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1 Simulação de Sistemas Prof. Jorge Luiz de Castro e Silva ARENA – Input Analyzer Capítulo 3 - Aula 3.

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1 1 Simulação de Sistemas Prof. Jorge Luiz de Castro e Silva ARENA – Input Analyzer Capítulo 3 - Aula 3

2 2 Simulação de Sistemas Prof. Jorge Luiz de Castro e Silva Dados de Entrada u Em um modelo de simulação, são inseridos dados para que ele represente com precisão o sistema em estudo. Alguns dados têm valores bem determinados, como por exemplo, distâncias, número de máquinas disponíveis e outros. u Existem aqueles que são indeterminados, normalmente os que envolvem tempo, pois os processos não são exatos, podendo ter variações em torno de um valor médio. Este valor médio, normalmente, é utilizado em simulações estáticas. Porém, em uma simulação dinâmica temos a possibilidade de inserir esta variação no modelo através de distribuições estatísticas. u O ARENA possui Input Analyzer, que trata dos dados de entrada de forma automática.

3 3 Simulação de Sistemas Prof. Jorge Luiz de Castro e Silva Input Analyzer No botão Iniciar do Windows, inicie o Input Analyzer da sub-pasta ARENA.

4 4 Simulação de Sistemas Prof. Jorge Luiz de Castro e Silva Input Analyzer No Input Analyzer, escolha o menu File (Arquivo), New (Novo): Uma janela será aberta e agora devem ser inseridos os dados.

5 5 Simulação de Sistemas Prof. Jorge Luiz de Castro e Silva Input Analyzer Vamos abrir um exemplo que é o arquivo Dados Exemplo.DST Automaticamente, o Input Analyzer lerá os dados e montará o histograma:

6 6 Simulação de Sistemas Prof. Jorge Luiz de Castro e Silva Input Analyzer Agora basta adequar uma distribuição a estes dados. Pode-se testar distribuição por distribuição, porém a opção do Fit All (Ajustar Todas) do Menu Fit (Ajustar) irá ajustar todas as distribuições.

7 7 Simulação de Sistemas Prof. Jorge Luiz de Castro e Silva Input Analyzer O Input Analyzer também gera a lista em ordem por melhor ajuste, através da opção de menu Window – Fit All Sumary. Onde os valores podem ser melhor ajustados para ser considerados na simulação. Quando chegar a um valor adequado, pode copiar a expressão obtida para seu modelo criado no ARENA, através da opção do Menu Edit. (Editar) - Copy Expression (Copiar Expressão) e colar no local desejado dentro do modelo.

8 8 Simulação de Sistemas Prof. Jorge Luiz de Castro e Silva Distribuições Estatísticas u Normal A distribuição Normal, descreve fenômenos regidos por variáveis aleatórias que possuem variação simétrica acima e abaixo da média. Muito utilizada em tempos de processo como tempos de máquina. u Beta Devido a sua capacidade de se adequar a várias formas, esta distribuição é usada como uma aproximação, quando houver ausência de dados. u Uniforme A distribuição Uniforme especifica que cada valor entre um mínimo e um máximo especificado, tenham igual probabilidade de acontecer. Costuma-se utilizar esta distribuição quando pouco ou quase nada se sabe a respeito do comportamento da variável aleatória que estamos tratando, a exceção de seus pontos extremos.

9 9 Simulação de Sistemas Prof. Jorge Luiz de Castro e Silva Distribuições Estatísticas (cont…) u Triangular A distribuição Triangular não é identificada com nenhum tipo de operação específica, mas é útil quando se deseja uma primeira aproximação na falta de dados específicos. Além dos valores mínimo e máximo característico da distribuição uniforme, o conhecimento de um valor mais provável, valor modal, permite o uso desta distribuição, no lugar da uniforme. É muito utilizada quando não existem dados suficientes e é necessária uma estimativa. u Exponencial A distribuição exponencial é uma das mais utilizadas em modelos de simulação. O principal uso é a modelagem de períodos de tempos entre dois acontecimentos. u Erlang Utilizada na simulação de alguns tipos de processos, muitas vezes em situações em que uma entidade entra em uma estação para ser servida seqüencialmente, por uma série de recursos.

10 10 Simulação de Sistemas Prof. Jorge Luiz de Castro e Silva Distribuições Estatísticas (cont…) u Gamma Esta função costuma ser aplicada para representar tempo de complementação de alguma tarefa. u Log Normal É freqüentemente utilizada para representar tempos de atividades com distribuição não simétrica. u Weibull É largamente utilizada em modelos que representam o tempo de vida de equipamentos.

