Устройство для моделирования систем массового обслуживания

(57)тельн Из ельн зор ан сого режим средс ерсо Цецион за этапн он чес Н роист УсАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМНТ СССР ТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ 606637/24-247.11.883.11.90.Бюл. Р 43.В.Адерихин, С.П.ЕремУлиско81.333 (088.8)торское свидетельств00, кл. С 06 Р 15/20,орское свидетельство661, кл. С 06 Г 15/20 СТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯМАССОВОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ зобретение относится к вычислий технике и может быть испольбретение относится к вычислий технике и может быть испольпри моделировании систем масобслуживания (СМО) с учетомв Функционирования .технических в (обслуживающих приборов) и ала.ь изобретения - расширение функьных возможностей устройстват воспроизведения режимов двухй подготовки обслуживающего пери двухэтапной подготовки техих средств.Лиг1 и 2 приведена схема устйство содержит формирователь очного импульса, генератор 2 спервого по седьмой элемензовано при моделировании систем массового обслуживания. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства за счет воспроизведения режимов двухэтапной подготовки обслуживающего персонала и двух- этапной подготовки технических средств. Устройство содержит формирователь одиночного импульса, генера 7тор заявок, семь элементов И, генератор случайных интервалов времени работы, два триггера, два дифферен-. цирующих элемента, и каналов обслуживания, генератор случайных импульсов команд, генератор счетных импульсов, формирователь интервала времени готовности и блок счетчиков. 2 ил. ты И 3 - 9 генератор 10 случайных интервалов. времени работы, первый триггер 11, первый 12 и второй 13 диФференцирующие элементы,п каналов 14, - 14 обслуживания, генератор 15 случайнйх импульсов команд, генератор 16 счетных импульсов, формирователь 17 интервала времени готовности, блок 18 счетчиков и второйтриггер 19.Каждый канал обслуживания содер-, жит с первого по четвертый элементы ИЛИ 20 - 23, генератор 24 случайных интервалов времени отказов и восстановления, генератор 25 интервалов времени предварительной подготовки обслуживающего персонала, первый дифференцирующий элемент 26, 1608685генератор 27 случайных интерваловвремени заключительной подготовкиобслуживающего персонала, генератор 28 случайных интервалов времениначальной подготовки техники, генератор 29 случайных интервалов времени окончательной подготовки техники,формирователь 30.интервалов времениконтроля качества подготовки, блок31 элементов задержки, с второго попятый дифференцирующие элементы32 - 36, с первого по девятый элементы И 37-45, четыре триггера 46-49,пятый элемент ИЛИ 50, первый вход 51, 15выход 52 и второй вход 53.Формирователь 1 одиночного импульса инициирует моделирование, генератор 2 моделирует поток с:бслуженных,заявок, Установка триггера 11 в единичное состояние свидетельствует онезанятости СМО, а также обеспечивает запуск каналов моделирования, Каналы моделирования предназначены дляформирования сигналов на выходе 52, 25пропорциональных времени обслуживания заявок. Генератор 15 случайныхимпульсов команд формирует потокзаявок на обслуживание. Генератор 16счетных импульсов формирует тактовыеимпульсы, Формирователь 17 интервалавремени готовности формирует импульсы, свидетельствующие об освобождении СМО от обслуживания заявки и готовности к очередному этапу моделирования. Блок 18 счетчиков предназначен для хранения результатов моделирования,Устройство моделирует процесс 40 Функционирования СМО, имеющей в своемсоставе и разнотипных приборов (каналов) обслуживания, каждый из которых может находиться в двухэтапномрежиме подготовки обслуживающего пер-. 45сонала и двухэтапном режиме подготовки техники (аппаратуры). Режимыподготовки обслуживающего персоналаи аппаратуры контролируются, . В зависимости от результатов контроля качества подготовки возможны три ситуации. Если подготовка проведена за время йй, то повторяется толькоокончательная подготовка аппаратуры, если подготовка проведена за время г.,п С ( (С), то повторяется заключительная подготовка обслужи-. вающего персонала, начальная и окончательная подготовка техники. Еслисто считается, что под 2)готовка проведена качественно.Общему режиму подготовки каналов обслуживания в целом предшествует режим ожидания системы, Обслуживание заявок происходит, когда устройство находится в режиме готовности. За один интервал пребывания системы в режиме готовности может быть обслужено несколько заявок, после чего устройство вновь перЕходит в режим ожидания.