|  Разработка и исследование имитационной модели разветвленной СМО (системы массового обслуживания) в с... |
5.4.1 Математическая модель системы
Рассматриваемая
система состоит из четырех одноканальных СМО. На вход системы поступает поток
заявок (распределение входного потока близко к экспоненциальному). Среднее
время между заявками составляет 10 минут. Поток обслуживаний на СМО также имеет
распределение, близкое к экспоненциальному. Каждая из СМО, в изначальном
варианте, имеет среднее время обслуживания 8 минут. Вероятность отбраковки
заявок на выходе первой СМО составляет 10%, на выходах второй и третьей СМО —
по 5%, на выходе четвертой — 0%.
Коэффициенты
связи между станциями составляют:
1
— 2 =0,5; 1 — 3 = 0,5; 2 — 4 = 1; 3 — 4 = 1
Из
перечисленных параметров мы можем изменить (для оптимизации системы) коэффициенты
связей или среднее время обслуживания по станциям, за счет перераспределения
персонала по отделам.
Так
как второй и третий отделы выполняют одни и те же функции с одинаковым средним
быстродействием, то соотношение коэффициентов связи по 0,5 является
обоснованным.
Попробуем
оптимизировать систему, меняя среднее время обслуживания по станциям. Будем
считать, что численность персонала обратно пропорциональна среднему времени
обслуживания. Выявим численную зависимость этих параметров:
|
|
Численность персонала (n, чел)
|
Среднее время обслуживания
(Ts, мин)
|
|
1
|
32
|
|
2
|
16
|
|
3
|
10,666
|
|
4
|
8
|
|
5
|
6,4
|
|
6
|
5,333
|
|
7
|
4,571
|
|
8
|
4
|
|
16
|
2
|
Так
как входной поток и потоки обслуживания имеют распределение, близкое к
экспоненциальному, и среднее время между заявками больше среднего времени
обслуживания, на каждой из станций (финальные вероятности существуют), то для
расчета показателей можно пользоваться расчетно-формульной части программы.
Посчитаем
для исходного состояния системы средние значения времени ожидания заявки в очереди,
простоя станции и времени нахождения заявки на станции (для каждой станции).
n1 =n2
= n3 = n4 = 4
Ts1 =
Ts2 = Ts3 = Ts4 = 8
|
|
1 станция
|
2 станция
|
3 станция
|
4 станция
|
|
WT
|
32,00
|
4,50
|
4,50
|
17,31
|
|
IDT
|
2,00
|
14,22
|
14,22
|
3,69
|
|
Smid
|
40,00
|
12,50
|
12,50
|
25,31
|
Суммарное
время нахождения заявки в системе равно Smid1 + Smid2 (Smid3) + Smid4
Smid1 + Smid2 (Smid3) +
Smid4 = 40 + 12,5 + 25,31 = 77,81
Наибольшие
потери времени происходят на первой станции. Направим по 2 человека из второго
и третьего отдела в первый отдел.
n1 =
8; n2 = n3 = 2; n4 =4
Ts1 =
4; Ts2 = Ts3 = 16; Ts4 =8
|
1 станция
|
2 станция
|
3 станция
|
4 станция
|
|
WT
|
2,66
|
41,14
|
41,14
|
17,31
|
|
IDT
|
6,00
|
6,22
|
6,22
|
3,69
|
|
Smid
|
6,66
|
57,14
|
57,14
|
25,31
|
Smid1 + Smid2 (Smid3) +
Smid4 = 6,66 + 57,14 + 25,31 = 89,11
При
уменьшении времени ожидания на первой станции произошло существенное увеличение
этого показателя на второй и третьей станциях. Сократился простой системы, но
время обработки заявки системой увеличилось. Но, в данном случае, параметром
оптимизации является именно время обработки, поэтому, такая перестановка
сотрудников не дает желаемого эффекта. Вернем по одному сотруднику из первого
отдела во второй и третий отделы.
n1 =
6; n2 = n3 = 3; n4 = 4
Ts1 =
5,333; Ts2 = Ts3 =10,666; Ts4 = 8
|
1 станция
|
2 станция
|
3 станция
|
4 станция
|
|
WT
|
6,09
|
9,84
|
9,84
|
17,31
|
|
IDT
|
4,66
|
11,55
|
11,55
|
3,69
|
|
Smid
|
11,42
|
20,51
|
20,51
|
25,31
|
Smid1 + Smid2 (Smid3) +
Smid4 = 11,42 + 20,51 + 25,31 = 57,24
Эта
перестановка дает уже большой положительный эффект. Теперь, наибольшее время
заявки обрабатываются на четвертой станции. Направим сотрудника из первого
отдела в четвертый.
