ARENA Basic Process Techniques

ARENA Basic Process Techniques

ARENA Basic Process Techniques

ContentsContents

1.1. 용어정의용어정의

2.2. 예제 예제 1 (Auto Loan Part 1.doe)1 (Auto Loan Part 1.doe)


4.4. 애니메이션 개념 및 용어애니메이션 개념 및 용어


6.6. 그 외 그 외 Basic Process ModuleBasic Process Module

7.7. Basic Process WorkshopBasic Process Workshop




4.4. 애니메이션 개념 및 용어애니메이션 개념 및 용어


6.6. 그 외 그 외 Basic Process ModuleBasic Process Module

7.7. Basic Process WorkshopBasic Process Workshop

1Chap.

용어 정의

개체 (Entity)

속성 (Attribute)

자원 (Resource) / 대기 행렬 (Queue)

할당 , 시간 소요 , 자원 해제 (Seize, Delay, Release)

개체 (Entity)개체 (Entity)

• 개체 (Entity)– 생산되거나 , 서비스를 받거나 , 프로세스에 의해 활동하는 Item– 사람 , 사물 등을 나타냄– 개체의 움직임은 시스템의 상태의 변화를 야기시킴– Ex) 레스토랑의 손님 , 공장 안의 부품

• 제어 개체 : 고장 제어 , 시스템 제어 , 직원의 결근 등

※ Arena 는 개체에 의해 실행 (Entity-Driven) 되는 언어

용어 정의용어 정의

• 속성 (Attribute)– 개체의 특성을 설명하는 것 ( 모든 개체는 각각 독립된 속성값을 가짐 )– 각각의 개체의 속성값은 User 가 정의해 주는 값을 가짐

( 고객 형태 , 제품 사이즈 , 설비에서의 작업시간 등 )– 모든 개체는 다른 값을 가지는 같은 수의 속성을 자기고 있음

즉 각 개체 별 속성의 개수는 같음 , 속성값만이 다름– 어떤 개체의 속성값은 그 개체에만 영향을 미친다 .

Entity Attribute

Entity 1 Entity 2

Arrival Time 0.12 0.35

Priority 0 1

Allocated Resource Res01 Res02

개체 (Entity) 의 속성은 개체 (Entity) 별 독립적인 속성을 정의 한다 .

속성 (Attribute)속성 (Attribute)

• 속성 (Attribute) – Arena 가 포함하고 있는 속성들– Entity.Type

• 개체가 생성될 때 부여되는 정수형 값 . • Create Module 에서 자동적으로 할당• 다른 Entity 와 구별하기 위해 사용• Entity 의 이름

– Entity.Picture• 애니메이션 동안 보여지는 그림• Create Module 에서 자동적으로 부여 (Default : Picture.Report)

– Entity.Creattime• 개체가 생성될 때의 시뮬레이션 시간• Cycle Time 정보를 모으는데 사용

– Entity.Station• 현재의 Station 이나 개체가 현재 이동중인 Station• 시뮬레이션 실행 중에 Arena 에 의해 자동으로 Update

– Entity.Sequence• 개체의 Station 의 방문순서의 번호

– Entity.Jobstep• Sequence 에서의 개체의 위치나 Index

Arena 에서 개체 (Entity) 별로 고유의 속성을 정의 하여 운영 된다 .

자원 (Resource) / 대기 행렬 (Queue)자원 (Resource) / 대기 행렬 (Queue)

• 자원 (Resource)– 제약사항이 있는 부분을 모델링 하기 위한 객체

– 설비의 능력 , 제한된 저장 공간 , Job 를 수행하는 인력 수

– 설비능력• 특정 설비와 일치하는 동일한 설비 수

• 대기 행렬 (Queue)– 개체가 Batch 로 설비에서 작업을 위해서나 설비가 가용할 때까지 대기하는 장소

자원은 개체의 흐름에 따라 사용 되어 지는 설비 및 작업자 등을 의미 한다 .

