實驗2 單服務(wù)臺單隊列排隊系統(tǒng)仿真

1、實驗2排隊系統(tǒng)仿真一、 學(xué)習(xí)目的1 了解仿真的特點2 學(xué)習(xí)如何建構(gòu)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(xiàn)方法二、 問題描述 該銀行服務(wù)窗口為每個到達的顧客服務(wù)的時間是隨機的，表2.4是顧客服務(wù)時間紀(jì)錄的統(tǒng)計結(jié)果表2.4 每個顧客服務(wù)時間的概率分布服務(wù)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(wù)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(wù)情況，以及銀行工作人員的服務(wù)和空閑情況。三、 系統(tǒng)建模3.1 仿真目標(biāo)通過對銀行排隊系統(tǒng)的仿真，研究銀

2、行系統(tǒng)的服務(wù)水平和改善銀行服務(wù)水平的方法，為銀行提高顧客滿意度，優(yōu)化顧客服務(wù)流程服務(wù)。3.2系統(tǒng)建模3.2.1 系統(tǒng)調(diào)研1. 系統(tǒng)結(jié)構(gòu): 銀行服務(wù)大廳的布局, 涉及的服務(wù)設(shè)備2. 系統(tǒng)的工藝參數(shù): 到達-取號-等待-服務(wù)-離開3. 系統(tǒng)的動態(tài)參數(shù): 顧客的到達時間間隔, 工作人員的服務(wù)時間4. 邏輯參數(shù): 排隊規(guī)則, 先到先服務(wù)5. 系統(tǒng)的狀態(tài)參數(shù): 排隊隊列是否為空, 如果不為空隊長是多少, 服務(wù)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(wù)時間的概率分布. 輸出變量根據(jù)仿真目標(biāo)設(shè)定. 包括隊列的平均隊長、最大隊長、仿真結(jié)束時隊

3、長、總服務(wù)人員、每個顧客的平均服務(wù)時間、顧客平均排隊等待服務(wù)時間、業(yè)務(wù)員利用率等。3.2.2系統(tǒng)假設(shè)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(wù)臺一次只能對一個顧客服務(wù)4所有顧客只有一種單一服務(wù)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(wù)的時間、接受服務(wù)類型3事件：顧客到達、開始取號、取號結(jié)束、進入隊列、出隊列、接受服務(wù)、服務(wù)完成、離開銀行。4活動：到達、取號、排隊、服務(wù)、離開5資源：取號機、排隊的座椅、服務(wù)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(chǎn)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(xué)習(xí)：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(guān)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(jié)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(jié)束點。一般來說一個資源對應(yīng)一個活動，對應(yīng)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(jié)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(wù)員服務(wù)活動，取號機取號活動等。如果只有一個柜臺提供服務(wù)，則使用singleproc，如果有多個柜臺且服務(wù)時間和服務(wù)方式相同，則使用

7、ParallelProc。如果有多個柜臺且服務(wù)時間和服務(wù)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(guān)系，而buffer則保證最先進來最先出去（FIFO，F(xiàn)irst 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?zhǔn)捷斔蜋C、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(jù)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(jié)束事件。eM-Plant軟件中有很多類和對象，可以簡化構(gòu)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(jù)實際問題的需要，需要編制自己的開始事件和結(jié)束事件。如本實驗中，在對顧客進行服務(wù)前（開始服務(wù)事件），需要考慮顧客的服務(wù)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(wù)事件，插入服務(wù)臺資源中，通過編程實現(xiàn)任意顧客的服務(wù)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(shù)據(jù)。 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(jù)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(jù)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(wù)臺（singleproc），如果任何一個個人客戶服務(wù)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(wù)。系統(tǒng)中有n個企業(yè)客戶服務(wù)臺，則使用一個多服務(wù)臺資源（prallelproc）表示，任意一個服務(wù)臺完成對顧客的服務(wù)后，顧客離開（drain），它們之間的關(guān)系用連接線表示（connection）。針對本實驗的單服務(wù)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(xiàn)仿真系統(tǒng)的構(gòu)建。5. consoleconsole，控制臺，呈現(xiàn)編譯和調(diào)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>Tecnomatix>eM-Plant 7.0 >eM-Plant Professional打開后如圖所

