Условная маршрутизация. 
Имитационное моделирование систем в среде extendsim

В режиме условной маршрутизации путь прохождения заявки определяется в зависимости от заданных условий. Например, заявка может быть направлена, но определенному пути в случае достижения очередью порогового значения или превышения заданного времени ожидания. Для реализации режима условной маршрутизации в ExtendSim используются блоки Decision (задает условие, включен в библиотеку Value.lix) и блок Gate (ограничивает прохождение заявок, открывая или закрывая путь в зависимости от заданных условий, включен в библиотеку Item. Их).

Пример 11. На обрабатывающий участок цеха предприятия через интервалы времени, распределенные экспоненциально со средним значением 10 мин, поступают партии, каждая из которых состоит из 3-х деталей. Обработка деталей производится основным станком в течение 3 мин. Если в очереди к станку скапливается более 4-х деталей, подключается резервный станок, который обрабатывает деталь за 5 мин. Смоделировать обработку на участке 500 деталей. Определить загрузку основного и резервного станков.

Конечный вид модели приведен на рис. 46.

Рис. 46. Модель обрабатывающего участка (пример 11).

Последовательность разработки модели следующая.

• 1. Создать, разместить и соеденить блоки, как показано на схеме (рис. 46).
• 2. Задать в блоке Executive режим окончания моделирования: Stop simulation: when count connector value = 500.
• 3. Задать в диалоговом окне блока Create режим Create items randomly, распределение Exponential с параметрами mean = 10 и location = 0 и во вкладке Options задать число деталей в партии: item quntities = 3.
• 4. Задать в диалоговом окне блока Decision опцию Outputs 1 at У (TRUE) and 0 at N (FALSE) if: A —> = В and В is: 4.
• 5. Задать в диалоговом окне блока Gate режим Type: conditional gating with values и Recheck demand connector after each item passes.
• 6. Задать в диалоговом окне блоков Activity режим Delay is: a constant. Delay (D) = 3 (5) time units, Maximum items in activity = 1.

В модели выход L блока очереди, подсоединенной к станкам, выдает количество заявок, ожидающих обработки. Если это значение выше некоторого порога, к обработке заявок подключается резервный станок. В настройках блока.

Decision задано, что коннектор Y выдает значение истины (1), когда значение на входе А больше 4. Этот сигнал активирует коннектор demand блока Gate и разрешает поступление заявок на резервный станок, который до этого был заблокирован. Когда в очереди содержится 4 или менее заявок, коннектор блока Gate закрывается.

Также можно промоделировать обратную ситуацию, когда все блоки обрабатывают заявки, и затем один или более закрываются при определенном условии. При осуществлении этого условия заявки могут остаться в закрытых блоках до тех нор, пока не продолжится обработка.

Результаты работы модели после обработки 500 деталей, но результатам одного прогона представлены в модельном окне (рис. 46): коэффициент использования основного станка — 0,74; резервного — 0,23. Основной станок обработал 421 деталь, резервный — 79.

Пример 12. На регулировочный участок цеха поступают устройства первого типа в среднем через 12 мин и устройства второго типа в среднем через 14 мин. Каждый тип устройства проходит первичную регулировку, причем в зависимости от типа регулировку осуществляет специалист соответствующей квалификационной категории. Всего задействовано 3 специалиста первой квалификационной категории, которые выполняют настройку устройства в среднем за 34 мин, и 5 специалистов второй квалификационной категории, которые выполняют регулировку в среднем за 80 мин. Далее все устройства направляются на вторичную регулировку, которая вне зависимости от типа выполняется в среднем 35 мин, вторичную регулировку выполняют 5 специалистов. Все величины, заданные средними значениями, распределены экспоненциально.

Смоделировать работу участка в течение 1000 часов. Определить характеристики очереди на втором этапе регулировки.

Конечный вид модели приведен на рис. 47.

Рис. 47. Модель регулировочного участка (пример 12).

Последовательность разработки модели следующая.

