시뮬레이션 엔진 작동 방식

시뮬레이션 엔진 이해하기

ProcessMind는 이산 이벤트 시뮬레이션(DES) 엔진으로 프로세스를 모델링합니다. 엔진 작동 방식을 이해하면 시뮬레이션을 더 효과적으로 설정하고 결과를 정확하게 해석할 수 있습니다. 무료 체험에서 실제 프로세스에 엔진을 적용해 볼 수 있습니다.

이산 이벤트 시뮬레이션이란?

이산 이벤트 시뮬레이션에서는 시스템 상태가 특정 이벤트가 발생할 때만 바뀝니다. 시계는 이벤트에서 다음 이벤트로 건너뛰며, 그 사이에는 아무 일도 일어나지 않습니다. 다음과 같은 비즈니스 프로세스에 적합한 방식입니다.

• 활동마다 시작과 종료 시점이 명확합니다
• 리소스는 특정 시점에 할당되고 해제됩니다
• 케이스는 정해진 시점에 도착하고 완료됩니다

이산 이벤트를 사용하는 이유?

물리학이나 유체 역학에 쓰이는 연속 시뮬레이션과 달리, 비즈니스 프로세스는 매 순간을 모델링할 필요가 없습니다. 대출 신청 상태가 “제출”에서 “승인”으로 서서히 바뀌는 것이 아니라, 특정 이벤트가 발생할 때 상태가 바뀝니다.

기본 이벤트 루프

시뮬레이션 엔진은 다음과 같은 간단한 루프를 따릅니다.

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

이벤트 유형

시뮬레이션에서는 여러 유형의 이벤트를 생성하고 처리합니다.

이벤트 유형	처리 내용
케이스 유입	새 케이스가 시작 이벤트를 통해 프로세스에 들어옵니다.
활동 시작	케이스가 활동을 시작하고 리소스가 할당됩니다.
활동 완료	케이스가 활동을 마치고 리소스가 해제됩니다.
Gateway 평가	의사결정 지점에서 진행할 경로를 결정합니다.
케이스 완료	케이스가 종료 이벤트에 도달합니다.

케이스 생성 및 도착

케이스는 BPMN 모델의 시작 이벤트를 통해 시뮬레이션에 들어옵니다. 유입 패턴은 케이스 생성 분포에 따라 결정됩니다.

기본 도착 패턴

기본 설정에서는 시간당 케이스 1건의 비율로 Poisson 분포에 따라 케이스가 도착합니다. 이 방식은 여러 비즈니스 프로세스에서 흔히 볼 수 있는 현실적인 무작위 도착 간격을 만듭니다.

도착 패턴 설정

분포 문서에 설명된 분포를 사용해 다양한 도착 패턴을 설정할 수 있습니다.

프로세스 내 케이스 흐름

Sequence Flow

케이스가 요소를 완료하면 나가는 시퀀스 플로우를 따라 즉시 이동합니다. 나가는 경로가 하나뿐이면 해당 경로로 자동 진행합니다.

Gateway 동작

Gateway는 케이스가 분기되고 합쳐지는 방식을 제어합니다.

Gateway 유형	동작
XOR(배타적)	확률 가중 무작위 선택으로 나가는 경로 하나를 선택합니다. 확률은 상대 가중치로 취급하며 자동으로 정규화됩니다.
AND(병렬)	나가는 모든 경로를 동시에 진행합니다. 케이스가 병렬 토큰으로 분기됩니다.
OR(포괄적)	경로를 무작위로 선택하며, 최소 하나의 경로는 반드시 선택됩니다.
이벤트 기반	사용 가능한 이벤트 중 하나를 무작위로 선택합니다.

확률 설정

XOR Gateway에서는 나가는 각 플로우에 확률을 지정합니다. 이 값은 상대 가중치로 사용됩니다.

• 흐름에 70, 20, 10을 지정하면 각각 70%, 20%, 10%로 정규화됩니다
• 흐름에 7, 2, 1을 지정해도 같은 결과가 나옵니다
• 지정하지 않은 흐름에는 남은 비율이 적용됩니다

활동 실행

케이스가 Task(활동)에 도달하면 엔진은 다음 순서로 처리합니다.

