|
Эксплуатационное обслуживание ВЦ
Разработать модель для эмитации
производственной деятельности ВЦ при планово-предупредительном обслуживании
эксплуатируемого парка ЭВМ. По полученной модели оценить распределение случ.
переменной число машин находящихся на внеплановом
ремонте . Рассматриваемый ВЦ имеет в своем составе парк ЭВМ ,
обеспечивающий среднюю производительность. и базирующийся на ЭВМ IBM PC с ЦП
типа 386SX и 386DX. Кроме: этого на ВЦ используются в качестве сетевых серверов
машины типа 486DX и Pentium, поддерживающие локальные сети, в которых
осуществляется сложная цифровая обработка больших цифровых массивов информации ,
кроме этого, решаются задачи разработки цветных изображений. На ВЦ принято
планово-профилактическое обслуживание. ВЦ с небольшим парком ЭВМ и поэтому
ремонтом ЭВМ занимается всего один радио-механик ( в терминах СМО - ремонтник).
Это означает: что одновременно можно выполнять обслуживание только одной ЭВМ.
Все ЭВМ должны регулярно проходить профилактический осмотра. Число эвм
подвергающееся ежедневному осмотру согласно графика, распределено равнлмерно и
составляет от 2 до 6. Время, необходимое для осмотра и обслуживания каждой ЭВМ
примерно распределено в интервале от 1,5 до 2,5 ч. За это время необходимо
проверить саму ЗВМ, а также такие внешние ус-ва как цветные струйные принтеры,
нуждающиеся в смене или заправке катриджей красителем. Несколько ЭВМ имеют в
качестве внешних устройств цветные плоттеры (графопостроители) , у которых
достаточно сложный профилактический осмотр. В некоторых случаях профилактический
осмотр прерывается для устранения внезапных отказов сетевых серверов, работающих
в три смены, т.е 24 ч в сутки. В этом случае текущая профилактическая работа
прекращается, и ремонтник начинает без задержки ремонта сервера. Тем не менее,
машина-сервер, нуждающаяся в ремонте, не может вытеснить другую машину-сервер,
уже стоящую на внеплановом ремонте. Распределение времени между поступлениями
машин-серверов является пуассоновским со средним интервалом равным 48 ч. Если
ремонтник отсутствует в момент поступления ЭВМ эти ЭВМ должны ожидать до 8ч
утра. Время их обслуживания распределено по экспоненте со средним значение в 25
ч.Необходимо построить GPSS-модель для имитации производственной деятельности
ВЦ. По полученной модели необходимо оценить распределение случайной переменной
число машин-серверов, находящихся на внеплановом ремонте . Выполнить
прогон модели, имитирующей работу ВЦ в течении 25 дней, введя промежуточную
информацию по окончании каждых пяти дней. Для упрощения можно считать, что
ремонтник работает 8 ч в день без перерыва, и не учитывать выходные. Это
аналогично тому, что ВЦ работает 7 дней в неделю. . (Рис.1.). Транзакты,
подлежащие плановому осмотру, являются пользователями обслуживающего прибора
(ремонтник), которым не разрешен его захват. Эти ЭВМ-транзакты проходят через
первый сегмент модели каждый день с 8 ч утра.ЭВМ-транзакт входит в этот сегмент.
После этого транзакт поступает в блок SPLIT, порождая необходимое число
транзактов, представляющих собой ЭВМ, запланированные на этот день для
осмотра.Эти ЭВМ-транзакты проходят затем через последовательность блоков SEIZE-
ADVANCE-RELEASE и покидают модель. . Сегмент внепланового ремонта ЭВМ-
серверы, нуждающийся во внеплановом ремонте, двигаются в модель в своём
собственном сегменте. Использование ими прибора имитируется простой
последовательностью блоков PREEMPT-ADVANCE- RETURN. Блок PREEMPT подтверждает
приоритет обслуживания ЭВМ-сервера (в блоке в поле В не требуется PR) (Рис.2.)