할당 , 시간 소요 , 자원 해제 (Seize, Delay, Release)할당 , 시간 소요 , 자원 해제 (Seize, Delay, Release)

• Seize/Delay/Release ( 할당 / 시간 소요 / 해제 ) : 모델링시 자원을 반영할 때 중요한 3 가지 사항

– Seize• 개체가 작업을 수행하기 위해 자원이 필요할 경우에 사용• 개체가 Seize 모듈에 도착하여 설비가 가용 : Seize 모듈에서 요구하는 자원의 수를 할당• 개체가 Seize 모듈에 도착하여 설비가 비가용 : 자원이 가능할 때까지 Queue 에서 대기


할당 , 시간 소요 , 자원 해제 (Seize, Delay, Release)할당 , 시간 소요 , 자원 해제 (Seize, Delay, Release)

• Seize/Delay/Release ( 할당 / 시간 소요 / 해제 )– Delay

• 개체가 자원을 할당과 해제 사이의 Action 이나 Process• 종류

– Explicitly Defined Delay» Delay Module 에서 선언되어짐» 상수 , Random 값 , 분포 , 또는 수식으로 표현되어짐» 개체의 속성 (Attribute) 에 의해 값에 의해 표현될 수도 있음

– Implicit Delay» 시뮬레이션 모델에서 다른 Action 이나 조건에 의해 발생» 다른 자원을 할당 받기 위해 대기하는 것» 트랜스포트나 AGV 에 의해 이동하기 위해 대기하는 것» 모델내의 어느 곳에서 발생하는 미리 정의된 조건을 기다리는 것

– Release• Delay 이후 자원 해제• Release Module 에서 실행


2Chap.

예제 1 (Auto Loan Part 1.doe)

문제 정의


문제 정의문제 정의

고객의 자동차 대출 신청은 대략 5 분마다 접수된다

대출 담당 직원 (1 명 ~ 5 명 ) 은 신청서가 완전하게 작성이 되었는지 확인한다 .( 처리시간 : 대략 15 분 정도 걸림 , 최소 12 분 , 최대 18 분 )

신청서는 직원의 신청서 확인이 끝나면 자동처리 기계로 보내어 신청서를 처리한다 . ( 처리시간 : 대략 1 시간 , 최소 0.5 시간 , 최대 1.5 시간 )

언제든 더 많은 신청서를 처리할 수 있는 능력이 존재한다 .

자동처리 기계의 처리 결과를 통해 대출 담당 직원은 신청서를 수락할 지 거절할 지를 결정한다 .( 처리시간 : 대략 7 분 , 최소 5 분 최대 10 분 )

대출 신청 모든 과정이 마치고 수락 및 거절이 표시된 문서는 고객에게 돌려준다

시뮬레이션 시간 : 8 시간

Basic Process Panel 만을 이용하여 모델링을 수행 한다 .


Basic Process Panel 만을 이용하여 모델링을 수행 하여 아래의 그림과 같은 모델을 완성 한다 .

Entity Data ModulesEntity Data Modules

Entity

• Entity Type• Initial Picture• Holding Cost / Hour• Initial Costs

– Value Added– Non-Value Added– Waiting– Transfer– Other

• Report Statistics

Entity Data Module 은 시뮬레이션 모델에서의 개체의 속성을 정의 한다 .

Create ModulesCreate Modules

• Name• Entity Type• Time Between Arrivals

– Type– Value– Units

• Entities per Arrival• Max Arrivals• First Creation

Create Module 은 시뮬레이션 모델에서의 개체의 생성 ( 시작 ) 의 역할을 수행 한다 .