11 11 Simulação de Sistemas Prof. Jorge Luiz de Castro e Silva Modelagem e Simulação de Processos com o ARENA Capítulo 3 - Aula 3

12 12 Simulação de Sistemas Prof. Jorge Luiz de Castro e Silva Agenda u 1. Introdução u 2. Interface do ambiente Arena é Tela Principal é Módulos necessários para modelagem u 3. Construindo Modelos no Arena u 3.1 Exemplo 1 é (Posto de Lavagem de Automóveis) u 3.2 Exemplo 2 é (Fabricação de pipas) é (Fabricação de pipas com investigação)

13 13 Simulação de Sistemas Prof. Jorge Luiz de Castro e Silva Introdução u Este material está baseado no Capítulo 3 do livro Modelagem e Simulação de Sistemas de Paulo José de Freitas. u Este material apresenta uma introdução ao ambiente de simulação Arena. Esse ambiente será amplamente usado em nossa disciplina para a modelagem, programação e simulação de sistemas. u Este material tem cunho meramente introdutório e caso o estudante deseje obter u informações mais aprofundadas sobre o ambiente e a linguagem Arena deve consultar os arquivos de ajuda (Help) do Software. u Quatro temas básicos sobre o Arena serão tratados neste material: é – Interface básica do ambiente é – Introdução à construção de modelos é – Execução de Simulações é – Animação de Simulações

14 14 Simulação de Sistemas Prof. Jorge Luiz de Castro e Silva Introdução u O pacote Arena permite realizar uma modelagem e simulação de processos com o objetivo de realizar melhorias nestes processos. u Desta forma pode-se comparar o desempenho atual do processo com uma variedade de possíveis modelos, tudo sem prejudicar as operações do dia-a-dia. u Os tópicos, conceitos e definições aqui apresentados têm como base os manuais do software fornecidos junto com o CD de instalação.

15 15 Simulação de Sistemas Prof. Jorge Luiz de Castro e Silva Interface Básica do Ambiente – Tela Principal Esta é a tela principal do Arena quando o programa é chamado de dentro do Windows. Pode-se abrir um modelo já existente ou iniciar um novo modelo.

16 16 Simulação de Sistemas Prof. Jorge Luiz de Castro e Silva Interface Básica do Ambiente Barra de Ferramentas Quando solicitamos a criação de um novo modelo, aparece a tela abaixo. No meio da tela encontra-se a área de trabalho. Neste local serão inseridos todos os módulos e suas conexões lógicas, necessárias a construção e simulação de um modelo. Circundando a área de trabalho, encontram-se algumas das barras de ferramentas do Arena, tais como, animação, execução, desenho, exibir, editar, etc. Na parte superior da área de trabalho, como está ilustrado, apresenta alguns ícones padrões do ambiente Windows e outros dedicados à criação de desenhos e à visualização dos modelos.

17 17 Simulação de Sistemas Prof. Jorge Luiz de Castro e Silva Interface Básica do Ambiente - Templates A figura abaixo apresenta a área reservada à anexação dos painéis (Templates) com os módulos ou comandos necessários a modelagem propriamente dita.

18 18 Simulação de Sistemas Prof. Jorge Luiz de Castro e Silva Interface Básica do Ambiente – Tela Principal

19 19 Simulação de Sistemas Prof. Jorge Luiz de Castro e Silva Interface Básica do Ambiente Módulos Necessários para Modelagem Módulo Create: Criação de entidades. Módulo Dispose: Define o ponto final das entidades. Módulo Process: Define o processo e pode estar constituído por sub-modelos. Na entidade que é processada pode ser considerado o valor agregado. Módulo Decide: Realiza decisões no modelo.

20 20 Simulação de Sistemas Prof. Jorge Luiz de Castro e Silva Módulo Batch: Efetua agrupamentos no modelo. Módulo Separate: Efetua des-agrupamento no modelo. Módulo Assign: Designa novos valores para variáveis, entidades, atributos, tipos de entidades, figuras ou outras variáveis do modelo. Módulo Record: Efetua estatísticas. Interface Básica do Ambiente Módulos Necessários para Modelagem (cont…)

21 21 Simulação de Sistemas Prof. Jorge Luiz de Castro e Silva Módulo Entity: Define valores e figuras. Módulo Queue: Define valores e regras relacionados com filas. Módulo Resource: Define recursos incluindo custos e disponibilidade. Interface Básica do Ambiente Módulos Necessários para Modelagem (cont…)

22 22 Simulação de Sistemas Prof. Jorge Luiz de Castro e Silva Módulo Variable: Usado para definir valores iniciais e tipos de variáveis. Módulo Schedule: Define a programação da operação dos recursos. Módulo Set: Define vários tipos de conjuntos que incluem recursos, entidades, figuras, etc. Interface Básica do Ambiente Módulos Necessários para Modelagem (cont…)

23 23 Simulação de Sistemas Prof. Jorge Luiz de Castro e Silva Construindo Modelos no Arena u A linguagem de simulação embutida no Arena é a Siman V que enquadra-se na classe das linguagens de propósito geral. u Por essa razão podemos modelar sistemas pertencentes a quase todas as áreas, tais como: redes de computadores, manufatura, serviços, sistemas de transportes, logística, etc. u Exemplo 1 é Este exemplo é similar ao exemplo do Posto de Lavagem de Automóveis tratado na 2a aula, com = 12 min/carro e µ = 10 min/carro.

