Grundkonzepte der diskreten Ereignissimulation Flashcards
Was ist der ereignisorientierte Modellierungsstil?
- zeitlich ausgedehnte Vorgänge werden übersprungen
- Modellierung als Folge von Ereigniss
- Aktivität beschrieben durch deren Beginn und Ende
- Ereignisse laufen zeitverzugslos ab (Rechenzeitverbrauch, aber keine Simulationszeit)
- interne Repräsentation des Modells ebenfalls in Form von Ereignissen
- Klare Trennung zwischen statischen (permanente Komponenten) und dynamischen (Ereignisse und temporäre Entitäten) Modellkomponenten
Wie ist die Vorgehensweise bei der konzeptuellen Modellierung (Konzeptuelles Modell) beim ereignisorientierten Modellierungsstil?
- Identifikation der relevanten Systemobjekte mit Attributen, permanente und temporäre Entitäten
- Zustände und Zustandsübergänge im Gesamtsystem, Beschreibung z.B. durch UML-Zustandsdiagramm
- Zuordnung der wesentlichen Systemzustandsänderungen zu den Entitäten (Alle Systemzustände und Änderungen überblicken, elementare Änderungen zusammenfassen zu Ereignissen)
- (Semi-)Formale Beschreibung der Modelldynamik (Definition der Ereignistypen, Priorisierung)
Wie erfolgt die softwaretechnische Implementierung beim ereignisorientierten Modellierungsstil?
Ereignismethoden für alle Ereignistypen:
- Zustandsänderungen
- Attributwerte Änderungen
- Generierung/Löschung von temporären Entitäten
- neue Ereignisse
- Verschieben/Löschen von Ereignissen
Ablaufkontrolle durch Simulations-Scheduler
- sequentiell Ereignisliste abarbeiten
- ereignislose Intervalle überspringen
- chronologisch ausführen
Wie ist ein klassisches Lagerhaltungssystem aufgbeut?
Bestellung, Lieferung
Lager
Nachfrage
Verbrauch
Welche Objekte für eine Simulation enthält ein Lagerhaltungssystem
-Lager, Kundenaufträge, Warenausgabe an Kunden, Bestellungen,
Lieferungen des Lieferanten
-Merkmale des Lagers: Bestand, Warteraum(Vorbestellliste), Kosten(Lagerhaltung, Beschaffung, Fehlmenge)
-Merkmale der Kundenaufträge: Ankunftsverteilung, Produktbedarf, Wartebereitschaft, Priorität
-Merkmale der Warenausgabe: Auslieferung
-Merkmale der Bestellungen: zeitliche Verteilung, Bestellmenge, Kosten
-Merkmale der Lieferungen des Lieferanten: zeitliche Verteilung, Kosten
Welche Relationen gibt es bei Lagerhaltungssystemen?
- Kundenaufträge führen zur Ausgabe oder Versendung der Waren
- Bestellungen haben Lieferungen durch den Lieferanten zur Folge
Welche Aktivitäten hat ein Lagerhaltungssystem?
-Aufgabe von Bestellungen gemäß der gewählten Bestellpolitik (Bestellpolitik, Lagerbestand überprüfen)
Welche Leistungsgrößen sind wichtig bei der Simulation von Lagerhaltungssystemen?
- Sofortlieferfähigkeit und Kosten abhängig von Lagerkapazität, Bestellpolitik
- Kosten, Lagerhaltungs-, Fehlmenge-, Bestellkosten
Was sind die Hauptziele als Betreiber eines Lagerhaltungssystem?
- hohe Nachfragedeckung
- niedrig laufende Lagerhaltungskosten
- niedrige Kapitalbindung in Lagerbestand/Lagerinvestitionen
- niedrige Beschaffungskosten
Wie erfolgt ein Modellentwurf für das Lagerhaltungssystem?
- Identifikation der relevanten Systemobjekte mit Attributen
- Kunden mit Produktnachfragemengen
- Bestellungen mit Bestellmengen - Zustände und Zustandsübergänge im Gesamtsystem
- UML-Zustandsdiagram für Kundenauftrag und Warenlieferung vom Lieferanten - Zuordnung der wesentlichen Systemzustandsänderungen zu den Entitäten
- Wann ändert sich Systemzustand
- Ereignisse definieren - ## (Semi-)Formale Beschreibung der Modelldynamik
Was ist eine Entität?
Entität als Objekt, dessen Verhalten über die Simulationszeit definiert ist.
Entitäten haben untereinander Wechselwirkungen.
Wohlunterscheidbare Sachen der Welt.
-haben Zuständeals Belegung von Entitätsattributen
Wie sind bei einer Simulation die Beziehungen zwischen Modellzustand und Zeitfortschritt?
