Arena学习
Arena 5.0基本模块、功能及应用
1 模块与功能
1.1 Create模块
功能：产生到达实体。
Type：实体到达间隔时间的类型。
EXPO( Mean )为指数分布，
NORM( Mean , StdDev )为正态分布，
TRIA( Min , Mode , Max )为三角分布，
UNIF( Min , Max )为均匀分布。
Entities per arrival: 批量。
Max arrivals：批数。
First Creativity：第一批到达时间。
1.2 Process模块
功能：处理到达的实体。
Type：Standard —一般型
Submodel —子模块
Action：加工方式，一般选择Seize Delay Release
Resource：Type：Resource —某类资源
Set —一组资源
Quantity —一般选“1”
Delay Type：处理时间的类型
1.3 Decide模块
功能：判断实体的流向。
Type：判断的方式：2 way by chance —根据确定的比例分出两个流向
2 way by condition —根据设定的条件分出两个流向 n way by condition —根据设定的条件分出n个流向
1.4 Assign模块
功能：赋值模块。
Type：赋值类型。
Variable —给变量赋值
Attribute —给属性赋值
Entity type —确定实体类型
Entity Picture —确定实体形状、颜色
1.5 Dispose模块
功能：将处理完的实体移出系统。
2 应用
2.1 单间车间生产案例（exa_01.doe）
在一组机床上加工工件
工件类型批数批量间隔时间在钻床上的加工时间在车床上的加工时间
1 1
2 5 14 3.0 UN(2,3)
2 10 8 EX(3.0) UN(1,2)
求：（1）各类工件在车间里的平均完工时间；（2）各机床组前的平均工件排队长度；（3）各机床组的平均负荷率。
2.2 医院案例（文件名：Jh_4.doe）
急诊室
病人到达急诊室，经处理后离开。病人一到达，根据他们的病情，把病人分为五个等级。类型1的病人是最严重的，被立即送给医生等候医学观察诊断。所有其他的病人必须在接待室等候，直到完成必要的登记手续再送给医生。
病人的到达间隔时间服从指数分布，均值为20分钟。
急诊室有二个医生和一个登记护士，为2～5类型病人登记的时间是15分钟。所有类型病人的处理时间服从均匀分布，不同类型的病人处理时间的上、下限不同。按类型分的病人分布及处理时间的上、下限给出如下：
病人类型说明所占比例下限上限
1 开放性外伤 8 25 35
2 内伤 1
3 25 30
3 多处外伤 33 15 25
4 内脏病 20 10 20
5 慢性疾病 2
6 5 15
模拟上述系统8小时，求：系统中按类型分的病人就医时间以及医生和护士的利用情况。
2.3 p149 2（文件名：p24_sample.doe）
排队系统的服务员为一人。顾客到达系统的间隔时间为平均值等于1分的指数分布随机变量。单位顾客服务时间为平均值等于0.5分的指数分布随机变量。单列排队，采取先进先出的规则，排队行列的最大容量为100。模拟的终止条件为有1000个顾客服务结束离开系统。
2.4 单间车间生产案例（文件名：exa_02.doe）
单件车间模拟
机组机器种类机器数量
1 MCHN1 14
2 MCHN2 5
3 MCHN3 4
4 MCHN4 8
5 MCHN5 16
6 MCHN6 4
加工工艺路线
工件类型占总工件数比例机器类别平均加工时间
1 0.24 MCHN1 1 125
MCHN3 3 35
MCHN2 2 20
MCHN6 6 60
2 0.44 MCHN5 5 105
MCHN4 4 90
MCHN2 2 65
3 0.32 MCHN1 1 235
MCHN5 5 250
MCHN4 4 50
MCHN3 3 30
MCHN6 6 25
到达间隔时间服从参数为9.6的指数分布，加工时间也服从指数分布，模拟时间：1880分钟。求工件的平均停留时间和各类机床的负荷率。
2.5 返修流程的模拟
