实验2单服务台单队列排队系统仿真.docx
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实验2单服务台单队列排队系统仿真
实验2排队系统仿真
一、学习目的
1.了解仿真的特点
2.学习如何建构模型
3.熟悉eM-Plant基本的对象和操作
4.掌握排队系统的特点与仿真的实现方法
二、问题描述
2.3・1问题描述
一个只有一个服务窗口的银行服务系统.每天8小时工作制。
所有到达的顾客,都在这个服务窗口前排队,等待姓理银行业务.顾客的到达是随机的,每两个先后到达的顾客的到达时间间隔是不确定的.表土3是对陆续到达的顾客的间隔时间记录的统计结果。
表3候客到诂时间间隔的概率分布
到达时间问MKiniiO
概.率密度
用枳概率
L
0.125
@]25
2
0.125
0.250
3
0.125
0.375
4
0.125
0.500
5
Q.125
0.625
6
0.125
0.750_
7
0.125
0.875
&
a[%
1.000
该银行服务窗口为每个到达的顾客服务的时间是随机的,表2.4是顾客服务时
间纪录的统计结果
表2.4每个顾客服务时间的概率分布
服务时间(min)
概率密度
累计概率
1
0.1
0.1
2
0.2
0.3
3
0.3
0.6
4
0.25
0.85
5
0.1
0.95
6
0.05
1.0
对丁上述这样一个单服务待排队系统,仿真分析30天,分析该系统中顾客的到达、等待和被服务情况,以及银行工作人员的服务和空闲情况。
三、系统建模
3.1仿真目标
通过对银行排队系统的仿真,研究银行系统的服务水平和改善银行服务水平的方法,为银行提高顾客满意度,优化顾客服务流程服务。
3.2.系统建模
3.2.1系统调研
1.系统结构:
银行服务大厅的布局,涉及的服务设备
2.系统的工艺参数:
至U达-取号-等待-服务-离开
3.系统的动态参数:
顾客的到达时间问隔,工作人员的服务时间
4.逻辑参数:
排队规则,先到先服务
5.系统的状态参数:
排队队列是否为空,如果不为空队长是多少,服务台是否为空
6.系统的输入输出变量:
输入变量确定其分布和特征值,顾客的到达时间间隔的概率分布表和每个顾客被服务时间的概率分布.输出变量根据仿真目标设定.包括队列的平均队长、最大队长、仿真结束时队长、总服务人员、每个顾客的平均服务时间、顾客平均排队等待服务时间、业务员利用率等。
3.2.2系统假设
1.取号机前无排队,取号时间为0
2.顾客排队符合先进先出的排队规则
3.一个服务台一次只能对一个顾客服务
4.所有顾客只有一种单一服务
5.仿真时间为1个工作日(8小时)
6.等候区的长度为无限长
3.2.3系统建模
系统模型:
到达k取号A排队A服务快离开
3.2.4仿真模型
1.实体:
银行系统中的实体是人(主动体)
2.属性:
到达时间问隔、接受服务的时间、接受服务类型
3.事件:
顾客到达、开始取号、取号结束、进入队列、出队列、接受服务、服务完成、离开银行。
4.活动:
到达、取号、排队、服务、离开
5.资源:
取号机、排队的座椅、服务柜台
活动
4系统仿真
1.实应,3
eM-Plant中包括3类实体:
entitytcOntainei^,transporter5
is—*
-Entity,届丁被动体,本身在系统中不能移动,需和主动资源配合才能移动,
常用丁生产线上的半成品、仓库中的货物等;
container-,届丁被动体,本身在系统中不能移动,需要和主动资源配合才能
移动。
做容器使用,在container中可以存储entity,如集装箱、托盘、纸箱等;
--transporter届丁主动体,在系统中无论主动资源还是被动资源,均可以移动。
常用丁带动力的实体,如车辆、AGV小车、人等。
实体在仿真系统中必不可少,
任何系统具有1个或者1个以上的实体。
2.toolboxs
toolboxs是在仿真过程中需要使用的各重控件包括:
materialFlow,Resources,
InformationFlow,UserInterface,Tools等5个面板。
本课程重点学习:
materialFlow,
InformationFlow,UserInterface三个面板。
下面分别介绍如下:
fKfalerldflow:
Resource:
