第5章 Arena概述与仿真建模基本操作16
可视化交互仿真软件ArenaArena的层次建模结构Arena通过使用
可视化交互仿真软件Arena的层次建模结构引言在制造和服务业，经常需要进行复杂的流程和系统模拟，以评估不同决策的效果。
为了减少设计和实现这些模拟过程的复杂性，人们创建了仿真软件，其中，可视化交互仿真软件Arena是其中一个常用的软件。
Arena是一个基于事件驱动的仿真软件，它允许用户通过图形界面的方式来建立复杂的仿真模型，并提供了强大的数据分析、可视化和报告生成工具。
在Arena 中，一个模型可以包含多个阶段，每个阶段代表着系统中的一个服务点或处理单元。
为了简化建模过程和提高模拟效率，Arena提供了层次建模的方法。
Arena的层次建模结构Arena的层次建模结构是将系统分解为多个子系统的层次结构，从而简化建模过程，提高仿真效率。
具体来说，这个结构由以下三个层次组成：顶层模型顶层模型是Arena建模过程的起点，它是整个系统的顶级表示。
在顶层模型中，用户定义了系统中所有子系统和它们之间的关系，以及仿真实验的运行参数。
这个模型也可以包含一个或多个实现模型。
实现模型实现模型是最底层的子系统，它定义了系统中的特定过程、服务点、工作站或排队系统。
在实现模型中，用户可以定义一些基本的仿真对象，如进程、交互、收集统计信息等。
中间模型中间模型连接顶层模型和实现模型，它可以简化顶层模型和实现模型之间的交互。
在中间模型中，用户可以创建自定义的进程、收集和更新统计信息、调用全局变量以及连接进程。
Arena的层次建模优点使用Arena的层次建模结构可以提供几个优点，具体如下：简化建模过程Arena通过层次建模结构将系统分解为多个子系统，从而简化建模过程。
用户可以先为每个子系统创建一个实现模型，然后再将它们组合到一个顶层模型中，避免了直接在顶层模型中定义系统的全部细节。
提高仿真效率将系统分解为多个子系统后，Arena可以并行仿真每个子系统，从而提高整个系统的仿真效率。
这也意味着用户可以更快地评估系统的各种决策。
简化故障诊断由于Arena的层次建模结构，用户可以轻松诊断和分析系统的故障，因为通过分解系统，用户可以更容易地找到问题出现的位置。
Arena教学
抽样实验
实际系统
仿真
统计推断
--
仿真术语
❖ 仿真术语：以一定的置信度推断系统的性能位于某 个置信区间。置信度：可靠性程度；置信区间：可 靠性区间；精度：精确性程度，如置信区间半长； 样本量与精度的平方成反比，与置信度下有关分布 的临界值的平方成正比。
❖ 面向事件的仿真时钟推进
仿 真事 件 1事 件 2 事 件 3事 件 4 事 件 5 开 始
事 件 6
❖ 面向时间间隔的仿真时钟推进。
仿 真事 件 1事 件 2 事 件 3事 件 4 事 件 5 开 始
时 间 事 件 6
时 间
--
常用分布
❖ 均匀分布 ❖ 三角分布 ❖ 泊松分布 ❖ 正态分布 ❖ 指数分布 ❖ 离散概率分布
仿仿真真软软件件
模拟系统
系统理论 形式化理论 优化理论
概率论 随机过程 数理统计
--
仿真的基本问题和内容（续）
❖ 模型能真实描述我们这里的实际运作吗？运行结 果能说明实际问题吗？
仿真模型的验证、认证和确认（VV&A）。验证 （Verification）：确定仿真模型本身是否存在语法和 逻辑错误；认证（Validation）：确定仿真模型是否精 确代表理论模型；确认（Accreditation）：确定仿真模 型是否真实反映实际系统，能否被实际需要和特定目 的所接受。 下图为仿真的VV&A图。
❖ 系统仿真建模具有面向过程的特点，仿真模型与所 研究系统的运行过程在形式上和逻辑上存在对应性， 避免了建立抽象数学模型的困难，显著简化了建模 过程，具有很好的直观性 。
Arena仿真
• •
•
总的流程图
Customers
Assign expected service time
If no m ore than 3 custom ers in Q
Simulation with Arena, 3rd ed.
Chapter 6 – Stat. Output Analysis Terminating Simulations
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故事2
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试模拟一个十字路口的一个方向车流（从西向东） 该方向绿灯之间的间隔是60秒, 持续30秒 该方向有一个车道，如右图所示 该车道的车到达时间间隔为expo(6)秒 一次放行最多10辆车，每辆车通过时间为3秒 当绿灯放行时，左拐、直行和右拐概率分别是30%和 40%和30% 绿灯期间来的车如果前面没有排队可以直接通过 模块提示：hold，signal，submodel, n-way decide
Chapter 6 – Stat. Output Analysis Terminating Simulations
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定义两个服务台以及服务速度
Simulation with Arena, 3rd ed.