n1 =
5; n2 = n3 = 3; n4 = 5
Ts1 =
6,4; Ts2 = Ts3 = 10,666; Ts4 = 6,4
|
1 станция
|
2 станция
|
3 станция
|
4 станция
|
|
WT
|
11,37
|
9,84
|
9,84
|
7,73
|
|
IDT
|
3,60
|
11,55
|
11,55
|
5,29
|
|
Smid
|
17,77
|
20,51
|
20,51
|
14,13
|
Smid1 + Smid2 (Smid3) +
Smid4 = 17,77 + 20,51 + 14,13 = 52,41
Эта
перестановка дает максимальный положительный эффект, будем считать такое
распределение персонала оптимальным.
Система
сможет обработать на (77,81 - 52,41) / 77,81 — на 32,64% больше заявок.
Среднее
значение чистой прибыли подразделения из расчета на одну операцию составляет 25
рублей.
До
проведения оптимизации в год выполнялось:
2000*60
/ 77,8 = 1542 операции
После
оптимизации:
2000*60
/ 52,41 = 2290 операций
Общая
численность персонала не изменилась, дополнительные вложения составили 1447
рублей.
Чистая
дополнительная прибыль подразделения за год составит
(2290
- 1542)*25 - 1447 = 17253 рубля.
Срок
окупаемости без учета дисконтирования определяют по формуле:
Ток = Цпо /
(ЧПдоп + Цпо)
Ток = 1447 /
(17253 + 1447) = 0,077 года
При
использовании программы для оптимизации системы, рассмотренной в примере,
удалось увеличить пропускную способность системы более чем на 30%.
Вывод:
данное ПО является эффективным для потребителя и может приносить значительную
экономическую выгоду.
Глава 6
Охрана труда
6.1 Опасные и вредные производственные
факторы при работе на ПЭВМ
В настоящее время для широкого распространения любой продукции, в том
числе и программного обеспечения, необходимо соблюдение
соответствия продукции не только российским, но и международным стандартам.
Особую значимость это приобретает сейчас, когда ускоряются процессы интеграции
России в мировое экономическое сообщество. В век технического прогресса и в условиях
нарастающего в глобальных масштабах загрязнения окружающей среды вопросы,
связанные с экологией и безопасностью жизнедеятельности, приобретают все
большую актуальность.
Данная работа опирается на ГОСТ 12.3.001 — 75 (Процессы
производственные. Общие требования безопасности), ГОСТ 12.2.003 — 75
(Оборудование производственное. Общие требования безопасности), ГОСТ 12.1.003 —
83 (Шум. Общие требования безопасности), СанПиН 2.2.4 — 96 (Гигиенические
требования к микроклимату производственных помещений) и на международные
стандарты ISO 14000.
В этом разделе рассматриваются производственные факторы, которые могут
отрицательно влиять на здоровье и работоспособность оператора ЭВМ, и
мероприятия по организации оптимальных условий труда. Условия труда и организация
рабочего места оказывают большое влияние на производительность. Одной из
основных задач организаторов работы является обеспечение таких условий, при
которых труд оператора должен быть не только высокопроизводительным, но также
безопасным и комфортным.
Вредные производственные факторы
влияющие на трудоспособность оператора.
|
Рабочее место:
· освещение;
· излучение;
· мебель.
|
Режим труда:
· утомляемость;
· монотонность.
|
|
Помещение:
· рабочее место;
· звукоизоляция;
· воздух;
· интерьер.
|
Микроклимат:
· температура;
· влажность;
· пыль.
|
|
Освещение:
· естественное;
· искусственное;
· общее;
· местное.
|
|
Основной рабочей позой оператора является поза «сидя». При
проектировании рабочего места следует отметить, что физиологически не оправдана
фиксированная рабочая поза. Она вызывает нарушение кровообращения в нижних
конечностях и органах тазовой области, приводящее к профессиональным
заболеваниям (варикозному расширению вен и др.). При ограниченной двигательной
активности нарушаются функции организма (опорно-двигательного аппарата,
кровообращения, дыхания, пищеварения), возникает опасность гиподинамии.
Большой объем информации, постоянное внимание, напряженная работа
памяти — все это накладывает отпечаток на деятельность центральной нервной
системы, ее высший отдел — кору головного мозга. Вследствие постоянной
умственной работы человек утомляется.
На оператора также влияет и излучение. Так, например,
электронно-лучевая трубка создает действие концентрированного потока
электронов, а система строчной и кадровой развертки создает слабый поток
электромагнитного излучения. Длительное воздействие электромагнитного поля на
организм человека может вызвать нарушение функционального состояния нервной и
сердечно-сосудистой систем.
