Использование пакета ARENA в имитационном моделировании систем массового обслуживания

Особенности технологии и главные преимущества системы имитационного моделирования Arena компании Rockwell Software, ее архитектура и структура, практическое использование для прогнозирования эффекта новых идей, правил и стратегий до их внедрения.

Рубрика Программирование, компьютеры и кибернетика
Вид курсовая работа
Язык русский
Дата добавления 08.06.2012
Размер файла 802,4 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Федеральное агентство по образованию

ГОУ ВПО «Уральский государственный технический

университет - УПИ им. первого Президента России Б. Н. Ельцина»

Факультет информационно-математических технологий и экономического моделирования

Кафедра анализа систем и принятия решений

КУРСОВАЯ РАБОТА

Тема: Использование пакета ARENA в имитационном моделировании систем массового обслуживания

Дисциплина: «Имитационное моделирование»

Руководитель: Бородачёв С.М.

Нормоконтролер: Медведева М. А.

Студент гр. ИМ-37011:Якименко С. Д.

Екатеринбург

2009

Оглавление

  • Введение 2
  • Arena - система имитационного моделирования 5
    • Архитектура Arena 5
      • Шаблоны решений 6
  • Обзор продуктов семейства Arena 7
  • Структура пакета ARENA 8
    • Блок Create 9
      • Блок Process 10
      • Блок Dispose 12
      • Моделирование процесса 12
  • Вывод 15
  • Список использованных источников 16

Введение

arena имитационное моделирование

Возрастающие потребительские ожидания и конкурентное давление в мире электронной коммерции существенно повышают значимость слаженной работы всех компонентов бизнеса. Решающее воздействие на конечный результат деятельности и конкурентоспособность оказывают проектирование и реализация всех процессов - поставки, производства, обслуживания клиентов и внутренней организации.

Последствия неудачно спланированной реализации могут оказаться катастрофическими и привести к разочарованию клиентов, краху бизнеса и потере прибыли.

Система имитационного моделирования Arena компании Rockwell Software способна защитить Ваш бизнес путем прогнозирования эффекта новых идей, правил и стратегий до их реализации на практике, не прерывая при этом обслуживания клиентов. Под имитационным моделированием в системе имитационного моделирования Arena понимают создание компьютерной модели реальной или предполагаемой системы (физической, технологической, финансовой и т. п.) и проведение на построенной модели экспериментов с целью описания наблюдаемых результатов и/или предсказания будущих результатов. Очевидно, замена реального эксперимента имитационным моделированием позволяет сократить затраты, необходимые для проведения исследований. Кроме того, в некоторых ситуациях эксперименты на реальных системах могут быть чрезвычайно опасны или невозможны.

Когда на карту ставится судьба предприятия, Arena помогает выбрать наиболее выгодные стратегии и дает уверенность при запуске в эксплуатацию, позволяя при этом устранить лишние расходы, оптимизировать инвестиции и укрепить отношения с заказчиками.

Arena позволила организациям в разных странах:

· избежать дорогостоящих ошибок, вызываемых реализацией исключительно интуитивных решений;

· разработать процессы, позволяющие бороться с тупиками и неопределенностью, вызванными случайностью и непостоянством систем;

· обнаружить скрытые резервы и устранить тормозящие факторы в существующих реализациях и внутренних процессах;

· укрепить отношения с заказчиками путем повышения качества услуг и скорости их предоставления.

Arena - система имитационного моделирования

Arena, разработанное компанией Systems Modeling Corporation программное обеспечение для имитационного моделирования, позволяет создавать подвижные компьютерные модели, используя которые можно адекватно представить очень многие реальные системы. Самая первая версия этой системы увидела свет в 1993 г. Arena снабжена удобным объектно-ориентированным интерфейсом и обладает удивительными возможностями по адаптации ко всевозможным предметным областям. В целом система исключительно проста в использовании.

Последняя версия системы - Arena 12.0. В ней удачно соединены интерфейсные возможности среды Windows и присущая Arena легкость иерархического построения модели и ее последовательного приближения к реальному объекту.