Chapter 6 – Stat. Output Analysis Terminating Simulations
Chapter 6 – Stat. Output Analysis Terminating Simulations
arena仿真案例作业
arena仿真案例作业Arena是一种仿真软件，用于模拟和分析复杂的系统。
它可以用于各种领域的仿真，如生产、物流、交通等。
本文将介绍一些使用Arena仿真的案例，以展示其在实际应用中的作用。
1. 生产线优化在一个制造工厂中，使用Arena仿真来优化生产线的布局和工序安排。
通过模拟不同的工艺流程和生产线配置，可以找到最佳的生产方案，以提高生产效率和减少生产成本。
2. 物流调度在一个物流中心中，使用Arena仿真来优化货物的调度和运输路线。
通过模拟不同的调度算法和路线规划策略，可以找到最优的货物分配方案，以提高物流效率和减少运输成本。
3. 供应链管理在一个供应链中，使用Arena仿真来优化供应商选择、库存管理和订单处理等环节。
通过模拟不同的供应链策略和管理方法，可以找到最佳的供应链配置方案，以提高供应链的可靠性和响应能力。
4. 客流分析在一个交通枢纽中，使用Arena仿真来分析客流量和人员流动。
通过模拟不同的交通规划和站点布局，可以找到最佳的交通方案，以提高交通效率和减少拥堵情况。
5. 医院排队在一个医院中，使用Arena仿真来优化患者的排队和就诊流程。
通过模拟不同的排队算法和就诊规则，可以找到最佳的医疗服务方案，以提高就诊效率和患者满意度。
6. 电力系统在一个电力系统中，使用Arena仿真来优化电力的调度和供应。
通过模拟不同的电力调度策略和供应方案，可以找到最佳的电力运营方案，以提高电力供应的可靠性和效率。
7. 金融风险管理在一个金融机构中，使用Arena仿真来分析和管理风险。
通过模拟不同的风险事件和投资策略，可以评估风险暴露和损失潜力，以制定最佳的风险管理方案。
8. 零售店铺布局在一个零售店铺中，使用Arena仿真来优化商品陈列和店员安排。
通过模拟不同的陈列方案和人员调度策略，可以找到最佳的店铺布局方案，以提高销售额和客户满意度。
9. 城市规划在一个城市中，使用Arena仿真来分析人口流动和资源分配。
Arena概述与仿真建模基本操作
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。
ARENA介绍
Arena仿真软件是最具学术性的可视化交互仿真模型软件，世界一流大学都选择它进行教学和科研。
Arena最具学术性的可视化交互仿真软件◇美国罗克韦尔软件公司(Rockwell sofi、、rare Ino.)是全球最大的计算机“系统仿真”软件供应商。
其产品Arella软件广泛应用于金融、电信、物流等行业的客户关系管理(cR介压)、业务流程再造(BPR)等领域。
◇具体涉及:客户服务中心的运营管理、前台后台业务的流程再造等方后进行业务流程管理决策的方法是:首先为业务流程建立一个计算机化的系为，再对系统模型进行透视分析、假设演练、动态统计和二、三维计算机动画演示，最终使管理者对业务流程获得直观和精确的理解。
◇发展过程：1983年，专门针对仿真领域的柔性建模语言SIMAN问世；1993年，美国著名的Rockwell公司在SIMAN语言的基础上推出Arena1.0版本；2006年，Arena推出11.0版本；同年，在美国冬季仿真会议上，48%的学术论文引用Arena；2007年，Arena将重磅冲击中国的仿真软件市场！2011年, Arena推出14.0版本;2014年, Arena推出14.7版本;没有什么比数字更具说服力！二十多年的研发历程和多位仿真界专家学者心血的凝聚，造就了今天Arena众多同类软件无法比拟的优势。
建模层次感强，模板和库资源丰富◇层次化的建模体系保证您可以灵活地进行各个水平上的仿真建模。
您既可以使用最底层的语言（VB、C/C++ 等）进行复杂系统建模，也可以根据需要使用高级模板进行模型的开发，您甚至可以开发出新的模板用做商业用途◇提供了将近20个模板和近300个封装好的逻辑模块，涵盖了多个领域，满足您在各个层次建模的需要学术性强——全面深入地体现系统仿真的有关理论，学术界应用广◇专业的分析和优化功能：输入分析器用来进行输入数据概率分布函数的拟合；过程分析器用于比较不同模型中具体参数或者同一模型中的多次仿真中具体参数的值，并以各种图表的形式提供比较的结果；输出分析器包括对输出数据的多样显示功能和强大的数理统计分析，以确保输出分析的准确性和可靠性；优化工具OptQuest采用Tabu搜索算法和遗传算法对仿真模型进行优化，大大增强了Arena对复杂问题的决策支持；◇全面而细致的仿真报告。
arena仿真详细教程