예제 1(Auto Loan Part 1)예제 1(Auto Loan Part 1)

• Entity Type– Auto Loan Applications

• Initial Picture– Picture.Report

• Holding Cost / Hour– 0.0

• Initial Costs– 0.0


Entity


• Name– Loan Applications Arrive

• Entity Type– Auto Loan Application

• Time Between Arrivals– Random (Expo)– 5– Minutes

• Entities per Arrival– 1

• Max Arrivals– Infinite

• First Creation– 0.0

Resource Data ModulesResource Data Modules

• Name• Type• Capacity• Schedule Name & Rule• Costs

– Busy / Hour– Idie / Hour– Per Use

• StateSet Name• Failures• Report Statistics

Resource

Resource Data Module 은 모델안에서 사용되는 설비에 대한 정보를 정의 한다 .

Process ModuleProcess Module

• Name• Type• Logic• Delay Type• Units• Allocation• Minimum• Value (Most Likely)• Maximum• Report Statistics

Process Module 은 개체 (Entity) 가 어떤 임무를 수행 할 것인지를 정의 한다 .


• Name– Loan Officer

• Type– Fixed Capacity

• Capacity– 5

• Schedule Name & Rule• Costs

– Busy / Hour : 0.0– Idie / Hour : 0.0– Per Use : 0.0

• StateSet Name• Failures• Report Statistics

Resource


• Name– Review Application

• Type– Standard

• Logic– Action

• Seize Delay Release

– Priority• Medium(2)

– Resource• Resource, Loan Officer, 1

• Delay Type– Triangular

• Units– Minutes(12,15,18)

• Allocation– Value Added


• Name– Automatic Application

Processing


• Logic– Action

• Delay


• Units– Hours(0.5,1,1.5)



• Name– Write Acceptance or Rejection

Document


• Logic– Action

• Seize Delay Release

– Priority• Medium(2)

– Resource• Resource, Loan Officer, 1


• Units– Minutes(5,7,10)


Dispose Module Dispose Module

• Name• Record Entity Statistics

Dispose Module 은 개체 (Entity) 를 시스템에서 소멸 시키는 역할을 수행 한다 .


• Name– Send Document to Customers

• Record Entity Statistics

Running(1)Running(1)

• Run Speed• Run Control• Reports• Project Parameters• Replication Parameters• Array Sizes

시뮬레이션의 실행 조건을 입력하여 사용자가 원하는 결과를 산출할 수 있다 .


• Replication Parameters– Number of Replications– Initialize Between Replication– Start Date and Time– Warm-up Period– Time Units– Replication Length– Hours Per Day– Base Time Units– Termination Condition



• Project Parameters– Project Title– Analyst Name– Statistics Collection



• Replication Parameters– Number of Replications– Initialize Between Replication– Start Date and Time– Warm-up Period

• Hours

– Time Units• Hours

– Replication Length• 8

– Hours Per Day• 8

– Base Time Units• Hours

– Termination Condition

ReportsReports

• Activity Areas• Category Overview• Category By Replication• Entities• Frequencies• Processes• Queues• Resources• Transfers• User Specified• Agents and Trunks• Contact Time and Counts• Tanks

Arena 에서는 다양한 Report 를 제공하고 있다 .


Category Overview Report from Auto Loan Part 1

3Chap.

용어 정의

광역 변수 (Variable)

광역 변수 (Variable)광역 변수 (Variable)

• 변수 (Variable)– 시스템의 특성– 모델 내에서 변경하거나 알고자 하는 전역 값– Default Value : 0– 변수 값 변경 : Variable Module, 외부 데이터 불러오기– 변수의 종류

• User Variable– 사용자에 의해서 정의– 시뮬레이션 실행 동안 변경이 가능 ( 모델 내 또는 Interactively)– 도착률 , 현재 재고 , 등록된 환자 수 등

• System Variable– Arena 에서 미리 정의된 특성– 시스템내의 모델 구성요소의 상태를 나타냄– 대기행렬에 도착하는 개체수 ( NQ( 대기행렬 이름 ) )– Counter 의 현재값 ( NC(Counter 이름 ) )

변수 (Variable) 는 Globe 의 기능을 수행 하는 변수를 정의 한다 .

4Chap.

