Introduzione ad Arena - Università di Bologna

Introduzione al package
ARENA
Daniele Vigo
D.E.I.S. - Università di Bologna
[email protected]
rev. 1.2 - Marzo 2003
ARENA
• Applicazione Windows che permette di creare
modelli ed eseguire simulazioni del modello stesso
• Basato sull’approccio ad interazione dei processi
• Modello descritto da un diagramma di flusso in
cui vengono utilizzati blocchi di forma diversa per
rappresentare le diverse funzioni
D. Vigo
Arena.2
•1
ARENA(2)
• Processo di simulazione diviso in quattro fasi:
• Creazione del Modello
• Definizione dell’esperimento (INPUT) e
sperimentazione del modello
• Esecuzione dell’esperimento
• Analisi dell’output
• Si possono condurre diverse simulazioni senza
alterare il modello
D. Vigo
Arena.3
Descrizione del modello
• Esistono due tipi di moduli utilizzabili da parte
dell’utente:
• Moduli FLOW-CHART:
descrivono il sistema
dinamicamente
• Moduli DATA: descrivono
il sistema staticamente.
Questi moduli sono
sistemati sulla finestra
DATA
D. Vigo
Arena.4
•2
Descrizione statica del modello
• ENTITA: Oggetti che attraversano il sistema e che
tramite azioni, ne modificano lo stato.
• ATTRIBUTI: Caratteristiche delle specifiche
entità
• RISORSE: Elementi caratteristici del sistema
utilizzati dalle entità (macchine, inservienti, …)
• VARIABILI: Grandezze caratteristiche del
sistema (stato di una macchina, lunghezza di una
coda, …)
D. Vigo
Arena.5
Processi
• Arena dispone di diverse librerie di
elementi predefiniti che modellano
componenti di sistemi: (code, server,
controlli, arrivi, uscite …)
• Si trascinano nella finestra Flow-Chart
e se ne editano le proprietà dalla
finestra Data (in modalità spreadsheet
o attraverso una dialog box)
• Moduli Data: Descrizione statica di
Entità, Code, Variabili …
D. Vigo
Arena.6
•3
Entity
• Modulo Data per definire le entità
Costo di
permanenza
nel sistema
Nome
Figura per
animazione
Costi iniziali
per tipo di
attività/azione
D. Vigo
Arena.7
Queue
• Modulo Data per definire le code
Nome coda
Definita
automaticamente per
ogni processo che
richiede l’allocazione di
una risorsa
Modalità di gestione:
FIFO, LIFO, in base a
valori di attributi…
D. Vigo
Arena.8
•4
Resource
• Modulo Data per
definire le risorse del
sistema
Nome
Disponibilità (se tipo fixed)
Tipo disponibilità:
fixed o schedule
D. Vigo
Arena.9
Variable
• Modulo Data per definire le variabili globali del
sistema
Possono essere
vettori/matrici
Tipo di azzeramento tra
due esecuzioni:
System= var. di stato
Statistics=acc. statistico
None=mai
D. Vigo
Arena.10
•5
Schedule
• Modulo Data per definire temporizzazioni di arrivi
o di disponibilità di risorse.
Arrivi:
100 unità/ora per 3 ore, poi
150 unità/ora per 4 ore, poi
100 unità/ora per 4 ore,
poi si ricomincia
D. Vigo
Arena.11
Schedule (2)
• Modulo Data per definire temporizzazioni di arrivi
o di disponibilità di risorse.
Disponibilità risorse:
6 unità per 4 ore, poi
3 unità per 2 ore, poi
6 unità per 3 ore,
poi si ricomincia
D. Vigo
Arena.12
•6
Cosa manca ?
• Non esiste un modulo DATA specifico per la
definizione degli attributi delle entità (vanno
definiti implicitamente facendo riferimento ad essi
in altri processi)
D. Vigo
Arena.13
CREATE
• definisce le modalità di creazione di una entità
• entità create in base a un certo scheduling o con un
tempo calcolato tra due arrivi successivi
• tipo dell’entità specificato nel processo stesso
D. Vigo
Arena.14
•7
DISPOSE
• distruzione di una entità
• le statistiche della entità distrutta possono essere
raccolte prima della distruzione
D. Vigo
Arena.15
ASSIGN
• assegnamento di nuovi valori a variabili, attributi,
variabili di sistema, …..