Arena仿真中文教程目录第一章：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1-11.2.2 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：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。
arena系统仿真课程设计
arena系统仿真课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解arena系统仿真的基本概念，掌握仿真模型构建的基本步骤。
2. 学生能描述仿真软件Arena的操作流程，运用Arena软件进行简单的仿真实验。
3. 学生了解仿真技术在项目管理、生产流程等领域的应用。
技能目标：1. 学生能够运用Arena软件构建简单的仿真模型，进行数据分析和参数优化。
2. 学生能够通过实际案例，分析问题、设计解决方案，运用仿真技术验证方案的有效性。
3. 学生能够运用Arena软件进行实验设计，独立完成仿真实验，并撰写实验报告。
情感态度价值观目标：1. 学生对系统仿真产生兴趣，认识到其在解决实际问题中的价值。
2. 学生在团队协作中培养沟通、合作能力，养成积极探索、主动学习的习惯。
3. 学生能够通过仿真实验，培养严谨的科学态度和问题分析能力。
课程性质：本课程为实践性较强的课程，旨在通过实际操作，让学生掌握Arena系统仿真的基本技能。
学生特点：学生为高年级本科生，具备一定的理论基础和实际操作能力，对新技术有较高的接受度。
教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，鼓励学生动手实践，培养实际应用能力。
通过课程学习，使学生在实际操作中掌握仿真技术，提高解决实际问题的能力。
教学过程中，注重培养学生的团队协作、沟通表达和问题分析能力。
二、教学内容1. Arena系统仿真基本概念：仿真模型、仿真引擎、事件调度等。
2. Arena软件操作流程：软件界面介绍、基本操作、模型构建与运行。
3. 常用仿真元素及其应用：实体、资源、队列、处理器、决策点等。
4. 仿真模型构建方法：识别系统元素、建立逻辑关系、设置参数、运行与调试。
5. 实际案例分析：项目管理系统、生产流程优化、物流配送等。
6. 数据分析与参数优化：输出分析、敏感度分析、优化算法应用。
7. 实验设计与实验报告撰写：设计实验方案、实施实验、分析结果、撰写报告。
教学大纲安排：第一周：Arena系统仿真基本概念介绍，软件安装与界面熟悉。
基于Arena的影印店排队系统仿真建模与学习资料
摘要影印店是大学校园里一种很重要的配套设备，而影音店排长队现象是困扰店家和客户的一大难题，减少客户的等候时间，提高商铺的服务效率，成为关注的焦点。
Arena 仿真技术能对这类复杂排队系统进行实质模拟从而对其优化。
本文用 Arena仿真软件剖析确立客户抵达间隔的散布和办理时间的散布，并用假定查验方法进行查验，确立散布种类，最后模拟一个影音店的工作过程，依据实体排队间隔时间等指标，提高影音店的运转效率。
重点字： Arena，仿真，影印店，排队一、前言 (2)二、原理简述 (2)三、实地调研及数据采集 (3)四、数据剖析办理 (3)4.1 客人到店的时间间隔 (3)4.2 打印的服务时间 (4)4.3 复印的服务时间 (4)五、模型成立 (5)5.1 客户抵达模块 (5)5.2 选择服务模块 (5)5.3 接受服务模块 (5)5.3.1 打印服务模块 (6)5.3.2 复印服务模块 (6)5.4 走开模块 (7)5.5模型整体构造图 (7)六、仿真 (7)6.1 仿真运转参数 (7)6.2 仿真结果剖析 (8)七、优化及结果剖析 (9)7.1 延伸服务时间 (9)7.2 增添机器数目 (10)八、结论 (11)参照文件 (11)一、前言今世学生不论在考试仍是平常，都会用到试卷和各样资料。
此刻不是每种资料都要去书店买，有的资料在书店也买不到，有些不过需要参照书中的一部分，那么买整本书就很不合实质，此时就需要复印。
方便 ,快捷 ,也能够节俭不用要的开销。
今世大学生特别需要这样的服务。
在考试前夜，老师会总结一些实用的复习资料供应给大家作为参照，这类资料常常是以电子邮件的形式发放，各高校的学生其实不都是当地学生，所以只有益用影印店，即便是当地学生，大多数为了方便也都会选择学校邻近的影印店来解决资料问题。
顾客增加，要减少排队等候时间就要增添机器数目，就要增添营业成本；而增添机器数目有可能出现安闲，又浪费资源。
所以，怎样找到一个均衡点，使三者达到最正确的均衡状态，是解决影印店排队问题的重点。
Arena Simulation Software 使用教程及界面介绍翻译
Arena Simulation Software 使用教程及界面介绍翻译Arena模拟软件使用教程及界面介绍Arena模拟软件是一款常用于工业工程和运筹学领域的强大工具。
它提供了建立和分析各种复杂系统的能力。