1. 리소스 사용 가능 여부 확인

필요한 리소스에 사용할 수 있는 용량이 있습니까?

2. 필요한 경우 대기열에 추가

리소스를 사용할 수 없으면 케이스가 대기열에 들어갑니다. ProcessMind는 기본적으로 FIFO(선입선출) 순서를 사용하므로 먼저 도착한 케이스부터 처리합니다.

3. 리소스 할당

리소스를 사용할 수 있게 되면 필요한 수량을 해당 케이스에 할당합니다.

4. 처리 시간 추출

엔진은 설정된 처리 시간 분포에서 값을 추출해 활동에 걸리는 시간을 결정합니다.

5. 완료 이벤트 예약

완료 이벤트가 current_time + processing_time에 이벤트 대기열에 추가됩니다.

6. 리소스 해제

완료 이벤트가 발생하면 리소스를 풀에 반환해 다른 케이스에서 사용할 수 있도록 합니다.

최소 처리 시간

타임스탬프가 서로 겹치지 않고 현실적인 동작을 구현하도록 모든 활동의 최소 소요 시간을 1초로 설정합니다. 분포에서 소요 시간이 0으로 나와도 활동에는 최소 1초가 걸립니다.

건너뛰기 확률

활동별로 건너뛰기 확률(0~100%)을 설정할 수 있습니다. 활동을 건너뛰면 다음과 같이 처리됩니다.

• 케이스가 다음 요소로 바로 이동합니다
• 리소스를 사용하지 않습니다
• 시간이 흐르지 않습니다(최소 1초 제외)
• 활동은 최소 소요 시간으로 로그에 기록됩니다

이 기능은 실제 프로세스에서 단계를 간혹 건너뛰는 상황을 모델링합니다.

시간 처리

시뮬레이션 시계

시뮬레이션은 이벤트에서 다음 이벤트로 이산적으로 이동하는 가상 시계를 사용합니다. 현재 시각이 오전 10:30이고 다음 이벤트가 오전 10:35라면 시계는 곧바로 오전 10:35로 이동합니다.

시간 단위

내부적으로 모든 시간을 일관된 단위로 변환합니다. 소요 시간은 다음 단위로 지정할 수 있습니다.

• 초
• 분
• 시간
• 일

도착률은 시간, 일, 주, 월 또는 연 단위로 별도 설정합니다.

주기성 및 시간대

시뮬레이션 시간에 따라 매개변수를 다르게 설정할 수 있습니다. 예를 들면 다음과 같습니다.

• 평일과 주말의 도착률을 다르게 설정
• 오전 근무조와 오후 근무조의 처리 시간을 다르게 설정
• 혼잡 시간대에 리소스 용량을 다르게 설정

설정 방법은 주기성 문서를 참조하세요.

리소스 관리

리소스 풀

각 리소스에는 동시에 처리할 수 있는 케이스 수인 용량이 지정되어 있습니다.

대기열 관리

수요가 용량을 초과하면 케이스가 대기열에서 기다립니다. ProcessMind는 기본적으로 FIFO(선입선출) 순서를 사용해 도착 순서대로 케이스를 처리합니다.

이벤트 로그 생성

시뮬레이션이 실행되는 동안 각 활동의 실행 내역이 출력 이벤트 로그에 기록됩니다.

필드	설명
케이스 ID	각 케이스의 고유 식별자(순차적으로 생성)
활동	BPMN 요소 이름
시작 타임스탬프	활동이 시작된 시점
완료 타임스탬프	활동이 끝난 시점
리소스	활동을 수행한 리소스
속성	해당 시점의 케이스 속성

이 로그는 표준 이벤트 로그 형식을 따르며 ProcessMind의 모든 도구로 분석할 수 있습니다.

시뮬레이션 한도

한도	값	목적
최대 이벤트 수	5,000,000	시뮬레이션이 과도하게 실행되는 것을 방지합니다
최소 소요 시간	1초	타임스탬프가 겹치지 않도록 합니다

다음 단계

리소스

리소스와 용량 제약을 모델링하는 방법을 알아봅니다.