Устройство работает следующим образом.В исходном положении триггеры 11 и 19 находятся в нулевом состоянии, Импульс с выхода формирователя 1 одиночного импульса запускает генератор 15 случайных импульсов команд. генератор 16 счетных импульсов,а также поступает на единичный вход триггера 11. На выходе триггера начинает формироваться единичный сигнал, длительность которого пропорциональ на временному интервалу, соответствующему режиму ожидания, Интервал времени заканчивается с поступлением на нулевой вход триггера 11 импульса с выхода элемента И 8, который открывается при поступлении импульса с выхода генератора 15, имитирующего полу. чение команды (распоряжения) на применение системы, и при отсутствии сигнала на втором (инверсном) входе элемента И 6, что соответствует тому, что система не занята обслуживанием, т.е.свободна.С выхода триггера 11 единичный сигнал поступает на вход дифференцирующего элемента 13. По окончании ,интервала времени ожидания на выходе дифференцирующего элемента 13 формируется импульс, который поступает на вход 51 каждого из и каналов 14- 14обслуживанияЭтот импульс также поступает на единичный вход триггера 19 и перебрасывает его в единичное состояние. На выходе триггера 19 начинает формироваться импульс, длительность которого соответствует режиму подготовки всей системы.Через случайные интервалы времени на выходе 52 каждого из и каналов 14- 14обслуживания появится еди - ничный сигнал, имитирующий окончание подготовки данного 1-го канала 14,. Как только на всех выходах 52 и каналов обслуживания установится единич 1608685ный что под эле лев и к в и лев в и етс пос инт ходдлитинте нахо ти. пуль вход запр чае, готоИ такж заяв ется импу заяв Импу элем на е выхо вход валс торо иост врем с вь ет н где пивш ",0 и мент:леме поствателИ оконч ствен ходитвходтываеженньля 17вый в котор ратор сигнал, открывается элемент И 8, соответствует окончанию режима отовки всей системы, С выхода ента И 8 сигнал поступает на нуе входы триггера 46 в каждом из налов обслуживания, переводя их ходное состояние, а также на нуй вход триггера 19, переводя его ходное состояние, этим имитируокончание подготовки системы. мпульс с выхода элемента И 8 упает также на формирователь 17 рвала времени готовности, на выкоторого Формируется импульс с ельностью, пропорциональной валу, соответствующему времениения системы в режиме готовносвыхода формирователя 17 импоступает на второй (инверсный) элемента И 6, что соответствует ту на прохождение команд в слуесли система находится в режиме ности.пульс с выхода элемента И 8поступает на вход генератора 2к, на выходе которого формируслучайная последовательность ьсов, имитирующих поступление к на обслуживание в системе. ьс с выхода генератора 2 через нт И 3 при разрешающем сигнале о втором входе, поступающем с а формирователя 17, поступает нагенератора 10 случайных интервремени работы, на выходе коо формируется импульс с длителью, соответствующей интервалуни обслуживания заявок. Импульсода элемента И 3 также поступапервый вход блока 18 счетчиков,одсчитывается общее число постух заявок, С выхода генератораульс через дифференцирующий эле 12 поступает на инверсный входта И 5, на прямой вход которогоает импульс с выхода формиро 17.ульс, соответствующий моментуния времени работы (непосредое обслуживание заявки), прочерез элемент И 5 на второйлока 18 счетчиков, где подсчи-.ся общее число полностью обслузаявок. С выхода формироватеимпульс также поступает на перод элемента И 9, второй входго соединен с выходом гене 16. С выхода элемента. И 9 импульсы поступают на пятый входблока 18 счетчиков, где подсчитыватся время нахождения системы в5режиме готовности, Третий вход блока 18 счетчиков, где определяетсятакже длительность режима подготовки, подключен к выходу элемента И 7.первый и второй входы которого сое -динены соответственно с выходами триггера 19 и генератора 16. С выходагенератора 10 единичный сигнал поступает на первый вход элемента И 4на второй вход которого поступаютсчетные импульсы с выхода генератора16, которые через элемент И 4 поступают на четвертый вход блока 18 счетчиков для подсчета общего времениобслуживания заявок. С выхода генера 20 тора 15 импульсы также поступают нашестой вход блока 18 счетчиков дляподсчета количества поступивших команд на применение моделируемой системы,Функционирование 1-го канала обслуживания осуществляется в четырехрежимах.