本文将为您提供Arena模拟软件的使用教程，并详细介绍其界面。
一、Arena模拟软件概述Arena模拟软件是由Rockwell Automation公司开发的，用于建立、仿真和分析复杂系统的工具。
它使用离散事件模拟方法，可以模拟各种系统，如生产线、供应链、物流和服务系统等。
通过Arena模拟软件，用户可以优化系统性能、预测未来结果、减少风险并提高决策效果。
二、Arena模拟软件的安装和启动1. 安装：在您获得Arena模拟软件的安装文件后，双击运行该文件，并按照安装向导的指引完成软件的安装过程。
2. 启动：安装完成后，您可以在开始菜单或桌面上找到Arena模拟软件的快捷方式，双击打开软件。
三、Arena模拟软件界面介绍Arena模拟软件的界面分为几个主要区域，每个区域都有特定的功能，下面将逐一进行介绍。
1. 菜单栏：位于软件顶部的水平菜单栏中，包含了各种操作和设置选项，如文件、编辑、运行、分析、视图等。
通过菜单栏可以访问软件的各种功能。
2. 工具栏：位于菜单栏下方的一行图标按钮，常用的功能按钮都在其中，如新建模型、保存、运行模拟等。
通过工具栏可以快速访问一些常用操作。
3. 模型视图：位于软件界面的中央部分，用于显示正在编辑或运行的模型。
您可以在模型视图中拖拽和放置各种模型元素，构建您的模拟模型。
4. 输入输出面板：位于模型视图左侧或右侧的竖直面板，分为输入面板和输出面板。
输入面板用于设置模型的参数和输入数据，而输出面板则显示模拟运行的结果和统计数据。
5. 模型元素库：位于软件界面的左侧，是一个模型元素的列表。
您可以从中选择并拖拽模型元素到模型视图中，以构建模拟模型。
6. 属性面板：位于软件界面的底部，用于显示和编辑所选模型元素的属性。
Arena建模仿真技术
4.Arena建模技术
• Basic process
– Create：它是流程的开始，实体从该模块进入 仿真过程。
– Dispose：它是流程的结尾，实体从该模块退 出仿真过程。
– Process：一个活动，通常需要一个或更多的 资源，并且需要消耗一些时间来完成。
– Decide：是程序的分支部分，实体只可以选择 一个分支。
Arena建模仿真技术
11.02
1
目录
• 概述 • Arena功能介绍 • Arena建模环境 • Arena建模技术 • Arena建模实例 • Arena仿真结果输出 • Arena其他功能
2
1.概述
• Rockwell • Arena的特点 • 典型应用领域
3
1.概述
• Rockwell
49
5.Arena建模实例
• 到达顾客以一定的比例需要服务台2的服务
– 串行服务台 – 第二个服务台前不允许排队 – 顾客中有一定比例的顾客需要到服务台2接受
服务，其他顾客直接从服务台1离开系统 – 需要到第二个服务台服务的客户，在完成第一
个服务台的服务之后，会继续留在第一个服务 台直到第二个服务台能够为其服务。在此客户 离开第一个服务台之前，第一个服务台不能为 其他的客户服务。
7.Arena其他功能
• 输入分析
– Input Analyzer——输入分析器 – Tools → Input Analyzer
66
7.Arena其他功能
• 流程分析
– Process Analyzer——流程分析器 – Tools → Process Analyzer
67
7.Arena其他功能
Arena详细教学
LL ABC
A : 系 统 性 能 指 标 的 最 小 值 B : 系 统 性 能 指 标 的 均 值 （ 期 望 ） C : 系 统 性 能 指 标 的 最 大 值 L : 置 信 区 间 半 长
精选课件
18
终态仿真与稳态仿真
❖ 终态仿真：在有限时段内的仿真，仿真结果与系统
初始状态有关。用相同的初始条件与终止事件做n
国防军事 生产制造 供应链管理 社会服务
精选课件
5
培训内容
❖ 仿真概述
仿真的定义、特点和用途 仿真的基本类型 仿真的基本问题和内容 仿真的基本步骤 仿真原理
❖ Arena的安装过程
❖ Arena建模的基本概念
❖ Arena的使用
❖ VBA简介
精选课件
6
仿真的基本类型
❖ 离散系统仿真。 ❖ 连续系统仿真。 ❖ 混合系统仿真。
Arena教程
精选课件
1
内容
❖ 仿真概述
仿真的定义、特点和用途
仿真的基本类型
仿真的基本问题和内容
仿真的基本步骤
仿真原理
❖ Arena的安装过程
❖ Arena建模的基本概念
❖ Arena的使用
❖ VBA简介
精选课件
2
仿真的定义
❖ 仿真是以系统理论、形式化理论随机过程理 论、统计理论以及优化理论为基础，借助计 算机和仿真软件对实际系统行为进行动态实 验研究的方法
逻辑实体：故障控制，系统控制，人员离开等等。
精选课件
35
什么是属性
❖ 在一个系统里，也许存在很多的实体，每一个实体 特有的性质，就是属性。
❖ 属性产品的大小，作业进入系统的事件， 等等。
❖ 所有的实体都有具有不同值的相同的属性集（例如 优先级，到达时间等）。
