ARENA Tutorial 1

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ARENA Tutorial1. Historisches2. Basis-Elemente3. ErgebnisanalyseARAREENNAA TutTutorioriaal l --114. Modellierung von Transportvorgängen5. Integration mit anderen Systemen6. Customizing7. Kontinuierliche und kombinierte Modelle Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Thomas Schulze Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Thomas Schulze 2Basiselemente Example 1 Arena-Modelle bestehen aus Modulen An einem Drucker treffen in zufälligen Abständen Druckjobs ein Module Modellierung:– flowcharts– Erzeugen der Jobs» Beschreiben den Prozess für Entitäten– Zuweisung einer Jobnummer» Sind untereinander verbunden– Vernichten der Jobs (ohne eigentliches Drucken)» Create, Dispose, Process, Decide, Batch, Separate, Assign, Record Werte zur Simulation:– data – ZE entspricht 1 Sekunde» Beschreiben Objekte für die Prozesse – Zwischenankunftszeit gleichverteilt [10,20]» Entities, Resources, Queues – Ende der Simulation nach 600 ZE» Statische Objekte: Variable, Schedule, SetsOtto-von-Guericke-Universität Magdeburg Thomas Schulze 3 Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Thomas Schulze 4Example 1 CreateExample 1 Create Erzeugen von Entities– Es lasen sich verschiedene Entitätstypen definierenOtto-von-Guericke-Universität Magdeburg Thomas Schulze 5 Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Thomas Schulze 61Assign Assign Zuweisen von Werten an Attribute und – Zuweisung des aktuellen wertes der Variablen Variablen V_Jobnummer an das Attribut Jobnummer– ...

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Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg

Thomas Schulze

ARENA

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Tutorial

Tutorial

-1

Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg

Thomas Schulze

2

ARENA

ARENA

Tutorial

Tutorial

1.

Historisches

2.

Basis-Elemente

3.

Ergebnisanalyse

4.

Modellierung von Transportvorgängen

5.

Integration mit anderen Systemen

6.

Customizing

7.

Kontinuierliche und kombinierte Modelle

Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg

Thomas Schulze

3

Basiselemente

Basiselemente

Arena-Modelle bestehen aus Modulen

Module

–

flowcharts

»

Beschreiben den Prozess für Entitäten

»

Sind untereinander verbunden

»

Create, Dispose, Process, Decide, Batch, Separate, Assign,

Record

–

data

»

Beschreiben Objekte für die Prozesse

»

Entities, Resources, Queues

»

Statische Objekte: Variable, Schedule, Sets

Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg

Thomas Schulze

4

Example

Example

1

An einem Drucker treffen in zufälligen Abständen

Druckjobs ein

Modellierung:

–

Erzeugen der Jobs

–

Zuweisung einer Jobnummer

–

Vernichten der Jobs (ohne eigentliches Drucken)

Werte zur Simulation:

–

ZE entspricht 1 Sekunde

–

Zwischenankunftszeit gleichverteilt [10,20]

–

Ende der Simulation nach 600 ZE

Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg

Thomas Schulze

5

Example

Example

1

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Thomas Schulze

6

Create

Create

Erzeugen von Entities

–

Es lasen sich verschiedene Entitätstypen definieren

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7

Assign

Assign

Zuweisen von Werten an Attribute und

Variablen

–

Variable V_Jobnummer wird inkrementiert

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8

Assign

Assign

–

Zuweisung des aktuellen wertes der Variablen

V_Jobnummer an das Attribut Jobnummer

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9

Dispose

Dispose

Vernichten von Entities

Einbindung einer Statistik

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10

Steuerung der Simulation

Steuerung der Simulation

Run ->Setup ->Replication Parameters

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11

Standardresultatausgabe

Standardresultatausgabe

Run -> Setup -> Reports

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Entity

Entity

-Report

Report

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13

Einfache

Einfache

Prozessbeschreibung

Prozessbeschreibung

Einfache Zeitverzögerung

Bedingungsabhängige Verzögerung

–

Spezialfall : Belegung einer Resource

–

Allgemeiner Fall

Totale Blockierung

Verzweigen und Zusammenführen

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14

Einfache Zeitverzögerung

Einfache Zeitverzögerung

Einfache Zeitverzögerung mit dem Modul

Process

–

Auch für Verzögerungen im Zusammenhang mit

einer Resource

Angabe einer Verzögerungszeit

–

Wird in dem Modul berechnet

–

Verwendung von Datenmodulen (Attributen,

Variablen, Sequences)