假设某条生产线有三道主要工序：第一是毛坯切割，第二是车削加工，第三道是检验。如果检验合格，则产品直接送交成品库，否则被送往一道返修工序，返修后合格的产品送交成品库，返修后仍不合格的成为报废品。零件进入生产线的过程服从均值为6（分钟）的指数分布，毛坯切割工序的操作时间为参数是（3,0.5）的正态分布，车削工序的操作时间服从为参数是（4,1）的正态分布，检验工序的时间是参数为（4,6,9）的三角分布，而返修工序的时间则是均值为20的指数分布。产品通过检验工序的合格率是85％。在返修工序，经过返修后合格的产品为80％，返修后仍不合格的是20％，返修产品的检验直接在该工序进行（时间可忽略不计）。建立此系统的仿真模型，运行8小时，并用仿真模型估算下列统计指标：－一次性检验合格的产品的生产周期
－经返修后合格的产品的生产周期
－一次性检验合格的产品数量
－经返修后合格的产品数量
－报废产品的数量
图3－1：小型生产线的例子的逻辑模型
模型：Model1_p29.doe
2.6 资源工作能力变化的模拟
2.6.1 确定性变化
比如一家餐馆，上午十点钟开张时，顾客很少，经理只需要用两个服务人员。而当午餐的高峰时间（中午12点至下午两点）来临时，顾客大批涌进，经理必须安排五名服务人员才够用。当午餐高峰过后，经理只需留用两名服务员就可以了。在这个例子中，资源（服务员）的工作能力（服务员人数）是变化的，是随着时间按计划而更改的。又比如一条生产线上的工人，白班时用了6名工人，而夜班期间只需要四个工人。这种可以预先决定的变化就是资源的确定性变化。
对具有确定性变化的资源来说，其工作能力可以用一个时间的阶梯函数来表达。比如前面所述的餐馆一例，就可以用如下的阶梯函数来表示。
??
???≤≤≤≤≤≤=pm t pm pm t pm pm
t am t R 422212512102)(
2.6.2 随机性变化
比如生产线上的机床，有时会突然发生故障而失去工作能力，这类事件的发生往往是随机性的，也即无法预测的。
定义两个时间区间：UT 和DT 。其中，UT 是资源的工作区间（UpTime ），而DT 则是资源的停工区间（DownTime ）。
在ARENA 中，资源的随机性失效是通过一个叫做“Failure ”（也即“失效”）的数据模块来定义的。
例子：
检验工序的资源能力由原来的一个人固定不变改为两班制：第一班（4小时）一个人，而第二班（4小时）增加为两个人。而且车削加工工序的主要资源“TurningMachine ”（车床）也允许有随机失效的发生：该设备的工作区间服从均值为120分钟的指数分布，而由失效造成的停工区间则服从均值为4的指数分布。通过仿真对改动后系统的下列指标进行分析：
- 平均生产（加工）周期（或者平均流程时间）
- 平均等候时间（在每道工序等候的时间）
- 资源的利用率（包括人力，加工设备，和转运工具）
- 平均排队长度，“平均队长”(waiting queue size)
模型：model1_p37.doe
2.7 非稳定泊桑到达过程
比如，顾客进入一家餐馆就餐的到达时间通常就不是一个稳定的泊桑过程：中午（例如11点半至12点半）和傍晚（5点半至7点半）顾客的到达率比其他时间里的到达率要明显高得多。
比如考虑下面这个例子：某家餐厅的营业时间是从上午10点到下午3点（五个小时）。在不同的时段内，顾客的到达率明显不一样。餐厅的经理需要根据在各个时段内来店就餐的顾客多少（取决于到达率的高低）来适当安排每个时段内的所需的服务人员数量。
模型：model1_p39.doe
3 Arena的拟合功能
见文件service time.txt
第5章 Arena概述与仿真建模基本操作16
第5章Arena建模基本操作 5.1 Arena建模概述 5.1.1Arena功能与特点 Arena是一种支持用于离散事件仿真可视化交互式仿真软件(VIS)。应用Arena，用户可以交互地建立模型，创建系统的动画，运行仿真器，收集仿真输出的数据，创建查看需要的统计报告。Arena还包括输入分析器，它是一个输入数据分析的工具。 用流程图将系统表示成实体相关活动的逻辑网络。 Arena通过完整层次化结构(hierarchical)保持了建模的灵活性。Arena支持分层建模，即一些模型元素可以代表一个下层模型；下层模型可以包含更深一层的模型。分层建模可以将复杂的模型分解成更小更容易理解的模型单元。
