SimPy パッケージ：イベントのスケジューリング管理

Pythonで学ぶ離散事象シミュレーション

Dr Diogo Costa

Adjunct Professor, University of Saskatchewan, Canada & CEO of ImpactBLUE-Scientific

イベント発生の管理

現実の問題では、イベントの発生は複数の要因で左右されることがある
主な状況:
- 条件付きイベント
- イベントの中断
- プロセス待ち

これらは SimPy の離散事象モデルに落とし込める

条件付きイベント

あるイベントは他のイベントに依存することがある
条件が満たされたときのみ発火

例

客が服店に到着
```
def customer_arrivals(env, shop)
```
特定の商品を探す
```
env.timeout(search_time)
```

在庫があれば購入

if shop.available[item]:

ジェネレーター：コードの統合

def customer_arrivals(env, shop):


    while True:

        yield env.timeout(search_time)


        # 在庫がある場合のみ購入
        if shop.available[item]:
            env.process(shop_buyer(env, item, 
                    num_items, shop))

イベントの中断

一部のイベントは次で中断されることがある:

より高優先度のイベント
自主的な中断（例：EV 充電）
強制的な中断（例：機械故障）

メソッド

simpy_process_1.interrupt()

例

機械が周期的に故障し、生産ラインを中断する。

def break_machine(env):

  # ときどき機械を故障させる
  while True:

    # 故障間隔
    yield env.timeout(fail_time())


    # 故障: プロセスを割り込み
    simpy_process_1.interrupt()

プロセスの待機

一部のプロセスは他の完了待ちが必要
原因は多くがリソース制約
例: 共有リソース capacity=5
```
simpy.Resource(env, capacity=5)
```
そのため、全リソース使用中は待機が発生

例: ガソリンスタンドで燃料在庫を定期補充

with gas_station.request() as request:

  # ポンプを1基要求
  yield request


  # 空きが出たら給油
  liters_request = 10
  yield fuel_reserve.get(liters_request)

  # 実際の給油には時間がかかる
  refuel_duration = liters_request 
                      / refuel_speed


  yield env.timeout(refuel_duration)

ビット演算子でイベントを連結する

ビット演算子

整数に対してビット演算を実行
オペランドは2つ
- 例: a & b, a >> b, a ^ b

SimPy での利用

条件イベントを生成
2つのイベント間

SimPy で関連するビット演算子

両方のプロセスを待つ: __and__() または &
いずれかのプロセスを待つ: __or__() または |

ビット演算子でイベントを連結する

例: 映画館の客は、順番が来るか売り切れるまで待つ

with counter.request() as my_turn:


  # 順番が来るか売り切れまで待つ
  result = yield my_turn | counter.sold_out[movie]


  # チケットが残っている場合
  if my_turn in result:
    theater.num_moviegoers[movie] += 1
    return


  # 売り切れの場合
  if my_turn not in result:
    theater.num_renegers[movie] += 1
    return

Passons à la pratique !

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