PS 2. Kolokvij

M. Zeki-Suac, EFO

Poslovne

simulacije

5. Simulacijski programi i primjena

diskretne simulacije

M. Zeki-Suac, EFO

Simulacijski programi za diskretnu simulaciju Za potrebe izrade diskretnih simulacija razvijeni su programski jezici

i alati

Zajednika im je karakteristika - gledaju na model kao na niz sluajnih dogaaja gdje svaki uzrokuje promjenu stanja

Naredbe se obino dijele na blokove i na upravljake naredbe Blokovi se aktiviraju kada kroz njih prou entiteti (transakcije) Upravljake naredbe se koriste za opis eljenog trajanja izvoenja

simulacije, broja ponavljanja simulacije, uvjeta ponavljanja, i dr.

to je rezultat simulacijskog programa?

Kao rezultat simulacijskog programa moe se dobiti:

prosjena duljina reda koja se moe oekivati u nekoj organizaciji (npr. na blagajni prodavaonice, ili na alteru banke i dr.),

standardna devijacija (prosjeno odstupanje) duljine reda od aritm. sredine,

koliki je broj obraenih stranaka tijekom vremena izvoenja simulacije

koliko je iskoritenje blagajne, stroja, i dr.

M. Zeki-Suac, EFO

Vrste simulacijskih programaProgrami za simulacijsko modeliranje dijele se na:

Programe ope namjene GPSS

Arena

Plant Simulation za diskretnu, kontinuiranu i agentsku simulaciju SimPy, sustav otvorenog koda, pisan u prog. jeziku Python

SIMSCRIPT II.5 komercijalni, esto koriteni paket Simula sustav otvorenog koda s grafikim sueljem

Specijalizirane programe, npr. za simulacije proizvodnje, uslunih djelatnosti, bolnica, raunalnih mrea itd. SIMFACTORY

WITNESS

Trading Solutions i dr.

M. Zeki-Suac, EFO

GPSS (eng. General Purpose Simulation System

Povijest razvoja: Autor: Geoffrey Gordon, IBM (1960), to je jezik za diskretne simulacije,

gdje simulacijski sat napreduje u diskretnim koracima vremena.

Bio je popularan u 1960-tim i 1970-tim godinama

Danas mu je popularna inaica WEBGPSS (pisan u Java jeziku), demo javno raspoloiv na http://www.webgpss.com/

Nain rada: Najprije se konstruiraju blok dijagrami izborom blokova iz izbornika

klikanjem mia. Za svaki blok unose se operandi.

Tekstualni program koji je na taj nain razvijen na korisnikom raunalu alje se na posluitelj kako bi se izvrio s pomou GPSS.EXE, jezgrom programa koji koristi WebGPSS.

Izlazne datoteke alju se natrag na korisniko raunalo i rezultati se prezentiraju u obliku tablica, histograma i grafikona.

M. Zeki-Suac, EFO

Karakteristike GPSS-a Prednosti:

Kreirani modeli i programi su slini stvarnim problemima Mogu brz razvoj simulacija Grafiko suelje potie uenje i razumijevanje Automatski omoguuje potrebnu statistiku Lako uoljiv i razumljiv output Omoguuje debugging (uoavanje i otklanjanje greaka) i verifikaciju Blok dijagram je koristan za dokumentaciju

Lako je napraviti kopije modela

Lako je konstruirati funkcije na temelju iskustvenih podataka

Minimizira rizik od logikih greaka, i ima ugraen sustav za uoavanje greaka

Nedostaci niska razina fleksibilnosti u odnosu na ostale programe, pa su danas vie u upotrebi fleksibilniji

jezici, kao npr. Simula i SIMSCRIPT II.5.

M. Zeki-Suac, EFO

Primjer rada u GPSS-u

Slika 1. Primjer raspoloivih blokova i dva blok dijagrama

kreirana u GPSS-u (izvor:

http://www.webgpss.com/image

s/screenshot-1.png,

20.10.2009)

Slika prikazuje generiranje diskretne

simulacije lijevi blok dijagram:

kreira proces dolaska kupaca u trgovinu svakih 18 (+-5) sekundi,

ulazak u rep ekanja, obradu (ADVANCE)

Odlazak iz trgovine i kraj simulacije

M. Zeki-Suac, EFO

Primjer rada u GPSS-u - nastavak Primjer: Model jednostavne

poslovnice banke s jednom blagajnom

Opisni scenario izgleda ovako: u poslovnicu dolaze stranke

svakih 115+-35 sekundi (uniformna raspodjela vremena dolazaka)

Stranke ekaju u redu pred blagajnom

Kad doe na red, stranka na blagajni obavi svoj posao koji traje 85+-30 sekundi

Stranka naputa poslovnicu.

M. Zeki-Suac, EFO

Primjer programa u GPSS-u

GPSS program za taj model izgleda ovako:

GENERATE 115,35 - dolazak stranaka svakih 115+-35 sekundi

QUEUE CEKANJE ulazak u red ekanja

SEIZE BLAGAJNA zauzimanje blagajne

DEPART CEKANJE naputanje reda ekanja

ADVANCE 85,35 obrada stranke na blagajni 85+-30 sek.

RELEASE BLAGAJNA - stranka naputa blagajnu

TERMINATE - odlazak stranke iz poslovnice

M. Zeki-Suac, EFO

Simula opi programski jezik - ukljuuje 2 programska jezika: Simula I i Simula 67 Povijest razvoja:

Razvijen 1960-tih u Norwegian Computing Center, Oslo (autori: Ole-Johan Dahl i Kristen Nygaard) kao jezik za diskretne simulacije, ali je kasnije postao objektni programski jezik ope namjene.

