Содержание

Введение 3

Глава 1. Общие понятия теории массового обслуживания 4

1.1. Предмет и задачи теории массового обслуживания 9

1.2. Система массового обслуживания 10

1.3. Классификация СМО 11

1.4. Характеристики СМО 13

Глава 2. Модели систем массового обслуживания 13

2.1 Одноканальная СМО с отказами в обслуживании 13

2.2 Многоканальная СМО с отказами в обслуживании 16

Глава 3. Реализация модели СМО 19

3.1. Общая постановка задачи 19

3.2. Пятиканальная система массового обслуживания с отказами 21

3.3. Модель пятиканальной СМО с отказами 22

Заключение 23

Список литературы 24

Введение

       В современном мире существенно повысилась доступность компьютерной техники, которая стала применяться в  самых различных научных и  производственных областях. В связи  с этим выросла аудитория потенциальных  потребителей компьютерных программ и  следовательно увеличилась целесообразность их создания.

       Каждому из нас часто приходится сталкиваться с работой своеобразных систем, называемых системами массового обслуживания (СМО). Примерами таких систем могут служить: телефонные станции, ремонтные мастерские, билетные кассы, справочные бюро, банки, магазины, парикмахерские и т. п. Каждая из этих систем состоит из какого-то числа обслуживающих единиц (каналов обслуживания) Такими каналами могут быть: линии связи, рабочие точки, кассиры, продавцы, лифты, автомашины и др.

    Всякая  СМО предназначена для обслуживания некоторого потока заявок (или «требований»), поступающих в какие-то случайные  моменты времени. Обслуживание заявки продолжается некоторое время, после  чего канал освобождается и готов  к приему следующей заявки. Случайный  характер потока заявок и времен обслуживания приводит к тому, что в какие-то периоды времени на входе СМО  скапливается излишне большое число  заявок (они либо становятся в очередь, либо покидают СМО необслуженными); в другие же периоды СМО будет  работать с недогрузкой или вообще простаивать.

    Последовательная  линейная структура СМО характерна, например, для поточных (автоматических и неавтоматических) линий конвейерного типа. Различие во времени обработки  деталей на таких линиях связано, в основном, с процессами «отказа» и «восстановления». 
 

Глава 1. Общие понятия теории массового обслуживания

       Природа массового обслуживания, в различных сферах, весьма тонка и сложна. Коммерческая деятельность связана с выполнением множества операций на этапах движения, например товарной массы из сферы производства в сферу потребления. Такими операциями являются погрузка товаров, перевозка, разгрузка, хранение, обработка, фасовка, реализация. Кроме таких основных операций процесс движения товаров сопровождается большим количеством предварительных, подготовительных, сопутствующих, параллельных и последующих операций с платежными документами, тарой, деньгами, автомашинами, клиентами и т.п.

     Для перечисленных фрагментов коммерческой деятельности характерны массовость поступления  товаров, денег, посетителей в случайные  моменты времени, затем их последовательное обслуживание (удовлетворение требований, запросов, заявок) путем выполнения соответствующих операций, время  выполнения которых носит также  случайный характер. Все это создает  неравномерность в работе, порождает  недогрузки, простой и перегрузки в коммерческих операциях. Много  неприятностей доставляют очереди, например, посетителей в кафе, столовых, ресторанах, или водителей автомобилей  на товарных базах, ожидающих разгрузки, погрузки или оформления документов. В связи с этим возникают задачи анализа существующих вариантов  выполнения всей совокупности операций, например, торгового зала супермаркета, ресторана или в цехах производства собственной продукции для целей  оценки их работы, выявления слабых звеньев и резервов для разработки в конечном итоге рекомендаций, направленных на увеличение эффективности коммерческой деятельности.

     Кроме того, возникают другие задачи, связанные  с созданием, организацией и планированием  нового экономичного, рационального  варианта выполнения множества операций в пределах торгового зала, кондитерского  цеха, всех звеньев обслуживания ресторана, кафе, столовой, планового отдела, бухгалтерии, отдела кадров и др.

     Задачи  организации массового обслуживания возникают практически во всех сферах человеческой деятельности, например обслуживание продавцами покупателей  в магазинах, обслуживание посетителей  на предприятиях общественного питания, обслуживание клиентов на предприятиях бытового обслуживания, обеспечение  телефонных разговоров на телефонной станции, оказание медицинской помощи больным в поликлинике и т.д. Во всех приведенных примерах возникает  необходимость в удовлетворении запросов большого числа потребителей.

     Перечисленные задачи можно успешно решать с  помощью методов и моделей  специально созданной для этих целей  теории массового обслуживания (ТМО). В этой теории поясняется, что обслуживать  необходимо кого-либо или что-либо, что определяется понятием «заявка (требование) на обслуживание», а операции обслуживания выполняются кем-либо или чем-либо, называемыми каналами (узлами) обслуживания. Роль заявок в  коммерческой деятельности выполняют  товары, посетители, деньги, ревизоры, документы, а роль каналов обслуживания — продавцы, администраторы, повара, кондитеры, официанты, кассиры, товароведы, грузчики, торговое оборудование и  др. Важно заметить, что в одном  варианте, например, повар в процессе приготовления блюд является каналом  обслуживания, а в другом - выступает  в роли заявки на обслуживание, например к заведующему производством  за получением товара.