. Для того,
чтобы организовать завершение текущего дня работы ВЦ по истечении каждого 8-ми ч
дня и его начала в 8 ч утра, используется специальный сегмент. Т Транзакты-
диспетчер входит в этот сегмент каждые 24 ч (начиная с конца первого рабочего
дня), Этот транзакт, имеющий в моделе высший приоритет, затем немедленно
поступает в PREEMPT, имеющий в поле В символа PR. Диспетчеру, таким образом,
разрешено захватывать прибор-ремонтник вне зависимости от того, кем является
текущий пользователь (если он есть). Далее, спустя 16 ч, диспетчер освобождает
прибор-ремонтник, позволяя закончить ранее прерванную работу (при наличии
таковой).(Рис.3.) . Для сбора данных, позволяющих оценить распределение числа
неработающих ЭВМ-приборов, используется этот отдельный сегмент. (Рис.4.) Для
этих целей используется взвешенные таблицы, которые позволяют вводить в них в
один и тот же момент времени наблюдаемые случайные величины. Для этих целей
включаются два блока - TABULATE, но если ввод в таблицу случаен (значение
величин 2), то этот
подход не годен. В этом случае используется необязательный элемент олеранд,
называемый весовым фактором, обозначающий число раз, которое величина,
подлежащая табулированию, должна вводится в таблицу. Это позволяет назначать
разые веса различным наблюдаемым величинам. . и окончание моделирования в конце дня используется
последовательность GENERATE-TERMINATE (Рис.5.). В моделе предполагается, что некоторое время, равное единице,
соответствует 8 ч утрапервого дня моделирования.Затем, первая (по счёту) ЭВМ
выделенная диспетчером для планового осмотра, входит в модель, выйдя из
GENERANE. Далее, каждая следующая первая ЭВМ, будет поступать в модель через 24
ч. ( блок 1, где операнд А=1440 ед.врем., т.е числу минут в 24 ч. Первое
появление 5 диспетчера на ВЦ произойдет в момент времени, равный 481(блок 14).
Это соответствует окончанию восьмого часа. Второй раз диспетчер появится через
24 часа. Транзакт обеспечивающий промежуточную выдачу: впервые появится во
время, равное 6241, выходя из блока 25. Это число соответствует концу 8-го часа
пятого дня моделирования. ( 24 х 4 = 96 ч, 96 + 8 = 104. 104 х 60 =6240, 6240 +
1 = 6241 ч). Следующий транзакт появится через пять дней. Блок 19 позволяет
вести моделирование до времени в 35041, что соответствует 25 дням плюс 8 ч,
выраженных в минутах. ЭВМ, прибывающие на плановый осмотр 2 Чтение таблицы сверху вниз эквивалентно просмотру
цепи текущиж событий с начала и до конца моделирования Полученная статистика очереди ЭВМ-серверов на ремонт показывает,
что на конец 25 дня среднее ожидания составляет 595 вр.ед., или около 19 ч. В
среднем 0,221 ЭВМ-сервер ожидают обслуживания, и одновременно самое большее
время 4 машины находятся в ожидании. За 25 дней на внеп- лановый ремонт
поступило 13 машин.. Табличная информация указывает, что 83 % времени это были
ЭВМ-серверы , ожидающие внепланового ремонта, 12% времени в ожидании находилась
одна машина, 4% - две машины, и только 0,52% и 0,05% времени одновременно
ожидали три и четыре машины. Для удобства результаты сведены в
табл.3.3. Время ожида-ния в % 3
машины 4. Минимизировать стоимость
эксплуатационных расходов ВЦ средней производительности. Пусть в состав ВЦ
входит 50 персональных компьютеров ( в дальнейшем просто ЭВМ). Все ЭВМ работают
по 8 ч в день, и по 5 дней в неделю. Любая из ЭВМ может выйти из строя, и в
любой момент времени. В этом случае её заменяют резервной ЭВМ либо сразу, либо
по мере её появления после восстановления. Неисправную ЭВМ отправляют в
ремонтную группу, ремонтируют, и она становится резервной. Необходимо
определить, сколько ремонтников следует иметь, и сколько машин держать в
ремонте, оплачивая их аренду. Парк резервных машин служит для подмены вышедших
из строя ЭВМ. принадлежащих ВЦ. Оп- лата арендных машин не зависит от того
находятся они в эксплуатации , или в резерве. Цель анализа - минимизировать
стоимость эксплуатации ВЦ. оплата рабочих в ремонтной группе составляет 3,75$ в