D. Vigo
Arena.16
•8
PROCESS
• modella un ritardo che coinvolge l’entità corrente
• consente di simulare acquisizione e rilascio di una
risorsa da parte della entità stessa (SEIZING e
RELEASING)
• possibilità di creazione di sotto-processi
D. Vigo
Arena.17
PROCESS (2)
Tipo impiego risorsa:
Seize, Delay, Release
Tipo di attività
Risorse ed unità
necessarie
Ritardo applicato
D. Vigo
Arena.18
•9
DECIDE
• processo di tipo decisionale
• decisione basata su condizione o probabilità
• condizioni possono essere basate su valori di
attributi, di variabili, espressioni, tipo di entità,...
D. Vigo
Arena.19
BATCH
• processo di raggruppamento di entità
• si può specificare il numero di entità in ingresso
necessarie per creare un nuovo raggruppamento
• raggruppamento può essere temporaneo o
permanente
D. Vigo
Arena.20
•10
SEPARATE
• processo di separazione di una singola entità in più
entità uguali
• possibilità di separare raggruppamento
temporaneo nelle entità originali
D. Vigo
Arena.21
RECORD
• processo di raccolta delle statistiche che vengono
inserite in variabili TALLY (globali)
D. Vigo
Arena.22
•11
RECORD (2)
D. Vigo
Arena.23
Stazione di Servizio (1)
ENTITA’: Auto
VARIABILI :
a) dati di input:
• Tempo di interarrivo (3 min),
• Tempo min. e max servizio, (5,10 min)
• N. auto da simulare
(=N_perse+N_servite=N_create=100)
• Lunghezza massima coda (3)
• Numero pompe di benzina (3)
b) Accumulatori e var. di stato:
N_Auto_perse, N_Auto_entrate, N_Auto_simulate
RISORSE:
CODE:
D. Vigo
Pompa di benzina (K esemplari)
Coda Stazione (FIFO)
Arena.24
•12
Variabili e Risorse
Per le auto perse
usiamo un
contatore (Record)
D. Vigo
Arena.25
Schema processi
D. Vigo
Arena.26
•13
Creazione e distruzione auto
Creazione auto
Distruzione auto
D. Vigo
Arena.27
Decisione
D. Vigo
Arena.28
•14
Processo Stazione
D. Vigo
Arena.29
Conteggi
Conteggio auto
servite
In alternativa si
può usare un
contatore
D. Vigo
Arena.30
•15
Reparto di ospedale
• Ospedale con 2 reparti:
• reparto GRAVI (senza coda e con capienza NLG)
• reparto NORMALI (con coda e capienza NLN)
• Arrivo malati: (GRAVI con prob. PG)
• Esponenziale con v.m. λ
• Degenza:
• GRAVI: durata uniforme in [DGMIN,DGMAX],
• sopravvivono con prob. PS e diventano NORMALI
• NORMALI: durata uniforme in [DNMIN,DNMAX]
D. Vigo
Arena.31
Ospedale: descrizione statica
ENTITA’: Malato (con Attributo Tipo)
VARIABILI :
a) dati di input:
• Tempo di interarrivo malati (0.25 gg=4 al giorno)
• Numero Letti Gravi, Normali (3, 10)
• Probabilità grave (20%), Probabilità morte (10%)
• N malati da simulare
(=N_guariti+N_rifiutati+N_morti=N_creati=100)
• Tempi di degenza gravi (30,120) normali (5,20)
b) Accumulatori e var. di stato:
• N_guariti, N_rifiutati, N_morti
RISORSE:
CODE:
D. Vigo
Reparto Gravi, Reparto Normali
Coda Reparto Normali (FIFO)
Arena.32
•16
Entità, Risorse …
• Per le statistiche usiamo istruzioni Record
(contatori ed accumulatori)
D. Vigo
Arena.33
Ospedale schema processi
D. Vigo
Arena.34
•17
Creazione malati
D. Vigo
Arena.35
Decidi tipo malato
D. Vigo
Arena.36
•18
Decidi grave rifiutato
D. Vigo
Arena.37
Contatori
D. Vigo
Arena.38
•19
Degenza Gravi
D. Vigo
Arena.39
Degenza Normali
D. Vigo
Arena.40
•20