InfomnationFlowUsaInterface|Tools
%©舅►卜丑口瓯mm鬲辽国图m二④
connection,连接线,表示实体的移动(或者资源之间的关系),如顾客到达
后取号,则顾客到达资源则与取号机资源。
实体从顾客到达资源进入取号机资源
则二者之间去有connection连接。
EventController,仿真钟,仿真系统钟必备资源,有且只能有一个,表示仿
真过程钟的时间轴。
source,
drain,开始和结束资源,仿真系统钟必备资源,可以有多个,
表示仿真系统的开始点和结束点。
一般来说一个资源对应一个活动,对应实体在
其上的一个时间段。
一个活动或者一个资源有两个事件,开始事件和结束事件。
但是source和drain是一种特殊的资源,只有一个事件,它表示一个时间点,而不
是时间段。
singleProc,
ParallelProc,单工作台和并行工作台资源。
可以表示任意
的加工活动,如顾客接收银行业务员服务活动,取号机取号活动等。
如果只有一
个柜台提供服务,贝U使用singleproc,如果有多个柜台且服务时间和服务方式相同,
则使用ParallelProco如果有多个柜台且服务时间和服务方式不同,则使用多个
singleProc。
Tn
toi
D_tQ
placebuffer,
■■
buffer,等候区。
不同之处在丁placebuffer进来的顺序和
出来的顺序没有关系,而buffer则保证最先进来最先出去(FIFO,FirstInFirstOut),
凡是需要排队等候的地方剧需要用buffer或者placebuffer,一般来说buffer更长用
一些,实际的许多排队系统一般都是FIFO的排队规则。
lines,传送带资源。
entity,container,transporter均可以在其上被传送。
常用丁运输皮带、链式输送机、辗子输送机等。
track,道路。
上述资源中唯一不带动力的资源,只有主动体才可以在其上
运动,entity和container则无法使用track资源。
常用丁道路、轨道。
flowcontrol,流控。
实体在加工过程中根据不同的情况会有不同的流向。
MaterialFlowResourcesInfornftationFlovyUsaiInterfaceTools
methodo前面已提及,除了source和drain,其他的资源可以表示一个活动
(时间段),具有开始事件和结束事件。
eM-Plant软件中有很多类和对象,可以简化构建仿真系统的过程,因此如果没有特殊的要求,一般系统会自动执行。
但
是,根据实际问题的需要,需要编制自己的开始事件和结束事件。
如本实验中,在对顾客进行服务前(开始服务事件),需要考虑顾客的服务时间是多少,系统
无法自动完成,则必须使用method创建一个开始服务事件,插入服务台资源中,通过编程实现任意顾客的服务时间。
Method是编程工具,而编程则是对事件的
编程。
n”
Variable。
全局变量,在C语言中,存在全局变量和局部变量,eM-Plant中
与其相似,在method中定义的变量届丁局部变量,但是,某些时候,某个变量需要在不同的mothod中使用,此时则用到全局变量。
I1
table。
表,用丁储存数据。
Informa(ionFlowUserInterfaceTods
chart,制作各种图表
3.Frame
Frame是仿真系统的工作界面,在Frame中建模并运行仿真系统。
银行系统中,顾客取号后排队等着叫号,根据不同的排队号类别被分成了多个排队队列,取号
后分成多个队歹0则有flowcontrol控制。
在Frame中如图所示:
顾客到达(source)后取号(singleproc)根据不同的顾客类型分类
(flowcontrol),分为个人客户和企业客户,分别进入个人客户队列和企业客户
队列进行排队。
在系统中有3个个人客户服务台(singleproc),如果任何一个个人客户服务台为空,则查找个人客户队列如果不为空,则选择最早进入的客户进行服务。
系统中有n个企业客户服务台,则使用一个多服务台资源(prallelproc)表示,任意一个服务台完成对顾客的服务后,顾客离开(drain),它们之间的关
系用连接线表示(connection)。
针对本实验的单服务台系统则可以简单表示为:
顾客离并
4.
