服務臺單隊列排隊系統(tǒng)仿真

1、實驗2排隊系統(tǒng)仿真一、 學習目的1 了解仿真的特點2 學習如何建構模型3 熟悉eM-Plant基本的對象和操作4 掌握排隊系統(tǒng)的特點與仿真的實現方法二、 問題描述 該銀行服務窗口為每個到達的顧客服務的時間是隨機的，表2.4是顧客服務時間紀錄的統(tǒng)計結果表2.4 每個顧客服務時間的概率分布服務時間（min）概率密度累計概率0.330.30.640.250.8550.10.9560.051.0對于上述這樣一個單服務待排隊系統(tǒng)，仿真分析30天，分析該系統(tǒng)中顧客的到達、等待和被服務情況，以及銀行工作人員的服務和空閑情況。三、 系統(tǒng)建模3.1 仿真目標通過對銀行排隊系統(tǒng)的仿真，研究銀

2、行系統(tǒng)的服務水平和改善銀行服務水平的方法，為銀行提高顧客滿意度，優(yōu)化顧客服務流程服務。3.2系統(tǒng)建模3.2.1 系統(tǒng)調研1. 系統(tǒng)結構: 銀行服務大廳的布局, 涉及的服務設備2. 系統(tǒng)的工藝參數: 到達-取號-等待-服務-離開3. 系統(tǒng)的動態(tài)參數: 顧客的到達時間間隔, 工作人員的服務時間4. 邏輯參數: 排隊規(guī)則, 先到先服務5. 系統(tǒng)的狀態(tài)參數: 排隊隊列是否為空, 如果不為空隊長是多少, 服務臺是否為空6. 系統(tǒng)的輸入輸出變量:輸入變量確定其分布和特征值,顧客的到達時間間隔的概率分布表和每個顧客被服務時間的概率分布. 輸出變量根據仿真目標設定. 包括隊列的平均隊長、最大隊長、仿真結束時隊

3、長、總服務人員、每個顧客的平均服務時間、顧客平均排隊等待服務時間、業(yè)務員利用率等。3.2.2系統(tǒng)假設1取號機前無排隊，取號時間為02 顧客排隊符合先進先出的排隊規(guī)則3一個服務臺一次只能對一個顧客服務4所有顧客只有一種單一服務5仿真時間為1個工作日（8小時）6等候區(qū)的長度為無限長3.2.3系統(tǒng)建模系統(tǒng)模型：3.2.4 仿真模型1實體：銀行系統(tǒng)中的實體是人（主動體）2屬性：到達時間間隔、接受服務的時間、接受服務類型3事件：顧客到達、開始取號、取號結束、進入隊列、出隊列、接受服務、服務完成、離開銀行。4活動：到達、取號、排隊、服務、離開5資源：取號機、排隊的座椅、服務柜臺4 系統(tǒng)仿真4.1 eM-p

4、lant界面與主要控件介紹123451. 實體：eM-Plant中包括3類實體：entity，container，transporter。Entity，屬于被動體，本身在系統(tǒng)中不能移動，需和主動資源配合才能移動，常用于生產線上的半成品、倉庫中的貨物等；container，屬于被動體，本身在系統(tǒng)中不能移動，需要和主動資源配合才能移動。做容器使用，在container中可以存儲entity，如集裝箱、托盤、紙箱等；transporter屬于主動體，在系統(tǒng)中無論主動資源還是被動資源，均可以移動。常用于帶動力的實體，如車輛、AGV小車、人等。實體在仿真系統(tǒng)中必不可少，任何系統(tǒng)具有1個或者1個以上的實體

5、。2. toolboxstoolboxs是在仿真過程中需要使用的各重控件包括：material Flow, Resources, Information Flow, User Interface, Tools等5個面板。本課程重點學習：material Flow, Information Flow, User Interface三個面板。下面分別介紹如下：connection，連接線，表示實體的移動（或者資源之間的關系），如顧客到達后取號，則顧客到達資源則與取號機資源。實體從顧客到達資源進入取號機資源則二者之間去有connection連接。 EventController，仿真鐘，仿真系統(tǒng)鐘必

6、備資源，有且只能有一個，表示仿真過程鐘的時間軸。source，drain，開始和結束資源，仿真系統(tǒng)鐘必備資源，可以有多個，表示仿真系統(tǒng)的開始點和結束點。一般來說一個資源對應一個活動，對應實體在其上的一個時間段。一個活動或者一個資源有兩個事件，開始事件和結束事件。但是source和drain是一種特殊的資源，只有一個事件，它表示一個時間點，而不是時間段。singleProc，ParallelProc，單工作臺和并行工作臺資源?？梢员硎救我獾募庸せ顒?，如顧客接收銀行業(yè)務員服務活動，取號機取號活動等。如果只有一個柜臺提供服務，則使用singleproc，如果有多個柜臺且服務時間和服務方式相同，則使用