• 1. Создать, разместить и соедени гь блоки, как показано на схеме (рис. 47).
• 2. Задать в блоке Executive режим окончания моделирования: Stop simulation: at end time. В пункте меню Run —> Simulation Setup задать End time = 60 000 мин.
• 3. Задать в диалоговом окне блоков Create режим Create items randomly, распределение Exponential с заданным средним mean = 12 (14) и location = 0.
• 4. Задать в диалоговом окне блока Select Item In режим select input based on: merge.
• 5. Задать в диалоговом окне блоков Activity режим Delay is: specified by a distribution распределение Exponential с параметрами mean = 34 (80, 35) и location = 0.

Для остальных блоков модели используются настройки «по умолчанию».

В модели регулировочного участка блок Select Item In будет принимать заявки от любого из двух источников. Диалог установлен в режим Select input based on: merge. Если выход блока Select Item In заблокирован, блок приведет к ожиданию заявок в очередях (помеченных как очередь 2—1, 2—2). Когда Select Item In выходит из блокировки, он проверяет каждый вход по очереди, чтобы получить заявку для дальнейшей обработки на блоке Activity (специалист 3), причем блок получает любую доступную заявку. Это может привести к состоянию, когда некоторые очереди становятся длиннее остальных. Так, в результате моделирования работы участка средняя длина очереди на вторичную регулировку для устройств первого типа составила: 114, а для устройств второго типа — 4,5 (см. рис. 47). На рис. 48 приведен график изменения средней длины очереди в течение времени моделирования для каждого тина устройств. Очевидно, что длина первой очереди в несколько раз больше длины второй очереди.

Рис. 48. График изменения длины очереди (пример 12).

Вариантом модификации модели может быть переключение блока Select Item In в режим Select inputs based on: random и выставление вероятности выбора каждого входа соответственно временам между поступлениями заявок. Таким образом, можно уменьшить несбалансированность очередей на выходе устройств.

Однако, хотя этот способ способствует балансировке выходных очередей, он не является достаточно эффективным ввиду того, что вероятности выбора входных блоков должны быть связаны со временами поступления заявок. И к тому же, работа в данном режиме может привести к зависанию системы, так как блок Select Item In после выбора входа будет ожидать поступления заявок на этот вход, в то время, как на других входах заявки будут ожидать обработки.

Другой способ балансировки очередей заключается в использовании блока Select Item In в связке с блоком Max&Min (Value.Их), который проверяет длину каждой очереди.

Пример 13. Модернизируем модель регулировочного участка цеха и реализуем режим балансировки очередей.

Конечный вид модели приведен на рис. 49.

Рис. 49. Модель регулировочною участка (пример 13).

Последовательность построения модели следующая.

• 1. Создать, разместить и соеденить блоки, как показано на схеме (рис. 49).
• 2. Задать настройки блоков Create и Activity такие же, как в модели примера 12.
• 3. Задать в диалоговом окне блока Select Item In режим Select input based on: select connector.
• 4. Задать в диалоговом окне блока Max&Min параметры Output the: maximum value, и top input connector starts at:().
• 5. Создать именованные соединения LI. L2 от выходных коннекторов, передающих текущую длину очереди, к блоку Мах & Min.

В модели выходной коннектор соп блока Max&Min сообщает, какой из входов имеет наибольшее значение, которое в данном примере означает очередь на выходе обработчика с наибольшим количеством заявок. Блок Max&Min сообщает блоку Select Item In из какой очереди получить следующую заявку.

Заявки выбираются равномерно с каждой линии, и длины очередей примерно равны, по сравнению с тем, что было приведено в примере 12. В результате моделирования средняя длина очереди на вторичную регулировку для устройств первого типа составила: 55,6, а для устройств второго типа — 55,7 (см. рис. 49). На рис. 50 приведен график изменения средней длины очереди в течение времени моделирования для каждого типа устройств, который наглядно иллюстрирует сбалансированность очередей.

Рис. 50. График изменения длины очереди (пример 13).