12、示：2. 創(chuàng)建新的模型，點選菜單欄File>New Model出現(xiàn)下圖：3. 新增文件夾點選Model，按鼠標(biāo)右鍵，出現(xiàn)object的功能表，選擇New > Folder然后選中新建文件夾并右擊出現(xiàn)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(jù)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buffe

13、r、singleproc、drain、eventcontroller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(fù)制過來了，右擊改名為person。 7.設(shè)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(shè)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，

14、將processing time改為0，單擊OK。雙擊Drain，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(jù)要求，設(shè)置Data為開始時間，End為結(jié)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(yīng)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、arrivalinte

15、rvaltime、customsevertime、computequeuelength；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，Dat

16、a Type為time。單擊OK，返回前面對話框，再新建兩個類型為time的serverTime和waitTime的屬性變量。11.編輯表格屬性設(shè)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(shè)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rea

17、l。設(shè)置customs20Tab的第1列的Data Type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(xiàn)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(xiàn)list format對話框，將Data Type改為integer，單擊OK。其他表格按同樣方法設(shè)置。12. 編寫代碼雙擊Method，在里面編寫相應(yīng)的代碼，具體見后面代碼。13.

18、控制編寫完代碼后需要把method放到相應(yīng)的位置，來控制仿真的運行，雙擊source，選擇controls選項卡，將Entrance屬性值設(shè)為QueueSystem.QueueFrame. ArrivalIntervalTime。雙擊singleproc，選擇controls選項卡，將Entrance屬性值設(shè)為 .Models.QueueSystem. QueueFrame.CustomServerTime同樣設(shè)置drain中entrance屬性值為.Models.QueueSystem.QueueFrame. ComputeQueueLength14. 代碼Reset代碼：isdodelet

19、eMovables;QueueNumberCount:=0;end;Init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;s

20、ingleProc.statistics(tab);CustomsTab1,SimulationTimes:=SimulationTimes;CustomsTab2,SimulationTimes:=tab5,1;CustomsTab3,SimulationTimes:=tab20,1;CustomsTab4,SimulationTimes:=tab15,1;CustomsTab5,SimulationTimes:=tab17,1;if SimulationTimes<30 then.models.queuesystem.queueframe.EventController.reset;

21、SimulationTimes:=SimulationTimes+1;.models.queuesystem.queueframe.EventController.start;elseSimulationTimes:=1;end;end;ArrivalIntervalTime代碼isrand:real;dorand:=Z_uniform(SimulationTimes,0,1); if rand>0.0 and rand<=0.125 then Serval:=60*1;elseif rand>0.125 and rand<=0.250 then So

22、erval:=60*2;elseif rand>0.250 and rand<=0.375 then Serval:=60*3;elseif rand>0.375 and rand<=0.5 then Serval:=60*4;elseif rand>0.5 and rand<=0.625 then Serval:=60*5;elseif rand>0.625 and rand<=0.75 then Serval:=60*6;elseif rand>0.

23、75 and rand<=0.875 then Serval:=60*7;elseif rand>0.875 and rand<=1.0 then Serval:=60*8; end;.arrivalTime:=eventcontroller.simtime;end;CustomServerTime代碼isrand:real;do .serverTime:=SingleProc.ProcTime;rand:=Z_uniform(1,0,1); if rand>0.0 and rand<=0.1 then SingleProc.P

24、rocTime:=60*1; elseif rand>0.1 and rand<=0.3 then SingleProc.ProcTime:=60*2; elseif rand>0.3 and rand<=0.6 then SingleProc.ProcTime:=60*3; elseif rand>0.6 and rand<=0.85 then SingleProc.ProcTime:=60*4; elseif rand>0.85 and rand<=0.95 then SingleProc.ProcTime:=60*5; elseif rand>0.95 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 si