Оптимизация функционирования автоматизированных систем методами теории массового обслуживания: Учебное пособие по курсу «Моделирование систем»

ФАКУЛЬТЕТ КИБЕРНЕТИКИ

Оптимизация функционирования

автоматизированных систем

методами теории массового обслуживания

Гулина О.М.

Обнинск 2010

УДК

Гулина О.М. Оптимизация функционирования автоматизированных систем методами теории массового обслуживания: Учебное  пособие по курсу «Моделирование систем» - Обнинск: ИАТЭ. 2010.- 44 с.

Учебное пособие содержит материалы по моделированию, анализу и оптимизации автоматизированных систем  и систем управления предприятием методами теории массового обслуживания. Приведены терминология, классификация систем, основные показатели эффективности, аналитические модели для марковских и немарковских систем. Рассмотрены свойства потоков, методология построения моделей систем на основе процесса размножения и гибели, а также получение стационарных характеристик на основе уравнений Колмогорова. На содержательных примерах показаны пути формализации задачи, расчета показателей эффективности и варианты оптимизации.

Предназначено студентам специальностей АСОИУ, ИС, ВТ, «Прикладная информатика в экономике», «Менеджмент организации»

Рецензенты:     к.ф.-м.н. доц. Политюков В.П.

к.т.н. Левченко В.А.

©

© О.М. Гулина, 2010 г.

Введение

Автоматизированные системы относятся к классу сложных систем, объединяющих в себе процедуры, процессы, ресурсы, организованные для выполнения определенных задач производства, вычисления, обслуживания и т.д., включая систему управления. Это автоматизированные информационно-поисковые системы, системы управления предприятием,  обслуживания пассажиров (продажи билетов, заказа гостиниц, экскурсий и т.д.), экспертные системы, системы технической диагностики, медицинского консультирования, автоматизированной продажи товаров и услуг, информационно-измерительные системы (например, контроля и учета электрической энергии), электронные библиотеки, автоматизированные системы складов, система сервисного обслуживания оборудования и т.д.

Для такого рода систем наиболее актуальными являются задачи оптимизации структуры, характеристик системы, принципов управления еще на этапе проектирования.  Развитые связи с внешней средой в таких системах предполагают реализацию оптимальных принципов управления потоками, исключения операций организационного и функционального характера, не создающих добавочную ценность для потребителя. Одной из подсистем общей системы управления предприятием является система обслуживания. Актуальность оптимизации систем обслуживания еще более возрастает, когда возможности, ресурсы и средства ограничены.

При анализе и синтезе систем обслуживания необходимо

·  четко сформулировать цели создания системы обслуживания;

·  оценить качество исходных данных по потокам, элементам, ресурсам;

·  разработать несколько вариантов развития системы обслуживания при воздействии различных факторов внешней среды;

·  установить критерии эффективности системы обслуживания; установить степень взаимосвязи целей системы обслуживания со средствами их достижения;

·  выбрать оптимальную структуру системы;

·  проверить эффективность взаимодействия элементов системы, выявить и устранить узкие места;

·  разработать систему с оптимальными показателями функционирования.

При анализе систем обслуживания применяют методы системного анализа:

неформальные (методы сценариев, экспертных оценок, диагностические);

графические (дерево целей, метод решающих матриц, сетевые методы);

моделирования (аналитические, имитационные, натурного эксперимента, игровые).

Большинство автоматизированных систем являются так называемыми системами массового обслуживания. Рассмотрим модели и методы, предлагаемые теорией массового обслуживания для описания, анализа и оптимизации таких систем.

При всем разнообразии систем массового обслуживания задачи, возникающие в связи с их функционированием, содержат много общего. Поэтому независимо от содержательного наполнения однотипные системы описываются одинаковыми моделями. Наиболее удобны для анализа аналитические модели. Однако они описывают достаточно узкий класс наиболее простых систем. В более распространенных моделях, особенно связанных с многофазным обслуживанием или содержащих большое количество значимых параметров, решение можно получить с помощью имитационного