- Modellierung der Dynamik des Systemzustandes über die Zeit
- Abbildung des Zusammenhangs zwischen (statischer) Struktur und (dynamischen) Verhalten des Systems
- Zeit in Simulation stellt (fiktive) Modellzeit dar, unabhängig von Real- oder Rechenzeit
- unterschiedliche Konzepte für die Darstellung der Beziehungen zwiscen Systemzustand und Simulationszeit
- Zustandsänderung einer Entität diskret oder kontinuierlich im Zeitverlauf
Was sind diskrete Zustandsänderungen bei einer diskreten Simulation?
- Zustandsänderungen erfolgen sprunghaft zu diskreten Zeitpunkten (=Ereignisse)
- Zwischenzustände werden übersprungen, da nichts Modellrelevantes passiert
- Modellierung der einzelnen Entitäten
Was sind kontinuierliche Zustandsänderungen bei einer kontinuierlichen Simulation?
- stetige Änderungen des Modellzustandes, also Veränderungen über Zeitspannen
- Simulationsmodell als System von Differentialgleichungen mit freier Zeitvariablen
- Simulation als Lösung dieser Differentialgleichungen mittels numerischer Integrationsverfahren
Was ist eine Zeitdiskrete Ereignis-Simulation?
- Simulationszeit springt von Ereignis zu Ereignis
- Annahme: Zwischen zwei Ereignissen passiert im Modell nichts
- Ereignisse beziehen sich auf eine Entität und haben einen Eintrittszeitpunkt
Wie ist das Ablaufschema einer diskreten Simulation?
- Simulationsuhr auf 0 setzen, Entitäten erzeugen, dynamisches Verhalten initialisieren
- erstes Ereignis E auf Ereignisliste bestimmen, SImulationsuhr auf Zeitpunkt E setzen, E entfernen aus Ereignisliste
- Ereignisroutine von E ausführen
- entweder Ende erreicht oder weitere Ereignisse ausführen
Was macht eine Ereignisliste bei einer diskreten Simulation genau?
- Modellentität plan vom aktuellen Zustand aus ihre unmittelbar anschließenden Aktivitäten
- zukünftige Ereignisse in Ereignisliste eintragen: zeitliche Reihenfolge abarbeiten, z.B. neue Ereignisse einfügen, Zugriff aktuelles Ereignis, Löschen von Ereignis
Wie kann man Modellzustnad und Zeitfortschritt bei einer diskreten Simulation verknüpfen?
- Durch Ereignis: Veränderung der Zustände einer oder mehrerer Entitäten zu einem bestimmten Zeitpunkt
- Durch Aktivität: Menge von Operationen, die während eines Zeitintervalls ausgeführt werden, Wirkung der Aktivität erst am Ende des Intervalls
- Durch Prozess: Folge von Aktivitäten einer Entität über eine Zeitspanne, Zusammenfassung in Lebenszyklus einer Entität
- >Entstehung alternativer Simulationskonzepte
Was sind typische (Sofware-)Komponenten diskreter Simulationsmodelle?
- alle Entitäten, die für den Systemzustand maßgeblich sind
- Simulationsuhr
- Ereignisliste bzw. Prozessliste(geplante Ereignisse)
- statistischer Zähler(Variablen zur Sammlung der statistiscen Ereignisse des Experiments)
- Initialisierungsmethode, t=0
- Ereignis-/Prozessmethoden(Beschreibung der Modellzustandsänderungen in Abhängigkeit zu Ereignis)
- Hauptroutine/-prozess (benutzerdefinierte Methode zur Kontrolle des Simulationsablaufs, vor allem Beginn und Ende Simulation)
- Auswertungsmethode
- Scheduler
Was ist die Aktivitätsorientierte Simulation?
Idee: Entitäten als passive Objekte.„Stationen“ versuchen die Durchführung von „Aktivitäten“,wann immer möglich (z.B. bei Verfügbarkeit aller als Eingangsstoffe benötigten Entitäten)
Was ist die Transaktionsorientierte Simulation?
Idee: Entitäten durchlaufen das System, indem Sie „Transaktionen“ von Anbietern der Transaktionen anfordern (was im Fall von Nicht-Verfügbarkeit des Anbieters vorläufig nicht möglich ist)
Was ist der prozessorientierte Modellierungsstil der zeitdiskreten Simulation?
- Prozesse als logische Verknüpfungen von Zustandsänderungen der einzelnen Entitäten über Zeitspannen hinweg
- Ähnlichkiet zum objektorientierten Ansatz
Wie ist die Vorgehensweise bei der Modellierung eines prozessorientierten Simulationsmodelss?
- Identifikation der relevanten Systemobjekte
- Identifikation der zugehörigen Objektattribute
- Identifikation der Objektaktivitäten
- Beschreibung der Lebenszyklen der Modellentitäten, aus Sicht des modellierten Objekts
- Interaktion der Entitätstypen, sofern vorhanden
- Zuordnung der “Überschneidungsbereiche”
Wie werden Prozessabläufe bei einer prozessorientierten Simulation intern abgebildet?
