Классификация систем массового обслуживания


В зависимости от определяющего признака, положенного в основу классификации, системы массового обслуживания подразделяются на ряд типов.

Основным признаком классификации является поведение заявки (требования.), поступившей на вход системы в момент, когда все каналы заняты. Если заявка, поступившая в систему, когда все каналы заняты, покидает ее не обслуженной, то система массового обслуживания называется системой с отказами (потерями). Примером такой системы является автоматическая телефонная станция (АТС): если нужный абоненту номер телефона занят, то он получает отказ (короткие гудки) и это требование на АТС больше не рассматривается. Для того, чтобы получить нужный разговор, абонент должен заново набрать номер телефона, т.е. послать новое требование.

Если заявка, поступившая в систему в момент, когда все каналы заняты, становится в очередь и ожидает, когда освободится какой-нибудь канал, то система массового обслуживания называется системой с ожиданием (очередью). Системы с ожиданием подразделяют на чистые системы с ожиданием и смешанные системы. В чистых системах на длину очереди и на время ожидания не накладывается никаких ограничений, т.е. заявка, поступившая в такую систему, обязательно будет обслужена.

Примером такой системы является работа предприятий бытового обслуживания, например: дефицитный товар обязательно будет продан; белье, сданное в прачечную, — постирано; неисправный станок в цехе отремонтирован; обслуживание самолетов — самолет, ожидающий посадки, обязательно будет обслужен, так как потеря заявки здесь равносильна гибели самолета.

В смешанных системах заявка, поступившая в момент, когда все каналы заняты, тоже может стать в очередь, но в очереди она может находиться определенное время; если в течение этого времени заявка к обслуживанию принята не будет, то она покидает систему не обслуженной. Например, человек, пришедший на международную телефонную станцию, может ждать разговора определенное время, ко не может ждать его бесконечно долго; скоропортящиеся продукты, не реализованные в течение установленного срока, из магазина изымаются, так как продаже не подлежат. Цементный раствор, расплавленный металл могут быть использованы также в течение ограниченного срока.

Системы массового обслуживания можно классифицировать по числу источников требований. По этому признаку различают системы с неограниченным числом источников требований (с неограниченным входящим потоком) и системы с ограниченным числом источников требований (с ограниченным входящим потоком). Примером системы с не ограниченным числом источников требований является крупная железнодорожная станция.

На практике часто встречаются системы, число источников требований которых конечно, например: число станков, вышедших из строя в данном цехе, всегда ограничено, и это число не больше общего числа станков в цехе.

Важным признаком классификации систем массового обслуживания является также дисциплина обслуживания.

Существует очередь двух видов:

— очередь заявок (требований), ожидающих начала обслуживания;

— очередь каналов (приборов), ожидающих к обслуживанию очередную заявку.

Дисциплина обслуживания учитывает и дисциплину выбора определенной заявки к обслуживанию; и дисциплину занятия определенного капала. По дисциплине обслуживания различают системы с приоритетами и системы без приоритетов. В системах с приоритетами проводится предварительное упорядочение заявок (требований) или каналов (приборов). Например, если в цехе выходит из строя станок, выполняющий особо срочное задание, то его надо отремонтировать в первую очередь. При упорядочении все заявки (группы заявок) нумеруются, и заявка, имеющая первый номер, имеет преимущество в обслуживании перед всеми остальными, заявка (группа заявок), имеющая второй номер, — перед всеми заявками с большими номерами и т.д. Аналогично проводится классификация каналов обслуживания. Система, в котором нельзя прерывать обслуживание заявки до его окончания, называется системой с относительным приоритетом. Если обслуживание заявки может быть прервано при поступлении другой, имеющей преимущество в обслуживании, то имеем систему с абсолютным приоритетом.

Системы без приоритетов делятся на системы с упорядоченным обслуживанием и неупорядоченным обслуживанием.

В системах с упорядоченным обслуживанием чаще всего заявки обслуживаются в порядке их поступления в очередь по правилу "первый пришедший обслуживается первым". В некоторых производственных задачах, когда детали, обработанные на одном из станков, лежат в контейнере и при этом последняя из деталей находится сверху и становится более доступной для дальнейшей обработки, действует правило "последний пришедший обслуживается первым ".

В системах с неупорядоченным обслуживанием действует правило случайного выбора заявки на обслуживание.

Из приведенной классификации следует, что задачи, возникающие в производственных условиях, являются задачами с ожиданием, с конечным числом каналов, с ограниченным потоком требований и с неупорядоченным обслуживанием.