В первом режиме канал исправен,время подготовки канала находится в30 интервале Т, с 1 с , где ,. - минимально необходимое время для качественной подготовки канала й - макФсимально необходимое по нормативамвремя для качественной подготовки35Во втором режиме в канале в ходеподготовки возникает отказ.В третьем режиме в канале послеокончания подготовки по результатамконтроля качества подготовки проводится повторная подготовка ( с С )оВ четвертом режиме в канале послеокончания подготовки по результатамконтроля качества подготовки прово 45 дится повторная подготовка (1 ) С).В исходном состоянии триггеры46 и 47 имеют на выходе нулевой потенциал, триггер 49 имеет на выходеединичный потенциал, триггер 48 вединичном состоянии, при котором элемент И 43 по первому входу открыт, аэлемент И 44 по первому входу закрыт,блок 31 элементов задержки обеспечивает Формирование временных интервалов, минимально необходимых для качественной подготовки -го каналаобслуживания. Элементы задержки свходами 1 - 4 имеют время задержкиИ иги 1 соответственно,приэтом должно выполняться условиеС С", С С",С", С, С=12 1 фгде С - случайное миних 5 мально возможное время, затрачиваемое на подготовку обслуживающего персонала и аппаратуры.Рассмотрим работу -го канала обслуживания в первом режиме. С выкода 51 импульс запускает генератор 25, а также через блок 31 элементов задержки, элемент ИЛИ 50 и открытый элемент И 45 запускает формирователь 30. Импульс, имитирующий режим15 предварительной подготовки обслуживающего персонала, с выхода генератора 25 через дифференцирующий элемент 26 своим задним фронтом, для чего используется инверсный выход дифференцирующего элемента 26, через элемент ИЛИ 21 запускает генератор 27, на выходе которого формируется импульс, длительность которого соответствует времени заключительного этапа подготовки обслуживающего персонала.В момент окончания этого импульса на выходе дифференцирующего элемента 32 появляется импульс, который через элемент ИЛИ 22 запускает генератор 28. С выхода генератора 28 импульс через дифференцирующий элемент 33 и элемент ИЛИ 23 запускает генератор 29, на выходе которого Формируется импульс, имитирующий окончательный этап 35 подготовки техники. С выхода генератора 29 импульс через инверсный выход дифференцирующего элемента 34 поступает на первый .прямой вход элемента И 37, проходит через него 40 только в случае наличия разрешающих напряжений на инверсном и на втором прямом входах, т,е. в случае, когда, канал исправен (разрешающий потенциал на инверсном входе) и когда. на 45. втором прямом входе будет разрешаюгщее напряжение от формирователя 30, а именно когда С ( С ( С (т.е., по результатам контроля качества подготовки канала к работе подготовка про, 50 ведена качественно), С выхода элемента И 37 импульс поступает на единичный вход триггера 46 и перебрасы - вает его, что соответствует окончанию режимаподготовки -го канала обслу живания.Работа х-го канала во втором режиме (при возникновении неисправности в нем при подготовке). С выхода генератора 24 в случайный момент времени появляется импульс, имитирующий передним Фронтом появление отказа в канале, с длительностью, соответствующей случайному времени устранения отказа. Этот импульс на время своей длительности закрывает элемент И 37 и открывает элемент И 38, Таким образом, импульс с выхода дифференцирующего элемента 34 пройдет через открытый элемент И 38 и перебросит триггер 47 в состояние при котором на его выходе будет еди ничный потенциал, открывающий элемент И 40 по первому входу. По окончании импульса случайной длительности с выхода генератора 24 через инверсный выход дифференцирующего элемента 35 пройдет импульс, имитирующий окончание устранения отказа. Пройдя через элемент И 40, он установит триггер 47 в исходное состояние, а также поступит на второй вход блока 31 элементов задержки, имитируя включение схемы контроля качества подготовки, Кроме того, сформированный импульс, пройдя через элемент ИЛИ 20, установит триггер 48 в исходное состояние, пройдя через элемент ИЛИ 22, он запустит генератор 28, моделируя повторную после устранения отказа подготовку .