Аналіз експлуатаційного обслуговування ВЦ середньої продуктивності
Розробити модель для емітаціі виробничої діяльності ВЦ при
планово-попереджувальне обслуговування експлуатується парку ЕОМ. За отриманою
моделі оцінити розподіл случ. змінної "число машин знаходяться на
позаплановому ремонті ".
Розглянутий ВЦ має у своєму складі парк ЕОМ, що забезпечує середню
продуктивність. і базується на ЕОМ IBM PC з ЦП типу 386SX і 386DX. Крім:
цього на ВЦ використовуються як мережевих серверів машини типу 486DX і
Pentium, що підтримують локальні мережі, у яких здійснюється складна
цифрова обробка великих цифрових масивів інформації, крім цього, вирішуються
завдання розробки кольорових зображень.
На ВЦ прийнято планово-профілактичне обслуговування. ВЦ з невеликим парком ЕОМ і
тому ремонтом ЕОМ займається всього один радіо-механік (у термінах СМО -
ремонтник). Це означає: що не можна одночасно виконувати ремонт лише
однієї ЕОМ. Всі ЕОМ повинні регулярно проходити профілактичний огляду. Число
ЕОМ піддається щоденним огляду згідно з графіком, розподілено равнлмерно
і становить від 2 до 6. Час, необхідний для огляду та обслуговування кожної ЕОМ
приблизно розподілено в інтервалі від 1,5 до 2,5 ч. За цей час необхідно
перевірити саму ЗВМ, а також такі зовнішні ус-ва як кольорові струменеві принтери,
які потребують зміни або заправці картриджів барвником. Кілька ЕОМ мають в
якості зовнішніх пристроїв кольорові плотери (графобудівники), у яких
досить складний профілактичний огляд.
Робочий день ремонтника триває 8 год, але можлива і багатозмінному робота.
У деяких випадках профілактичний огляд переривається для усунення раптових
відмов мережних серверів, що працюють у три зміни, тобто 24 годин на добу. У цьому
випадку поточна профілактична робота припиняється, і ремонтник починає без
затримки ремонту сервера. Тим не менше, машина-сервер, що потребує ремонту, не
може витіснити іншу машину-сервер, вже стоїть на позаплановому ремонті.
Розподіл часу між надходженнями машин-серверів є пуассонівської
із середнім інтервалом рівним 48 ч. Якщо ремонтник відсутній в момент
надходження ЕОМ ці ЕОМ повинні чекати до 8ч ранку. Час їх обслуговування
розподілено по експоненті із середнім значення в 25 ч.Необходімо побудувати
GPSS-модель для імітації виробничої діяльності ОЦ. За отриманою моделі
необхідно оцінити розподіл випадкової змінної "число машин-серверів,
що знаходяться на позаплановому ремонті ". Виконати прогін моделі, що імітує роботу
ВЦ протягом 25 днів, ввівши проміжну інформацію після закінчення кожних п'яти
днів. Для спрощення можна вважати, що ремонтник працює 8 годин на день без
перерви, і не враховувати вихідні. Це аналогічно тому, що ВЦ працює 7 днів у
тиждень.
Метод побудови моделі
Розглянемо сегмент планового огляду ЕОМ. (Рис.1.). Транзакти, що підлягають
плановому огляду, є користувачами обслуговуючого приладу (ремонтник),
яким не дозволений його захоплення. Ці ЕОМ-транзакти проходять через перший сегмент
моделі щодня з 8 год утра.ЕВМ-транзакт входить в цей сегмент. Після цього
транзакт надходить до блоку SPLIT, породжуючи необхідне число транзактов,
що представляють собою ЕОМ, заплановані на цей день для осмотра.Еті
ЕОМ-транзакти проходять потім через послідовність блоків
SEIZE-ADVANCE-RELEASE і залишають модель. .
 
Рис.1. Перший сегмент
Сегмент "позапланового ремонту" ЕОМ-сервери, особливо потребує позаплановому ремонті,
рухаються в модель в своєму власному сегменті. Використання ними приладу
імітується простий послідовністю блоків PREEMPT-ADVANCE-RETURN. Блок
PREEMPT підтверджує пріоритет обслуговування ЕОМ-сервера (в блоці в полі У не
потрібно PR) (Рис.2.)
Сегмент "початок і закінчення" робочого дня ОЦ. Для того, щоб організувати
завершення поточного дня роботи ВЦ після закінчення кожного 8-ми годин дня і його початку в
8 год ранку, використовується спеціальний сегмент. Т Транзакти-диспетчер входить в цей
сегмент кожні 24 год (починаючи з кінця першого робочого дня), Цей транзакт,
що має в моделе вищий пріоритет, потім негайно надходить у PREEMPT, що має
у полі У символу PR. Диспетчер, таким чином, дозволено захоплювати
прилад-ремонтник незалежно від того, ким є поточний користувач
(якщо він є). Далі, через 16 год, диспетчер звільняє прилад-ремонтник,
дозволяючи закінчити раніше перервану роботу (за наявності такої). (Рис.3.)
Сегмент "збір даних для непрацюючих ЕОМ-серверів". Для збору даних,
що дозволяють оцінити розподіл числа непрацюючих ЕОМ-приладів, використовується
цей окремий сегмент. (Рис.4.)
Для цих цілей використовується зважені таблиці, які дозволяють вводити в них
в один і той же момент часу спостерігаються випадкові величини. Для цих цілей
включаються два блоки - TABULATE, але якщо ввести в таблицю випадковий (значення
величин І2), то цей підхід не придатний. У цьому випадку використовується необов'язковий
елемент олеранд, званий ваговим фактором, що позначає число разів, яке
величина, що підлягає табулювання, повинна вводиться в таблицю. Це дозволяє
призначати разие ваги різних спостережуваних величин.
Сегмент "проміжна видача". і закінчення моделювання в кінці дня
використовується послідовність GENERATE-TERMINATE (Рис.5.).
Cегменти представлені на рис.1 - 5.
 
