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IGMO MuS > Grundkonzepte der diskreten Ereignissimulation > Flashcards

Grundkonzepte der diskreten Ereignissimulation Flashcards

1
Q

Was ist der ereignisorientierte Modellierungsstil?

A
  • 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
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Q

Wie ist die Vorgehensweise bei der konzeptuellen Modellierung (Konzeptuelles Modell) beim ereignisorientierten Modellierungsstil?

A
  1. Identifikation der relevanten Systemobjekte mit Attributen, permanente und temporäre Entitäten
  2. Zustände und Zustandsübergänge im Gesamtsystem, Beschreibung z.B. durch UML-Zustandsdiagramm
  3. Zuordnung der wesentlichen Systemzustandsänderungen zu den Entitäten (Alle Systemzustände und Änderungen überblicken, elementare Änderungen zusammenfassen zu Ereignissen)
  4. (Semi-)Formale Beschreibung der Modelldynamik (Definition der Ereignistypen, Priorisierung)
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Q

Wie erfolgt die softwaretechnische Implementierung beim ereignisorientierten Modellierungsstil?

A

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
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4
Q

Wie ist ein klassisches Lagerhaltungssystem aufgbeut?

A

Bestellung, Lieferung

Lager

Nachfrage
Verbrauch

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5
Q

Welche Objekte für eine Simulation enthält ein Lagerhaltungssystem

A

-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

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6
Q

Welche Relationen gibt es bei Lagerhaltungssystemen?

A
  • Kundenaufträge führen zur Ausgabe oder Versendung der Waren
  • Bestellungen haben Lieferungen durch den Lieferanten zur Folge
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7
Q

Welche Aktivitäten hat ein Lagerhaltungssystem?

A

-Aufgabe von Bestellungen gemäß der gewählten Bestellpolitik (Bestellpolitik, Lagerbestand überprüfen)

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8
Q

Welche Leistungsgrößen sind wichtig bei der Simulation von Lagerhaltungssystemen?

A
  • Sofortlieferfähigkeit und Kosten abhängig von Lagerkapazität, Bestellpolitik
  • Kosten, Lagerhaltungs-, Fehlmenge-, Bestellkosten
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9
Q

Was sind die Hauptziele als Betreiber eines Lagerhaltungssystem?

A
  • hohe Nachfragedeckung
  • niedrig laufende Lagerhaltungskosten
  • niedrige Kapitalbindung in Lagerbestand/Lagerinvestitionen
  • niedrige Beschaffungskosten
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10
Q

Wie erfolgt ein Modellentwurf für das Lagerhaltungssystem?

A
  1. Identifikation der relevanten Systemobjekte mit Attributen
    - Kunden mit Produktnachfragemengen
    - Bestellungen mit Bestellmengen
  2. Zustände und Zustandsübergänge im Gesamtsystem
    - UML-Zustandsdiagram für Kundenauftrag und Warenlieferung vom Lieferanten
  3. Zuordnung der wesentlichen Systemzustandsänderungen zu den Entitäten
    - Wann ändert sich Systemzustand
    - Ereignisse definieren
  4. ## (Semi-)Formale Beschreibung der Modelldynamik
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11
Q

Was ist eine Entität?

A

Entität als Objekt, dessen Verhalten über die Simulationszeit definiert ist.
Entitäten haben untereinander Wechselwirkungen.
Wohlunterscheidbare Sachen der Welt.
-haben Zuständeals Belegung von Entitätsattributen

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12
Q

Wie sind bei einer Simulation die Beziehungen zwischen Modellzustand und Zeitfortschritt?

A
  • 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
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13
Q

Was sind diskrete Zustandsänderungen bei einer diskreten Simulation?

A
  • Zustandsänderungen erfolgen sprunghaft zu diskreten Zeitpunkten (=Ereignisse)
  • Zwischenzustände werden übersprungen, da nichts Modellrelevantes passiert
  • Modellierung der einzelnen Entitäten
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14
Q

Was sind kontinuierliche Zustandsänderungen bei einer kontinuierlichen Simulation?

A
  • stetige Änderungen des Modellzustandes, also Veränderungen über Zeitspannen
  • Simulationsmodell als System von Differentialgleichungen mit freier Zeitvariablen
  • Simulation als Lösung dieser Differentialgleichungen mittels numerischer Integrationsverfahren
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15
Q

Was ist eine Zeitdiskrete Ereignis-Simulation?

A
  • Simulationszeit springt von Ereignis zu Ereignis
  • Annahme: Zwischen zwei Ereignissen passiert im Modell nichts
  • Ereignisse beziehen sich auf eine Entität und haben einen Eintrittszeitpunkt
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16
Q

Wie ist das Ablaufschema einer diskreten Simulation?