техники,Работа канала в третьем режиме (С ( С) осуществляется следующим образом, После окончательного этапа подготовки техники импульс с инверсного выхода дифференцирующего элемен-. та 34 поступает одновременно на первые входы элементов И 38 и 39 и первый вход элемента И 37. Так как канал исправен, элемент И 38 по второму входу будет закрыт, и, поскольку С ( С единичный потенциал на выходе формирователя 30 отсутствует и элемент И 37 по второму входу закрыт. Через элемент И 39 импульс с инверсного выхода дифференцирующего элемента 34 пройдет на вторые входы элементов И 43 и 44, Затем этот импульсчерез элементы И 43 и 41, а также элемент ИЛИ 23 поступит на вход запус-, ка генератора 29. Триггер 49 установится в состояние, при котором элемент И 45 будет по второму входу закрыт. Одновременно этот импульс поступит на четвертый вход блока 31 элементов задержки для формирования интервала времени контроля качествап 49 ду бл ме щи эт ве элИ ля поИИ ме хо ди эл эт мо ка чит пер вхо нил чес зле 48 нен вис лей чен нек под ятн про рун дготовки. до того, как с четвертог выхода блока 31 элементов зад, ржки появится этот импульс, с втор го входа этого блока 31 появится и пульс, поступивший на блок задерж 5 к ранее. Он, пройдя элемент ИЛИ 50, поступит на единичный вход триггераТак как длительность формируемого импульса меньше чем время переЭ 10 бр са триггера 49, этот импульс через эл мент И 45 не пройдет, но зато слещий импульс с четвертого выходака 31 элементов задержки пройдет че ез элемент И 45 беспрепятственно 15 (т к как триггер 49 уже перебросится в сходное состояние) и запустит форми ователь 30.Работа канала в четвертом режи() е ) осуществляется следую Ообразом. После окончательногопа подготовки техники импульс с инсного выхода дифференцирующегомента 34 пройдет через элемент9 (так как на выходе формировате 30 после времени с единичный поте циал уже будет отсутствовать) итупит на вторые входы элементов3 и 44. К этому времени элемент3 по второму входу закрыт, а элет И 44 по второму входу открыт,как триггер 48 переброшен из исного состояния импульсом с выхода,еренцирующего элемента 36, сформи ованного во время Е, передним 35 фр нтом импульса с формирователя 30.Пройдя элемент И 44 и открытыймент И 42 ( в канале нет отказа),т импульс поступит через элемент21 на запуск генератора 27 дляелирования повторной подготовкиала обслуживания, начиная с заклюельной подготовки обслуживающегоонала, и одновременно на третийблока 31 задержек для формироваинтервала времени контроля кава подготовки, а также, пройдяент ИЛИ 20, установит триггерисходное состояние.о показателям счетчиков объедиФ 50ых в блоке 18 счетчиков (в замости от интересующих показатеблок счетчиков может быть увелинапример, для подсчета числа.гчественных и качественныхотовок), можно оценить веро 55стные и временные показателиесса обслуживания заявок иционирования СМО, К, таким показателям относятся, например,вероятность обслуживания заявок, ве-:роятность пребывания системы в -мрежиме (ожидания, работы и т,д,) идругие показатели, характеризующиепроцесс обслуживания заявок и динамику функционирования систем массового обслуживания с учетом обслуживающего персонала и качества их подготовки,Формула изобретенияУстройство для моделирования сис - тем массового обслуживания, содержащее формирователь одиночного импульса, генератор заявок, с первого по седьмой элементы И, генератор случайных интервалов времени работы, первый триггер, два дифференцирующих элемента и первый канал обслуживания, содержащий с первого по четвертый элементы ИЛИ, генератор случайных интервалов времени отказов и восстановления, а также последовательно соединенные генератор случайных интервалов времени предварительной подготовки обслуживающего персонала и первый дифференцирующий элемент, причем в устройстве выход генератора заявок подключен к первому входу первого элемента И, выходФгенератора случайных интервалов времени работы соединен с первым входом второго элемента И и входом первого дифференцирующего элемента, выход. которого подключен к первому входу третьего элемента И, выход четвертого элемента И соединен с нулевым входом первого триггера, выход которого подключен к входу второго дифференцирующего элемента, о т л и ч а ю щ е е - с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства за счет воспроизведения режимов двухэтапной подготовки обслуживающего персонала и техники, в него введены генератор случайных импульсов команд, генератор счетных импульсов, формирователь интервала времени готовности, блок счетчиков, второй триггер и иканалов обслуживания, идентичных первому, причем все каналы обслужива- ния дополнительно содержат генератор случайных интервалов времени заклю= чительной подготовки обслуживающего персонала, генератор случайных интервалов времени начальной подготовки1608685 12элемента И, выход которого подключенк входу запуска формирователя интер- в валов времени контроля качества поди, готовки, выход которого соединен с Фвходом пятого дифференцирующего элемента, третьим входом первого элемента И и с вторым входом третьегоэлемента