7、ParallelProc。如果有多個柜臺且服務時間和服務方式不同，則使用多個singleProc。placebuffer，buffer，等候區(qū)。不同之處在于placebuffer進來的順序和出來的順序沒有關系，而buffer則保證最先進來最先出去（FIFO，First In First Out），凡是需要排隊等候的地方劇需要用buffer或者placebuffer，一般來說buffer更長用一些，實際的許多排隊系統(tǒng)一般都是FIFO的排隊規(guī)則。lines，傳送帶資源。entity，container，transporter均可以在其上被傳送。常用于運輸皮帶、鏈式輸送機、輥子輸送機等。track，

8、道路。上述資源中唯一不帶動力的資源，只有主動體才可以在其上運動，entity和container則無法使用track資源。常用于道路、軌道。flowcontrol，流控。實體在加工過程中根據不同的情況會有不同的流向。method。前面已提及，除了source和drain，其他的資源可以表示一個活動（時間段），具有開始事件和結束事件。eM-Plant軟件中有很多類和對象，可以簡化構建仿真系統(tǒng)的過程，因此如果沒有特殊的要求，一般系統(tǒng)會自動執(zhí)行。但是，根據實際問題的需要，需要編制自己的開始事件和結束事件。如本實驗中，在對顧客進行服務前（開始服務事件），需要考慮顧客的服務時間是多少，系統(tǒng)無法自動完成，

9、則必須使用method創(chuàng)建一個開始服務事件，插入服務臺資源中，通過編程實現任意顧客的服務時間。Method是編程工具，而編程則是對事件的編程。Variable。全局變量，在C語言中，存在全局變量和局部變量，eM-Plant中與其相似，在method中定義的變量屬于局部變量，但是，某些時候，某個變量需要在不同的mothod中使用，此時則用到全局變量。table。表，用于儲存數據。 chart，制作各種圖表3. FrameFrame 是仿真系統(tǒng)的工作界面，在Frame中建模并運行仿真系統(tǒng)。銀行系統(tǒng)中，顧客取號后排隊等著叫號，根據不同的排隊號類別被分成了多個排隊隊列，取號后分成多個隊列則有flowc

10、ontrol控制。在Frame中如圖所示：顧客到達（source）后取號（singleproc）根據不同的顧客類型分類（flowcontrol），分為個人客戶和企業(yè)客戶，分別進入個人客戶隊列和企業(yè)客戶隊列進行排隊。在系統(tǒng)中有3個個人客戶服務臺（singleproc），如果任何一個個人客戶服務臺為空，則查找個人客戶隊列如果不為空，則選擇最早進入的客戶進行服務。系統(tǒng)中有n個企業(yè)客戶服務臺，則使用一個多服務臺資源（prallelproc）表示，任意一個服務臺完成對顧客的服務后，顧客離開（drain），它們之間的關系用連接線表示（connection）。針對本實驗的單服務臺系統(tǒng)則可以簡單表示為：4.

11、資源管理器資源管理器的功能是對資源進行管理；包括MaterialFlow、Resources、InformationFlow、UseInterFace、MUs、Tools、其功能與tools中的功能相同。用戶可以自己創(chuàng)建新的文件夾，創(chuàng)建新的Frame來實現仿真系統(tǒng)的構建。5. consoleconsole，控制臺，呈現編譯和調式過程中的各種信息，包括出錯信息、警告信息、輸出信息等。4.2 完成排隊仿真系統(tǒng)1. 啟動eM-Plant Professional開始程序TecnomatixeM-Plant 7.0 eM-Plant Professional打開后如圖所示：2. 創(chuàng)建新的模型，點選菜單

12、欄FileNew Model出現下圖：3. 新增文件夾點選Model，按鼠標右鍵，出現object的功能表，選擇New Folder然后選中新建文件夾并右擊出現快捷菜單，選擇Rename進行重新名，名為“QueueSystem”。4.創(chuàng)建新的Frame，命名為“QueueFrame”選中QueueSystem文件夾，右擊，選擇New Frame，然后右擊Frame重命名5. 創(chuàng)建主要控件（根據個人喜好，可將Frame最大化）選中tools工具欄中的source按鈕，然后在Frame中單擊創(chuàng)建source控件。用同樣的方法創(chuàng)建buffer、singleproc、drain、eventcontro

