Анализ эксплуатационного обслуживания 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.

Среднее время наработки на отказ каждой ЭВМ распределено  так  же равномерно, и составляет 157 ± 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.

Метод построения модели

Определим ограничения, которые существуют в моделируемой системе. Существуют три ограничения.

1. Число ремонтников в ремонтной группе.

2. Минимальное число ЭВМ, одновременно работающих на ВЦ.

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.

Рассмотрим таблицу определений (Табл.4.1).

Таблица 4.1

Рассмотрим блок-схему программы.

                              Программа

                          STORAGE             5$MEN,3/5$NOWON,50

      *

      * MODEL SEGMENT 1

      *

1    CNTRL        GENERATE           ,,,53

2                         ENTER                  NOWON  ,

3                         ADVANCE             157,25

4                         LEAVE                   NOWON

5                         ENTER                  MEN

6                         ADVANCE             7,3

7                         LEAVE                   MEN

8                         TRANSFER           ,BACK

      *

      * MODEL SEGMENT 2

      *

                          GENERATE           6240

                          TERMINATE         1

      *

      * CONTROL

      *

                          START                  1

1    CNTRL        GENERATE           ,,,54

                          CLEAR

                          START                  1

1    CNTRL        GENERATE           ,,,55

                          CLEAR

                          START                  1

                          STORAGE             5$MEN,4

1    CNTRL        GENERATE           ,,,53

                          CLEAR

                          START                  1

1    CNTRL        GENERATE           ,,,54

                          CLEAR

                          START                  1

1    CNTRL        GENERATE           ,,,55

                          CLEAR

                          START                  1

                          STORAGE             5$MEN,5

1    CNTRL        GENERATE           ,,,53

                          CLEAR

                          START                  1

1    CNTRL        GENERATE           ,,,53

                          CLEAR

                          START                  1

1    CNTRL        GENERATE           ,,,54

                          CLEAR

                          START                  1

1    CNTRL        GENERATE           ,,,55

                          CLEAR

                          START                  1

                          END

Оценка результатов

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.

При малом числе ремонтников, расходы велики из-за оплаты простаивающих ремонтников.

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.

Таблица 4.2

1	2	3	4	5	6