M-Jzls-Jw
Lfela--li-lffi-ff'''^41l&
资源管理器
MateilalFlovjResourcesInformationFlowUsailriterf^ceMUsToolsModels
Frame
资源管理器的功能是对资源进行管理;包括MaterialFlow、Resources
InformationFlow、UseInterFaceMUs、Tools、其功能与tools中的功能相同。
用户可以自己创建新的文件火,创建新的Frame来实现仿真系统的构建。
5.console
console,控制台,呈现编译和调式过程中的各种信息,包括出错信息、警告信息、
输出信息等。
Flame'.ModekFiame"doesnotcanIdinanEvEiniCcfifrdla-Wiodd户uikeIdinsertone?
4.2完成排队仿真系统
1.启动eM-PlantProfessional
开始〉程序>Tecnomatix>eM-Plant7.0>eM-PlantProfessional
打开后如图所示:
liltItNIMH总。
#4(EE3金呼吉-E理由邃漆赛n二k
2.创建新的模型,点选菜单栏File>NewModel
NUM
ELLe心痴J网■舛erEtfliiitfIwi-sBelD
出现下图:
A,chhPhiH!
7.D
[IHe叫gtt舛erF**IwH岬。
蓝ggfalIE目责谷吝。
坷LE舞旧住津*3Jm
MWitsri”FLiwiFasourrts|Enlroli.»ncw|IkwIrrtMxMT«kU|
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#Fwiv
□航旨udfarrE^际函口IM口-
3.新增文件夹
点选Model,按鼠标右键,出现object的功能表,选择New>Folder
然后选中新建文件夹并右击出现快捷菜单,选择Rename进行重新名,名为
“QueueSystem”
EBasis
m.JJMatsriaFlow
>.Jj|InformationFbw
E21Userinterface
E2]MUs
E二]Tools
4创建新的Frame,命名为“QueueFramd
选中QueueSystem文件火,右击,选择New>Frame,然后右击Frame重命名
X
BlBasis
SQMaterialFlow
@□InformationFlwf
EOU^eflnterface
E-OMUs
亩…口Took
百QModels
:
Frame
WJt^ialFL*|F»HMr[«IFLcm|如trInttrlvclTocJ.:
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-DHoiAm
tOflWOUCW
■•LJWwiwbwFlOR
tOUsuirMiica
■Cj心
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5.创建主要控件(根据个人喜好,可将Frame最大化)
AMnM占e.*■口EhhPliiM7LD|-Mu-dck.^ciKS^£LErti.Qunerraiiic-]
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IHeg拶附所珂「囱Iwl-s邮p
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上4耐疏昭i=ih缶1官,»i心正山«□j«
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H-MMrflWi
RKTEUCnHrmdsof/kM
UwdrMK^
HUiT«fcHafefc辱F*
选中toolsX具栏中的source按钮,然后在Frame中单击创建source控件。
A■tM*Pjirt7.D•[_h,c^Jck.QjciKS|!