arena仿真中文教程
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1-11.2.2 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：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。
Arena-仿真概述解析
◦ 也可以构造出“假”实体，只是用于建模的方便
◦ 例如，Breakdown demon, break angel
◦ 一个系统中可以同时具有多个不同类型的实体
2020/10/18
14
模拟中需考虑的对象 (continued...)
Attributes属性
◦ 同一类型实体的特征，用来描述和区分实体 ◦ 同一类实体都具有相同的属性，但属性值不同，例如：
义 ◦ 在模拟结束时，可以使用这些累加器来计算最终输出
性能指标
2020/10/18
20
模拟中需考虑的对象 (continued...)
对于本例中，统计累加器可以有
◦ 当前所生产的零件数 ◦ 当前所有排队时间 ◦ 已经通过队列的零件个数 ◦ 当前最大排队时间 ◦ 总周转时间 ◦ 当前最大周转时间
◦ 队列长度曲线Q(t)下的区域大小=排队时间×排队长度 ◦ 最大Q(t)=最大队长 ◦ 服务台忙的时间B(t)
◦ 传统制造行业 ◦ 服务业 ◦ 医疗健康业 ◦ “商业流程”
◦ 仍然是大多数是在大企业中得到应用 ◦ 通常只是一种辅助工具
2020/10/18
28
计算机仿真技术的沿革 (continued…)
目前
◦ 逐渐在小型企业中得到推广 ◦ 成为了一种标准工具 ◦ 通常会在设计过程的前期进行应用 ◦ 可以进行实时控制
◦ 到达时间 ◦ 停留日期 ◦ 优先级 ◦ 颜色
◦ 对于特定实体，必须绑定属性值 ◦ 属性可以视为(实体的)“局部”变量 ◦ 在ARENA中有些属性是自动生成的，有些则需要进行定义
2020/10/18
15
模拟中需考虑的对象 (continued...)
arena仿真详细教程
Arena仿真中文教程目录第一章：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1-11.2.2 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：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。
Arena介绍
可视化交互仿真软件Arena1993 年由美国Rockwell Automation公司推出的可视化交互仿真软件Arena ，基于面向对象的思想和结构化的建模概念，将专用仿真语言的灵活性和仿真器的易用性很好的结合在了一起，成为广泛应用的仿真工具之一。
一、Arena的层次建模结构Arena 通过使用层次化的建模体系以保证灵活地进行各个水平上的仿真建模。
Arena 建模体系的第一层是各种过程语言（如VB、C/C++），常用于复杂建模过程。
第二层是基础模板即SIMAN 模板，包括Blocks 模板和Elements 模板。
它们由SIMAN 语言编写，继承了SIMAN 语言灵活建模的特点。
第三层是最新开发的通用模板即Arena 模板，包括Advanced Process 模板、Advanced Transfer 模板和Basic Process 模板。
第四层是应用方案模板（简称AST），应用这些模板可以使用户在特定领域进行更加合理的仿真建模。
Arena 建模体系的最高层是根据企业自身的需求进行用户自定义模板的开发。
Arena 正是通过可视化的仿真环境将各层次的建模方法交替使用，获得不同的建模能力。
由此可见，Arena 提供了一个可以适用于各种建模水平的仿真环境，兼备易用性和灵活性两方面的优点。
二、Arena 的仿真分析过程使用Arena 进行仿真分析就是在可视化集成环境下，通过用户与模型的不断交互来推进仿真的过程。
Arena 仿真过程包括仿真建模、模型参数设定、运行模型、验证模型与结果分析四个阶段。
首先，仿真建模，即创建基本的仿真模型。
Arena10.0 的可视化建模环境如图1所示，包括工具栏（如图左侧所示）、流程建模区域（如图右上部所示）和数据建模区域（如图右下部所示）。
Arena 采用流程模块和数据模块共同建模，流程模块用流程图定义模型的逻辑过程，数据模块定义系统的数据元素（如资源、变量等）参数。
Arena分离了逻辑过程与数据元素，以保证仿真建模的可复用性和扩展性。
Arena仿真概述详解
队列的平均队长： 队列中的最大队长： 零件的平均和最大停留时间 (在系统中停留的时间，或成为周转时间)
Hale Waihona Puke Fi = flowtime of ith part
研究目标：输出性能指标(continued...)