Nain rada: Sintaksa mu se temelji na jeziku Algol 60.

Za razliku od Simula I, Simula 67 je objektno orjentiran jezik, koristi objekte, klase, virtualne metode i dr. objektne koncepte i smatra se prvim objektno-orjentiranim jezikom i utjecao je na razvoj C++-a i ostalih objektnih jezika.

Koristi se za razliite aplikacije, kao npr. simulacije modeliranja procesa, protokola, algoritama, raunalne grafike, i u obrazovanju.

Sadri simulacijski paket koji moe kreirati diskretne simulacije

M. Zeki-Suac, EFO

Primjer programa u Simula jeziku Primjer jednostavnog programa koji ispisuje poruku Hello, World:

Begin

OutText ("Hello World!");

Outimage;

End;

Primjer simulacije kupovine u prodavaonici (Wikipedia, 2009):

Sam, Sally i Andy kupuju odjeu. Moraju dijeliti jednu garderobu. Svatko od njih troje pretrauje prodavaonicu oko 12 minuta kako bi izabrao odjeu, zatim koristi garderobu oko 3 minute (svatko se ponaa po normalnoj distribuciji). Slijedi simulacija njihovog iskustva sa garderobom:

M. Zeki-Suac, EFO

Primjer programskog koda

za simulaciju upotrebe

garderobe u

prodavaonici, pisanog

u Simula 67 jeziku

(izvor:

http://en.wikipedia.org/

wiki/Simula#Sample_

Code, 20.10.2009).

M. Zeki-Suac, EFO

Simulink (for MathLab)

To je simulacijski alat koji je dio programskog paketa MathLab

Osnovne karakteristike: Simulacije se izgrauju upotrebom blok dijagrama,

uz API suelje, modeliranjem izborom komponenti

Moe se koristiti za modeliranje, simulaciju i analizu sustava iz razliitih podruja: Komunikacijskih sustava

Kontrolnih sustava

Sustava obrade signala

Sustava za obradu video materijala i slika

M. Zeki-Suac, EFO

Simulink - nastavak

Simulink raspolae:

velikim rasponom ugraenih blokova za opis procesa

Multitasking simulacijom gdje se paralelno odvija vie zadataka i dogaaja

Podrkom za ubrzani mod rada

Velikim rasponom alata za

uoavanje i otklanjanje greaka

M. Zeki-Suac, EFO

ARENA Alat za simulacije temeljen na programskom jeziku SIMAN. Alat

ARENA omoguuje: Simulacije diskretnih dogaaja Simulacije skupnih i kontinuiranih dogaaja Analizu i predvianje uspjenosti sustava

Proizvodnje, lanca nabave, vojnih obrana, zdravstva, call centara, poslovnih procesa i dr.

Osnovni procesi podrani u blokovima: Create

Dispose

Process

Decide

Atch

Separate

Assign

Record

M. Zeki-Suac, EFO

Primjer simulacije u ARENA alatuSlika. Primjer

simulacije za obradu aplikacije za kredit na alteru banke u ARENA alatu (izvor: http://www.arenasimulation.com/, 20.10.2009)

M. Zeki-Suac, EFO

Stvaranje povjerenja u simulacijske modele Da bi korisnici (donositelji odluka, menaderi) imali

povjerenja u koritenje simulacijskog modela, potrebno je opravdati pretpostavku da: model adekvatno opisuje sustav.

Proces stvaranja povjerenja traje od poetka do kraja izgradnje modela.

Cilj stvaranja povjerenja: eliminirati razliite vrste greaka modela, npr. Greke u logici modela Greke u matematikim relacijama Greke u programskom kodu Greke u ulaznim podacima Pogrean nain koritenja modela Pogrena obrada i interpretacija rezultata modela

M. Zeki-Suac, EFO

Kako se stvara povjerenje u simulacijske

modele? Razliitim statistikim i raunarskim tehnikama

Statistiki analizama ponaanja sustava, rezultata i greaka Raunarski animacijama modela (VIS vizualnim interaktvnim

simulacijama) koje olakavaju uoavanje greaka u simulaciji, daju user-friendly grafiko suelje koje korisnicima koji nemaju iskustva u programskim jezicima olakava rad i razumijevanje simulacije

Procjenama eksperata u tom podrujuPrimjer: Arena Rockwell na svojim stranicama korisnicima

nudi: Upute za koritenje alata Demonstracije upotreba alata

Arenas Value Delivery program program odnosa s klijentima: Klijenti koji napiu lanak o uspjenoj upotrebi Arena alata u nekom

segmentu poslovanja, dobivaju besplatnu licencu za alat

M. Zeki-Suac, EFO

Primjene diskretne simulacije Primjer: u alatu ServiceModel raena je studija simulacije

Zagrebake banke (eri, Varga, 2004): Trebalo je modelirati front-office i back-office banke, s ciljem

analize utjecaja promjene strukture i naina rada poslovnica na kvalitetu posluivanja stranaka i efikasnost rada poslovnica.

S pomou VIS suelja bilo je mogue pratiti kretanja stranaka na alterima, te kretanje djelatnika (npr. blagajnik povremeno mora otii u trezor po gotovinu)

Kao rezultat simulacije dobije se:

Numeriki i grafiki prikaz duljine redova kroz vrijeme