SimPy Package: การจัดการกำหนดการของอีเวนต์

การจำลองเหตุการณ์แบบไม่ต่อเนื่องด้วย Python

Dr Diogo Costa

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

การจัดการการเกิดขึ้นของอีเวนต์

การเกิดขึ้นของอีเวนต์ในปัญหาจริงอาจได้รับผลกระทบจากหลายสถานการณ์
สถานการณ์ที่พบบ่อยที่สุด ได้แก่:
- อีเวนต์แบบมีเงื่อนไข
- การหยุดชะงักของอีเวนต์
- การรอให้กระบวนการเสร็จสิ้น

สถานการณ์เหล่านี้สามารถนำมาสร้างเป็นโมเดล discrete-event ใน SimPy ได้

อีเวนต์แบบมีเงื่อนไข

บางอีเวนต์ขึ้นอยู่กับการเกิดขึ้นของอีเวนต์อื่น
จะถูกเรียกใช้งานก็ต่อเมื่อเงื่อนไขที่กำหนดเป็นจริงเท่านั้น

ตัวอย่าง

ลูกค้าเดินเข้าร้านเสื้อผ้า
```
def customer_arrivals(env, shop)
```
ค้นหาสินค้าที่ต้องการ
```
env.timeout(search_time)
```

ซื้อเฉพาะเมื่อมีสินค้าในสต็อก

if shop.available[item]:

Generator: รวมโค้ดทั้งหมดเข้าด้วยกัน

def customer_arrivals(env, shop):


    while True:

        yield env.timeout(search_time)


        # Only buy item if available
        if shop.available[item]:
            env.process(shop_buyer(env, item, 
                    num_items, shop))

การหยุดชะงักของอีเวนต์

บางอีเวนต์อาจถูกหยุดชะงักจาก:

อีเวนต์ที่มีความสำคัญสูงกว่าเกิดขึ้นก่อน
การหยุดโดยสมัครใจ (เช่น การชาร์จรถยนต์)
การหยุดโดยถูกบังคับ (เช่น เครื่องจักรเสีย)

วิธีการ

simpy_process_1.interrupt()

ตัวอย่าง

เครื่องจักรเสียเป็นระยะ ทำให้สายการผลิตหยุดชะงัก

def break_machine(env):

  # Break machine every now and then.
  while True:

    # Time between machine fails
    yield env.timeout(fail_time())


    # Machine fail: interrupt process
    simpy_process_1.interrupt()

การรอให้กระบวนการเสร็จสิ้น

บางกระบวนการต้องรอให้กระบวนการอื่นเสร็จสิ้นก่อน
เกิดขึ้นบ่อยเพราะทรัพยากรมีจำนวนจำกัด
ตัวอย่าง: ทรัพยากรที่ใช้ร่วมกันโดยมี capacity=5:
```
simpy.Resource(env, capacity=5)
```
ดังนั้น กระบวนการอาจต้องรอหากทรัพยากรทั้งหมดกำลังถูกใช้งานอยู่

ตัวอย่าง: ปั๊มน้ำมันต้องเติมสำรองน้ำมันเป็นระยะ

with gas_station.request() as request:

  # Request one of the gas pumps
  yield request


  # Once pump is available: pump fuel 
  liters_request = 10
  yield fuel_reserve.get(liters_request)

  # The "actual" refueling takes time
  refuel_duration = liters_request 
                      / refuel_speed


  yield env.timeout(refuel_duration)

การเชื่อมต่ออีเวนต์ด้วย Bitwise Operators

Bitwise operators

คำนวณระดับบิตบนจำนวนเต็ม
ต้องการตัวถูกดำเนินการสองตัว
- ตัวอย่าง: a & b, a >> b, a ^ b

ใน SimPy

สร้างอีเวนต์แบบมีเงื่อนไข
ระหว่างอีเวนต์ 2 รายการ

Bitwise operators ที่ใช้ใน SimPy

รอให้ทั้งสองกระบวนการเสร็จ: __and__() หรือ &
รอให้กระบวนการใดกระบวนการหนึ่งเสร็จ: __or__() หรือ |

การเชื่อมต่ออีเวนต์ด้วย Bitwise Operators

ตัวอย่าง: ผู้ชมรอคิวซื้อตั๋วจนกว่าจะถึงตาหรือตั๋วหมด

with counter.request() as my_turn:


  # Wait until turn or movie is sold out
  result = yield my_turn | counter.sold_out[movie]


  # If tickets available
  if my_turn in result:
    theater.num_moviegoers[movie] += 1
    return


  # If tickets sold out
  if my_turn not in result:
    theater.num_renegers[movie] += 1
    return

มาฝึกกันเถอะ!

การจำลองเหตุการณ์แบบไม่ต่อเนื่องด้วย Python