5.1 Arena建模概述 5.1.1Arena功能与特点 提供了13个(Arena10.0)建模模板(Template)，每个模板中提供了许多用于图形仿真建模与分析的模块(Module)，将这些模块组合起来就能构建出各种不同的仿真模型(Model)。 为了便于组织和显示，各模块按类型组合在一个面板(Panel)中构成模板。通过面板间的切换，可以很方便地找到所有的仿真建模构件集。不同模板的面板中的模块可以在同一个模型中混合使用。 Arena是与微软Office兼容的产品，它的工具栏和菜单栏与Office是类似的。同时Arena使用网络化多媒体动画技术（OLE 动画）和VBA视窗技术与桌面应用程序的整合。嵌入在流程导航工具Visio里的接口使得用Visio画的流程图可以自动导入Arena中。 5.1 Arena建模概述 5.1.1Arena功能与特点 Arena应用领域 ?物流领域，Arena的应用涉及从供应商到客户的整个供应链，包括供应 商管理、库存管理、制造过程、分销物流、配送中心选址规划/商务过 程以及客户服务等。 ?制造过程仿真： ①生产过程中的工艺过程计划、设备布置等； ②生产管理中的生产计划、库存管理； ③制造过程的经济性、风险性分析，辅助企业投资决策； ④各种先进制造模式如虚拟组织及敏捷供应链管理的可视化仿真等。?服务系统应用，Arena常用来进行医疗系统的医院临床设备、医生、护 士的配备方案选择和医疗改善等；交通运输中的高速公路的交通控制， 出租车的管理和路线控制，港口运输计划模型，车辆调度；公共服务的 紧急救援系统等。
Arena软件仿真案例两则
1.某企业平均每隔0.5小时收到一个客户订单，客户订购的数量有10%的可能 性是1件，30%的可能性是2件，40%的可能性是3件，20%的可能性是4件。企业在收到顾客订单后，首先检查现有库存是否能满足顾客订单的需求。 如果库存数量大于或等于顾客订单订货数量，则直接向顾客交付货物。如果库存数量小于顾客订单订购数量，有25%的顾客愿意选择继续等待，而其他顾客则会选择其他企业另行购买。这些选择继续等待的顾客中，最短的在等待1小时后向企业查询是否到货，最长的在等待48小时后向企业查询是否到货，而大多数顾客会在等待24小时后向企业查询是否到货。如再次查询仍未到货，这些顾客有75%的可能选择其他企业另行购买。 该企业对该产品的库存控制设有最大和最小值。该企业的仓库管理员每隔1小时检查一次该商品的库存情况，如果该商品库存低于最低的安全库存，则向供应商发出采购订单，订购数量是当前库存水平到该商品最大库存之差。 采购订单发出后，会在96小时后收到供应商送货。该企业现有该商品库存500件，该商品向供应商采购单价为380元/件，该商品的天库存持有成本为采购单件的0.05%，每件商品的缺货成本是10元，每次订货成本是3000元。 问：对于表1所示的几种库存控制的方案，以30天为限，哪种从成本上是最优的？ 表1 不同的库存控制方案 方案 1 2 3 4 5 最大值2000 1200 1000 1800 1500 最小值300 320 280 250 500
2.一个小型的配送中转系统有3个运入站和4个运出站，卡车以时间间隔UNIF （35,55）到达3个运入站中的一个，每辆卡车包含的托盘数为UNIF（15,30），假设卸载时间为0。每个托盘以相同的概率被送至其中一个运出站，站前的运输由3个叉车来完成，叉车的运送速度为每分钟60英尺。假设任意一对运入站和运出站之间的距离均为50英尺，同时假设相邻的运入站之间或相邻的运出站之间的距离为15英尺。 （1）建立以上问题的仿真模型。如果没有新的运送请求，假设叉车停留在最后卸载的地方。 （2）修改模型，使空叉车都返回到中间的运入站（运入站2）等待下一次装运。 （3）修改模型，为每个运入站分配一辆叉车，当没有运送请求时，叉车都返回到所分配的运入站区。 将托盘的系统逗留时间作为主要性能指标，比较以上三种系统的结果。要使用恰当的统计分析来支持你的结论。
arena仿真详细教程