애니메이션 개념 및 용어

애니메이션 개념 및 용어정의

애니메이션 개념 및 용어정의애니메이션 개념 및 용어정의

• Pictures– 개체 (Entity) 를 애니메이션 하기 위해 사용– 개체가 가공되어질 때 새로운 그림을 할당하여 개체의 그림을 바꿀 수 있음

• Resources– 자원의 그림은 자원의 상태를 보이기 위해 바꿀 수 있음– 4 가지의 Default 상태 (idle, busy, inactive, fail)– 자원의 상태는 사용자 정의에 의해 증가 가능

• Queues– 일련의 점이나 선에 의해 표현

• Variables (Scorebord)– Variable 또는 Expression 의 현재 값은 Display(scorebord) 에 의해 보여짐– Variable 또는 Expression 의 값이 변할 시 애니메이션 상의 값이 변경됨

Animation ResourceAnimation Resource

• Identifier• State• Picture ID• Visualization

Animation QueueAnimation Queue

• Identifier• Type

Animation GlobalAnimation Global

• Expression• Trigger Value• Picture Id• Visualization

Animation the Simulation TimeAnimation the Simulation Time

• Starting Time• Display• Time Format• Title• Transparent Background

Animation the Simulation DateAnimation the Simulation Date

• Starting Date• Starting Time• Date Format• Title• Transparent Background

Animation VariableAnimation Variable

• Expression• Format• Alignment• Title• Transparent Background

Animation LevelAnimation Level

• Expression• Minimum• Maximum• Type• Fill Direction• Title• Transparent Background

Animation HistogramAnimation Histogram

• Expression• Minimum• Maximum• #Cells• Border• Title• Transparent Background

Animation PlotAnimation Plot

• Expression• Time Range• Refresh• Border• Expression Synch.• Title• Axis Labels• Transparent Background

5Chap.


개체 (Entity)

속성 (Attribute)

자원 (Resource)

대기 행렬 (Queue)

자원 할당 , 시간 소요 , 자원 해제 (Seize, Delay, Release)


Auto Loan Part 1 의 확장

대출 담당 직원이 신청서가 완전하게 작성이 되었는지 확인하는 과정에서 8%의 신청서는 미완성임

미완성된 신청서는 고객에게 다시 돌려보냄 ( 시스템을 빠져 나감 )

시스템에 있는 신청서의 개수를 모델상에 나타내라 ( 사용자 정의 변수 사용 )

시스템에 있는 신청서의 개수를 애니메이션상에 나타내라

8 시간동안 시뮬레이션 실행

Auto Loan Part 1.doe 파일에 Basic Process Modules 의 기능을 추가 하며 , 간단 한 Animation 을 추가 한다 .


Auto Loan Part 1.doe 파일에 Basic Process Modules 의 기능을 추가 하며 , 간단 한 Animation 을 추가 한다 .

Variable Data ModulesVariable Data Modules

Variable

• Name• Rows, Columns• Clear Option• Initial Values• Report Statistics

Arena 에서는 Globel 변수를 1D, 2D 로 정의 할 수 있다 . 그런데 속성을 정의 하는 가능 은 가지고 있지 않다 .


Variable

• Name– Number In System

• Rows, Columns• Clear Option• Initial Values

– 0.0


Assign ModuleAssign Module

• Name• Assignments

Assign Module 은 변수의 값을 변경 하거나 개체 (Entity) 의 속성을 변경하고자 하는 등의 기능을 정의 한다 .


• Name– Increment Number In System

• Assignments– Variable– Number In System = Number In

System + 1

Decide Module Decide Module

• Name• Type• Sub Select

– Percent True (0-100)– If ~ Named– Percentages– Conditions


Decide Module 은 개체 (Entity) 의 흐름을 제어 하고자 하는 역할을 수행 한다 .


• Name– Application is Complete?

• Type– 2-way by Chance

• Percent true (0-100)– 92%


Assign ModuleAssign Module

• Name• Assignments

Assign Module 은 변수의 값을 변경 하거나 개체 (Entity) 의 속성을 변경하고자 하는 등의 기능을 정의 한다 .