ч. Арендная плата за одну ЭВМ составляет 30$ в день. Почасовой убыток при
использовании менее 50 ЭВМ оценивается примерно в 20$ за ЭВМ. этот убыток
возникает из за общего снижения промзводительности ВЦ. Считаем, что на ремонт
вышедшей из строя ЭВМ уходит примерно 7ч, и распределение этого времении
равномерное. Необходимо определить, сколько ремонтников следует иметь, и
сколько машин держать в ремонте, оплачивая их аренду. Парк резервных машин
служит для подмены вышедших из строя ЭВМ. принадлежащих ВЦ. Оплата арендных
машин не зависит от того находятся они в эксплуатации , или в резерве. ± 25 ч. Это время и
распределение оди- наково для всех ЭВМ ВЦ, так и для арендуемых ЭВМ. Так как
плата за аренду не зависит оттого, используют эти ЭВМ или нет, то и не делается
попыток увеличить число собственных ЭВМ ВЦ. Необходимо построить GPSS модель
такой системы и исследовать на ней дневные расходы при разном числе арендуемых
ЭВМ при при одинаковом числе ремонтников и от числа ремонтников при постоянном
числе арендуемых ЭВМ. Определим ограничения, которые
существуют в моделируемой системе. Существуют три ограничения. 3. Общее число ЭВМ циркулирующих в системе. Для
моделирования 1 и 2 ограничений удобно использовать многоканальные ус-ва (
термин взят из теории СМО), а третье ограничение-моделировать при помощи
транзактов. При этом ремонтники и работающие ЭВМ, находящиеся в производстве,
являются константами. При этом ЭВМ являются динамическими объектами,
циркулирующими в системе. Рассмотрим состояния в которых может находиться ЭВМ.
Пусть в настоящий момент она находится в резерве. Тогда многоканальное ус-во
NOWON (т.е. в работе) используется для моделирования работающих ЭВМ, будет
заполнено, и резервные машины не могут войти в него. И тогда транзакт
моделирующий резервную ЭВМ может после многократных попыток войти в NOWON.
Проходя через блоки ENTER и ADVANCE транзакт моделирует время работы до тех пор,
пока ЭВМ не выйдет из строя. После выхода из строя ЭВМ транзакт покидает NOWON
. При этом возникает возможность у другой резервной ЭВМ войти в него,и если
транзакт ожидает возможность войти в многоканальное ус-во MEN (ремонтная группа.
которая м.б. представлена даже одним ремонтником). Выйдя из MEN транзакт
становится восстановленной ЭВМ. После ремонта он покидает MEN , освобождая
ремонтника, который может начать немедленно ремонт другой ЭВМ. Сам транзакт
поступает в ту часть модели, из которой он начинает попытки войти в
NOWON. Общее число ЭВМ циркулирующих в системе равно 50 плюс три ЭВМ
резервных, и это число надо задать до начала прогона, используя ограничительные
поля блока GENERITE. Для определения времени прогона будет использовать
программный таймер, рассчитанный на время в 62440 ед.вр., что составляет 3 года,
по 40 недель в году. При фиксированном числе ремонтников и при достаточно малом числе -
арендуемых машин, расходы велики из-за снижения производительности ВЦ. При
большом числе Дарендуемых машин, расходы велики из-за их избыточного числа.
Очевидно, необходимо найти минимум между этими значениями (Рис.4.2). При заданном числе
арендуемых машин, число ремонтников так, как это представлено на Рис.4.3. В табл.4.2. показана величина нагрузки, проходящей через MOWON ,
как функция ремонтник-арендуемые машины . При заданном числе
ремонтников нагрузка растёт при увеличении числа арендуемых машины. Аналогично
этому при заданном числе арендуемых машины нагрузка растёт при увеличении числа
ремонтников. Число арендуемых машины
3 0,993 В табл.4.3
- 4.5 собраны значения расходов для соотношения ре- монтник-Дарендуемые
машины В табл. 4.3 показаны фиксированные значе- ния оплаты труда
ремонтников и арендуемой платы за машины.. Число -арендуемых машин 3 В табл 4.4
указана стоимость уменьшения производительности,ВЦ. Число -арендуемых машин 3 В табл.4.
показана сумма этих расходов. Число -арендуемых
машин 3 Из последней
таблицы можно сделать вывод о том, что наиболее выгодным соотношением является 4
ремонтника и 4 арендуемые машины.
| |
