mô hình hóa hệ hàng đợi phân xưởng gia công cơ khí có hai máy khác nhau làm việc song song

Lời nói đầu Hệ thống hàng đợi là hệ thống thường gặp và có ảnh hưởng lớn đến các hoạt động của con người. Ta có thể thấy vai trò của việc nghiên cứu hệ hàng đợi trong kinh tế là rất rõ nét. Hệ thống hàng đợi là hệ thống bao gồm có các bộ phận phục vụ và dòng khách hàng đi đến hệ thống để được phục vụ, các khách hàng sẽ đựơc phục vụ nếu như các bộ phận phục vụ sẵn sàng, và ngược lại, nếu các bộ phận này bận thì khách hàng sẽ phải đợi đến lượt. Các ngành kinh doanh trong một nền kinh tế đều phát triển dựa trên việc nghiên cứu lý thuyết đám đông và Sigma chính là phần mềm ra đời dựa trên lý thuyết ấy, đây là phần mềm chuyên dụng để mô phỏng hệ hàng đợi. Trong bài tập Mô Hình Hoá này, nhiệm vụ đặt ra là là mô phỏng hệ thống hàng đợi bằng phần mềm Sigma, cụ thể là mô phỏng hoạt động của một phân xưởng gia công cơ khí. 1 Chương 1. Giới thiệu chung 1.1. Giới thiệu về phần mềm sigma Phần mềm Sigma SIGMA là viết tắt của từ Simultion Graphical Modeling and Analysis(Mô phỏng_Giao diện đồ hoạ_mô hình và phân tích). Là phần mềm mô phỏng hệ hàng đợi được phát triển bởi công ty BOYD & FRASER PUBLISHING năm 1995. Đây là một phần mềm phân tích và mô phỏng đồ họa hiện đại với tính linh hoạt cao . SIGMA là một phương pháp mới làm tách rời mô hình mô phỏng sự kiện và việc phân tích nó với những nét dặc trưng mạnh mẽ và độc nhất mà chỉ nó mới có. Nét đặc sắc nhất đáng nói ở đây là với SIGMA thì các mô hình mô phỏng có thể được tạo mới, thay đổi , mở rộng ngay cả khi nó đang chạy. Các sự kiện có thể được thêm vào, thay đổi hay thậm chí là xoá đi trong lúc chương trình đang chạy. Việc mức chuỗi logic bị thay đổi mà không dừng chạy dẫn đến thay đổi mã và phải dịch lại. Bạn có thể tạm dừng hay cho chạy lại để xem xét riêng rẽ đối với các sự kiện mà bạn quan tâm. Có các hiệu ứng hình ảnh là một điẻm đặc biệt của SIGMA so với các phần mềm mô phỏng khác. Các hiệu ứng này không phải là đựơc thêm vào mô hình mô phỏng theo các phương thức add_on như các phần mềm khác. Trong SIGMA, các hoạt ảnh và mô hình mô phỏng là như nhau. Thêm vào đó, cho việc phân tích, tạo hiêu ứng hình ảnh, SIGMA cũng cho phép các hình ảnh, lưu đồ, đồ thị có thẻ dán nên giao diện cho tiện dùng. Để nhanh chóng và linh động, SIGMA có thể tự động dịch sang một số ngôn ngữ khác, ví dụ như C, PASCAL, và FORTRAN. Các ứng dụng SIGMA có thể chạy song song đồng thời. Bạn có thể sao và dán các đối tượng từ bên này sang bên kia. Trên thực tế bạn có thể phát triển mô hình bên một phần và cải tạo đồ hoạ phần còn lại, sau đó thì kết hợp hai phần lại. 2 SIGMA là chương trình mô phỏng đầy đủ: từ việc xây dựng mô hình mô phỏng và kiểm tra đến việc phân tích dữ liệu ra, tạo hiệu ứng hình ảnh và dẫn chứng bằng tài liệu. 1.2. Đề bài và yêu cầu Đề 33: Phân xưởng gia công cơ khí có 2 máy khác nhau làm vệc song song. Một phân xưởng có 2 máy gia công làm việc song song. Máy A0 có tốc độ gia công nhanh, thời gian gia công tuân theo luật phân bố đều nằm trong khoảng 38 phút. Máy A1có tốc độ gia công chậm, thời gian gia công tuân theo luật phân bố đều nằm trong khoảng 8 15 phút. Các chi tiết máy được đem đến gia công tuân theo luật phân bố mũ với cường độ λ=0,2 chi tiết/ phút. Các chi tiết được xếp hàng để chờ gia công. Bao giờ cũng ưu tiêngia công ở máy A0 có tốc độ gia công nhanh. Chỉ khi máy A0 bận mới chuyển sang gia công tại máy A1 có tốc độ gia công chậm. a. Hãy mô phỏng phân xưởng nói trên trong khoảng thời gian 4 giờ. Xác định số chi tiết được gia công tại máy A0 và A1. b. Hãy mô phỏng phân xưởng gia công cơ khí nói trên cho đến khi máy A1 gia công được 20 chi tiết. Tính độ dài trung bình của hàng đợi. 3 Chương 2. Xây dựng mô hình toán 2.1. Phân tích bài toán Qua đề bài ta lưu ý các điểm cơ bản sau: - Tốc độ gia công của máy A0 tuân theo luật phân bố