[发明专利]考虑休眠策略的两机器流水线性能评估方法

摘要

本发明提出一种考虑休眠策略的两机器流水线性能评估方法。在本发明中，进行性能评估之前，对考虑休眠策略的两机器流水线进行了建模分析，建立了考虑休眠策略的两机器流水线解析模型以及休眠策略的两机器流水线解析模型求解；然后给出考虑休眠策略的两机器流水线性能评估方法的具体步骤。从实施例的多个算例可以看出，采用本发明的方法能够有效分析考虑休眠策略的两机器流水线的性能。

主权项

一种考虑休眠策略的两机器流水线性能评估方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1：参数初始化：考虑休眠策略的两机器流水线中进行初始化的相关参数包括：Mi(i＝1,2)，表示两机器流水线中机器编号；其中M1为输出端，M2为产出端；αi(i＝1,2)，表示机器Mi(i＝1,2)所处状态，其中αi＝0表示机器Mi处于故障状态，αi＝1表示机器Mi处于非故障状态；N，表示缓冲区缓冲容量；n，表示当前缓冲区缓冲水平；缓冲控制水平为N‑1；pi(i＝1,2)，表示机器Mi(i＝1,2)下一时刻由非故障状态转变为故障状态的概率；ri(i＝1,2)，表示机器Mi(i＝1,2)下一时刻由故障状态转变为非故障状态的概率；步骤2：计算考虑休眠策略的两机器流水线稳态概率密度：所述考虑休眠策略的两机器流水线稳态概率密度分为基本状态空间系统状态稳态概率密度和休眠状态空间系统状态稳态概率密度；基本状态空间系统状态稳态概率密度采用p(n,α1,α2)表示，p(n,α1,α2)为两机器流水线处于(n,α1,α2)状态时的概率值，具体取值如下：p(0,0,0)＝0p(0,0,1)＝ω″(C1X1Y21+C2X2Y22)p(0,1,0)＝0p(1,0,0)＝ω′(C1X1Y21+C2X2Y22)p(1,0,1)＝C1X1Y21+C2X2Y22p(1,1,0)＝0p(1,1,1)＝ω(C1X1Y21+C2X2Y22)p(N-1,0,0)=C1(θX1N-1Y11+φX1Y21)+C2(θX2N-1Y12+φX2Y22)]]>p(N‑1,0,1)＝0p(N-1,1,0)=C1X1N-1Y11+C2X2N-1Y12]]>p(N-1,1,1)=C1(θ′X1N-1Y11+φ′Y21)+C2(θ′X2N-1Y12+φ′Y22)]]>p(N,0,0)＝0p(N,0,1)＝0p(N,1,0)=C1(θ′′X1N-1Y11+φ′′X1Y21)+C2(θ′′X2N-1Y12+φ′′X2Y22)]]>p(N,1,1)＝0p(n,α1,α2)=C1X1nY11α1Y21α2+C2X2nY12α1Y22α2,n=2,...,N-2,α1=0,1,α2=0,1]]>其中：C1＝γC2Y11=r1p1]]>Y21=r2p2]]>X1＝1Y12=r1+r2-r1r2-r1p2p1+p2-p1p2-p1r2]]>Y22=r1+r2-r1r2-p1r2p1+p2-p1p2-p2r1]]>X2=Y22Y12]]>θ=p1+p2-p1p2-p1r2r1+r2-p2r1-r1r2]]>θ′=(1-p1)+r1θp1]]>θ′′=(1-p1)(1-r2)+r1(1-r2)θ+(1-p1)p2θ′r2]]>φ=p2r1ω′′r1+r2-p2r1-r1r2]]>φ′=r1(φ+ω′′)p1]]>φ′′=p2(1-p1)φ′+r1(1-r2)φ+(1-r2)ω′′r2]]>ω=r1(r1+r2-r1r2-r1p2)(p1+p2-p1p2)(r1+r2)-r1r2(p1+p2)]]>ω′=(p1+p2+p1p2)ω-r1(1-p2)r1r2]]>ω′′=(1-r1)(1-p2)+p1(1-p2)ω+(1-r1)r2ω′r1]]>γ=(1-ω′′r1)Y21-Y11ω′′r1X2Y22]]>休眠状态空间系统状态稳态概率密度采用p(α1)表示，p(α1)为休眠状态下两机器流水线处于状态(n,α1,1)时的概率值，具体取值如下：p(α1)=C*(r1p1)α1,α1=0,1]]>其中C*＝ρC1ρ＝ρ1+ρ2ρ1=p1[(p1+p1-p1p1)θ′-r2θ′′-r1r2θ-(1-p1)r2](X1N-1Y11+1rX2N-1Y12)r1-r1p1+r2p1]]>ρ2=p1[(p1+p1-p1p1)φ′-r2φ′′-r1r2φ](X1Y21+1rX2Y22)r1-r1p1+r2p1]]>C1，C2和C*为归一化参数，根据基本状态空间系统状态稳态概率密度以及休眠状态空间系统状态稳态概率密度之和Σn=0NΣα1=01Σα2=01p(n,α1,α2)+(N-2)Σα1=01C*(r1p1)α1=1]]>反求得到C1，再将C1代入基本状态空间系统状态稳态概率密度和休眠状态空间系统状态稳态概率密度公式，得到基本状态空间系统状态稳态概率密度和休眠状态空间系统状态稳态概率密度；步骤3：计算考虑休眠策略的两机器流水线性能指标，所述性能指标包括效率、停机率、有效效率：效率：停机率：fstop＝fs+p2E，其中fs为机器M2饥饿发生率fs＝(1‑r1)(1‑p2)p(1,0,1)+(1‑r1)r2p(1,0,0)+p1(1‑p2)p(1,1,1)；有效效率：Ew＝E‑wfstop，其中w为机器M2由停机状态转换到正常加工状态开始加工的不合格产品个数。