     Заявки  в силу массовости поступления на обслуживание образуют потоки, которые  до выполнения операций обслуживания называются входящими, а после возможного ожидания начала обслуживания, т.е. простоя  в очереди, образуют потоки обслуживания в каналах, а затем формируется  выходящий поток заявок. В целом  совокупность элементов входящего  потока заявок, очереди, каналов обслуживания и выходящего потока заявок образует простейшую одноканальную систему массового обслуживания — СМО.

       Под системой понимается совокупность взаимосвязанных и. целенаправленно взаимодействующих частей (элементов). Примерами таких простейших СМО в коммерческой деятельности являются места приема и обработки товаров, узлы расчета с покупателями в магазинах, кафе, столовых, рабочие места экономист та, бухгалтера, коммерсанта, повара на раздаче и т.д.

     Процедура обслуживания считается завершенной, когда заявка на обслуживание покидает систему. Продолжительность интервала  времени, требуемого для реализации процедуры обслуживания, зависит  в основном от характера запроса  заявки на обслуживание, состояния  самой обслуживающей системы  и канала обслуживания.

     Действительно, продолжительность пребывания покупателя в супермаркете зависит, с одной  стороны, от личностных качеств покупателя, его запросов, от ассортимента товаров, который он собирается приобрести, а с другой - от формы организации  обслуживания и обслуживающего персонала, что может значительно повлиять на время пребывания покупателя в  супермаркете и интенсивность обслуживания. Например, овладение кассирами-контролерами работы «слепым» методом на кассовом аппарате позволило увеличить пропускную способность узлов расчета в 1,3 раза и сэкономить время, затрачиваемое  на расчеты с покупателями по каждой кассе более чем на 1,5 ч в  день. Внедрение единого узла расчета  в супермаркете дает ощутимые преимущества покупателю. Так, если при традиционной форме расчетов время обслуживания одного покупателя составляло в среднем 1,5 мин, то при введении единого узла расчета — 67 с. Из них 44 с уходят на оформление покупки в секции и 23 с непосредственно на расчеты  за покупки. Если покупатель делает несколько  покупок в разных секциях, то потери времени сокращаются при приобретении двух покупок в 1,4 раза, трех - в 1,9, пяти — в 2,9 раза.

     Под обслуживанием заявок будем понимать процесс удовлетворения потребности. Обслуживание имеет различный характер по своей природе. Однако, во всех примерах поступившие заявки нуждаются в  обслуживании со стороны какого-либо устройства. В некоторых случаях  обслуживание производится одним человеком (обслуживание покупателя одним продавцом, в некоторых — группой людей (обслуживание больного врачебной комиссией  в поликлинике), а в некоторых  случаях - техническими устройствами (продажа  газированной воды, бутербродов автоматами). Совокупность средств, которые осуществляют обслуживание заявок, называется каналом  обслуживания.

     Если  каналы обслуживания способны удовлетворить  одинаковые заявки, то каналы обслуживания называются однородными. Совокупность однородных каналов обслуживания называется обслуживающей системой.

     В систему массового обслуживания поступает большое количество заявок в случайные моменты времени, длительность обслуживания которых  также является случайной величиной. Последовательное поступление заявок в систему обслуживания называется входящим потоком заявок, а последовательность заявок, покидающих систему обслуживания,—  выходящим потоком.

     Случайный характер распределения длительности выполнения операций обслуживания наряду со случайным характером поступления  требований на обслуживание приводит к тому, что в каналах обслуживания протекает случайный процесс, который "может быть назван (по аналогии с  входным потоком заявок) потоком  обслуживания заявок или просто потоком  обслуживания.

     Заметим, что заявки, поступающие в систему  обслуживания, могут покинуть ее и  будучи не обслуженными. Например, если покупатель не найдет в магазине нужный товар, то он покидает магазин, будучи не обслуженным. Покупатель может покинуть магазин также, если нужный товар  имеется, но большая очередь, а покупатель не располагает временем.

     Теория  массового обслуживания занимается изучением процессов, связанных  с массовым обслуживанием, разработкой  методов решения типичных задач  массового обслуживания.

     При исследовании эффективности работы системы обслуживания важную роль играют различные способы расположения в системе каналов обслуживания.

     При параллельном расположении каналов  обслуживания требование может быть обслужено любым свободным каналом. Примером такой системы обслуживания является расчетный узел в магазинах  самообслуживания, где число каналов  обслуживания совпадает с числом кассиров-контролеров.

     На  практике часто обслуживание одной  заявки осуществляется последовательно  несколькими каналами обслуживания. При этом очередной канал обслуживания начинает работу по обслуживанию заявки после того, как предыдущий канал  закончил свою работу. В таких системах процесс обслуживания носит многофазовый характер, обслуживание заявки одним  каналом называется фазой обслуживания. Например, если в магазине самообслуживания имеются отделы с продавцами, то покупатели сначала обслуживаются  продавцами, а потом уже кассирами-контролерами.

     Организация системы обслуживания зависит от воли человека. Под качеством функционирования системы в теории массового обслуживания понимают не то, насколько хорошо выполнено  обслуживание, а то, насколько полно  загружена система обслуживания, не простаивают ли каналы обслуживания, не образуется ли очередь.

     В коммерческой деятельности заявки, поступающие  в систему массового обслуживания, выступают с высокими претензиями  еще и на качество обслуживания в  целом, которое включает не только перечень характеристик, исторически сложившихся  и рассматриваемых непосредственно  в теории массового обслуживания, но и дополнительные характерные  для специфики коммерческой деятельности, в частности отдельных процедур обслуживания, требования, к уровню которых к настоящему времени сильно возросли. В связи с этим необходимо учитывать еще и показатели коммерческой деятельности.