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第一章：基础知识 本节介绍安装到硬盘上以后如何创建Arena的工作环境。 的安装和调试 的安装同一般的软件类似，打开disk1文件夹，双击应用文件运行安装程序，设置好安装路径后开始安装，安装结束后点击Finish完成安装。 如果是在Windows98操作系统下安装需要在安装前预装Visual Basic ，否则，不能运行。 的面板、菜单和工具栏 1.2.1 A的启动 在Arena安装完成后，Arena会在桌面上自动生成快捷方式的图标，双击图标即可进入Arena界面；同时，也可以在硬盘上的Arena\目录下双击文件进入。 在进入Arena后点击工具栏上的新建图标,打开的操作桌面（Desktop），如图1-1：
图1-1 1.2.2 Desktop操作桌面简介 1．操作桌面的结构 Arena提供了十分方便的操作桌面以保证用户能够快速、简洁的建立仿真模型。 Arena的操作桌面主要由工具栏（Toolbars）、菜单栏、状态栏（Status bar）、建模界面组成。下文对这几部分的主要功能将一一介绍。 2、工具栏：工具栏集中了我们建立仿真模型所要用到的主要工具，它由Standard（标 准工具栏）、（视图工具栏）等组成，下面将注意介绍： Standard：这个工具栏提供了新建、保存和打印等功能，如图1-2： 图 1-2 View：提供了视图功能，用户对建模区进行视图操作如图1-3： 图 1-3 其中经常用到的功能有： Zoom in：放大 Zoom out：缩小 View All：建模区全部视图，即，以建立模型的全部视图。 View Previous：当前视图的前一视图。 View Region：选择视图区域。 Arrange：为了用户能够创建生动、形象的动画，提供了功能齐全的绘图工具，Arrange工具栏（图1-4）就是为Arena的绘图提供支持的。 图1-4 它主要的功能有：
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离散时间系统仿真 第一章：Arena3.0基础知识 本节介绍Arena3.0安装到硬盘上以后如何创建Arena的工作环境。 1.1 Arena3.0的安装和调试 Arena3.0的安装同一般的软件类似，打开disk1文件夹，双击应用文件Setup.exe运行安装程序，设置好安装路径后开始安装，安装结束后点击Finish完成安装。 如果是在Windows98操作系统下安装Arena3.0需要在安装前预装Visual Basic 6.0，否则，Arena3.0不能运行。 1.2 Arena3.0的面板、菜单和工具栏 1.2.1 Arena3.0的启动 在Arena安装完成后，Arena会在桌面上自动生成快捷方式的图标，双击图标即可进入Arena界面；同时，也可以在硬盘上的Arena\目录下双击Arena.exe文件进入。 在进入Arena后点击工具栏上的新建图标,打开Arena3.0的操作桌面（Desktop），如图1-1： 图1-1
1.2.2 Desktop操作桌面简介 1．操作桌面的结构 Arena提供了十分方便的操作桌面以保证用户能够快速、简洁的建立仿真模型。 Arena的操作桌面主要由工具栏（Toolbars）、菜单栏、状态栏（Status bar）、建模界面组成。下文对这几部分的主要功能将一一介绍。 2、工具栏：工具栏集中了我们建立仿真模型所要用到的主要工具，它由Standard（标 准工具栏）、（视图工具栏）等组成，下面将注意介绍： z Standard：这个工具栏提供了新建、保存和打印等功能，如图1-2： 图 1-2 z View：提供了视图功能，用户对建模区进行视图操作如图1-3： 图 1-3 其中经常用到的功能有： Zoom in：放大 Zoom out：缩小 View All：建模区全部视图，即，以建立模型的全部视图。 View Previous：当前视图的前一视图。 View Region：选择视图区域。 z Arrange：Arena3.0为了用户能够创建生动、形象的动画，提供了功能齐全的 绘图工具，Arrange工具栏（图1-4）就是为Arena的绘图提供支持的。 图1-4 它主要的功能有： Bring to front：移到最上 Send to back：移到最下 Group：合并 Ungroup：取消合并 Vertical Flip：垂直对齐 Horizontal Flip：水平对齐