^l±n>LQuruc7UiiiF]
HiLmHlfl.wIheyurtHI[nliyELmn.w|lArrInkrlBtelto.3
rS0►k-*iSE^tSSHSSs^LLi®*®'j
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HkTEMCT3rtrnMtofifkMUHinWgHUiT-KfcHo*k际Fm
-二^DLw^Sfniari
hUM
用同样的方法创建buffer、singleproc、drain、eventcontroller等控件,同时用
connection将其连接起来。
AN-vNi^rrQ.1f>p■chl^Pliif~Sfl^u-dck.QjciKS^Ifn^Quncrfaiiic']
舞■零燹淄誉.0,19.3-
1£Hehe*#E■㈤eriitrIwH邮。
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4•定供©
■»_JH-sfflrfkw
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[i村iprtiHelp
T]
ClmLibrafrnCtatMl-Irrta~\
6.创建一个实体
>l—s
选中MUs目录下的Entity,然后按住
Ctrl,并拖到QueueSystem目录下,就复制
过来了,右击改名为persono
Basis
+|_JMateridFlow
+口Resources
+OInformalionFlow
+_JU$er|nte(f3ce
[-口MUs
#Entity
zConlrairier
7TwmpoH引
+[口Tools
-LJModels
委Frame
-口QusueS>stem
QueueFrame
ffl-Es-E-ra
阮LJpmn
MateridFbw
Resources
InFormationFlow
Useilntaface
MUs
#Entity
zContainer
***Transporter
I'IToob
、IModels
号Frame
-|_llQueueSyistem
SQueueFrame
#person
7.设置各控件属性
双击source,打开其届性对话框,修改Attributes选项卡里面的MU值,单击后
面的…胺钮,打开selectobject对话框,选择前面新建的person,单击OK。
双击buffer按钮,先设置Attributes选项卡中的Capacity届性值,将其改为-1,表示无限量,单击Apply,然后选择times选项卡,将processingtime改为0,单击OK。
双击Drain,将times选项卡中的processingtime值改为0,单击OK。
双击Eventcontroller,选择settings选项卡,根据要求,设置Data为开始时间,
End为结束时,单击OK。
0A1odefs.QueuaSystem.Que..."日
NavigateViewToolsHelp
8.创建Method以及Tablefile
在tools工具栏中选择Method按钮和Tablefile按钮,然后在Frame中创建相应
的Method和Tablefile,右击弹出快捷菜单,选择Rename进行改名,分别创建6
个Method和3个Tablefile0
Methodresetinit、endsimarrivalintervaltimecustomsevertimecomputequeuelength
Tablefile:
queueTabcustomsTabcustoms20Tab
AiEklPIjiA7-0-[J\AxJck.Q^aucSP^LciilQu^cFuiiifI
I.—任1J
u^eStewJ网fttriiierIwi-s舶D
=J&J_>*_
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Cui^P^Pown
endsimArrrvallntervarrimeCoustom5erverTlmeCoffipubeQueueLeng出
9.创建两个全局变量
在tools工具栏里面选择n兰Variable按钮,创建两个全局变量:
SimulationTimes、
QueueNumberCount将两个全局变量中Value选项卡中的DataType都改为integer,单击OK。
10.修改person届性
在左边根目录下双击Person,弹出对话框,选择CustomAttributes选项卡。
单击new按钮,新建一个届性变量,Name为arrivaltime,DataType为time。
单击OK,返回前面对话框,再新建两个类型为time的serverTime和waitTime
的届性变量。
11.编辑表格届性
设置QueueTab第1歹0的DataType为integer,第2歹0的datatype为integer,第3歹0的DataType为real,第4歹0的DataType为integer,第5歹0的DataType为integer。
设置CustomsTab第1歹0的DataType为integer,第2歹0的DataType为integer,第3歹0的DataType为time,第4歹0的DataType为time,第5歹0的DataType为reab
设置customs20Tab的第1歹0的DataType为integer,第2歹0的DataType为time,第3歹0的DataType为time,第4歹0的DataType为time,第5歹0的DataType为time。
操作:
双击queuetab表,出现表格窗口
■A«cMFidnCTjI|JMudcbjQumcE)*tfEiii.-^ucuERdrm.-QuisucTdbi|
.r旧■—
1打村#揪加舛er"/iWIw^岬d
-J.S.X
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"FfN制Flw|RcyurcoLninr^ll#!
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单击表格菜单栏中的format>inheritformat将其前面的勾去点。
A'JG^lJppcMFlmC7jQ|Aludctk.QurjcE^Eiii.QLKUERdnK.QucuciTub|
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选中第一歹0,单击format>format,出现listformat对话框,将DataType改为integer,单击OK。
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