• Name– Decrement Number In System

for Complete Applications


System - 1


• Name– Decrement Number In System

for Incomplete Applications


System - 1


• Expression– Number In System

• Format– ****

6Chap.

그 외 Basic Process Module

Queue Data Modules

Schedule Data Modules

Set Data Modules

Batch Module

Resources Set Data Modules

Record Module

Queue Data ModulesQueue Data Modules

• Name• Type• Shared• Report Statistics

Queue

Queue Data Module 은 시스템에서 사용되는 Queue 를 정의 하는 역할을 수행 한다 .

Schedule Data ModulesSchedule Data Modules

• Name• Format Type• Type• Time Units• Scale Factor• Durations

Schedule

Schedule Data Module 은 개체 (Entity) 의 발생을 시간별로 제어 하고자 하는 경우에 사용 되기도 하며 , Resource 의 업무 수행을 제어 하는 기능도 있다 .

Set Data ModulesSet Data Modules

• Name• Type• MembersSet

Set Module 은 다양한 Type 을 하나로 묶어서 시스템내에서 관리 할 수 있도록 하는 기 능을 수행 한다 .

Batch ModuleBatch Module

• Name• Type• Batch Size• Save Criterion• Rule

Batch Data Module 은 입력된 개체 (Entity) 를 하나의 개체 (Entity) 로 묶는 역할을 수행 한다 .

Resources Set Data ModulesResources Set Data Modules

• Type• Set Name• Quantity• Selection Rule

– Save Attribute– Set Index

Resource Set Data Module 은 Resource 그룹을 정의 하는 역할을 수행 한다 .

Record ModuleRecord Module

• Name• Type• Value• Counter Name• Record into Set

Record Module 은 시뮬레이션 모델에 사용자 정의의 통계치를 모으는 데 사용된다 .

7Chap.

Basic Process Workshop

문제 정의


HJW회사의 구매 부서는 대략 하루에 48 개의 새로운 구매 요구 발생 (약 10 분에 한 건 )

구매요구가 도착하면 인턴 직원들은 각 구매 요구별 주문량을 분석하고 구매량에 기초하여 적당한 위치로 보낸다 .(검토작업은 20초에서 60초 정도 걸리지만 보통 30초 소요 )

대략 구매요구의 25%는 $2,000 보다 큰 비용의 Item 에 대한 것이다 . 이 요구는 구매요구 처리를 진행하기 이전에 승인을 위해 적당한 부서장에게 보내어진다 .( 부서장은 무한 Capacity 를 가짐 , Resource 로 반영하지 말 것 )

이 승인 과정은 하루의 시간 (8 시간 ) 이 걸릴 수도 있고 짧게는 2 시간이 걸린다 . 대략 4 시간에 처리한다 .

이런 요구들의 50%만이 승인이 되어 구매 직원에게 보내어진다 .

나머지 50%의 요구는 거절이 되어 구매 요구가 취소된다

$2000 보다 작은 주문은 곧 바로 구매 직원에게 보내어진다 .

주문이 구매 직원에게 할당이 되면 구매직원은 구매 요청서를 작성하고 Vendor 에게 주문에 대해 전화를 건다 . 이 과정은 완성하는데 25-35 분 정도 걸린다 .

구매 직원이 일을 마무리하면 인턴 직원은 완성된 구매 요청서를 파일로 묶는다 이 작업은 2-3 분 정도 걸린다 .

구매부서는 3 명의 구매 직원과 1 명의 인턴이 Full Time 으로 일을 진행한다 .



Base time units : 분으로 설정

일 8 시간 근무

시뮬레이션 기간 : 5일

Resource 의 Utilization 과 Queue 의 waiting time?

Basic Process module 만을 사용하여 모델링을 진행

Number In System 이라는 변수를 사용하여 시스템에 존재하는 Entity 수를 애니메이션을 통해 보일 것


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