Funktionsweise der Simulations-Engine

Die Simulations-Engine verstehen

ProcessMind verwendet eine Engine für diskrete Ereignissimulationen (DES), um Ihre Prozesse zu modellieren. Wenn Sie verstehen, wie die Engine funktioniert, können Sie Simulationen gezielter konfigurieren und die Ergebnisse korrekt interpretieren. Mit einer kostenlosen Testphase können Sie die Engine mit Ihrem eigenen Prozess ausprobieren.

Was ist eine diskrete Ereignissimulation?

Bei der diskreten Ereignissimulation ändert sich der Systemzustand nur bei bestimmten Ereignissen. Die Uhr springt von einem Ereignis zum nächsten. Dazwischen geschieht nichts. Dieses Verfahren eignet sich für Geschäftsprozesse, weil:

• Aktivitäten klar definierte Start- und Endzeitpunkte haben
• Ressourcen zu bestimmten Zeitpunkten zugewiesen und freigegeben werden
• Cases zu festgelegten Zeitpunkten eingehen und abgeschlossen werden

Warum diskrete Ereignisse?

Anders als bei kontinuierlichen Simulationen, etwa in der Physik oder Strömungsmechanik, müssen Geschäftsprozesse nicht von Moment zu Moment modelliert werden. Ein Kreditantrag wechselt nicht schrittweise von „eingereicht“ zu „genehmigt“, sondern ändert seinen Zustand bei bestimmten Ereignissen.

Der zentrale Ereigniszyklus

Die Simulations-Engine durchläuft einen einfachen Zyklus:

1. Initialize: Set up starting conditions
2. Get Next Event: Find the earliest scheduled event from the priority queue
3. Advance Time: Move simulation clock to that event's time
4. Process Event: Handle the event (start activity, complete activity, etc.)
5. Schedule New Events: Based on what happened, add new events
6. Repeat: Continue until end time or max events reached (5,000,000)
7. Output: Generate the complete event log

Ereignistypen

Die Simulation erzeugt und verarbeitet verschiedene Ereignistypen:

Case-Generierung und -Eingang

Cases gelangen über Start-Events in Ihrem BPMN-Modell in die Simulation. Das Eingangsverhalten wird durch die Verteilung für die Case-Generierung gesteuert.

Standardmäßiges Eingangsverhalten

Standardmäßig gehen Cases gemäß einer Poisson-Verteilung mit einer Rate von einem Case pro Stunde ein. Dadurch entstehen realistische, zufällige Abstände zwischen Eingängen, wie sie für viele Geschäftsprozesse typisch sind.

Eingänge anpassen

Die im Leitfaden zu Verteilungen beschriebenen Verteilungen ermöglichen es Ihnen, unterschiedliche Ankunftsmuster zu konfigurieren.

Case-Ablauf im Prozess

Sequence Flows

Sobald ein Case ein Element abgeschlossen hat, folgt er direkt dem ausgehenden Sequence Flow. Gibt es nur einen ausgehenden Pfad, nimmt der Case diesen automatisch.

Verhalten von Gateways

Gateways steuern, wie sich Cases verzweigen und wieder zusammenführen:

Wahrscheinlichkeiten festlegen

Bei XOR-Gateways legen Sie für jeden ausgehenden Flow eine Wahrscheinlichkeit fest. Diese Werte sind relative Gewichtungen:

• Wenn Sie für die Flows 70, 20 und 10 festlegen, werden sie auf 70 %, 20 % und 10 % normalisiert
• Mit den Werten 7, 2 und 1 erhalten Sie dasselbe Ergebnis
• Nicht zugewiesene Flows erhalten den verbleibenden Prozentanteil

Aktivitätsausführung

Erreicht ein Case eine Task (Aktivität), führt die Engine die folgenden Schritte aus:

1. Ressourcenverfügbarkeit prüfen

Ist die erforderliche Ressource verfügbar?

2. Bei Bedarf in die Warteschlange einreihen

Sind keine Ressourcen verfügbar, wird der Case in die Warteschlange aufgenommen. ProcessMind verwendet standardmäßig die Reihenfolge FIFO (First In, First Out): Cases werden in der Reihenfolge ihres Eingangs verarbeitet.

3. Ressourcen zuweisen

Sobald die erforderlichen Ressourceneinheiten verfügbar sind, werden sie für diesen Case reserviert.

4. Verarbeitungszeit ermitteln

Die Engine zieht einen Wert aus der konfigurierten Verarbeitungszeitverteilung. Dieser Wert bestimmt, wie lange die Aktivität dauert.

5. Abschlussereignis einplanen

Ein Abschlussereignis wird für current_time + processing_time in die Ereigniswarteschlange aufgenommen.

6. Ressourcen freigeben

Sobald das Abschlussereignis ausgelöst wird, werden die Ressourcen freigegeben und stehen anderen Cases zur Verfügung.

Mindestverarbeitungszeit

Damit jeder Timestamp eindeutig ist und das Verhalten realistisch bleibt, dauert jede Aktivität mindestens 1 Sekunde. Auch bei einer Verteilung mit Dauer null wird diese Mindestdauer eingehalten.

Überspringwahrscheinlichkeit

Für Aktivitäten lässt sich eine Überspringwahrscheinlichkeit von 0 bis 100 % festlegen. Wird eine Aktivität übersprungen:

• Der Case wird sofort zum nächsten Element weitergeleitet
• Es werden keine Ressourcen verbraucht
• Es vergeht keine Zeit, abgesehen von der Mindestdauer von 1 Sekunde
• Die Aktivität wird mit minimaler Dauer im Log erfasst

So lassen sich reale Situationen abbilden, in denen einzelne Schritte gelegentlich übersprungen werden.

Zeitverarbeitung

Die Simulationsuhr

Die Simulation verwendet eine virtuelle Uhr, die diskret von Ereignis zu Ereignis springt. Liegt das nächste Ereignis um 10:35 Uhr und ist die aktuelle Zeit 10:30 Uhr, springt die Uhr direkt auf 10:35 Uhr.

Zeiteinheiten

Intern werden alle Zeiten in einheitliche Einheiten umgerechnet. Sie können Dauern in folgenden Einheiten angeben:

• Sekunden
• Minuten
• Stunden
• Tagen

Eingangsraten werden separat pro Stunde, Tag, Woche, Monat oder Jahr festgelegt.

Periodizität und Zeitfenster

Parameter können je nach Simulationszeit variieren. Zum Beispiel:

• Unterschiedliche Eingangsraten an Werktagen und Wochenenden
• Unterschiedliche Verarbeitungszeiten in Früh- und Spätschichten
• Unterschiedliche Ressourcenkapazität zu Spitzenzeiten

Details zur Konfiguration finden Sie in der Dokumentation zu Periodizität.

Ressourcenverwaltung

Ressourcenpools

Für jede Ressource ist eine Kapazität festgelegt. Sie gibt an, wie viele Cases die Ressource gleichzeitig bearbeiten kann.

Warteschlangen verwalten

Übersteigt die Nachfrage die Kapazität, warten Cases in einer Warteschlange. ProcessMind verwendet standardmäßig die Reihenfolge FIFO (First In, First Out). So werden Cases in der Reihenfolge ihres Eingangs verarbeitet.

Event Log generieren

Während der Simulation wird jede Aktivitätsausführung im ausgegebenen Event Log erfasst:

Dieses Event Log entspricht gängigen Formaten und lässt sich mit allen ProcessMind-Funktionen analysieren.

Simulationsgrenzen

Nächste Schritte