13、ller等控件，同時用connection將其連接起來。6. 創(chuàng)建一個實體選中MUs目錄下的Entity，然后按住Ctrl，并拖到QueueSystem目錄下，就復制過來了，右擊改名為person。 7.設置各控件屬性雙擊source，打開其屬性對話框，修改Attributes選項卡里面的MU值，單擊后面的按鈕，打開select object對話框，選擇前面新建的person，單擊OK。雙擊buffer按鈕，先設置Attributes選項卡中的Capacity屬性值，將其改為-1，表示無限量，單擊Apply，然后選擇times選項卡，將processing time改為0，單擊OK。雙擊Dra

14、in，將times選項卡中的processing time值改為0，單擊OK。雙擊Eventcontroller，選擇settings選項卡，根據要求，設置Data為開始時間，End為結束時，單擊OK。8. 創(chuàng)建Method以及Tablefile在tools工具欄中選擇Method按鈕和Tablefile按鈕，然后在Frame中創(chuàng)建相應的Method和Tablefile，右擊彈出快捷菜單，選擇Rename進行改名，分別創(chuàng)建6個Method和3個Tablefile。Method：reset、init、endsim、arrivalintervaltime、customsevertime、compu

15、tequeuelength；Tablefile：queueTab、customsTab、customs20Tab。9創(chuàng)建兩個全局變量在tools工具欄里面選擇Variable按鈕，創(chuàng)建兩個全局變量：SimulationTimes、QueueNumberCount，將兩個全局變量中Value選項卡中的Data Type都改為integer，單擊OK。10.修改person屬性在左邊根目錄下雙擊Person，彈出對話框，選擇Custom Attributes選項卡。單擊new按鈕，新建一個屬性變量，Name為arrivaltime，Data Type為time。單擊OK，返回前面對話框，再新建兩個

16、類型為time的serverTime和waitTime的屬性變量。11.編輯表格屬性設置QueueTab第1列的Data Type為integer，第2列的data type為integer，第3列的Data Type為real，第4列的Data Type為integer，第5列的Data Type為integer。設置CustomsTab第1列的Data Type為integer，第2列的Data Type為integer，第3列的Data Type為time，第4列的Data Type為time，第5列的Data Type為real。設置customs20Tab的第1列的Data Type

17、為integer，第2列的Data Type為time，第3列的Data Type為time，第4列的Data Type為time，第5列的Data Type為time。操作：雙擊queuetab表，出現表格窗口。單擊表格菜單欄中的format inherit format將其前面的勾去點。選中第一列，單擊format format，出現list format對話框，將Data Type改為integer，單擊OK。其他表格按同樣方法設置。12. 編寫代碼雙擊Method，在里面編寫相應的代碼，具體見后面代碼。13. 控制編寫完代碼后需要把method放到相應的位置，來控制仿真的運行，雙擊so

18、urce，選擇controls選項卡，將Entrance屬性值設為QueueSystem.QueueFrame. ArrivalIntervalTime。雙擊singleproc，選擇controls選項卡，將Entrance屬性值設為 .Models.QueueSystem. QueueFrame.CustomServerTime同樣設置drain中entrance屬性值為.Models.QueueSystem.QueueFrame. ComputeQueueLength14. 代碼Reset代碼：isdodeleteMovables;QueueNumberCount:=0;end;Init

19、代碼isdoQueueNumberCount:=0;end;Endsim代碼istab:table;dotab.create;Buffer.statistics(tab); buffer.statistics;QueueTab1,SimulationTimes:=SimulationTimes;QueueTab2,SimulationTimes:=tab4,1;QueueTab4,SimulationTimes:=tab9,1;QueueTab5,SimulationTimes:=tab6,1;tab.delete;singleProc.statistics(tab);CustomsTab1,

20、SimulationTimes:=SimulationTimes;CustomsTab2,SimulationTimes:=tab5,1;CustomsTab3,SimulationTimes:=tab20,1;CustomsTab4,SimulationTimes:=tab15,1;CustomsTab5,SimulationTimes:=tab17,1;if SimulationTimes0.0 and rand0.125 and rand0.250 and rand0.375 and rand0.5 and rand0.625 and rand0.75 and rand0.875 and

21、 rand0.0 and rand0.1 and rand0.3 and rand0.6 and rand0.85 and rand0.95 and rand=1.0 then SingleProc.ProcTime:=60*6; end;end;ComputeQueueLength代碼isdoQueueNumberCount:=QueueNumberCount+1;QueueTab3,SimulationTimes:=(QueueTab3,SimulationTimes*(QueueNumberCount-1)+Buffer.numMU)/QueueNumberCount;if simulationTimes=1 and QueueNumberCount=1 thenCustoms20Tab1,QueueNumberCount:=QueueNumberCount;Customs20Tab2,Queue