Важнейшим фактором при создании нормальных условий труда является
освещение рабочего места. Практически возникает необходимость как естественным,
так и искусственным светом. Зачастую люди, постоянно работающие за компьютером
используют максимальную яркость экрана и отключают освещение. Контрастная,
хорошая видимость является кажущимся и на самом деле ведут к повреждению
органов зрения.
6.2 Конструктивные и технические
решения. Организационные мероприятия по обеспечению безопасности труда
Рабочее место. При ежедневной работе с
компьютером человек испытывает ряд негативных воздействий, избежать которые
можно путем правильной организации рабочего дня и рабочего места оператора.
Поэтому особенного внимания заслуживает проектирование рабочего кресла
для лиц, постоянно выполняющих работу сидя за компьютером. Необходимо, чтобы
давление тела на площадь опоры было равномерно распределено. Это возможно
тогда, когда кресло в наибольшей степени соответствует анатомическому строению
человека. В настоящее время широко используются кресла со спинкой на шарнире.
Этот элемент дает возможность регулировать наклон тела во время работы за
компьютером, а также возможность кратковременного отдыха.
Конструкция рабочего стола должна обеспечивать оптимальное размещение
на рабочей поверхности используемого оборудования с учетом его количества и
конструктивных особенностей.
Экран видеомонитора должен находиться от глаз оператора на оптимальном
расстоянии 600-700 мм, но не ближе 500 мм с учетом размеров алфавитно-цифровых
знаков и символов. Необходимо использовать специально разработанные защитные
экраны, приэкранные фильтры и другие средства индивидуальной защиты, сводящие
практически к нулю влияние на человека электромагнитного излучения.
Режим труда. Производственная
гимнастика, изменение рабочей позы во процессе работы — общие меры по снижению
утомляемости и монотонности труда.
Основными направлениями предупреждения утомляемости является:
оптимальная организация труда и отдыха, часовым обеденным перерывом и
дополнительными короткими (5-10 мин.) перерывами для отдыха, устанавливаемыми в
момент развития утомления. Огромную роль в снижении утомляемости играет
регулярное проветривание помещения. Приток свежего воздуха в помещение
стимулирует работу головного мозга, улучшает кровообращение, снижает
утомляемость. Количество воздуха, поступающего в помещение, следует определять
отдельно для теплого, холодного и переходного периодов года с учетом его
плотности, соответствующей нормальным условиям.
Музыкальное сопровождение труда чрезвычайно благотворно влияет на
творческую деятельность, как успокаивающий фон, создающий творческое
настроение, уменьшающий внешние раздражающие воздействия: рокот автомобиля,
громкие разговоры и т.д.
Помещение должно быть светлым,
просторным и уютным. Оно не должны граничить с помещениями, в которых уровни
шума и вибрации превышают нормируемые значения (механические цеха, мастерские и
т.п.).
Помещения оператора должны оборудоваться системами отопления,
кондиционирования воздуха или эффективной приточно-вытяжной вентиляцией. Каждый
день в помещении должна проводиться влажная уборка.
Важное влияние на условия работы оператора ЭВМ оказывает фон,
используемый на экране дисплея. По возможности интерьер должен «сглаживать»
влияние однообразного фона дисплея.
Стены помещения должны быть окрашены в светлые пастельные тона,
например: розовые, если окна выходят на север или голубые, когда окна выходят
на юг. Резкие орнаменты раздражающие зрение, их надо избегать.
Микроклимат оказывает большое влияние
на здоровье оператора и его производительность. Температура помещения
поддерживается в пределах 21-220С, а летом повышается; так при 320С
внешней температуры, температура в рабочем помещении может быть повышена только
до 260С. На окнах, выходящих на юг, желательно установить жалюзи.
Отопительная система должна исправно действовать, легко и безотказно
регулироваться.
Относительная влажность воздуха в помещении должна находиться в
пределах 20-80%. Минимальный объем воздуха для каждого рабочего места 10-15 м3.
При наличии рециркуляционной или вытяжной вентиляции подача свежего воздуха на
каждое рабочее место составляет 20-30 м3 в час. Движение воздуха не
должно ощущаться в виде неприятного сквозняка; кратковременное открытие окон
легче переносится, чем постоянный легкий воздушный поток.
Курение допускается только в специально отведенных местах.