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15

Example

Example

2

Grundidee von Example 1

Der Job wird im Netz um eine Zeit verzögert

–

Gleichverteilung [ 9,19]

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Process

Process

-Modul

Modul

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Bedingungsabhängige

Bedingungsabhängige

Verzögerung

Verzögerung

Bedingung

–

Warte bis eine Resource belegt werden kann

Zusätzliche Aktionen

–

Belege diese Resource um eine definierte Zeit

–

Gib die Resource wieder frei, so dass eine

wartende Entität diese Resource wieder

belegen kann

Wird im Process-Modul abgebildet

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Resource

Resource

Einheit, um Entitäten aufzunehmen

Entität kann die Resource nur belegen, wenn freie

Einheiten vorhanden sind (Seize)

Wartende Entitäten werden in einer

Warteschlange gesammelt

Verfügt über eine Kapazität, die sich während der

Simulation verändern kann

Nach dem Verlassen einer Entität wird versucht,

wartende Entitäten nachrücken zu lassen

(Release)

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Example

Example

3

Grundidee von Example 1

Der Drucker wird als Resource nachgebildet

Die Verweilzeit im Drucker ist:

–

Gleichverteilung [9,19]

Statistiken sind zu erstellen

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Process

Process

-Modul

Modul

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Process

Process

-Modul

Modul

Im Process-Modul wird die Action

–

Seize-Delay-Release selektiert

Die Resource Drucker (Datenmodul)

definiert und ausgewählt

Die Zeitverzögerung für eine Entität in der

Resource beschrieben

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Statistiken

Statistiken

In Run -> Setup -> Project Parameter wird

definiert, welche Statistiken gesammelt werden

sollen

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Ergebnisse

Ergebnisse

Example

Example

3

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Ergebnisse

Ergebnisse

Example

Example

3

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Bedingungsabhängige

Bedingungsabhängige

Verzögerung

Verzögerung

Vielfach lässt sich eine Resource zur Nachbildung

von Bedingungen verwenden, dann ist die

Verwendung von Process zu empfehlen

Allgemeiner wird die Bedingung durch den den

Hold-Modul beschrieben (Advanced Process

Template)

Die Entitäten warten in einer Queue

Der Hold-Module unterscheidet drei Formen:

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Hold

Hold

-Module

Module

Scan for Condition

–

Entitäten warten in der Queue, bis eine

Bedingung wahr wird

Wait for Signal

–

Entitäten warten in der Queue auf ein

bestimmtes Signal ( Wird von einer anderen

Entität erzeugt)

Infinite Hold

–

Entitäten warten, bis eine andere Entität sie aus

der Queue mit Remove herausholt

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Example

Example

4

Fahrzeuge kommen an einer Kreuzung an.

In Abhängigkeit vom Zustand der

Lichtsignalanlage (LSA) können sie

weiterfahren, oder sie müssen warten

Die LSA wird in einem separatem Prozess

gesteuert

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Example

Example

4

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Hold mit

Hold mit

Scan

Scan

Zur Nachbildung des Wartens auf „grün“

wird der Hold-Modul verwendet

Bedingung:

Variable V_LSA = 1

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Verändern der Bedingung

Verändern der Bedingung

Der Prozess zur Beschreibung der LSA-Steuerung setzt in

periodischen Abständen die Variable V_LSA auf 1 oder 0.

Beschreibung als Zyklus wäre günstiger (Sprachelemente

sind noch nicht verfügbar)

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Example

Example

5

Ein Produzent liefert 5 verschiedene Teile in

ein Lager. Die Zwischenankunftszeit ist

exponential-verteilt und die Verteilung auf

die Teilarten ist gleichmäßig.

Ein Kunde kommt an dem Lager vorbei und

entnimmt alle Teile einer bestimmten

Teileart. Die Zwischenankunftszeit ist

exponential-verteilt und die Verteilung auf

die Teilearten ist ebenfalls gleichmäßig.

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Example

Example

5

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Hold mit Signal

Hold mit Signal

Jedem ankommenden Teil wird sein Teiletyp zugewiesen

(Attribut Teiletyp)

Die im Lager anbekommenden Teile warten auf das Signal

entsprechend ihres Teilstyps

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Auslösen des Signals

Auslösen des Signals

Jedem Kundenauftrag wird der Teiletyp (Attribut

TeiletypOrder) zugewiesen.