机器设备的使用率 (忙率) 即钻床处于忙态的时间占仿真总时间的比例。这是另一个随时间离散变化的统计量，其随时间变化的函数为如下“忙态”函数 其它需要的指标 information overload? 并不是指标越多越好
排队论: 第一个“M”说明到达过程是马尔可夫过程（Markovian），即到达间隔独立、且服从相同的指数概率分布。 第二个“M”代表服务时间分布，此处也是指数分布。 “1”表示只有一个服务台。至少在表面上这个模型很适合本例问题。
interface
consistent at
any level of
计算机仿真技术的沿革 (continued...)
上世纪80年代 微机越来越强大 桌面系统软件也具备了GUI和动画功能 仿真技术被普遍接受 传统制造行业 服务业 医疗健康业 “商业流程” 仍然是大多数是在大企业中得到应用 通常只是一种辅助工具
计算机仿真技术的沿革 (continued…)
目前 逐渐在小型企业中得到推广 成为了一种标准工具 通常会在设计过程的前期进行应用 可以进行实时控制 未来展望 与操作系统的兼容和交互 为特定行业和企业开发出专用“模板” 自动统计设计和分析
模拟中需考虑的对象 (continued…)
Queues队列 当实体无法进行运动时(通常是由于无法获取需要的资源)用于实体等待的对象 具有名称，通常是与相应的资源绑定 可以因为有限的空间和资源来设定有限的排队空间——当实体到达一个已满的队列时必须定义如何对实体进行处理 对于此对象，通常需要观测队列的程度，等待时间，等等
arena仿真详细教程
Arena仿真中文教程目录第一章：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1-11.2.2 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 1-2View：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：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Rotate：旋转Connect：连接Draw：这个工具栏（图1-5）提供了简单的绘图工具，用户可以利用这些工具在模型中绘制简单的图形。
Arena仿真概述详解
服务时间： 模拟到20(模拟)分钟时终止仿真,如恰好在第20分钟时结束,届 时在系统中仍有零件（正在加工或在队列中等待），那它们 也只能完不成加工了。
2018/10/12
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表2-1 零件的到达、间隔和服务时间（单位：分钟） 零件编号 1 2 3 4 5 6 7 到达时间 0.00 1.73 3.08 3.79 4.41 18.69 19.39 到达间隔 1.73 1.35 0.71 0.62 14.28 0.70 15.52 服务时间 2.90 1.76 3.39 4.52 4.46 4.36 2.07
对系统状态进行初始化
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简单处理系统的特色 仿真时钟(ARENA中内置)
仿真过程中的当前时间值记在一个特殊变量中， 称为仿真时钟（simulation clock）。与实际时间不同， 仿真时钟并不是连续推进、均匀取值的，而是从当 前事件的发生时间跳跃到下一个事件的发生时间。 因为相继两个事件之间系统没有发生变化，所有也 就没有必要浪费时间来考虑这两个事件之间的过程。
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简单处理系统中的事件
新零件到达系统(Arrivial)
到达：新零件进入系统。 ◦ 安排下一个新零件的适时到达，也即将其到达事件 记录插入未来事件表； ◦ 更新随时间离散变化的各统计量（从上一事件发生 到现在）； ◦ 把到达零件的到达时间（即仿真时钟的当前值）保 存在一个属性中，用以在后面计算该零件的系统逗留 时间和排队时间； ◦ 如果钻床空闲，则到达零件立即开始加工（其排队 时间为零），将钻床状态置为“忙”，并安排该零件 的离开事件，统计该零件的排队时间； ◦ 否则，如果钻床正在加工其它零件，则将到达零件 置于队列末尾，队长变量加1。
arena中文教程第5章
arena中文教程第5章第5章详细作业建模在第四章里展示了用“基本操作”面板里的模块可以创建的模型种类。
这些模块都是一些相对高层而且容易使用的模块，但离建立足够详细的模型还有很长的距离。
有时这些高层模块对读者们来说已经足够了。
但有时还不行。
在建模获得一些经验、所建模型越来越大、越来越复杂、越来越详细时，可能会发现需要对较低层的、更详细的、或者与“基本操作”面板的模块所提供的对象不同的事物进行控制或者建模。
Arena不会让你被迫接受这些固定的建模构件，也不会强迫你为考虑模型的各个方面而不得不学习一门编程语言或编程语法。