- werden durch Ereignisse abgebildet
- Prozesse sind spezielle Entitäten, das über die Zeit definierte Verhalten wird selbst bestimmt
Was für Eigenschaften haben Prozesse in der prozessorientierten Simulation?
- Prozess kann entweder aktiv(zeitverzugslos, Programmkontrolle) oder passiv(Zeitverbrauch, keine Programmkontrolle, Zuststandsänderung) sein
- prozessorientierte Modelleriung bedeutet die Beschreibung des Systemverhaltens durch Folgen von Übergängen der Prozesse in aktive und passive Phasen
Wie entsteht Modellverhalten bei der prozessorientierten Simulation?
- durch Wechselwirkungen verschiedener Prozesse
- -während Simulation stets nur ein Prrozess aktiv
- aber veliebeig viele passivierte und angehaltene Prozesse parallel zulässig
- solche pseudoparallelen Prozesse ermöglichen Abbildung konzeptuell gleichzeitiiger Aktivitäten
Was ist das Ziel bei einer Simulation von Bedienungssystemen?
- Bestimmung der günstigsten Bedienstrategie unter den (zum Teil konkurrierenden) Zielen
- Hilfsmittel für Engpassanalysen
Welche Objekte gibt es typisch bei einem Bedienungssystem?
- nachfragende Instanzen (Aufträge/Kunden)
- Bedienstationen (Ressourcen)
Welche Leistungsgrößen untersucht man bei einer Simulation von Bedienungssystemen?
- Warteverhalten der Kunden (Wartezeit, Warteschlange, Verweildauer)
- Auslastung des Bedienungssystems (Systemfüllung)
- Befriedigung der Anforderungen
Warum sollte man Bedienungssysteme nicht durch ereignisorientierte Modellierung darstellen?
- wenig anschaulich und umständlich
- Dynamik ensteht Obejekte mit aktivem Verhalten im Zeitverlauf
- keine direkte Modellierung von zeitkonsumierenden Aktivitäten (z.B. Bedienungsvorgang), Zerlegung in mehrere Ereignisse
Wann ist ereignisorientierte Modellierung ein sinnvoller Ansatz?
- wenig zeitkonsumierende Aktivitäten (bei Lagerhaltungsmodell nur zeitverzugslose Bestandsänderungen)
- möglichst wenig im Zeitverlauf aktive Objekte (wie die Bediener im Bedienungssystem)
Was sind die Vorteile der ereignisorientierten Modellierung?
- typische Systemzustandsänderungen häufig besser mit Ereignissen zu beschreiben
- Blick “hinter die Kulissen” (interne und externe Repräsentation der Modelle)
- einfach Realisierung der Ablaufsteuerung
- relativ effiziente Simulationsprogramme
- Vogelperspektive, wenn Modell auch so beschrieben ist
Was sind die Nachteile der ereignisorientierten Modellierung?
- Verteilung logisch zusammenhängender Abläufe (z.B. einzelner Entitäten) auf verschiedene Ereignisroutinen
- Ansatz fehleranfällig bei komplexeren Systemen mit größeren Interaktionen zwischen Modellentitäten
-> akzeptabel bei einfachen Systemen mit geringen Interaktionen zwischen Modellobjekten
Was sind die Vorteile einer prozessorientierten Modellierung?
- natürliche Modellierung
- strukturierte Vorgehensweise
- größere Übersichtlichkeit
- besonder gut geeignet für typische Bedienungssysteme
- Verwandtschaft zur Objektorientierung
- Ich, Froschperspektive, wenn Modell auch so beschrieben ist
Was sind die Nachteile der prozessorientierten Modellierung?
- zum Teil umständliche Modellierung bei anderen Modelltypen (z.B. Lagerhaltungssysteme oder ausfallanfällige Systeme, Bestandsänderungen werden vorrangig beschrieben, nicht Aktivitäten)
- interne Modelle komplexer als im ereignisorientierten Ansatz, höhere Laufzeiten
Zu welcher Schlussfolgerung kommt man, wenn man ereignisorientierte und prozessorientierte Modellierung vergleicht?
- prozessorientierte Simulationsmodellierung vorzuziehen(sofort anwendbar)
- ereignisorientierter Ansatz grundlegend für Verständnis der internen Simulationsabläufe
- Kopplung jeweils geeigneter Modellierungsstile für Teilaspekte eines Modell wünschenswert
Wann ist Ereignisorientierung ein sinnvoller Ansatz?
- wenig zeitkonsumierende Aktivitäten, z.B. Lagerhaltungsmodelle, da nur zeitverzugslose Bestandsänderungen
- wenig im Zeitverlauf aktive Objekte
- Keine Synchronisation mit Wartezeit der Entitäten untereinander (kein Warten auf Verfügbarkeit einer Entität bzw. Abschluss einer Aktivität)
- Keine Ressourcen notwendig/sinnvoll
- Dynamik des Modells ist nur Zeitpunktbezogen
Was ist das Ziel eines Konfidenzintervalls?
Aussage über die wahrscheinliche Lage des Erwartungswerts