Оптимальные нормы микроклимата для
помещений с видео-дисплейным терминалом (ВДТ) и персональной
электронно-вычислительной машиной (ПЭВМ).
|
Период года
|
Категория работ
|
Температура воздуха, ° С
|
Относительная влажность воздуха, %
|
Скорость движения воздуха, м/с
|
|
Холодный
|
Легкая — 1а
|
22-24
|
40-60
|
0,1
|
|
Теплый
|
Легкая — 1а
|
23-25
|
40-60
|
0,1
|
Освещение используется как
естественное, так и искусственное. Естественное освещение поступает через
светопроемы, которые должны находиться слева от оператора, но допускается и их
нахождение справа. Необходимо стремиться максимально использовать дневной
свет, не загораживая окна плотными шторами или густыми растениями. Но, с другой
стороны, следует избегать слишком яркого солнечного света на рабочем месте, то
есть не должно быть резких контрастов и ослепляющего света. В светлое время
суток при равномерном освещении помещения яркость экрана должна быть средней.
Но, и при увеличении яркости в темное время суток не следует отказываться от
искусственного освещения, создавая сильный контраст между яркостью экрана и
освещенностью рабочего помещения.
Таким образом при планировании работ необходимо проводить следующие
мероприятия:
·
правильное оборудование рабочего места
(использовать специально разработанные кресла, столы);
·
правильное освещение помещения и рабочего места;
·
использование защитных экранов, приэкранных
фильтров и др. средств индивидуальной защиты;
·
производственная гимнастика;
·
рациональное чередование работы и отдыха (включая
часовой обеденный перерыв и кратковременный отдых);
·
регулярное проветривание помещения;
·
эстетичность интерьера.
Глава 7
Заключение
Создана программа, позволяющая моделировать процесс прохождения потока
заявок (закон распределения времени между поступлением заявок экспоненциальный
или нормальный) по рабочим станциям (одноканальным СМО с неограниченной
очередью; закон распределения времен обслуживания экспоненциальный или
нормальный; максимальное число
рабочих станций 10), с возможностью ветвления, объединения потоков и отбраковки
заявок. Программа предоставляет возможность на основании результатов
моделирования рассчитывать основные характеристики СМО, а также производить
расчет некоторых средних показателей СМО по формулам.
С помощью программы проведен ряд экспериментов для различных систем, и
получены результаты имитационного моделирования и расчета по формулам, на
основании сравнения которых сделаны выводы о возможности применения
приближенных формул расчета средних показателей для различных вариантов систем.
Существует несколько путей развития данной программы. Возможно в
дальнейшем предусмотреть проведение исследования в программе других типов СМО,
увеличить максимальное количество рабочих станций. Возможно создать надстройку
к программе, позволяющую автоматически производить статистическую обработку
результатов моделирования.
Список литературы:
1. Белянин П. Н., Лещенко В. А.
Гибкие производственные комплексы — М.: Машиностроение, 1984
2. Вентцель Е. С. Исследование
операций. Задачи. Принципы. Методология. — М.: Наука, 1988
3. Вентцель Е. С., Овчаров Л.
А. Теория вероятностей — М.: Наука, 1973
4. Гигиена труда. Гигиенические
критерии оценки условий труда по показателям вредности и опасности факторов
производственной среды, тяжести и напряженности трудового процесса — М.:
Госкомсанэпиднадзор России, 1994.
5. Гринева С. Н., Игнатова Л.
А., Колпаков В. И. Оптимизация использования производственных ресурсов методами
сетевого планирования — М.: Мосстанкин, 1987
6. Гурин Л. С., Дымарский Я.
С., Меркулов А. Д. Задачи и методы оптимального распределения ресурсов — М.:
Сов. Радио, 1968
7. Давыдов Э. Г. Исследование
операций: Учебное пособие для студентов вузов — М.: Высшая школа, 1990
8. Дегтярев Ю. И. Исследование
операций — М.: Высшая школа, 1986
9. Дипломное проектирование.
Методические указания по охране труда — М.: Мосстанкин, 1988
10. Еленева Ю. А., Коршунова Е.
Д. Организация и экономика разработки программного обеспечения — М.:МГТУ
«Станкин», 1997
11. Игнатова Л. А. Сетевой
график технической подготовки производства — М.: Мосстанкин, 1975
12. Курсовые задания по охране
труда и окружающей среды — М.: Мосстанкин, 1988
13. Лабскер Л. Г., Бабешко Л. О.
Теория массового обслуживания в экономической сфере — М.: Банки и биржи, 1998
14. Пронин Л. Н., Филиппов Н. А.
Случайные величины. Элементы теории массового обслуживания — СПб, 1995
15. Санитарные правила и нормы —
М.: 1999
16. Соха Дж.,
Рахмел Д., Холл Д. Изучи сам Visual Basic 5 — Мн.: Попурри, 1998
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16
|
© 2009 Все права защищены.
Наверх