Архитектура Arena

Основа технологий Arena - язык моделирования SIMAN и система Cinema Animation. SIMAN, впервые реализованный в 1982г. - чрезвычайно гибкий и выразительный язык моделирования. Он постоянно совершенствуется путем добавления в него новых возможностей. Для отображения результатов моделирования используется анимационная система Cinema animation, известная на рынке с 1984 г. Процесс моделирования организован следующим образом. Сначала пользователь шаг за шагом строит в визуальном редакторе системы Arena модель. Затем система генерирует по ней соответствующий код на SIMAN, после чего автоматически запускается Cinema animation.

Интерфейс Arena включает в себя всевозможные средства для работы с данными, в том числе электронные таблицы, базы данных, ODBC, OLE, поддержку формата DXF.

Какие преимущества дает использование для моделирования языка SIMAN?

Новая политика, управляющие процедуры, правила принятия решений, организационная структура, потоки информации и т.д. могут быть исследованы без вмешательства в работу реальной системы. Новые технические средства, планы размещения, программное обеспечение, транспортные системы и т. п. могут быть опробованы до того, как деньги, время и другие ресурсы будут потрачены на их приобретение и/или создание. Имитационное моделирование позволяет проверять гипотезы о причинах возникновения тех или иных наблюдаемых феноменов. SIMAN позволяет рассматривать процессы в различных масштабах времени. SIMAN позволяет выделить переменные, наиболее важные для успешного функционирования моделируемой системы, и проанализировать имеющиеся между ними связи. SIMAN позволяет выявлять "узкие места" в материальных, информационных и других потоках. Моделирование дает возможность изучать объекты, о поведении которых имеется недостаточно информации. Одно из основных преимуществ имитационного моделирования заключается в том, что оно помогает получить ответ на вопрос "что, если...".

Шаблоны решений

В поставку Arena входят готовые шаблоны решений (Application Solution Templates). Каждый такой шаблон представляет собой набор специализированных модулей, превращающих Arena в проблемно-ориентированную среду моделирования. Создавая такие шаблоны или изменяя существующие, Вы можете полностью приспособить Arena для решения стоящих перед Вами задач и перейти от абстрактных понятий методологии моделирования к принятым в рассматриваемой предметной области терминам.

Обзор продуктов семейства Arena

Организации во всех странах мира все чаще приходят к необходимости использования моделирования процессов и имитации в качестве составной части своей деятельности по принятию бизнес-решений, а также инициатив в целях непрерывного совершенствования. Благодаря широкому признанию моделирования растет спрос клиентов на инструментарий, поддерживающий разнообразные приложения, масштабируемый для соответствия различным потребностям жизненного цикла проектов и интегрируемый с существующими корпоративными системами моделирования и базами данных. Для решения этих задач компания Rockwell Software предлагает семейство продуктов Arena, включающее следующие редакции продукта:

Название продукта

Тип продукта

Область применения

Arena Basic Edition

Базовый

Служба работы с клиентами, управление внутренними бизнес-процессами - такими, как выполнение заказов, обслуживание или управление простыми производственными потоками.

Arena Professional Edition

Передовая платформа разработки

Сложные крупномасштабные проекты, отличающиеся высокой чувствительностью к изменениям в системах управления логистическими цепочками, производственными процессами, логистикой, сбытом, складированием и системами обслуживания. Возможность создания специализированных шаблонов для сложной, повторяющейся логики, что позволяет упростить процессы и снизить время разработки моделей.

Arena Enterprise Suite

Универсальный набор продуктов

Полный набор продуктов для организаций, имеющих широкий диапазон задач моделирования.

Arena Factory Analyzer

Специализированное применение

Оперативные и стратегические вопросы разработки упаковочных линий, такие, как инвестиции в новое оборудование, разработка чувствительной логики и конвейерной обработки, а также промышленные процессы крупносерийного производства в смешанных дискретно-непрерывных системах.

Arena Contact Center

Специализированное применение

Разработка стратегий работы с клиентами - таких, как переход на новые сценарии обработки вызовов, виртуальные справочные службы, переадресация на основе практического опыта и моделирование кадрового обеспечения.

Также рассмотрим дополнительные возможности приложений:

Дополнительные возможности

Тип продукта

Область Применения

Arena Packaging Template

Набор шаблонов

Оперативные и стратегические вопросы разработки упаковочных линий, например, инвестиции в новое оборудование, разработка чувствительной логики и конвейерной обработки.

