31268-1 (675614), страница 5
Текст из файла (страница 5)
Для того, чтобы найти qi* и оптимальное значение *, необходимо взять частные производные по qi и Лагранжиана (*).
(1)
(2)
из формулы (1) определяем - оптимальный размер заказа.
Оптимальный размер заказа при ограничении ai определяется путем последовательного расчета для разных значений qi и . Методом линейной интерполяции по значениям, представленным в промежуточной таблице, находится коэффициент и оптимальное значение qi*.
Тема 7. ЭММ систем массового обслуживания.
7.1. Основные понятия и определения.
Система массового обслуживания (СМО) – это совокупность приборов, каналов, станков, линий обслуживания, на которые в случайные или детерминированные моменты времени поступают заявки на обслуживание. Например, коммутаторы телефонных станций, супермаркет, парикмахерские.
Оптимизация и оценка эффективности СМО состоит в нахождении средних суммарных затрат на обслуживание каждой заявки и нахождение средних суммарных потерь от заявок не обслуженных.
СМО состоит из определенного числа обслуживающих каналов и предназначена для выполнения заявок с разным характером распределения момента времени на обслуживание.
Моделирование СМО предполагает:
-
построение ЭММ, связывающих параметры СМО (число каналов, их производительность и т.п.) с показателями эффективности;
-
оптимизацию данных показателей с целью получения максимальной эффективности.
7.2. Классификация и обозначение СМО.
По ряду признаков СМО делятся на:
-
СМО: - с очередями;
- с отказами заявок (очереди);
-
СМО с очередью: - в порядке очереди;
- в случайном порядке;
- обслуживание с приоритетом (абсолютным или относительным);
-
СМО с многофазным обслуживанием;
-
СМО: - закрытые (замкнутые) – поток заявок генерируется самой системой;
- открытые – характер потока заявок не зависит от состояния СМО;
-
СМО: - одноканальные;
- многоканальные.
Обозначения СМО.
Для сокращения записи и характеристик СМО принята общемировая система записи по формату Кендола.
( a b c ) : ( d e f )
a –характеризует закон распределения заявок входного потока;
b - характеризует закон распределения интервалов выполнения заявок на обслуживание;
c - характеризует количество каналов обслуживания;
d - характеризует дисциплину очереди;
e - характеризует максимальное количество требований (заявок) на обслуживание (е в очереди + е в обслуживании);
f – максимальный объем источника (генератора) заявок.
Пример.
GI G N
GI - данная позиция характеризует, что момент заявок, поступающих на обслуживание, распределен по случайному закону с функцией распределения F(x) с математическим ожиданием .
F(x) – любой закон распределения;
G - данная позиция характеризует моменты распределения (временные интервалы) обслуживания заявок с любой функцией распределения H(x) и со средним временем обслуживания .
( M1 M2 N ) : - характеризует, что поток заявок, поступающих на обслуживание как входящий поток, подчиняется закону Пуассона с функцией распределения ,
- интенсивность потока заявок;
M1 – простейший поток заявок;
N – количество мест по обслуживанию заявок;
M2 – характеризует поток обслуживания и распределения времени обслуживания также по простейшему Пуассоновскому закону с функцией распределения ,
- характеризует интенсивность потока обслуживания.
Простейший поток обладает тремя свойствами:
-
стационарностью;
-
безпоследействия;
-
ординарностью.
Стационарность – это когда вероятность попадания того или иного числа заявок на интервал времени длиной зависит от длины этого интервала и не зависит от того, где этот интервал расположен на оси времени.
Поток безпоследействия – когда для любых не перекрывающихся участков времени число заявок, попадающих на один из участков, не зависит от числа заявок, попадающих на другой участок.
Ординарность – это когда вероятность попадания на участок двух или более заявок пренебрежимо мала по сравнению с вероятностью попадания одной заявки.
Поток, обладающий вышеназванными тремя свойствами, называется простейшим (стационарным, Пуассоновским ) потоком.
Эрланговский поток – “просеянный” простейший поток с коэффициентом k = (2;3;4...), то есть когда обслуживается каждая 2,3,...,k заявка.
E E NM – эрланговский входной поток заявок E и эрланговский закон обслуживания E.
7.3. Основные характеристики системы массового обслуживания.
Характеристиками, принятыми для СМО, являются:
-
вероятность потери заявок
Ротказа = Рпотерь
-
вероятность занятости k каналов
Рк
-
среднее число занятых каналов
-
коэффициент простоя каналов
N0 – незанятых каналов,
n – всего каналов.
-
средняя длина очереди
-
среднее число требований, находящихся на обслуживании
Эффективность СМО можно определить, используя следующую методику:
(*) ЕСМО =
qожид –потери в результате ожидания 1 заявки в единицу времени;
qnk – стоимость простоя одного канала в единицу времени;
qk - стоимость эксплуатации одного канала в единицу времени;
(*) – показывает один из возможных подходов к оценке эффективности СМО. Как правило для высокоточных оценок эффективности используются имитационные модели.
