Планирование использования ресурсов

Чтобы описать использование ресурсов в имитационной модели, введено понятие «логика планирования ресурсов». Задается где, когда и как каждый ресурс должен быть использован. Например, если один экземпляр ресурса требуется в нескольких местах для объединения с другими ресурсами и элементами, то логика его планирования добавляется в модель.

Есть несколько способов планирования использования ресурсов. Некоторые способы могут применяться как с методом пула ресурсов, так и с методом экземпляров ресурсов, другие только с последним.

Существуют два основных способа планирования:

• 1. Использование коннектора 77? (total resources, общее количество ресурсов) на блоках ресурсов, который используется для изменения общего количества доступных ресурсов. Эти изменения могут быть запланированными, например, во время перерыва у рабочих, или незапланированными, в случае неисправности оборудования. Значение на коннекторе TR определяет, сколько ресурсов блок имеет в текущий момент.
• 2. Использование блока Shift. Блок используется для планирования размера и доступной емкости других блоков в модели. Это необходимо для моделирования ситуации, когда ресурсы включаются и выключаются по расписанию в течение длительного времени. Например, моделирование рабочих смен с регламентированными перерывами. В блоке задается таблица расписания работы. Доступны два режима работы блока:

режим On/Off действует как бинарный переключатель, который включает или выключает связанные блоки в определенные моменты времени. Например, это может использоваться для выключения блоков Activity на время перерыва или после окончания рабочего дня;

— режим Number явно определяет размер емкости блока в течение времени. Например, можно установить разный размер пула ресурсов для утренней смены, во время обеда, для второй смены и т.п.

Кроме рассмотренных выше, существует еще, по крайней мере, четыре дополнительных способа планирования использования ресурсов в ExtendSim:

• — использование блока Resource Нет и последующего блока Gate для контроля выпуска экземпляров ресурсов;
• — использование блока Resource Пет и последующего SelectltemOut для управления направлениями движения ресурсов;
• — использование комбинации блоков Gate и SelectltemOut для планирования, как места, так и времени использования ресурсов;
• — использование блока QueueEquation для задания сложной логики использования ресурсов.

Ниже приведен пример, в котором иллюстрируется применение разных блоков, моделирующих ресурсы.

Пример 20. Моделируется процесс сборки аппаратуры. Заказы на сборку поступают по экспоненицальному закону распределения со средним значением 0,1 часа. Для сборки необходима 1 единица оборудования, сборка выполняется одним рабочим. Время сборки распределено по нормальному закону со средним значением 0,25 и СКО = 0,05 часа. Всего сборкой занимаются 7 рабочих, рабочая смена длится 10 часов с (8.00 до 18.00), после трех часов работы по окончании сборки очередного изделия рабочий имеет регламентированный перерыв в течение 1 часа (за смену всего два перерыва), после чего продолжает работать. Первые 4 часа рабочей смены с 8.00 до 12.00 часов доступно 5 единиц оборудования, далее с 12.00 часов — 3 единицы оборудования.

Смоделировать процесс сборки аппаратуры в течение 100 дней. Оценить эффективность процесса сборки.

Конечный вид модели приведен на рис. 63.

Рис. 63. Модель системы (пример 20)

Приведем настройки основных блоков модели.

• 1. В диалоговом окне верхнего блока Create задать режим генерации ресурсов по расписанию Create values by schedule, заполнить таблицу расписания, содеражащую два столбца: Create time и Value и три строки: соответсвенно 0 (время) и 5 (значение); 4 и 3; 10 и 0 (после окончания трудовой смены, через 10 часов после начала работы ресурсы оборудования недоступны). Выбрать опцию повторения расписания каждые 24 часа: Repeart the schedule every 24 hours.
• 2. В диалоговом окне блока Resource Pool задать имя ресурса: Pool пате: Machinery и исходное количество ресурса: Initial number: 5.
• 3. В диалоговом окне блока Schift устанавливается время трудовой смены. Выбираются опции: Shift lime: OJf/On; Time unit: hours; Repeart schedule every 24 hours и заполняется таблица расписания: 0 — оп 10 — off.
• 4. В диалоговом окне блоков Create и Activity выбрать режим Create items randomly, распределение соответсвенно Exponential и Normal с заданными параметрами. В блоке Activity установить максимальное количество одновременно обрабатываемых заявок по количеству рабочих: Maximum items in activity: 7.
• 5. В диалоговом окне блока Resource Item установить количество выделенного ресурса Initial number of items: 7 (количество рабочих) и в таблице ниже установить свойство ресурса Property Name: hours.
• 6. В диалоговом окне блока Batch задать опцию Batch items into a single item и количество объединяемых элементов в таблице ниже (одна заявка и один рабочий).
• 7. В диалоговом окне блока Queue выбрать тин очереди resource pool queue и установить в таблице ниже необходимое количество оборудования для обслуживания заявки: Machinery: 1.

X. В диалоговом окне блоке Set выбрать имя атрибута Wait time, определяющего время ожидания заявки в очереди. Время ожидания считывается с информационного коннектора блока Queue.

9. В диалоговом окне блока Equation выполнить установки согласно рис. 64.

Рис. 64. Насфойка блока Equation

В блоке рассчитывается текущее время, которое отработал рабочий сначала трудовой смены. При расчете учитывается время выполнения заявки (считывается с информационного коннектора блока Activity) и время ожидания оборудования (Wait time).

• 10. В диалоговом окне блока Resource Pool Release задать имя освобождаемого ресурса Release by: name Machinery и его количество Release quantity: fixed number I.
• 11. В диалоговом окне блока Get выбрать атрибут Hours, хранящий текущее время работы рабочего.
• 12. В диалоговом окне блока UnBatch задается количество элементов каждого типа после разделения (одна заявка и один рабочий). Обработанная заявка направляется на выход, а для рабочего проверяется текущее время его работы. Если это время превышает 3 часа (проверка задается в блоке Decision), то рабочий отдыхает 1 час (задержка в блоке Activity) и возвращается к работе (в пул ресурсов). Иначе, рабочий сразу возвращается в пул ресурсов.

По результатам моделирования можно сделать вывод о невысокой эффективности моделируемой системы. Суммарное время обработки заявок рабочими составляет 35% (коэффициент использования) от времени трудовой смены. Остальное время тратится на ожидание оборудования Machinery (дина очереди на ресурс равна 2,1). Заявки на сборку аппаратуры поступают с одинаковой интенсивностью в течение суток, а время работы — 10 часов в сутки (с 8.00 до 18.00). Поэтому, к началу рабочего дня скапливаются заявки (см. рис. 65), которые постепенно выполняются в течение трудовой смены. Таким образом, время ожидания обработки зависит от того, в какое время суток заявка поступила.

Рис. 65. График изменения длины очереди заявок во времени (пример 20)