Für diesen Teiletyp wird ein Signal gegeben

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Example

Example

6

Ein Lieferant legt Rohteile in einem Lager (Pool) ab. Jedem

ankommenden Teil wird eine Bearbeitungszeit zugeordnet.

Die Teile werden absteigend nach ihren

Bearbeitungszeiten im Lager sortiert.

Ein Disponent prüft ob Teile im Lager vorhanden sind,

wählt das erste Teil entsprechend der Strategie aus und

gibt den Auftrag an die Fertigung frei.

Nach der Abarbeitung wird der Disponent über das Ende

der Bearbeitung informiert und er überprüft erneut den

Pool auf vorhandene Aufträge.

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Example

Example

6

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Infinite Hold

Infinite Hold

Bei dem Infinite Hold wird die Entität in einer

Queue verzögert.

Sie kann nur durch eine andere Entität

mittels Remove-Module aus dieser Queue

entfernt werden

In dem Remove-Modul muss die Position

der zu entfernenden Entität angeben

werden

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Infinite Hold

Infinite Hold

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Reihenfolge in der Queue

Reihenfolge in der Queue

Im Queue-Datenmodul kann die

Warteschlangendisziplin beschrieben

werden

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Hold mit

Hold mit

Scan

Scan

für den

für den

Disponenten

Disponenten

Der Disponent wartet bis mindesten 1

Auftrag im Pool ist

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Freigabe des Auftrages

Freigabe des Auftrages

Mittels Remove wird der Auftrag auf der ersten Position

aus dem Pool ausgewählt

Ausgewählte Entität wird zu „Verabeiten“ verzweigt

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Warten auf das Ende der

Warten auf das Ende der

Berabeitung

Berabeitung

Der Disponent wartet auf das Ende der

Bearbeitung

Das Ende wird durch ein Signal angezeigt

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Weitere Basic

Weitere Basic

-Process

Process

-

Module

Module

Decide

–

Gestattet 2- und n-Wege Verzweigungen

–

Bei 2-Wege-Verzweigung wird nur ein Ausgang

verwendet

–

Bei der n-Weg-Verzweigung wird durch jeden

erfüllten Ausgang eine Entität geschickt ( neue

Entitäten werden generiert)

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Weitere Basic

Weitere Basic

-Process

Process

-

Module

Module

Batch, Separate

–

Gruppenbildung von Entitäten

–

Temporär

»

Können mittels Separate-Modul wieder aufgelöst

werden

–

Permanent

»

Können nicht wieder aufgelöst werden

–

Entitäten werden verzögert, bis eine bestimmte

Anzahl erreicht ist

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Statistiken

Statistiken

Tally-Statistics (discrete-time statistics)

–

Statistische Parameter über eine Menge von Werten

–

Beobachtungen zu diskreten Zeitwerten

Time-persistent-Statistics

–

Statistische Parameter über Größen, die sich über der

Zeit verändern (mittlere Warteschlabgenlänge)

Counter-Statistics

–

Einfache Zählungen

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Record

Record

-Modul

Modul

Mit dem Record-Module werden die Tally-

und die Counter-Statistic unterstützt

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Modellierung auf dem

Modellierung auf dem

Sprachlevel

Sprachlevel

Die Sprache SIMAN bildet die Grundlage

SIMAN-Anweisungen

–

Entitätenfluß

»

Blocks-Panel

–

Objekte

»

Elements-Panel

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Single

Single

-Server

Server

Benötigte Elements

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Single

Single

-Server

Server

Benötigte Blöcke

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50

Single

Single

-Server mit zwei

Server mit zwei

Warteschlangen

Warteschlangen

Zwei unterschiedliche Teile werden in zwei

getrennten Puffern gelagert.

Die Maschine wählt vorrangig Teile aus dem

Puffer 1 zur Bearbeitung aus

Modellierung mit zwei Warteschlangen

Ankommende Teile werden mit QUEUE-

detach in den Warteschlangen aufgehalten

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Single

Single

-Server mit zwei

Server mit zwei

Warteschlangen

Warteschlangen

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Blockierende Queues

Blockierende Queues

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Auswahl aus Queues

Auswahl aus Queues

QPICK-Modul erlaubt die Auswahl von Entitäten

aus unterschiedlichen Warteschlangen nach

bestimmten Regeln