Тема 8. ЭММ и модели АСУ.
8.1. Основные характеристики и классификация АСУ.
Управление – целенаправленное воздействие на параметры системы и координация деятельности всей системы с целью получения максимальной эффективности.
АСУ – автоматизированная система управления, в которой применяются современные автоматические средства обработки информации, математические методы и экспертные системы для решения задач управления.
АСУ подразделяются на два класса:
-
АС организационного управления (административного);
-
АСУ технологическими процессами.
АСУ обеспечивает высокую эффективность за счет:
-
высокого уровня использования входной информации и ускорения ее обработки на ЭВМ;
-
за счет проведения расчетов оптимизации и имитационного моделирования с применением ЭВМ;
-
принятие оптимальных решений с помощью экспертных систем (систем поддержки и принятия решения).
8.2. ЭММ расчета эффективности АСУ.
Основным показателем применения АСУ является коэффициент экономической эффективности. Расчеты данного коэффициента ведутся на этапах:
-
при планировании и создании АСУ;
-
на стадии технического и рабочего проектов АСУ;
-
после внедрения АСУ.
Как правило, эффективность АСУ определяется коэффициентом годовой прибыли (его приростом), который определяется исходя из методики
ПАСУ = ((А2 – А1)/А1)*П1 + ((С1 – С2)/100)*А2, где
А1, А2 – годовые объемы производства продукции до внедрения и после внедрения соответственно;
С1 ,С2 - затраты на 1 грн. произведенной продукции до и после внедрения АСУ;
П1 – прибыль до внедрения АСУна единицу продукии.
Кроме предложенного коэффициента годовой прибыли оценка эффективности АСУ возможна за счет подхода по срокам окупаемости внедренной АСУ.
Тема 9. Эконометрические модели и их применение в экономике.
9.1. Основные понятия об эконометрических моделях и корреляционном анализе.
Эконометрические модели являются составляющими более широкого класса ЭММ. Данная модель выступает в качестве средств анализа и прогнозирования конкретных экономических процессов, как на макро, так и на микро уровнях на основе реальной статистики.
Эконометрическая модель, учитывая корреляционные связи, позволяет путем подбора аналитической зависимости построить модель на базисном периоде и при достаточной адекватности модели использовать ее для краткосрочного прогноза.
При синтезе эконометрических моделей при имеющихся факторных признаках xi и результативных параметрах yi необходимо определить a0, a1, a2, a3, …,an.
yi = f(xi) + ei, где
f(xi) – величина детерминированная;
ei, yi – величины случайные.
Эконометрическая модель опирается на понятие корреляционных связей и так называемое уравнение регрессии.
Корреляционная связь – когда при одном и том же значении факторного признака х встречаются разные значения у. Корреляционные связи описываются так называемыми уравнениями регрессии.
Уравнение регрессии – уравнение прямой (как и любой кривой), описывающее корреляционную связь, а сама прямая (кривая) называется линией регрессии.
К орреляционные связи оцениваются по среднему значению всей совокупности результативного признака, такт как для одного и того же значения факторного признака возможны различные значения результативного признака.
2

Корреляционные связи (уравнения регрессии), а также эконометрические модели, построенные на базе уравнения регрессии, могут описываться:
-
уравнением прямой: yi = a0 + a1x
-
уравнением 2-го порядка: yi = a0 + a1x + a2x2
-
уравнением показательной функции: yi = a0a1x
-
уравнением степенной функции: yi = a0xa1
-
уравнением гиперболы: yi = a0 + a11/x
При построении эконометрических моделей нам известны фактические значения х и у, а нам необходимо определить параметры a0 , a1, a2 для соответствующей модели. Данные параметры определяются по методу наименьших квадратов.
9.2. Метод наименьших квадратов (МНК).
Суть данного метода заключается в том, что квадрат суммы разностей между фактическим значением результативного признака и его теоретическим значением сводится к минимуму.
F = (уфакт – утеор )2 min
*
* - уфакт (эмпирическое)
Чтобы найти параметры a0 , a1, a2 , необходимо в формулу (1) подставить утеор, то есть ту аналитическую зависимость, которой будем сглаживать (аппроксимировать) статистический материал. Как известно из математики для нахождения минимума функции нужно взять частные производные по анализируемым параметрам, то есть ... и приравнять данное выражение к нулю. Получим систему нормальных уравнений, из которых найдем заданные коэффициенты.
F = (уфакт – a0 – a1xфакт )2 min
урасч = a0 + a1xфакт
(*)
преобразовав уравнение (*), получим систему нормальных уравнений:
(**)