Teoría VI Software de Simulación

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Teoría VI

Software de Simulación

Materia:Simulación.

Cátedra:Dra. Marcela Printista, Lic. Silvia M. Molina, Lic. Cristian Tissera.

Carrera:Lic. En Cs. De la Computación, Prof. en Cs. de la Computación.

Año:2010

Categorización del Software de Simulación

Lenguajes de programación de propósito general: C,

C++, JAVA, etc.

Lenguajes de programación de simulación: GPSS/H,

SIMAN V, SLAM II, etc.

Entornos de Simulación, esta categoría incluye

muchos productos distinguidos de una manera u otra, pero comparten algunas características: ARENA,

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Categorización del Software de Simulación

Un survey sobre software de simulación es publicado

por la OR/MS Today:

http://www.lionhrtpub.com/orms/surveys/Simulation/Si mulation.html

Journal of Simulation

http://www.palgrave-journals.com/jos/index.html

Simulación – Teoría VI: Software de Simulación- Año 2010

Selección del software a utilizar

Existen varias características a tener en cuenta para la elección de un lenguaje:

La disponibilidad de manuales,

El compilador del lenguaje,

La documentación y diagnóstico de errores,

La eficiencia (tiempo de organizar, programar,

compilar y ejecutar).

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Selección del software a utilizar

Existen varias características a tener en cuenta para la elección de un lenguaje:

Los costos involucrados (instalación, mantenimiento, actualización, operación).

Conocimiento del lenguaje.

Justificación económica.

Simulación – Teoría VI: Software de Simulación- Año 2010

Lenguajes de propósitos generales

Ayudan a entender los conceptos básicos referente a la simulación

Se deben programar todos los algoritmos para la

planificación de eventos, administración del tiempo de simulación, cálculos de estadísticas, generación de muestras, generación de reportes, etc.

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Lenguajes de propósitos generales

Proveen generadores de números aleatorios.

En lenguajes como C++ y Java se pueden incluir algunas librerías que proveen acceso a

funcionalidades de simulación estandarizadas,

ocultando detalles minuciosos de bajo nivel. Ejemplo: APIs SSF.

Simulación – Teoría VI: Software de Simulación - Año 2010

Lenguajes de propósitos específicos

Ventajas

Reducción en la tarea de programación,

Mejor definición del sistema,

Mayor flexibilidad para cambios,

Mejor diferenciación de las partes que forman el

sistema,

Se relacionan mejor las entidades.

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Lenguajes de propósitos específicos – GPSS

GPSS (General Purpose Simulation System)

Es un lenguaje altamente estructurado

Orientado a sistemas de colas

El sistema a ser simulado se describe a través de un

diagrama de bloque

Lenguajes de propósitos específico - GPSS

Las entidades (denominadas transacciones ) se

pueden ver como fluyendo a través de los diagramas de bloques.

Los bloques representan eventos, demoras y otras

acciones que afectan el flujos de las entidades.

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Lenguajes de programación de simulación de propósitos especial - GPSS

Un modelo de simulación en GPSS es el resultado de: convertir el diagrama de bloques a declaraciones de bloques más la incorporación de declaraciones de control.

Lenguajes de programación de simulación de propósitos especial – GPSS

Por ejemplo, para un sistema de colas con un solo

servidor, las expresiones son de la forma: 1. GENERATE (llegar al sistema)

2. QUEUE (unirse a la cola de espera)

3. DEPART (dejar la cola y entrar al servicio)

4. SIZE (tomar el servicio)

5. ADVANCE (adelantar el reloj para considerar el tiempo de servicio)

6. RELEASE (dejar el servicio)

7. TERMINATE (salir del sistema)

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Entornos de Simulación - Arena

Puede ser usado para la simulación de sistemas

discretos y continuos.

Ofrece la facilidad de uso, flexibilidad y capacidad de

modelado que se requiere para representar cualquier proceso de la empresa:

Procesos de aprovisionamiento: almacenaje, fabricación, logística y distribución.

Gestión administrativa y el servicio y atención al cliente.

Entornos de Simulación

Proporciona la tecnología que se necesita para completar todas las fases de la simulación:

Construcción de modelos de simulación:

Tecnología de templates,

Integración con Ms Visio

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Integración y análisis de datos de entrada:

Módulos para lectura y escritura en archivos de datos,

Integración con Excel y Access, Herramienta Input Analizer.

Visualización y animación de los procesos y estados del

sistema representados en los modelos:

Conexión con software de realidad virtual para Arena VRAbox,

Importación desde AutoCAD, Arena Symbol Factory,

Librerías de objetos de animación, gráficos y display de estados del sistema.

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Control de la ejecución de las simulaciones y facilidades de la

depuración de modelos.

Realización de informes y herramientas para análisis de

resultados

Informes Crystal Reports,

Exportación de informes a Excel, Word, Html, entre otros,

Herramienta de análisis de resultados Output Analyzer.

