Пакет SimPy: типи ресурсів

Дискретно-подієве моделювання в Python

Dr Diogo Costa

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

Доступні типи ресурсів

У SimPy є три типи ресурсів:
resource
container
store

Доступні типи ресурсів

simpy.Resource()

Спільне використання ресурсів між процесами
Приклад: столики в ресторані

simpy.Container()

Ресурс для спільного користування однорідною речовиною між процесами
Кількості можуть бути дискретними (напр., яблука) або неперервними (напр., вода)
Приклад: водосховище

simpy.Store()

Зберігає потенційно необмежену кількість об'єктів
Приклад: супермаркет

Метод: simpy.Resource()

Створення ресурсу

resource_1 = simpy.Resource(env, capacity=8)

Використовуйте, коли є обмежена місткість ресурсу (напр., capacity=8)
Обмежує кількість процесів, що одночасно отримують доступ до ресурсу

Процес має надіслати запит на право користування ресурсом
- Якщо всі ресурси зайняті, запити ставляться в чергу

Коли процеси звільняють ресурс, очікувані запити активуються

Запит ресурсу

# Відкрити запит ресурсу
with resource_1.request() as request:


  # Надіслати запит на ресурс
  yield request


  # Коли ресурс стане доступним
  yield env.timeout(event_duration)

Ресурси: пріоритети та витіснення

Варіація попереднього ресурсу

resource_1 = simpy.PreemptiveResource(
env, capacity=1)

Деякі процеси можуть мати пріоритет над іншими
Приклад: ремонтник
- Пріоритет 1: ремонт зламаних машин
- Пріоритет 2 або нижчий: техобслуговування машин
Використання подібне до simpy.Resource()

Запит ресурсу з найвищим пріоритетом

with resource_1.request(priority=1) as 
request:

yield request
yield env.timeout(process_duration)

Запит ресурсу з нижчим пріоритетом

with resource_1.request(priority=2) as 
request:

yield request
yield env.timeout(process_duration)

Метод: simpy.Container()

Корисно для моделювання виробництва/споживання однорідних, невідмінних мас
Може бути неперервною (як вода) або дискретною (як яблука)

Приклад: Запаси пального на АЗС.

Авто зменшують запас, а бензовози його поповнюють

Створення контейнера

tank_1 = simpy.Container(
env, tank_size, init=tank_size)

Додавати й вилучати з контейнера/бака
```
yield tank_1.put(add_quantity)
yield tank_1.get(remove_quantity)
```
Отримати поточний рівень у баку
```
tank_1.level
```
Отримати загальну місткість бака
```
tank_1.capacity
```

Метод: simpy.Store()

Створити сховище

store_1 = simpy.Store(
env, capacity=2)

Подібне до simpy.Container(), але дозволяє зберігати різні об'єкти
На відміну від абстрактної «кількості» в контейнерах

Додавати та вилучати зі сховища

yield store_1.put("item_1")
yield store_1.get()

Отримати список доступних елементів
```
store_1.items
```
Отримати місткість сховища
```
store_1.capacity
```

Як ресурси SimPy допомагають у бізнес-рішеннях?

Приклад

Супермаркет з 1 касиром
Власник хоче з'ясувати, чи варто інвестувати в більше касирів
Чи зменшиться час очікування з додатковими касирами?

Поточна ситуація: 1 касир

simpy.Resource(env, capacity=1)

...
час: 23.7 хв | Покупець 30 > Завершено

Змодельовані сценарії: n касирів

simpy.Resource(env, capacity=2)

...
час: 13.2 хв | Покупець 30 > Завершено

simpy.Resource(env, capacity=3)

...
час: 8.6 хв | Покупець 30 > Завершено

simpy.Resource(env, capacity=4)

...
час: 8.6 хв | Покупець 30 > Завершено

Давайте потренуємось!

Дискретно-подієве моделювання в Python