И, выход которого подключенк первому входу седьмого элемента И а и первому входу восьмого элемента И,второй вход которого соединен с нулевым выходом третьего триггера, а выход - с первым входом шестого элемен -та И, выход которого подключен к вто, е- Рому входу второго элемента ИЛИ итретьим входом блока элементов задержки и первого элемента ИЛИ, выходкоторого соединен с нулевым входомтретьего триггера, единичный входкоторого соединен с выходом пятогодифференцирующего элемента, а выходподключен к второму входу седьмого о- элемента И, выход которого соединен ф с первым входом пятого элемента И, ро- выход которого подключен к второмувходу четвертого элемента ИЛИ, нуле -вому входу четвертого триггера ичетвертому входу блока элементов задержки, выход второго элемента И о- соединен с единичным входом второготриггера, единичный выход которогоподключен к вторым входам четвертото- го, пятого и шестого элементов И, выди- ход первого элемента И подключен5к,единичному входу первого триггера ь- причем в устройстве выход формировао- теля одиночного импульса подключен фе- к единичному входу первого триггераи входам запуска генератора счетныхимпульсов и генератора случайныхимпульсов команд, выход которого соединен с первым входом четвертого элемента И, второй вход которого подклютехники, генератор случайных интервалов времени окончательной подгото ки техники, формирователь интервало времени контроля качества подготовк блок элементов задержки, с второго и пятый дифференцирующие элементы, с первого по девятый элементы И, с пер вого по четвертый триггеры и пятый элемент ИЛИ. причеи в каждом канале обслуживания вход запуска генератор случайных интервалов времени предва рительной подготовки обслуживающего персонала соединен с первыми входами блока элементов задержки и перво го элемента ИЛИ, выход первого дифф ренцирующего элемента подключен к первому входу второго элемента ИЛИ, выход которого подключен к входу за пуска генератора случайных интервалов времени заключительной подготов ки обслуживающего персонала, выход которого подключен к входу второго дифференцирующего элемента, выход к тррого подключей к входу второго ди ференцирующего элемента, выход кото го подключен к первому входу треть го элемента ИЛИ. выход которого под ключен к входу запуска генератора случайных интервалов времени началь ной подготовки техники, выход котор ,го подключен к входу третьего диффе ренцирующего элемента, выход которо го подключен к первому входу четвер го элемента ИЛИ, выход которого сое нен с входом запуска генератора слу чайных интервалов времени окончател ной подготовки техники, выход котор го подключен к входу четвертого диф ренцирующего элемента, выход которо го соединен с первыми входами перво го, второго и третьего элементов И выход генератора случайных интервалов времени отказов и восстановления соединен с вторыми входами первого 45 и второго элементов И, а также входом . седьмого дифференцирующего элемента, выход которого подключен к первому входу четвертого элемента И, выход которого соединен с нулевым входом второго триггера, вторыми входами первого элемента ИЛИ и вторым входом блока элементов задержки, выходы которого соединены с входами пятого элемента ИЛИ, выход которого подклю 55 чен к первому входу девятого элемента И, единичному входу четвертого триггера, единичный выход которого подключен к второму входу девятого чен к первому входу седьмого элемента И, выходу формирователя интервала времени готовности, второму входу третьего элемента И и второмувходу первого элемента И, выход которого соединен с входом запуска генератора случайных интервалов времениработы и первым входом блока счетчиков, второй, третий, четвертый,пятый и шестой входы которого подключены соответственно к выходам третьего элемента И. пятого элемента И,второго элемента И, седьмого элемента И и генератору случайных импульсовкоманд, выход генератора счетных им17 Ю 5 17 фиг.1 фиг. Р ульсов соединен с вторыми входами торого, пятого и седьмого элементовединичный выход первого триггера оединен с входом второго дифференциующего элемента, выход которого под 5 ючен к единичному входу второго риггера и входам генераторов слуайных интервалов времени предвариельной подготовки обслуживающего персонала всех каналов обслуживания,вход запуска генератора заявок объединен с входом запуска формирователяинтервала времени готовности и подклн 1чен к выходу шестого элемента И инулевым входам первых триггеров всехканалов обслуживания, единичные выходы которых подключены к входам шестого элемента И устройства,1