Система массового обслуживания

Система массового обслуживания [serving system] — совокупность пунктов (каналов, станций, приборов), на которые в случайные или неслучайные моменты времени поступают заявки на обслуживание (требования), подлежащие удовлетворению. Примеров таких систем можно привести очень много. Телефонная сеть — это С.м.о. Здесь заявка — вызов абонента, обслуживающее устройство — коммутатор. Универсам — это тоже С.м.о. Заявка в этом случае — приход в магазин покупателя, а обслуживающее устройство — касса.

Можно, правда, рассматривать работу Универсама и с противоположных позиций: считать, что кассир, ожидающий покупателя, — это заявка на обслуживание, а обслуживающее устройство — это покупатель, способный удовлетворить заявку: подойти к кассе с покупками и прекратить вынужденный простой кассира. Возможность такого двойственного подхода к задачам теории массового обслуживания позволяет использовать их для оптимизации структуры исследуемых систем.

Если, например, в магазине работает лишь одна касса, а покупатели заходят часто, то возникнет очередь покупателей, ожидающих обслуживания. Если же, наоборот, покупатели заходят редко, а кассиров несколько, то возникнет очередь кассиров, ожидающих покупателя. В обоих случаях магазин несет потери: в первом случае потому, что не все желающие купить товар будут обслужены, а во втором — потому, что кассиров слишком много и часть фонда их заработной платы будет расходоваться напрасно.

Поэтому, например, критерием правильности организации работы магазина может служить средняя сумма времени ожидания покупателя и времени ожидания кассира. Работа магазина организована наилучшим образом, если эта величина минимальна.

Для оценки системы применяются также показатели ее пропускной способности: абсолютной (среднее число заявок, которое может быть обслужено за единицу времени) и относительной (средняя доля обслуживаемых заявок в общем количестве поступающих в систему).

Для того чтобы достаточно полно сформулировать математическую модель С.м.о., обычно необходимо задать:

характеристики среды или входящего потока требований;

характеристики механизма обслуживания;

дисциплину обслуживания.

Системы массового обслуживания классифицируются, во-первых, по характеру обслуживания:

системы с отказами: требование, поступившее в момент, когда все каналы заняты, получает отказ, покидает систему и в дальнейшем процессе обслуживания не участвует; другое название — системы с потерями;

системы с очередью (с ожиданием упорядоченным и неупорядоченным, случайным и т.д.). Такие системы делятся, далее, на системы с неограниченным ожиданием и ограниченным (предельной длиной очереди, временем и др.) ожиданием;

во-вторых, по кругу обслуживаемых объектов:

замкнутые системы (см. Очередь);

открытые системы (см. Очередь);

в-третьих, по количеству каналов и фаз обслуживания:

одноканальные и многоканальные (см. Многоканальная система массового обслуживания);

однофазные и многофазные (см. Многофазная система массового обслуживания).