초록 ▼

□ 연구개요
본 과제의 주된 대상은 유한버퍼와 비신뢰형(unreliable) 서버로 구성된 대기행렬망이며 이에 대한 성능분석 방법을 개발하는 것을 연구목적으로 하였다. 비신뢰형 서버는 생산현장에서 기계의 ‘고장(failure)’이나 서버의 휴가 등 여러 가지 이유로 서비스를 제공하지 못하는 현상을 말한다. 본 연구에서는 유한버퍼와 복수의 비신뢰형 서버를 갖는 노드로 구성된 대기행렬망의 근사해를 구하는 효과적인 방법을 개발하였다.

□ 연구 목표대비 연구결과
본 과제에서는 기존의 분해법을 개선하고 확률기하해법과

□ 연구개요
본 과제의 주된 대상은 유한버퍼와 비신뢰형(unreliable) 서버로 구성된 대기행렬망이며 이에 대한 성능분석 방법을 개발하는 것을 연구목적으로 하였다. 비신뢰형 서버는 생산현장에서 기계의 ‘고장(failure)’이나 서버의 휴가 등 여러 가지 이유로 서비스를 제공하지 못하는 현상을 말한다. 본 연구에서는 유한버퍼와 복수의 비신뢰형 서버를 갖는 노드로 구성된 대기행렬망의 근사해를 구하는 효과적인 방법을 개발하였다.

□ 연구 목표대비 연구결과
본 과제에서는 기존의 분해법을 개선하고 확률기하해법과 조합하여 노드의 수가 많은 대기행렬망에 대한 근사해를 효과적으로 구하는 방법을 개발하였다. 모형에 대한 기본 가정은 서버의 서비스시간, 고장발생시간 간격, 수리시간은 서로 독립이며 각각은 모두 지수분포를 따르고 사후블로킹(blocking after service)규칙, 서비스 중에만 고장이 발생하는 시스템을 대상으로 하였다. 그러나 모형에 대한 기본적인 가정을 일반화한 다음의 결과를 얻었다 (단, 아래2번의 결과는 기본적인 가정하에서 얻어진 결과임).
1. 서버의 휴가와 고객의 재시도가 있는 복수서버 대기행렬 시스템의 안정성 분석
2. 복수의 서버로 구성된 직렬형 대기행망에 대한 근사해법 개발
3. 이산시간 직렬형 대기행렬망에 대한 근사해법 개발
4. 두 개의 노드로 구성된 대기행렬망에서 서비스시간, 고장시간, 수리시간 등의 변동성이 출력과정에 미치는 영향 분석

□ 연구개발결과의 중요성
본 과제에서는 기존의 분해법을 개선하고 확률기하해법과 조합하여 노드의 수가 많은 대기행렬망에 대한 근사해를 효과적으로 구하는 방법을 개발하였다. 특히 이산시간 직렬형 대기행렬망의 분석에서 개발된 분석방법은 기존의 방법으로 분석하기 어려운 복잡한 형태의 서비스 구조를 갖는 시스템의 분석을 가능하게 하였다. 이 방법은 다양한 서비스 환경에 의존하는 서버를 갖는 시스템의 분석이나 출력과정(output process)의 분석방법 개발에 초석이 될 것으로 예상한다. 또한 비신뢰형서버를 갖는 시스템에서 수리 후에 서비스를 시작하는 방법에 따라 서비스시간의 변동성이 클수록 오히려 출력률이 증가 할 수도 있음을 보였다. 이는 ‘서비스시간의 변동성(분산 또는 변동계수)이 클수록 생산률(출력률)이 감소한다’는 생산시스템 현장에서는 통용되는 직관과 배치되는 것으로 고장의 역설(failure paradox)이라고 명명하고 학회에서 발표하였다.
본 연구개발 결과는 ‘대기행렬망의 분석을 위한 새로운 방법론의 제시’라는 측면과 ‘응용가능성의 확대’라는 측면에서 의미를 갖는다. 생산시스템 등 현실 상황을 수학적으로 모형화하는 목적은 크게 기존시스템에 대한 성능평가와 시스템 설계를 위한 최적화 두 가지로 볼 수 있다. 또한 현실적인 문제에 적용가능성을 높이기 위해서 가능하면 현실 상황을 더욱 많이 반영한 수학적 모형을 개발하고 분석하는 것이 일반적인 연구방향이다. 본 과제에서 제시하는 분석방법은 버퍼크기가 작고 고갈(starvation)이 빈번히 발생하거나 노드간에 작업성능의 불균형이 심한 모형이나 폐기(scrap)가 발생하는 모형 등 노드간 의존성(dependence)가 강하거나 일량보존의 원리가 성립하지 않는 시스템 등 다양한 모형을 분석하는데 활용될 수 있을 것이다. 따라서 본 연구 결과는 현실 상황을 최대한 반영한 모형의 분석뿐만아니라 최적화의 방향을 정하는 데에도 기여할 것으로 예상된다.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 5
• 1. 서버의 휴가와 고객의 재시도가 있는 복수서버 대기행렬 시스템의 안정성 분석 ... 5
• 2. 복수의 서버로 구성된 직렬형 대기행렬망에 대한 근사해법 개발 ... 5
• 3. 이산시간 직렬형 대기행렬망에 대한 근사해법 개발 ... 5
• 4. 두 개의 노드로 구성된 대기행렬망에서 서비스시간, 고장시간, 수리시간 등의 변동성이 출력과정에 미치는 영향 분석 ... 6
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 6
• 4. 참고문헌 ... 7
• 5. 연구성과 ... 8
• 끝페이지 ... 9