A
  • 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
17
Q

Was macht eine Ereignisliste bei einer diskreten Simulation genau?

A
  • 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
18
Q

Wie kann man Modellzustnad und Zeitfortschritt bei einer diskreten Simulation verknüpfen?

A
  1. Durch Ereignis: Veränderung der Zustände einer oder mehrerer Entitäten zu einem bestimmten Zeitpunkt
  2. Durch Aktivität: Menge von Operationen, die während eines Zeitintervalls ausgeführt werden, Wirkung der Aktivität erst am Ende des Intervalls
  3. Durch Prozess: Folge von Aktivitäten einer Entität über eine Zeitspanne, Zusammenfassung in Lebenszyklus einer Entität
    - >Entstehung alternativer Simulationskonzepte
19
Q

Was sind typische (Sofware-)Komponenten diskreter Simulationsmodelle?

A
  • 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
20
Q

Was ist die Aktivitätsorientierte Simulation?

A

Idee: Entitäten als passive Objekte.„Stationen“ versuchen die Durchführung von „Aktivitäten“,wann immer möglich (z.B. bei Verfügbarkeit aller als Eingangsstoffe benötigten Entitäten)

21
Q

Was ist die Transaktionsorientierte Simulation?

A

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)

22
Q

Was ist der prozessorientierte Modellierungsstil der zeitdiskreten Simulation?

A
  • Prozesse als logische Verknüpfungen von Zustandsänderungen der einzelnen Entitäten über Zeitspannen hinweg
  • Ähnlichkiet zum objektorientierten Ansatz
23
Q

Wie ist die Vorgehensweise bei der Modellierung eines prozessorientierten Simulationsmodelss?

A
  • 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”
24
Q

Wie werden Prozessabläufe bei einer prozessorientierten Simulation intern abgebildet?

A
  • werden durch Ereignisse abgebildet

- Prozesse sind spezielle Entitäten, das über die Zeit definierte Verhalten wird selbst bestimmt

25
Q

Was für Eigenschaften haben Prozesse in der prozessorientierten Simulation?

A
  • 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
26
Q

Wie entsteht Modellverhalten bei der prozessorientierten Simulation?

A
  • 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
27
Q

Was ist das Ziel bei einer Simulation von Bedienungssystemen?

A
  • Bestimmung der günstigsten Bedienstrategie unter den (zum Teil konkurrierenden) Zielen
  • Hilfsmittel für Engpassanalysen
28
Q

Welche Objekte gibt es typisch bei einem Bedienungssystem?

A
  • nachfragende Instanzen (Aufträge/Kunden)

- Bedienstationen (Ressourcen)

29
Q

Welche Leistungsgrößen untersucht man bei einer Simulation von Bedienungssystemen?

A
  • Warteverhalten der Kunden (Wartezeit, Warteschlange, Verweildauer)
  • Auslastung des Bedienungssystems (Systemfüllung)
  • Befriedigung der Anforderungen
30
Q

Warum sollte man Bedienungssysteme nicht durch ereignisorientierte Modellierung darstellen?

A
  • 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
31
Q

Wann ist ereignisorientierte Modellierung ein sinnvoller Ansatz?

A
  • wenig zeitkonsumierende Aktivitäten (bei Lagerhaltungsmodell nur zeitverzugslose Bestandsänderungen)
  • möglichst wenig im Zeitverlauf aktive Objekte (wie die Bediener im Bedienungssystem)
32
Q

Was sind die Vorteile der ereignisorientierten Modellierung?

A
  • 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
33
Q

Was sind die Nachteile der ereignisorientierten Modellierung?

A
  • 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

34
Q

Was sind die Vorteile einer prozessorientierten Modellierung?

A
  • natürliche Modellierung
  • strukturierte Vorgehensweise
  • größere Übersichtlichkeit
  • besonder gut geeignet für typische Bedienungssysteme
  • Verwandtschaft zur Objektorientierung
  • Ich, Froschperspektive, wenn Modell auch so beschrieben ist
35
Q

Was sind die Nachteile der prozessorientierten Modellierung?

A
  • 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
36
Q

Zu welcher Schlussfolgerung kommt man, wenn man ereignisorientierte und prozessorientierte Modellierung vergleicht?

A
  • prozessorientierte Simulationsmodellierung vorzuziehen(sofort anwendbar)
  • ereignisorientierter Ansatz grundlegend für Verständnis der internen Simulationsabläufe
  • Kopplung jeweils geeigneter Modellierungsstile für Teilaspekte eines Modell wünschenswert
37
Q

Wann ist Ereignisorientierung ein sinnvoller Ansatz?

A
  • 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
38
Q

Was ist das Ziel eines Konfidenzintervalls?

A

Aussage über die wahrscheinliche Lage des Erwartungswerts

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