毕业设计（论文）开题报告：机器服务模型的性能分析

PAGEPAGE2毕业设计（论文）开题报告题目机器服务模型的性能分析专业信息与计算科学姓名班级学号指导教师提交时间综述本课题的研究动态，说明选题的依据和意义排队论是研究系统随机聚散现象和随机服务系统工作过程的数学理论和方法，又称随机服务系统理论，为\o"运筹学"运筹学的一个分支。排队现象是很常见的，排队论也称随机服务系统理论，是一门研究拥挤现象的科学，是通过对服务对象到来及服务时间的统计研究，得出这些数量指标（等待时间、排队长度、忙期长短等）的统计规律，然后根据这些规律来改进服务系统的结构或重新组织被服务对象，使得服务系统既能满足服务对象的需要，又能使机构的费用最经济或某些指标最优。它是数学运筹学的分支学科，也是研究服务系统排队现象随机规律的学科。广泛应用于计算机网络、生产、运输、库存等各项资源共享的随机服务系统。排队论研究的内容有三个方面：统计推断，根据资料建立模型；系统的性态，即和排队有关的数量指标的概率规律性；系统的优化问题。其目的是正确设计和有效运行各个服务系统，使之发挥最佳效益。日常生活中存在大量有形和无形的排队或拥挤现象，如旅客购票排队，市内电话占线，机器等待维修等现象。排队论的基本思想是1910年丹麦电话工程师A.K.埃尔朗在解决自动电话设计问题时开始形成的，当时称为话务理论。他在热力学统计平衡理论的启发下，成功地建立了电话统计平衡模型，并由此得到一组递推状态方程，从而导出著名的埃尔朗电话损失率公式。自20世纪初以来，电话系统的设计一直在应用这个公式。30年代苏联数学家А.Я.欣钦把处于统计平衡的电话呼叫流称为最简单流。瑞典数学家巴尔姆又引入有限后效流等概念和定义。他们用数学方法深入地分析了电话呼叫的本征特性，促进了排队论的研究。50年代初，美国数学家关于生灭过程的研究、英国数学家D.G.肯德尔提出嵌入\o"马尔可夫链理论"马尔可夫链理论，以及对排队队型的分类方法，为排队论奠定了理论基础。在这以后，L.塔卡奇等人又将组合方法引进排队论，使它更能适应各种类型的排队问题。70年代以来，人们开始研究排队网络和复杂排队问题的渐近解等，成为研究现代排队论的新趋势。本课题研究的基本内容，拟解决的主要问题和难点问题相同的机器在一个车间里独立运行，每台机器连续工作一段时间（服从均匀分布）后需要技术人员维护。有m个技术维护人员，每台机器的维护需要一个技术人员花n小时（均匀分布）来完成；机器维护时，每次只有一个维护人员承担维护工作（即使另一个技术人员是空闲的）。如果在某时刻，有两个以上的机器需要维护，则它们形成一个等待的队列。假设开始时刻，所有的机器处于工作状态，模拟一段时间，观察处于工作的平均机器数，处于维护的平均机器数，以及作为维修技术人员的繁忙情况。绘图表示随着时间的推移处在维修和队列中的机器总数量。（提示：将机器视为“顾客”，维修人员视为“服务台”）主要问题：学习排队论的基本知识；了解Arena仿真的基本操作；分析需解决的问题并运用知识解决；难点问题：排队论的学习；Arena仿真的学习；三、研究步骤、方法及措施：（1）建立概率模型；提出评估系统性能的主要指标；运用排队论知识和仿真软件分析系统；通过对不同设计方案的比较，完成系统的优化设计。最后的成果以毕业论文的形式呈现。四、工作进度：序号设计（论文）各阶段名称日期1了解课题的内容，收集与课题相关的文献，并提出初步计划第1-2周2初步学习课题所涉及的排队论知识及相关应用软件(Arena)第3周3撰写开题报告，第4周4掌握相关的排队论知识及其在相关领域的应用，第5-6周5掌握相关的Arena仿真软件的工作过程，并能对具体的问题进行仿真模拟，第7-8周6运用排队论方法对所研究的问题进行理论分析，运用Arena仿真软件对其进行仿真模拟，第9-10周7根据研究结果撰写论文初稿，毕业论文中期答辩，第11-12周8根据中期答辩时专家的意见，修改并完善论文，第13-15周9准备终期答辩第16周10定稿，答辩第17周五、主要参考文献：[1]王瑜梁,张维浚,陈文文.中国制造业的现状分析[J].时代金融,2011,(09):196.

[2]周泓.基于Arena的车间作业排序问题建模方法及仿真优化系统设计[J].计算机仿真学报,2005,(6):48-51.

[3]孟玉坷.排队论基础及应用[M].上海:同济大学出版社,1989.

[4]越明义.排队理论中的M/M/C问题[J].应用数学,1959,9(3):494-502.

[5]陆传赉.排队论第2版[M].北京:北京邮电大学出版社,2009.[6]何勇.浅谈机电设备维护管理模式及发展趋势[M].四川:四川大学出版社,2016.[7]唐月峰,王健.汽车维护车间作业排序的优化模型及调度算法探讨[M].浙江:浙江大学出版社,2015.[8]李韶亮,陈云翔,蔡忠义,潘天峰.基于排队论的内场维护设备数量确定方法[J].数学的实践与认识,2014,26(15):287-306.[9]杨光辉,宋健社,屈晓荣.基于排队论的装备维护人员数量需求模型[J].指挥控制与仿真,2007,34(18):213-227.[10]Kelton,W.David,etal,SimulationwithArena,6thedition[M].McGraw-HillProfessional,2014.

[11]Altiok,TayfurandBenjaminMelamed,SimulationModelingandAnalysiswithARENA[M].Elsevier,Inc,2007.

[12]Rossetti,ManuelD.SimulationModelingwithArena[M].JohnWiley&Sons,Inc,2010.

[13]D.Gross,J.F.Shortle,J.M.ThompsonandC.M.Harris.FundamentalsofQueueingTheory,4thedition[M].Wiley,2008.

[14]Cooper,RobertB.IntroductiontoQueueingTheory,2ndedition[M].NorthHolland,1981.

[15]J.Medhi,StochasticModelsinQueueingTheory,2ndedition[M].AcademicPress,2002.六、指导教师审核意见：指导教师签字：