SIMULACION DE PROCESOS CON ARENA

Unidad 5 Conceptos Basicos de ArenaAltiok / Melamed Simulation Modeling and Analysis with Arena Chapter 5 1

El Sistema de Simulacion ARENA Arena es un poderoso ambiente de simulacion se basa en el modelado de templetes objeto llamados modulos, y de transacciones que se mueven entre ellos, llamadas entidades tiene una presentacion visual construido alrededor del lenguaje orientado a bloques SIMAN

SIMAN consiste de dos clases de objetos: Blocks - construcciones logicas basicas - representan operaciones como SEIZE que modela la captura de un recurso por una entidad transaction, mientras que el bloque RELEASE la libera al entrar otra transaction Elements -- objetos que representan RESOURCES y QUEUES

Los modulos de Arena se seleccionan de los paneles de templetes ej.: Basic Process, Advanced Process, Advanced Transfer

Los modulos de Arena son bloques de alto nivel funcionalmente equivalentes a grupos de bloques de SIMAN y/o elementos, e internamente construidos de bloques SIMAN y/o elementos2

Ventana de ArenaBarra de Titulo Barra de Menu Htas. d'Interaccion d'Corrida Htas. "View"

Herramientas Estandar

Htas. de Dibujo

Htas. de Animacion Htas. para Transferencia de Animacion

Panel de Templetes Htas. de Barra de Proyectos Area de Modelado Diagramas deFlujo y Animacion

Area de Modelado Hoja Electronica3

Ejemplo: Una Estacion de Trabajo Considere una estacion de trabajo, en teoria de colas esto es cola M/M/1 donde , hay una maquina con un buffer infinito enfrente de ella trabajos llegan aleatoriamente y esperan en buffer si la maq. esta ocupada los trabajos se procesan en la maquina y luego dejan el sistema tiempos entre llegadas exponenciales con media = 30 minutos tiempos de procesamiento exponenciales con media = 24 minutos

Create 1

Process 1

Dispose 1

0 0

0

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Simulacion de Objetos y Acciones Simular esta estacion de trabajo requiere de las sig. acciones: los trabajos son creados,uno a la vez, de acuerdo a su distrib. de llegada si maquina ocupada procesando otro trabajo, el trabajo que llega es puesto en cola en el buffer si un trabajo avanza al inicio del buffer, captura la maquins para proceso una vez disponible, y asi la mantiene por un periodo de tiempo muestreado desde su distrib. de tiempo de procesamiento al completar el proceso, el trabajo deja la maquina y es removido del sistema

Simulacion de objetos y sus acciones e interacciones modelados por modulos de Arena parametrizados mediante ventanas de dialogos

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Modulo Create El modulo Create genera un flujo de llegadas de entities de Arena (trabajos, gente, mensajes, etc.)

ventana de Dialogo para un modulo Create6

Modulo Create (Cont.) El menu "pull-down" de Type para el campo Time Between Arrivals ofrece las siguientes opciones: Random (tiempos entre llegadas exponenciales con media dada en Value) Schedule (permite crear programa de llegadas usando el modulo Schedule en el panel templete Basic Process Constant (especifica tiempos fijos entre llegadas) Expression (cualquier tipo de patron de tiemp entre llegadas especificado por una expresion en Arena , incluyendo distribuciones de Arena)

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Modulo Process El proceso del modulo Process (sirve) entities de Arena

Ventana de Dialogo para un modulo Process8

Module Process (Cont.) La opcion de campo Action, seleccionada del menu "pull-down" es Seize Delay Release, que representa una secuencia de bloques SEIZE, DELAY y RELEASE de SIMAN SEIZE y RELEASE son usados para modelar el contender por un recurso que posee una cierta capacidad (ej. maquinas) cuando un recurso se consume, las entities que contienden por el recurso deben esperar hasta que el recurso sea liberado el bloque SEIZE opera como un puente entre entities y un recurso el tiempo de procesamiento de un recurso (Machine en este ejemplo) para una entity es especificada via un bloque DELAY dentro del Process

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Modulo Dispose El modulo Dispose implementa un mecanismo de despido entities que entran son simplemente descartadas

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Archivos de Arena Siempre que un modelo Arena se guarda, se coloca en un archivo con extension .doe (ej. mimodelo.doe) siempre que se checa un modelo (mimodelo.doe) usando la opcion Check Model en el Run Menu o en cualquier opcion de corrida, Arena automaticamente crea un cierto numero de archivos: mimodelo.p (program file) mimodelo.mdb (Access database file) mimodelo.err (errors file) mimodelo.opw (model components file) mimodelo.out (SIMAN output report file)

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Resultados de Simulacion El resultado final de una corrida de simulacion es un conjunto de estadisticos conocidos como resultados de corrida, tales como tiempo medio de espera probabilidades de contenido en buffer utilizacion de recursos

Arena ofrece un numero considerable de estadisticos estandar en un reporte que se genera automaticamente al final de una corrida de simulacion en los reportes Se pueden obtener estadisticos adicionales al agregar otros modulos de recoleccion de estadisticos en el modelo, tales como Record (Basic Process template panel) Statistic (Advanced Process template panel)