相反地，它提供了几个不同的建模层次，从而为建立一些特殊逻辑结构的模型提供了较大灵活性。
一种好的办法就是从高层模块开始，它们能走到哪儿你就建到哪儿（可能自始至终就是一层）。
当你需要比它们更高的灵活性时，就到更低、更详细的层次中去。
这种结构允许你随意开发容易的高层建模结构，也允许你在需要的时候到低层建模。
标准的Arena提供了所有这些建模能力，你能熟练掌握它们的用法。
这一章探讨了一些（当然不是所有）在“高等操作”（Advanced Process）面板和“操作块”（Block）面板中包含的低层详细建模构件；后一种面板提供了最底层的建模逻辑，其中的模块与作为Arena 基础的SIMAN仿真语言中的程序块一致。
这里我们采用的例子是一个很复杂的汽车修理与维护车间的模型。
我们也会谈到一点非平稳（时间相关）到达过程，模型调试，以及更高层的动画定制等重要问题。
5.1节中给出了这个系统的描述，5.2节讨论了如何用一些新的Arena建模概念对这个系统建模，5.3节描述了一些基本的建模策略，5.4节给出了模型逻辑，5.5节讨论了模型调试问题，5.6节给出了一些调整动画细节的方法，以得到一些非标准的效果。
在5.7和5.8节，我们对模型进一步完美化，并提出了几种新的Arena建模概念。
在5.9节，我们向你展示了如何修改原始模型，以创造出更精美的模型。
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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。
5.1.2 Arena仿真环境与基本建模要素Arena的窗口构成Model windowFlowchart viewProject BarModel windowspreadsheet viewArena的模块类型在Arena中，模块是流程图的组成部分以及数据的载体，仿真所需要的信息都储存在模块中。
5.1 Arena建模概述1.流程图模块(Flowchart module)表5-3 Arena基本操作面板的模块类型和功能模块名称与图示模块功能Create 流程的开始，产生主动实体，主动实体从该模块进入仿真过程。
Process 处理一项活动，通常需要一个或多个的资源，并且需要消耗一些时间来完成。
Decide 是程序的分支部分，实体只可以选择一个分支。
控制实体的逻辑流程。
Assign 改变参数和变量的值（在仿真过程中），例如实体的类型、属性或全局变量等。
Record统计功能模块，统计实体的数量和时间周期。
Batch 在继续运行流程之前，收集（匹配）一些实体。
Separate 在并行的程序中复制主动实体，或是将先前所建立的一组实体分散成其他组。
Dispose流程的结尾，消除主动实体，主动实体从该模块退出仿真过程。
5.1 Arena建模概述5.1.2 Arena仿真环境与建模基本要素2.数据模块(Data Module)✓数据模块用于定义各种操作元素的属性，如实体，资源和队长。
它们也可以创建整个模型所用的各种数值变量和数学表达式。
✓基本操作（Basic Process ）面板里的数据模块•实体(Entity)•资源(Resource)•队列(Queue)•变量(Variable)•调度(计划时间表，Schedule)•集合(Set)5.1.2 Arena仿真环境与基本建模要素5.1 Arena建模概述单服务台单队列系统的Arena模型单服务员单队列系统的顾客的到达时间间隔服从均值为5分钟的指数分布，服务时间服从均值为TRIA（1，3，6）三角分布。
仿真进行20分钟，估计系统的平均队长、顾客平均逗留时间、服务台利用率。
5.1.3 应用Arena建模Arriv e Serve Leave0 00图5.3 M/M/1系统流程图5.1 Arena建模概述A Simple Processing SystemModel 3-1Sy s tem Part Arriv es to D rilling C enter Sy s temPart Leav es Time (Minutes)050202000Drilling Center Queue: Num ber WaitingDrill Press: Num ber Busy5.1 Arena建模概述The Create Flowchart ModuleThe Entity Data ModuleThe Process Flowchart ModuleThe Resource and Queue Data ModulesResource AnimationThe Dispose Flowchart ModuleDynamic Plots资源动画：✓双击资源动画图标，打开资源动画绘图窗口✓双击Idle 或Busy 按钮✓在识别选项栏选择正确的资源名字✓勾选Seize Area box5.1 Arena建模概述5.1 Arena建模概述 动态图绘图操作步骤：点击动态图绘图按钮打开对话框5.1 Arena建模概述 动态图绘图操作步骤：••5.1 Arena建模概述仿真结果界面5.1 Arena建模概述仿真结果中的几个测度指标✓顾客逗留时间(包括服务和等待时间)✓顾客增值成本✓顾客等待资源的时间✓进程中实体个数（WIP，Work in Process）Arena模型中的成本计算✓进程中的增值时间和非增值时间:实体(顾客)花费在接受服务上的时间是要支付费用的，是增值时间；花费在等待服务的时间为非增值时间。
