ARENA Tutorial -1. Example 1. Basiselemente. Create

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1 ARENA Tutorial ARENA Tutorial 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 Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Thomas Schulze 2 Basiselemente Example 1 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 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 3 Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Thomas Schulze 4 Example 1 Create Erzeugen von Entities Es lasen sich verschiedene Entitätstypen definieren Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Thomas Schulze 5 Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Thomas Schulze 6

2 Assign Zuweisen von Werten an Attribute und Variablen Variable V_Jobnummer wird inkrementiert Assign Zuweisung des aktuellen wertes der Variablen V_Jobnummer an das Attribut Jobnummer Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Thomas Schulze 7 Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Thomas Schulze 8 Dispose Steuerung der Simulation Vernichten von Entities Einbindung einer Statistik Run ->Setup ->Replication Parameters Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Thomas Schulze 9 Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Thomas Schulze 10 Standardresultatausgabe Entity-Report Run -> Setup -> Reports Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Thomas Schulze 11 Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Thomas Schulze 12

3 Einfache Prozessbeschreibung Einfache Zeitverzögerung Bedingungsabhängige Verzögerung Spezialfall : Belegung einer Resource Allgemeiner Fall Totale Blockierung Verzweigen und Zusammenführen 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) Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Thomas Schulze 13 Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Thomas Schulze 14 Example 2 Process-Modul Grundidee von Example 1 Der Job wird im Netz um eine Zeit verzögert Gleichverteilung [ 9,19] Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Thomas Schulze 15 Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Thomas Schulze 16 Bedingungsabhängige Verzögerung Resource 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 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) Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Thomas Schulze 17 Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Thomas Schulze 18

4 Example 3 Process-Modul Grundidee von Example 1 Der Drucker wird als Resource nachgebildet Die Verweilzeit im Drucker ist: Gleichverteilung [9,19] Statistiken sind zu erstellen Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Thomas Schulze 19 Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Thomas Schulze 20 Process-Modul Statistiken 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 In Run -> Setup -> Project Parameter wird definiert, welche Statistiken gesammelt werden sollen Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Thomas Schulze 21 Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Thomas Schulze 22 Ergebnisse Example 3 Ergebnisse Example 3 Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Thomas Schulze 23 Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Thomas Schulze 24

5 Bedingungsabhängige 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: Hold-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 Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Thomas Schulze 25 Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Thomas Schulze 26 Example 4 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 Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Thomas Schulze 27 Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Thomas Schulze 28 Hold mit Scan Verändern der Bedingung Zur Nachbildung des Wartens auf grün wird der Hold-Modul verwendet Bedingung: Variable V_LSA = 1 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) Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Thomas Schulze 29 Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Thomas Schulze 30

6 Example 5 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. Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Thomas Schulze 31 Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Thomas Schulze 32 Hold mit Signal Auslösen des Signals Jedem ankommenden Teil wird sein Teiletyp zugewiesen (Attribut Teiletyp) Die im Lager anbekommenden Teile warten auf das Signal entsprechend ihres Teilstyps Jedem Kundenauftrag wird der Teiletyp (Attribut TeiletypOrder) zugewiesen. Für diesen Teiletyp wird ein Signal gegeben Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Thomas Schulze 33 Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Thomas Schulze 34 Example 6 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. Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Thomas Schulze 35 Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Thomas Schulze 36

7 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 Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Thomas Schulze 37 Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Thomas Schulze 38 Reihenfolge in der Queue Im Queue-Datenmodul kann die Warteschlangendisziplin beschrieben werden Hold mit Scan für den Disponenten Der Disponent wartet bis mindesten 1 Auftrag im Pool ist Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Thomas Schulze 39 Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Thomas Schulze 40 Freigabe des Auftrages Warten auf das Ende der Berabeitung Mittels Remove wird der Auftrag auf der ersten Position aus dem Pool ausgewählt Ausgewählte Entität wird zu Verabeiten verzweigt Der Disponent wartet auf das Ende der Bearbeitung Das Ende wird durch ein Signal angezeigt Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Thomas Schulze 41 Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Thomas Schulze 42

8 Weitere Basic-Process Process- Module Weitere Basic-Process Process- 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) 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 Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Thomas Schulze 43 Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Thomas Schulze 44 Statistiken Record-Modul 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 Mit dem Record-Module werden die Tallyund die Counter-Statistic unterstützt Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Thomas Schulze 45 Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Thomas Schulze 46 Modellierung auf dem Sprachlevel Single-Server Server Die Sprache SIMAN bildet die Grundlage SIMAN-Anweisungen Entitätenfluß» Blocks-Panel Objekte» Elements-Panel Benötigte Elements Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Thomas Schulze 47 Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Thomas Schulze 48

9 Single-Server Server Benötigte Blöcke Single-Server Server mit zwei 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 QUEUEdetach in den Warteschlangen aufgehalten Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Thomas Schulze 49 Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Thomas Schulze 50 Single-Server Server mit zwei Warteschlangen Blockierende Queues Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Thomas Schulze 51 Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Thomas Schulze 52 Auswahl aus Queues QPICK-Modul erlaubt die Auswahl von Entitäten aus unterschiedlichen Warteschlangen nach bestimmten Regeln Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Thomas Schulze 53