24 24 Simulação de Sistemas Prof. Jorge Luiz de Castro e Silva Construindo Modelos no Arena – Exemplo 1 1 o Passo - Anexando os Módulos na Área de Trabalho Create: É o módulo responsável pela criação de entidades do modelo. Process: É o módulo responsável pelo processo ou serviço efetuado pelo servidor. Dispose: É o módulo responsável pela retirada de entidades do sistema.

25 25 Simulação de Sistemas Prof. Jorge Luiz de Castro e Silva Construindo Modelos no Arena – Exemplo 1 2 o Passo – Fornecendo Dados ao Modelo Observe que os intervalos entre chegadas foram caracterizados por uma distri- buição Exponen- cial negativa com taxa média igual a = 12 min/carro. Foi definido que chega apenas um cliente por vez e o tempo de início de simulação é 0 (zero). Janela do módulo Create personalizada

26 26 Simulação de Sistemas Prof. Jorge Luiz de Castro e Silva Construindo Modelos no Arena – Exemplo 1 Observe que o tempo de atendimento do operador é caracterizado por uma distribuição triangular com parâmetros 9,10 e 11, para os valores mínimo, mais provável e máximo, respectivamente. Foi definido um recurso que deve ser empregado nesta operação (campo Resources), o operador. Janela do módulo Process personalizada

27 27 Simulação de Sistemas Prof. Jorge Luiz de Castro e Silva Construindo Modelos no Arena – Exemplo 1 Observe que o campo Record Entity Statiscs está habilitado. Isto faz com algumas estatís- ticas básicas sejam realizadas pelo simu- lador (por exemplo, o número de entidades atendidas pelo servidor durante o período de tempo simulado). Diferentemente do procedimento descrito, poderíamos editar os módulos a medida que fossem posicionados. Janela do módulo Dispode editado

28 28 Simulação de Sistemas Prof. Jorge Luiz de Castro e Silva Construindo Modelos no Arena – Exemplo 1 3 o Passo – Executando a Simulação Para se especificar o controle da execução da simulação, devemos selecionar o coman- do Run/Setup localizado no menu principal e preencher os campos como segue. Janela de Replication Parameters personalizada

29 29 Simulação de Sistemas Prof. Jorge Luiz de Castro e Silva Construindo Modelos no Arena – Exemplo 1 3 o Passo – Executando a Simulação (cont…) Janela de Project Parameters personalizada

30 30 Simulação de Sistemas Prof. Jorge Luiz de Castro e Silva Construindo Modelos no Arena – Exemplo 1 3 o Passo – Executando a Simulação (cont…) Janela de Reports personalizada

31 31 Simulação de Sistemas Prof. Jorge Luiz de Castro e Silva Construindo Modelos no Arena – Exemplo 1 3 o Passo – Executando a Simulação (cont…) Na figura abaixo verifica-se que 4 entidades deram entrada no modelo, 2 estão no Posto de Lavagem (uma na fila) e 2 já deixaram o sistema. Quando o tempo final de simulação é atingido, a simulação se encerra e uma mensagem aparece na tela perguntando se o usuário deseja ver os resultados (ver próximo slide). Entidades circulando pelo modelo durante a execução

32 32 Simulação de Sistemas Prof. Jorge Luiz de Castro e Silva Construindo Modelos no Arena – Exemplo 1 3 o Passo – Executando a Simulação (cont…) Resultados da simulação do modelo

33 33 Simulação de Sistemas Prof. Jorge Luiz de Castro e Silva Construindo Modelos no Arena – Exemplo 2 u O exemplo 2 trata da modelagem de uma pequena fábrica de pipas. u O processo de montagem das pipas segue os seguintes passos: quando uma ordem é recebida, o primeiro trabalhador mede e corta o tecido e as réguas da estrutura, passando todo o material a um segundo trabalhador que monta, amarra e cola o material. Na seqüência, a pipa é passada à expedição para ser enviada ao cliente. Módulos necessários ao modelo da fábrica de pipas.

34 34 Simulação de Sistemas Prof. Jorge Luiz de Castro e Silva Construindo Modelos no Arena – Exemplo 2 Para esse exemplo considere os seguintes dados: Distribuição de chegada das ordens: expo(11.3) Distribuição do processo de cortagem: normal(12,1.64) Distribuição do processo de colagem: tri(10,11.5,14) Tempo de inspeção: 7.5min Porcentagem de aprovação na inspeção: 85% Ultimamente, tem havido várias reclamações sobre defeitos na colagem dos materiais. Em vista disso, foi decidido implementar um posto de inspeção junto à colagem.

35 35 Simulação de Sistemas Prof. Jorge Luiz de Castro e Silva Construindo Modelos no Arena – Exemplo 2 Módulos necessários ao modelo da fábrica de pipas com inspeção Uma vez que esta inspeção implica em aumento do tempo total de fabricação, deseja-se simular o sistema para verificar se a demanda poderá ser atendida com a adição dos processos de inspeção e retrabalho ao fluxo atual de montagem.

36 36 Simulação de Sistemas Prof. Jorge Luiz de Castro e Silva FIM


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