đều trong khoảng 3 đến 8 phút. Như vậy khoảng thời gian đến của hai chi tiết liên tiếp là một số ngẫu nhiên: t =3+5*RND - Hai máy gia công là 2 kênh phục vụ, thời gian phục vụ tuân theo luật phân bố mũ với cường độ λ= 0.2 chi tiết/phút nên ta có: t=5*ERL{1} - Tốc độ gia công của máy A1 tuân theo luật phân bố đều trong khoảng 8 đến 15 phút. Như vậy khoảng thời gian đến của hai chi tiết liên tiếp là một số ngẫu nhiên: t =8+7*RND - Luật sắp hàng là FIFO chúng ta không cần quan tâm vì nó không ảnh hưởng đến kết quả trong bài. Dựa vào các phân tích trên ta xây dựng lưu đồ và graph cho bài toán. 2.2. Graph và các bước mô phỏng 2.2.1. Graph Ta chọn mô hình mô phỏng có sẵn từ phần mềm Sigma để thay thông số tính toán theo bài toán. Theo yêu cầu bài ra ta chọn mô hình slofast0 để mô phỏng phân xưởng nói trên. 4 2.2.2. Các bước mô phỏng - Khai báo biến * Các nút trong hệ thống 5 - RUN: thông báo máy A0 và A1 đang chờ gia công hay hệ thống đang rỗi. - ARRIV: chi tiết đến gia công, mỗi vòng lặp số chi tiết gia công tăng lên 1. 6 - CHECK: kiểm tra máy A0 và A1, nếu bằng 0 là bận. - STRTO : Bắt đầu phục vụ với máy A0, số chi tiết chờ gia công giảm đi 1. 7 - LEAVO: Kết thúc phục vụ ở máy A0, số chi tiết được phục vụ ở máy A0 tăng thêm 1. - STRT1: Bắt đầu phục vụ với máy A1, số chi tiết chờ gia công giảm đi 1. 8 - LEAV1: Kết thúc phục vụ ở máy A1. Số chi tiết được phục vụ ở máy A1 tăng lên 1. • Các mũi tên trong hệ thống - RUN-> ARRIV Khởi tạo các thông số là mặc định, mũi tên này mô tả việc nếu chi tiết đến sẽ được đưa đến máy gia công ngay. 9 - ARRIV-> ARRIV Sắp xếp khởi tạo vòng lặp kế tiếp, sau mỗi khoảng thời gian ngẫu nhiên 5*ERL{1} (Do đầu bài chi tiết đến gia công tuân theo luật phân bố mũ với cường độ λ=0,2 chi tiết/ phút). - ARRIV-> CHECK Bắt đầu hoạt động kiểm tra 10 [...]... với máy A0 nếu máy A0 rỗi - CHECK-> STRT1 Bắt đầu phục vụ với máy A1 nếu máy A0 bận - STRT0-> LEAV0 11 Chi tiết kết thúc gia công ở máy A0 Cài đặt thông số cho máy A0, thời gian gia công theo luật phân bố đều trong khoảng 3 đến 8 phút - LEAV0-> STRT0 Sau khi gia công chi tiết cần được phục vụ sẽ quay lại để được phục vụ lại - STRT1->LEAV1 12 Chi tiết kết thúc gia công ở máy A1 Cài đặt thông số cho máy. .. A1, thời gian gia công theo luật phân bố đều trong khoảng 8 đến 15 phút - LEAV1-> STRT1 Sau khi gia công chi tiết cần được phục vụ sẽ quay lại để được phục vụ lại - Ta cài đặt điều kiện ngừng mô phỏng là trong 4giờ tức là 240 phút 13 2.3 Kết quả mô phỏng 2.3.1 Kết quả mô phỏng khi phân xưởng gia công trong thời gian 4h MODEL DEFAULTS -Model Name: MHH.MOD Model Description: PHAN XUONG GIA CONG... 236.262 START1 15 0 0 2 32 14 237.634 LEAVE0 33 1 0 2 33 14 237.634 START0 34 0 0 1 33 14 244.243 LEAVE0 34 1 0 1 34 14 Ta có các đồ thị mô phỏng: 22 23 2.3.2 Mô phỏng khi máy A1 gia công được 20 chi tiết MODEL DEFAULTS -Model Name: PHMTHH~1.MOD Model Description: PHAN XUONG GIA CONG Output File: UNTITLED.OUT Output Plot Style: NOAUTO_FIT Run Mode: Trace Vars: GRAPHICS S[0],S[1],Q, Random Number... LEAVE0 41 1 0 0 19 298.320 ARRIV 62 1 0 1 19 298.320 CHECK 62 1 0 1 19 298.320 START0 42 0 0 0 19 303.572 LEAVE0 42 1 0 0 19 309.036 LEAVE1 20 1 1 0 20 33 34 35 Qua đồ thị trên ta thấy độ dài trung bình hàng đợi là là 4 chi tiết 36 . 33: Phân xưởng gia công cơ khí có 2 máy khác nhau làm vệc song song. Một phân xưởng có 2 máy gia công làm việc song song. Máy A0 có tốc độ gia công nhanh, thời gian gia công tuân theo luật phân. xếp hàng để chờ gia công. Bao giờ cũng ưu tiêngia công ở máy A0 có tốc độ gia công nhanh. Chỉ khi máy A0 bận mới chuyển sang gia công tại máy A1 có tốc độ gia công chậm. a. Hãy mô phỏng phân xưởng. để mô phỏng hệ hàng đợi. Trong bài tập Mô Hình Hoá này, nhiệm vụ đặt ra là là mô phỏng hệ thống hàng đợi bằng phần mềm Sigma, cụ thể là mô phỏng hoạt động của một phân xưởng gia công cơ khí. 1 Chương