M/M/1/∞/m模型表示顾客到达与服务时间均服从负指数分布,单服务台,且顾客源有限的情况。典型的例子如机器因故障停机待修的问题。设共有m台机器,机器因故障停机表示“到达”,待修的机器形成队列,修理工人是服务员。由于同一台机器出故障并经修好后,仍可再出故障,如图11-9所示,所以系统的容量不会超过m,所以与写成M/M/1/m/m没有区别。
图11-9 M/M/1/∞/m模型图示
对于M/M/1/∞/m模型,设各个顾客的到达率都是相同的λ,这时在系统外的顾客平均数为m-Ls,所以系统的有效到达率就为
与前述分析思路类似,M/M/1/∞/m模型的系统状态稳态情况下的生灭过程如图11-10所示。
图11-10 M/M/1/∞/m模型的生灭过程
在稳态情况下,当由状态0转移到状态1时,每台设备由正常状态转移为故障状态,其转移率为λP0,现有m台设备由无故障状态转移为有一台设备发生故障,其转移率为mλP0。由状态1转移到状态0,其状态转移率为µP1,所以在状态0时有平衡方程mλP0=µP1。依次类推,可以得到如下状态间转移的差分方程:
且存在
利用递推方法,可以得到系统状态的概率为
进而可以求得系统运行指标为
例11.3某车间有5台机器,每台机器的连续运转时间服从负指数分布,平均连续运转时间15分钟,有一名修理工,每次修理时间服从负指数分布,平均每次12分钟。求
(1)修理工空闲的概率;
(2)5台机器都出故障的概率;(www.daowen.com)
(3)出故障的平均台数;
(4)等待修理的平均台数;
(5)平均停工时间;
(6)平均等待修理时间。
(1)修理工空闲的概率
(2)5台机器都出故障的概率
(3)出故障的平均台数
(4)等待修理的平均台数
(5)平均停工时间
(6)平均等待修理时间
从上述参数来看,机器停工时间较长,修理工几乎没有空闲时间,应当提高服务率减少修理时间或增加修理工人。
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