Arena Contact Center Template

Набор шаблонов

Разработка стратегий работы с клиентами - таких, как переход на контакты в электронной форме, виртуальные центры обработки вызовов, переадресация на основе практического опыта и моделирование кадрового обеспечения.

Arena 3DPlayer

Средство трехмерной анимации

Эффективное средство пост-обработки, обеспечивающее возможность создания и просмотра трехмерных анимаций существующих моделей Arena.

Arena OptQuest

Инструмент оптимизации

Инструмент оптимизации задач, предназначенный и специально настроенный на анализ результатов моделирования, выполненного с помощью пакета Arena.

Arena Run Time

Средство выполнения имитаций

Распространение моделей Arena для просмотра и проведения экспериментов.

Структура пакета ARENA

А теперь подробно рассмотрим возможности пакета ARENA 9.0 на примере конкретной задачи, а именно моделирование деятельности СМО с входящим потоком объясненным Пуассоновским распределением, числом каналов равному единице и бесконечной очередью в течении ста часов.Вид рабочего листа представлен на рис 1.

Рис 1.

Рассмотрим предложенные нам простые процессы:

Блок Create

Блок «Создание»(Create) используется в пакете ARENA для создания потока элементов(документов, клиентов, машин и т.д.).

Для его использования выделим элемент в списке базовых процессов и перетащим на рабочий лист (рис 2).

Рис 2.

Далее двойным нажатием по элементу мы получаем окно с параметрами элемента:

§ Name - имя элемента

§ Entity type - тип объекта(документы, товары, клиенты и т.д.)

§ Time between arrivals - время между объектами в потоке. Эта опция имеет несколько под опций, таких как:

· Units - единицы измерения времени(секунды, минуты, часы, дни)

· Type - тип временных промежутков, он может быть:

o Constant(постоянный)

o Random(Случайный по экспоненциальному закону)

o Expression(Выраженный каким-то видом распределения: нормальное, пуассоновское, логнормальное и т.д.)

§ Max Arrivals(Максимальный размер потока)

В нашей задаче мы назовем блок «Clients», Entity Type - Clients, Units - Minutes, Time Between Arrivals - Expression POIS( 9 ) - распределение Пуассона с параметром равным 9.

Блок Process

Блок Process(Процесс) эмитирует саму систему обслуживания. Рассмотрим его параметры:

§ Name - Имя

§ Logic - Параметр управления каналами содержащий в себе следующие опции:

o Action( Тип действия совершаемого над элементами потока)

§ Delay

§ Seize Delay

§ Seize Delay Release

§ Delay Release

o Resources( Ресурсы( продавцы, консультанты, конвейеры и т.д.)

§ Delay Type - Опция аналогичная опции «Time Between Arrivals» в элементе «Create»

Для введения в модель этого блока перенесем его на рабочий лист, при переноске мы видим, что между блоками Create и Process установилась связь (рис 3).

Рис 3.

Если же связь не установилась автоматически, то нужно использовать кнопку «Connect»(рис 4).

Рис 4.

В настройках блока «Process» мы выставляем следующие настройки(Рис 5):

· Name - Присваиваем имя «Support»

· Logic - Добавляем ресурс с названием «Clerk»

· Delay Type - Выставляем тип задержки «Constant» c,параметром равным 5

· Unit - Minutes

Рис 5.

Блок Dispose

Блок Dispose служит конечным пунктом потока информации и используется как завершающий блок(Рис 6).

Рис 6.

В этом блоке имеется только одно настраиваемое поле «Name», в нашем примере мы назовем этот блок «Happy Clients»

Моделирование процесса

После того как настройки во всех блоках выставлены и все блоки соединены между собой, мы можем приступать к имитации процесса. Для этого перетащим ползунок скорости анимации на минимум и нажмем кнопку «Go»(Рис 7).

Рис 7.

На рис. 8 представлена анимация данной модели:

Рис 8.

После окончания анимирования программа выводит подробный отчет по каждому элементу, таким как:

· Очереди

· Ресурсы

· Данные и т.д. (рис 9).

Рис 9.

Но нас в первую очередь интересует отчет по разделу «Queue»(очередь), он приведен ниже (рис 10).

Рис 10.