 
 
Логіка роботи моделі
У моделі передбачається, що деякий час, рівне одиниці, відповідає 8 год
утрапервого дня моделірованія.Затем, перший (за рахунком) ЕОМ виділена
диспетчером для планового огляду, входить до моделі, вийшовши з GENERANE. Далі,
кожна наступна перші ЕОМ, буде надходити в модель через 24 год (блок 1, де
операнд А = 1440 ед.врем., тобто числа хвилин в 24 ч. Перша поява 5 диспетчера
на ВЦ відбудеться в момент часу, що дорівнює 481 (блок 14). Це відповідає
закінчення восьмого години. Другий раз диспетчер з'явиться через 24 години.
Транзакт забезпечує проміжну видачу: вперше з'явиться в час, рівне
6241, виходячи з блоку 25. Це число відповідає кінця 8-ої години п'ятого дня
моделювання. (24 х 4 = 96 год, 96 + 8 = 104. 104 х 60 = 6240, 6240 + 1 = 6241
ч). Наступний транзакт з'явиться через п'ять днів.
Блок 19 дозволяє вести моделювання до часу в 35041, що відповідає 25
днях плюс 8 год, виражених у хвилинах.
Пріоритетна схема представлена в табл.3.2.
Таблиця 3.2.
Сегмент моделіІнтерпретація транзактовУровень Приор.
3Діспетчер3
1ЕВМ, що прибувають на плановий осмотр2
2ЕВМ-сервер, що надходить на позаплановий ремонт 2
4Транзакт, що спостерігає за очередью1
5Транзакти, що забезпечують видачу на друк 0

