hệ thống :

Gồm có ba biến trạng thái: QUEUE và SERVER và P

QUEUE : Số chi tiết đợc đa đến máy gia công để gia công ,

ở đây có một hàng đợi

SERVER: Trạng thái của máy gia công làm việc / rỗi nên có 1SERVER.

P:Chi tiết gia công cần phải gia công lại

*) Nút RUN : đợc mô tả là bắt đầu mô phỏng RUN có các thông

số trên bảng sau Khi máy làm việc thì SERVER=0 còn khi máyrỗi thì SERVER=1

Nh vậy ban đầu điều kiện sẽ là SERVER=1

*) Nút ENTER : mô tả số chi tiết tiến vào để đợc gia công Khi

đó chiều dài hàng đợi sẽ tăng lên QUEUE=QUEUE+1

*)Nút START : mô tả trạng thái của máy gia công Khi chi tiết

đ-ợc gia công thì trạng thái của máy chuyển từ rỗi sang bậnSERVER =SERVER-1 và chiều dài hàng đợi giảm đi 1 :QUEUE=QUEUE-1

*) Nút REWRK : môt tả việc gia công lại chi tiết Khi đóQUEUE=QUEUE+1

nghĩa là làm chiều dài hàng đợi tăng lên

*) Nút LEAVE : mô tả chi tiết rời khỏi máy sau khi đợc giacông Khi đó SERVER=1, nghĩa là máy chuyển từ bận sangrỗi

b)Các mũi tên của hệ thống :

*) Mũi tên từ nút RUN  ENTER : mô tả việc bắt đầu các

chi tiết đợc đa vào máy Điều kiện 1==1 luôn đúng do đóchi tiết tiến vào ENTER của hệ thống , mặc định tiên ở

đây là 5 Không có thời gian trễ giữa bắt đầu RUN và chitiết đến đầu tiên ENTER

*) Mũi tên từ ENTER tới ENTER :

Mô tả thời gian trễ giữa các chi tiết tới máy tuân theo luậtphân bố đều trong khoảng từ 3 tới 5 phút .Nên ta có3+5*RND , với mức u tiên là 6 và điều kiện luôn luôn đúng1==1

*) Mũi tên từ nút ENTER tới nút START :

Mô tả việc bắt đầu gia công chi tiết của máy , khi đóSERVER>0 và thời gian trễ là 0

*) Mũi tên 2 chièu từ nút START tới nút LEAVE :

*)Chiều từ START tới LEAVE : mô tả quá trình gia công chi

tiết trong khoảng thời gian cố định là 3 phút Với điều kiện1==1 và mức u tiên là 6

*)Chiều từ nút LEAVE tới nút START : mô tả sự kiện gia

công chi tiết tiếp theo trong hàng đợi Khi đó QUEUE>0 Chiều từ nút LEAVE tới nút REWRK : mô tả sự kiện chi tiếtphải gia công lại

Với điều kiện RND<P tức là số chi tiết phải làm lại nhiều hơn0,2.Mức u tiên là 6 Chi tiết lại phải quay về hàng đợi

*)Mũi tên từ nút REWRK tới nút START : mô tả sự kiện chi

tiết phải gia công lại quay trở về hàng đợi , SERVER>0 vớimức u tiên là 5

c) Các giá trị cài đặt cho hệ thống

- Điều kiện đầu : máy gia công rỗi

- Thời gian mô phỏng là 4 giờ = 240 phút

- Dữ liệu đợc lu vào file MMH2.OUT

- Chế độ mô phỏng chẳng hạn : Đồ hoạ ( GRAPH)

- Seed ngẫu nhiên có giá trị :12345

- Mô phỏng cầ thời gian : Time

- C¸c biÕn cÇn m« pháng : QUEUE , SERVER

-Model Name: REWORK1.MOD

Model Description: A DETERMINISTIC QUEUE WITH POSSIBLE REWORK

Output File: MMH2.OUT

Output Plot Style: NOAUTO_FIT

Run Mode: GRAPHICS

Trace Vars: QUEUE,SERVE

Random Number Seed: 12345

Initial Values: 1,.2

Ending Condition: STOP_ON_TIME

Ending Time: 240.000

Trace Events: ALL EVENTS TRACED

Hide Edges:

Time Event Count QUEUE SERVER

0.000 RUN 1 1 1

0.000 ENTER 1 2 1

0.000 START 1 1 0

3.000 LEAVE 1 1 1

3.000 START 2 0 0

3.483 ENTER 2 1 0

6.000 LEAVE 2 1 1

6.000 START 3 0 0

6.000 REWRK 1 1 0

9.000 LEAVE 3 1 1

9.000 START 4 0 0

9.000 REWRK 2 1 0

11.221 ENTER 3 2 0

12.000 LEAVE 4 2 1

12.000 START 5 1 0

14.477 ENTER 4 2 0

15.000 LEAVE 5 2 1

15.000 START 6 1 0

18.000 LEAVE 6 1 1

18.000 START 7 0 0

20.402 ENTER 5 1 0

21.000 LEAVE 7 1 1

21.000 START 8 0 0

21.000 REWRK 3 1 0

24.000 LEAVE 8 1 1

24.000 START 9 0 0

25.067 ENTER 6 1 0

27.000 LEAVE 9 1 1

27.000 START 10 0 0

30.000 LEAVE 10 0 1

30.000 REWRK 4 1 1

30.000 START 11 0 0

32.031 ENTER 7 1 0

33.000 LEAVE 11 1 1

33.000 START 12 0 0

33.000 REWRK 5 1 0

36.000 LEAVE 12 1 1

36.727 ENTER 8 1 0

39.000 LEAVE 13 1 1

39.000 START 14 0 0

40.564 ENTER 9 1 0

42.000 LEAVE 14 1 1

42.000 START 15 0 0

44.609 ENTER 10 1 0

45.000 LEAVE 15 1 1

45.000 START 16 0 0

48.000 LEAVE 16 0 1

48.802 ENTER 11 1 1

48.802 START 17 0 0

51.802 LEAVE 17 0 1

53.335 ENTER 12 1 1

53.335 START 18 0 0

56.335 LEAVE 18 0 1

56.335 REWRK 6 1 1

56.335 START 19 0 0

58.895 ENTER 13 1 0

59.335 LEAVE 19 1 1

59.335 START 20 0 0

62.335 LEAVE 20 0 1

66.448 ENTER 14 1 1

66.448 START 21 0 0

69.448 LEAVE 21 0 1

74.195 ENTER 15 1 1

74.195 START 22 0 0

77.195 LEAVE 22 0 1

77.453 ENTER 16 1 1

77.453 START 23 0 0

80.453 LEAVE 23 0 1

84.890 ENTER 17 1 1

84.890 START 24 0 0

87.890 LEAVE 24 0 1

88.420 ENTER 18 1 1

88.420 START 25 0 0

91.420 LEAVE 25 0 1

94.336 ENTER 19 1 1

94.336 START 26 0 0

97.336 LEAVE 26 0 1

98.225 ENTER 20 1 1

98.225 START 27 0 0

101.225 LEAVE 27 0 1

102.761 ENTER 21 1 1

102.761 START 28 0 0

105.761 LEAVE 28 0 1

109.309 ENTER 22 1 1

109.309 START 29 0 0

112.309 LEAVE 29 0 1

114.803 ENTER 23 1 1

114.803 START 30 0 0

117.803 LEAVE 30 0 1

120.796 ENTER 24 1 1

120.796 START 31 0 0

123.796 LEAVE 31 0 1

123.796 START 32 0 0

126.796 LEAVE 32 0 1

127.421 ENTER 25 1 1

127.421 START 33 0 0

130.421 LEAVE 33 0 1

130.706 ENTER 26 1 1

130.706 START 34 0 0

133.706 LEAVE 34 0 1

134.576 ENTER 27 1 1

134.576 START 35 0 0

137.576 LEAVE 35 0 1

142.288 ENTER 28 1 1

142.288 START 36 0 0

145.288 LEAVE 36 0 1

148.410 ENTER 29 1 1

148.410 START 37 0 0

151.410 LEAVE 37 0 1

151.410 REWRK 8 1 1

151.410 START 38 0 0

151.894 ENTER 30 1 0

154.410 LEAVE 38 1 1

154.410 START 39 0 0

154.410 REWRK 9 1 0

157.410 LEAVE 39 1 1

157.410 START 40 0 0

157.410 REWRK 10 1 0

157.664 ENTER 31 2 0

160.410 LEAVE 40 2 1

160.410 START 41 1 0

162.826 ENTER 32 2 0

163.410 LEAVE 41 2 1

163.410 START 42 1 0

166.410 LEAVE 42 1 1

166.410 START 43 0 0

166.410 REWRK 11 1 0

167.000 ENTER 33 2 0

169.410 LEAVE 43 2 1

169.410 START 44 1 0

172.410 LEAVE 44 1 1

172.410 START 45 0 0

173.658 ENTER 34 1 0

175.410 LEAVE 45 1 1

175.410 START 46 0 0

178.091 ENTER 35 1 0

178.410 LEAVE 46 1 1

178.410 START 47 0 0

181.410 LEAVE 47 0 1

181.967 ENTER 36 1 1

181.967 START 48 0 0

184.967 LEAVE 48 0 1

189.401 ENTER 37 1 1

189.401 START 49 0 0

192.401 LEAVE 49 0 1

194.955 ENTER 38 1 1

194.955 START 50 0 0

201.413 ENTER 39 1 1

201.413 START 51 0 0

204.413 LEAVE 51 0 1

205.951 ENTER 40 1 1

205.951 START 52 0 0

208.951 LEAVE 52 0 1

212.905 ENTER 41 1 1

212.905 START 53 0 0

215.905 LEAVE 53 0 1

217.321 ENTER 42 1 1

217.321 START 54 0 0

220.321 LEAVE 54 0 1

221.807 ENTER 43 1 1

221.807 START 55 0 0

224.807 LEAVE 55 0 1

225.492 ENTER 44 1 1

225.492 START 56 0 0

228.492 LEAVE 56 0 1

228.492 REWRK 12 1 1

228.492 START 57 0 0

231.492 LEAVE 57 0 1

231.492 REWRK 13 1 1

231.492 START 58 0 0

232.101 ENTER 45 1 0

234.492 LEAVE 58 1 1

234.492 START 59 0 0

237.301 ENTER 46 1 0

237.492 LEAVE 59 1 1