В результате моделирования мы получили следующие данные:

· Среднее число людей в очереди - 2.987

· Среднее время ожидания в очереди - 0.27 часа( ~ 16 минут)

· Время работы системы - 100.98 часов

Полученные результаты совпадают с результатами полученными в MathCAD.

Вывод

Система имитационного моделирования ARENA открывает большие возможности для моделирования различных бизнес процессов. Благодаря широким счетным и анимационным возможностям, она в разы упрощает процесс моделирования, позволяя создавать подвижные компьютерные модели, используя которые можно адекватно представить очень многие реальные системы. ARENA позволяет исследовать новую политику, управляющие процедуры, правила принятия решений, организационную структуру, потоки информации и т.д. без вмешательства в работу реальной системы. Новые технические средства, планы размещения, программное обеспечение, транспортные системы и т. п. могут быть опробованы до того, как деньги, время и другие ресурсы будут потрачены на их приобретение и/или создание. Имитационное моделирование позволяет проверять гипотезы о причинах возникновения тех или иных наблюдаемых феноменов. Моделирование в продукте ARENA дает возможность изучать объекты, о поведении которых имеется недостаточно информации. Одно из основных преимуществ продукта ARENA заключается в том, что он помогает получить ответ на вопрос "что, если...".

Список использованных источников

1. Rockwell (Systems Modeling). - Ресурс доступен: http://www.interface.ru/home.asp?artId=66&vId=20.

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

  • Характеристика основ практической работы с одним из наиболее распространенных и мощных инструментов имитационного моделирования Rockwell Arena. Принципы решения задач моделирования различного уровня и различной направленности. Анализ использования пулов.

    учебное пособие [1,9 M], добавлен 26.03.2015

  • Основы технологии моделирования Arena. Построение простой имитационной модели. Моделирование работы системы обслуживания покупателей на кассе супермаркета. Построение модели IDEF3. Анализ результатов имитационного моделирования и аналитического решения.

    курсовая работа [659,1 K], добавлен 24.03.2012

  • Обзор средств компьютерного имитационного моделирования по созданию веб-приложения для визуализации имитационных моделей. Система имитационного моделирования AnyLogic, Arena, SimuLab. Серверная, клиентская часть. Модель работы отдела банка и участка цеха.

    дипломная работа [3,3 M], добавлен 25.05.2015

  • Создание систем имитационного моделирования AnyLogic, Arena, SimuLab, Simbigraph и Forio. Серверная и клиентская часть. Разработка модели работы отдела банка, участка цеха, движения автобуса по маршруту и социальной сети. Описание web-приложения.

    дипломная работа [3,4 M], добавлен 25.05.2015

  • Создание библиотеки классов имитационного моделирования и реализация алгоритма имитационного моделирования системы массового обслуживания "Модель комиссионного магазина". Использование для разработки среды программирования C++. Словарь предметной области.

    курсовая работа [581,0 K], добавлен 23.01.2013

  • Моделирование как замещение одного объекта другим, фиксация и изучение свойств модели. Система Arena: общее описание и структура, оценка функциональных возможностей, используемое программное обеспечение. Моделирование работы магистрали передачи данных.

    курсовая работа [376,1 K], добавлен 21.02.2015

  • Программные средства имитационного моделирования систем массового обслуживания. Программная среда Matlab, ее структура и основные компоненты, функциональные особенности, а также назначение. Разработка подсистем моделирования. Инструкция пользователя.

    дипломная работа [3,3 M], добавлен 10.07.2017

  • Разработка решения задачи имитационного моделирования системы массового обслуживания (СМО), на примере склада продукции. Построение концептуальной модели системы. Сравнение результатов имитационного моделирования и аналитического расчета характеристик.

    курсовая работа [75,5 K], добавлен 26.06.2011

  • Характеристика функций имитационного моделирования. Знакомство с особенностями имитационного моделирования агрегированной системы массового обслуживания. Анализ программы GPSSWorld: рассмотрение возможностей, способы составления имитационной модели.

    курсовая работа [1,6 M], добавлен 27.05.2013

  • Имитационное моделирование как один из наиболее широко используемых методов при решении задач анализа и синтеза сложных систем. Особенности имитационного моделирования систем массового обслуживания. Анализ структурной схемы системы передачи пакетов.

    курсовая работа [1,2 M], добавлен 28.05.2013

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.