仿真建模步骤（1）绘制Arena流程图（2）输入模型参数（3）修改模型参数（4）定义仿真参数（5）仿真模型交互运行（6）查看输出报告5.1 Arena建模概述建模元素✓实体是沿着流程图运行的临时主体，像顾客、文件、制造业中的零部件。
实体可以有不同的属性和不同的动画演示图标。
✓资源是系统的资产，用于服务或者加工实体。
例如设施、设备、职员、操作员和机械工。
在Arena中，实体顺着流程图完成自己的进程，在队列中等待着资源可用。
资源的能力是指可供实体使用的资源数量。
一个资源可以用固定的能力或者随着计划表变化的能力图表示。
许多成本都可以与实体和资源关联，像资源等待成本或者每小时的资源忙碌或空闲成本。
✓资源集合是同一类型多个资源聚集在一起，例如接待员或者机械师这类执行不同操作的群体。
资源集合可以让一个实体使用集合中任意一个资源而不是特定的资源。
✓队列是实体的等待队长，当资源被占用时Arena会自动在相应位置创建队列。
队列可以设置不同的等待规则——先进先出、最高优先级准则等等。
✓变量可以用资源、队列、实体的属性、仿真统计量等来定义。
变量的值可以被初始化，仿真过程中可以被改变和引用。
5.1.3 应用Arena建模 5.1 Arena建模概述5.2 案例：专业化的串行处理和一般化的并行处理一个经典的运营管理问题：当加工（服务）过程包括多项任务时，是用专业化的工人分工完成整个加工过程？还是用一般化的工人并行完成整个加工过程？过程时间的可变性如何影响决策？案例问题描述：考虑一个贷款机构，申请以间隔时间均值为1.25小时的指数分布到达系统，第一个实体0时刻到达；每个申请处理过程必须按顺序完成如下4个步骤：信用核查、准备贷款合同、贷款定价、资金支付，每项工作时间都是相互独立的均值为1小时的指数分布；开始时刻系统空闲，运行系统160小时(20个工作日)；输出性能测度指标包括实体在系统中平均和最大数、平均和最大周期时间，平均和最大等待时间；贷款机构有4个雇员(Alfie, Betty,Chuck,and Doris)均能胜任每个环节的工作？决策问题是怎样安排他们的工作任务？串行还是并行？5.2 案例：专业化的串行处理和一般化的并行处理5.2.1专业化分工的串行处理模型(Serial Processing—Specialized Separated Work)5.2 案例：专业化的串行处理和一般化的并行处理5.2.1专业化分工的串行处理模型Applic ation Arriv es C reditAlfie Chec k s Applic ation D epartsSpecialized Serial Loan Application Model 3-2C ov enantBetty PreparesLoanC huc k Pric esFunds D oris D is burs es 0160025Time (Hours)0 00 0Applications in Process5.2 案例：专业化的串行处理和一般化的并行处理5.2.1专业化分工的串行处理模型 仿真结果5.2 案例：专业化的串行处理和一般化的并行处理5.2.2一般化完整工作的并行处理模型(Parallel Processing—Generalized Integrated Work)5.2 案例：专业化的串行处理和一般化的并行处理5.2.2一般化完整工作的并行处理模型Application Arrives Four Steps Processes All People One of theDepartsApplicationGeneraliz ed Parallel Loan ApplicationModel 3-30160025Time (Hours)0 0Applications in Process若干个指数分布相加是爱尔朗分布5.2 案例：专业化的串行处理和一般化的并行处理5.2.2一般化完整工作的并行处理模型仿真结果5.2 案例：专业化的串行处理和一般化的并行处理5.2.3任务时间变动的效果(The Effect of Task-Time Variability) 串行处理等待时间和周期时间大于并行处理的主要原因是任务时间有很大变动性。
例如本例中，一项申请处理时间低于10分钟（1/6小时）的概率为F(1/6)=1–e–1/6≅0.15，申请处理时间大于2小时的概率是1–F(2)=e–2≅0.14,两部分顾客的人数几乎相等，较长处理时间的实体使得系统拥挤排队，较短时间使得资源空闲。