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Ejemplo: un Reporte de Resources

estadisticos de Resources de una simple replica del modelo de M/M/113

Ejemplo: un Reporte de Queues

estadisticos de Queues de una sola replica del modelo M/M/114

Objetos de Almacenamiento de Datos Las variables de Arena son objetos de almacen. de datos globales def'ns por el usuario y usadas p'almacenar y modificar info de edo. ya sea en la initializacion o en transcurso de la corrida tales variables (globales) son visibles en cualquier parte del modelo, lo que quiere decir que pueden ser accesadas, examinadas y modificadas desde cualquier componente del modelo en un programa, las variables se examinan tipicamente en modulos Decide y se modifican en modulos Assign

Attributes = objetos de almacenam. d'datos asociados con entities a diferencia de las variables, los atributos son locales a las entities lo que significa que cada entity tiene su propia copia de los atributos

Las expressions pueden ser consideradas variables especializadas que almacenan el valor de una formula asociada (expresion)

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Recoleccion de Estadisticos Los estadisticos se recolectan via el modulo Statistic Time-Persistent: estadisticos de promedio-de-tiempo (ej. longitud promedio de cola, utilizacion del servidor y otras probabilidades); esta opcion puede ser usada p'estimar cualquier probabilidad o tiempo-promedio definida-por-usuario Tally: estadisticos de promedios de cliente; deben ser especificados en modulo Record para iniciar la recoleccion de estadisticos; se recomienda incluir su def'n en el modulo Statistic, por lo que el conjunto completo de estadisticos puede ser visto en el mismo "spreadsheet" p/conveniencia de modelado Counter: usado para rastreo de conteos o cuentas; debe ser especificado en un modulo Record para iniciar la recoeccion de estadisticos Output: obtenido para evaluar una expresion al final de una corrida de simulacion, usando variables Arena tales com DAVG(S) (tiempo promedio del estadistico persistente de tiempo S), TAVG(S) (prom. del elemento "tally" S), TFIN (tiempo de terminacion de la simulacion), etc. Frequency: usados para producir distribuciones de frecuencias de expresiones (aleatorias), tales como variables Arena o estados de los recursos; permite la estimacion probabilidades de estado-estable

La recoleccion de estadisticos via el modulo Record se logra mediante

su colocacion apropiaa en el modelo

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Modulo Record El modulo Record lo usan las entities para recolectar estadisticos en ubicaciones selectas en el modelo enseguida se muestra la lista de tipos de estadisticos en un modulo Record

Ventana de Dialogo para un modulo Record17

Modulo Record (Cont.) Record tiene las siguientes opciones en su campo Type: Count mantiene un conteo con un incremento prescrito (cualquier valor real, positivo o negativo), que puede ser definido como alguna expresion o funcion, y el contador se incrementa siempre que una entity entra al modulo Record Entity Statistics ofrece informacion acerca de las entities, tales como tiempo y costo/duracion Time Interval acumula (tallies) la diferencia entre el tiempo actual y el tiempo almacenado en un atributo prescrito de la entidad que entra Time Between acumula (tallies) el intervalo de tiempo entre entradas consecutivas de entidades en el modulo Record (estos intervalos corresponden a tiempos entre-salidas desde el modulo, y el reciproco de la media de los tiempos entre-salidas es el paso total o resultado total a traves del modulo) Expression acumula (tallies) una expresion, cuyo valor se recalcula cada vez que una entity entra al modulo Record.18

Reportes de Resultados

Los reportes de resultados de Arena output son de dos tipos: automatic y user-specified Un reporte automatic de resumen de estadisticos se genera de manera automatica al final de la corrida de simulacion mediante un cierto No de elementos tales como entities, queues y resources estos estadisticos los especifica implicitamene el analista al simplemente arrastrar y colocar estos modulos en un modelo de Arena no se requiere de ninguna otra accion por parte del analista

Un reporte user-specified ofrece estadisticos adicionales via el modulo Statistic (Advanced Process en el panel de templetes) y el modulo Record (Basic Process en el panel de templetes) se obtiene al especificar explicitamente la recoleccion de estadisticos en estosmodulos, donde el modulo Statistic se especifica en el area de "spreadsheet", y el modulo Record debe ser colocado de manera apropiada en el modelo19

Ejemplo: Dos Procesos en Serie Considere una red de manufactura de dos estaciones de trabajo en serie que consisten de estacion de ensamble seguida de una estacion de pintura, donde: los trabajos llegan a ensamble con tiempos entre llegadas exponencialmente distribuidos con media de 8 horas el proceso de ensamble siempre tiene todas las materias prima necesarias para realizar la operacion de ensamble el tiempo de ensamble se distribuye uniformemente entre 2 y 6 horas despues de completar el proceso, se realiza una prueba de C.C., y registros historicos muestran que el 15% de los trabajos fallan la prueba y se regresan a la linea de ensamble para retrabajo los trabajos que pasan la prueba proceden a la operacion de pintura la cual toma 3 horas por cada unidad

Nos interesa: simular el sistema por un total de 100,000 horas estimar las utilizaciones de procesos, promedios de tiempo de espera de los trabajos, prom. de tiempos de flujo de trabajos (tiempo inicio-final de un trabajo)20