Experimentación y comparación de alternativas:

Process Analyzer

Optimización de procesos (software complementario):

Optquest para Arena, ISSOP.

Costes basados en actividades

Integración y comunicación con otras aplicaciones

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Familia de Software

Arena Professional Edition

Arena Basic Edition

Arena Factory Analyzer Edition

Arena Contact Center Edition

Arena Enterprise Suite versión

Arena 3D PlayerArena OptQuest

http://www.arenasimulation.com/

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http://www.arenasimulation.com/

El entorno de simulación Arena

Es una potente herramienta para crear y ejecutar experimentos sobre modelos. Pasos a seguir:

1. Crear un modelo básico

2. Refinar el modelo

3. Simular el modelo

4. Analizar los resultados de la simulación

5. Seleccionar las mejores alternativas

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Conceptos preliminares.

Evento: es una ocurrencia instantánea que cambia el estado de un sistema.

Actividad: es una duración de tiempo de una longitud específica.

Clock: es una variable representando el tiempo simulado.

Proceso: es una secuencia de eventos que ocurre en un tiempo determinado

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Entidad: cualquier objeto o componente en el sistema que requiere explícitamente

representación en el modelo (servidor, cliente, máquina, etc.)

Para Arena: son los ítems (clientes, documentos partes) que están siendo atendidas, producidas o actuando de alguna manera en el proceso.

Los modelos de simulación discreta pueden desarrollarse a través de 3 enfoques:

Simulación orientada al evento, Simulación orientada a las entidades,

Simulación orientada al proceso: describe

el proceso a través del cual las entidades

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Entorno de construcción de modelos

Para la construcción de modelos se utilizan dos tipos de módulos:

Flowchart modules (módulos de diagramas de flujo).

Describen la lógica del proceso. Es el conjunto de objetos que son colocados en la ventana del modelo para describir el proceso de simulación.

Para la construcción de modelos se utilizan dos tipos de módulos:

Data modules (módulos de datos): tiempos, costos,

parámetros.

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Paneles de organización de módulos:

Panel de proceso básico: se encuentran los módulos

que mínimamente se necesitan para modelar un proceso básico.

Panel de proceso avanzado: se encuentran los módulos para modelar funcionalidades más complejas.

Para la construcción de modelos se utilizan los módulos organizados en los siguientes paneles:

Panel de transferencia avanzado:incluye los

módulos necesarios para modelar el movimiento de las entidades de un lugar a otro.

Panel de proceso de flujo

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Panel de proceso básico

Ejemplo de un modelo construido con módulos del

panel del proceso básico.

Create: es el comienzo del flujo del proceso, es por

este módulo por donde ingresan las entidades al modelo, aquí son creadas.

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Tpo. E. A. (seg.)

Frec. Acum.

3 0.3

4 0.6

5 1

Dispose: es el fin del flujo del proceso. Las entidades

son removidas de la simulación.

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En este módulo las estadísticas pueden ser registradas antes de que las entidades sean removidas del modelo. Algunas de ellas son:

Tiempo de espera (wait time)

Tiempo de transferencia (transfer time) Costo de espera (wait cost)

Costo de transferencia (transfer cost)

Process: es una actividad usualmente realizada por

uno o más recursos y requiere un tiempo para que se complete.

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Decide. Es un salto en el flujo del proceso. Incluye

opciones para tomar decisiones:

Basadas en condiciones

Basadas en probabilidades

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Batch. Colecciona un número de entidades antes de que puedan continuar el proceso. Una agrupación puede ser:

Permanente: el grupo armado continúa así hasta el final del proceso;

Temporario: el grupo armado, en algún momento posterior a su construcción debe ser separado por un módulo separate.

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Pueden ser armado con un número específico de entidades.

Simulación – Teoría VI: Software de Simulación - Año 2010 En estado de ejecución

Pueden ser armados teniendo en cuenta algún atributo

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Separate. Este módulo puede ser utilizado para:

Replicar entidades para el procesamiento concurrente o paralelo,

Separar entidades que habían sido previamente unidas por un módulo batch.

Record: colecciona estadísticas.

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Assign: cambia el valor de algún parámetro (durante

la simulación) tales como atributos de alguna entidad, o alguna variable del modelo.

Record. Colecciona estadísticas. Varios tipos de

estadísticas son válidas:

Referentes a tiempos Observaciones Generales

Intervalos de tiempos

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Bibliografía

Discrete-Event System Simulation. Fourth edition. Editorial Prentice-Hall. Autores: Jerry Banks, John S. Carson II, Barry L. Nelson, David M. Nicol. Capítulo 4.

Simulación un enfoque práctico. Autor: Raúl Coss Buss. Disponible en http://books.google.com.ar/.

Arena User’s Guide.pdf. Tutorial disponible con el software Arena.