Читання таблиці зверху вниз еквівалентно перегляду ланцюга текущіж подій з початку
і до кінця моделювання
Результати моделювання
Отримана статистика черги ЕОМ-серверів на ремонт показує, що на кінець 25
дня середнє очікування становить 595 вр.ед., або близько 19 г. У середньому 0,221
ЕОМ-сервер очікують обслуговування, і одночасно щонайбільше час 4 машини
перебувають в очікуванні. За 25 днів на ВНЕП-Лановий ремонт надійшло 13 машин ..
Таблична інформація вказує, що 83% часу це були ЕОМ-сервери,
що очікують позапланового ремонту, 12% часу в очікуванні знаходилася одна машина,
4% - дві машини, і тільки 0,52% і 0,05% часу одночасно чекали три і
чотири машини. Для зручності результати зведені в табл.3.3.
Таблиця 3.3.
Число які чекають ЕОМ Час сподівання-ня в%
0 машін83
1 машіна12
2 машіни4
3 машіни0, 52
4 машіни0, 05
4. Мінімізувати вартість експлуатаційних витрат ВЦ середньої
продуктивності.
Нехай до складу ВЦ входить 50 персональних комп'ютерів (надалі просто ЕОМ).
Всі ЕОМ працюють по 8 годин на день, і по 5 днів на тиждень. Будь-яка з ЕОМ може вийти
з ладу, і в будь-який момент часу. У цьому випадку її замінюють резервної ЕОМ або
відразу, або в міру її появи після відновлення. Несправну ЕОМ
відправляють у ремонтну групу, ремонтують, і вона стає резервної.
Необхідно визначити, скільки ремонтників слід мати, і скільки машин
тримати в ремонті, оплачуючи їх оренду. Парк резервних машин служить для підміни
що вийшли з ладу ЕОМ. належать ОЦ. Оп-лата орендних машин не залежить від
того перебувають вони в експлуатації, або в резерві.
Мета аналізу - мінімізувати вартість експлуатації ОЦ. оплата робітників у
ремонтної групи становить 3,75 $ за ч. Орендна плата за одну ЕОМ складає 30 $
на день. Погодинний збиток при використанні менш 50 ЕОМ оцінюється приблизно в
20 $ за ЕОМ. цей збиток виникає через загальне зниження промзводітельності ОЦ.
Вважаємо, що на ремонт що вийшла з ладу ЕОМ йде приблизно 7ч, і розподіл
цього часу рівномірне.
Необхідно визначити, скільки ремонтників слід мати, і скільки машин
тримати в ремонті, оплачуючи їх оренду. Парк резервних машин служить для підміни
що вийшли з ладу ЕОМ. належать ОЦ. Оплата орендних машин не залежить від
того перебувають вони в експлуатації, або в резерві.
Середній час напрацювання на відмову кожної ЕОМ розподілено так само рівномірно, і
становить 157 ± 25 ч. Це час і розподіл оди-наково для всіх ЕОМ ВЦ,
так і для орендованих ЕОМ.
Так як плата за оренду не залежить від того, використовують ці ЕОМ чи ні, то і не
робиться спроб збільшити кількість власних ЕОМ ОЦ.
Необхідно побудувати GPSS модель такої системи і досліджувати на ній денні
витрати при різному числі орендованих ЕОМ при при однаковому числі ремонтників і
від числа ремонтників при постійному числі орендованих ЕОМ.
Метод побудови моделі
Визначимо обмеження, які існують в моделюється системі. Існують три
обмеження.
1. Число ремонтників в ремонтної групи.
2. Мінімальна кількість ЕОМ, що одночасно працюють на ОЦ.
3. Загальна кількість ЕОМ циркулюють у системі.
Для моделювання 1 і 2 обмежень зручно використовувати багатоканальні ус-ва (
термін взятий з теорії СМО), а третє обмеження-моделювати за допомогою
транзактов. При цьому ремонтники і працюють ЕОМ, що знаходяться у виробництві,
є константами. При цьому ЕОМ є динамічними об'єктами,
циркулюючими в системі.
Розглянемо стану в яких може знаходитися ЕОМ. Нехай зараз
вона перебуває в резерві. Тоді багатоканальне ус-во NOWON (тобто в роботі)
використовується для моделювання працюють ЕОМ, буде заповнено, і резервні
машини не можуть увійти до нього. І тоді транзакт моделюючий резервну ЕОМ може
після багаторазових спроб увійти до NOWON. Проходячи через блоки ENTER і ADVANCE
транзакт моделює час роботи до тих пір, поки ЕОМ не вийде з ладу.
Після виходу з ладу ЕОМ транзакт залишає NOWON. При цьому виникає
можливість в іншої резервної ЕОМ увійти до нього, і якщо транзакт очікує
можливість увійти в багатоканальне ус-во MEN (ремонтна група. яка м.б.
представлена навіть одним ремонтником). Вийшовши з MEN транзакт стає
відновленої ЕОМ. Після ремонту він залишає MEN, звільняючи ремонтника,
який може почати негайно ремонт інший ЕОМ. Сам транзакт надходить у ту
частина моделі, з якої він починає спроби увійти до NOWON.
Загальна кількість ЕОМ циркулюють у системі дорівнює 50 плюс три ЕОМ резервних, і це
число треба задати до початку прогону, використовуючи обмежувальні поля блоку
GENERITE. Для визначення часу прогону буде використовувати програмний таймер,
розрахований на час в 62440 ед.вр., що становить 3 роки, за 40 тижнів в
році.
Розглянемо блок-схему програми.
 
 
Оцінка результатів
При фіксованому числі ремонтників і при досить малому числі-орендованих
машин, великі витрати через зниження продуктивності ОЦ. При великому числі
Дарендуемих машин, витрати великі через їх надлишкової кількості. Очевидно,
необхідно знайти мінімум між цими значеннями (Ріс.4.2).
 
При заданому числі орендованих машин, число ремонтників так, як це представлено
на Ріс.4.3.
При малому числі ремонтників, витрати великі через оплату простоюють
ремонтників.
У табл.4.2. показана величина навантаження, що проходить через MOWON, як функція
"ремонтник-орендовані машини". При заданому числі ремонтників навантаження зростає
при збільшенні числа орендованих машини. Так само при заданому числі
орендованих машини навантаження зростає при збільшенні числа ремонтників.
Таблиця 4.2
Число зайнятих ремонтніковЧісло орендованих машини
3 4 5
3 0,983 0,989 0,992
4 0,989 0,993 0,995
5 0,991 0,993 0,997

У табл.4.3 - 4.5 зібрані значення витрат для співвідношення "ре-
монтнік-Дарендуемие машини "У табл. 4.3 показані фіксовані значен-ня оплати
праці ремонтників і орендованої плати за машини ..
Таблиця 4.3
Число зайнятих ремонтніковЧісло-орендованих машин
 345
3180210240
4210240270
5240270300

В таблиці 4.4 наведена вартість зменшення продуктивності, ВЦ.
Таблиця 4.4
Число зайнятих ремонтніковЧісло-орендованих машин
345
31368864
4885640
5735624

У табл.4. показана сума цих витрат.
Таблиця 4.5
Число зайнятих ремонтніковЧісло-орендованих машин
345331629830442982963105312326324
З останньої таблиці можна зробити висновок про те, що найбільш вигідним
співвідношенням є 4 ремонтника і 4 орендовані машини.