Jak działa silnik symulacji

Jak działa silnik symulacji

ProcessMind wykorzystuje silnik symulacji zdarzeń dyskretnych (DES) do modelowania procesów. Poznanie jego działania ułatwia konfigurację symulacji i prawidłową interpretację wyników. Silnik można przetestować na własnym procesie w ramach okresu próbnego.

Czym jest symulacja zdarzeń dyskretnych?

W symulacji zdarzeń dyskretnych stan systemu zmienia się tylko w określonych zdarzeniach. Zegar przeskakuje od jednego zdarzenia do następnego, a pomiędzy nimi nic się nie dzieje. To podejście sprawdza się w procesach biznesowych, ponieważ:

• Działania mają określony czas rozpoczęcia i zakończenia
• Zasoby są przydzielane i zwalniane w konkretnych momentach
• Sprawy wpływają i są kończone w określonych momentach

Dlaczego zdarzenia dyskretne?

W przeciwieństwie do symulacji ciągłej, stosowanej w fizyce i mechanice płynów, procesów biznesowych nie trzeba modelować chwila po chwili. Wniosek kredytowy nie przechodzi stopniowo ze stanu „złożony” do „zatwierdzony”. Jego stan zmienia się w określonych zdarzeniach.

Główna pętla zdarzeń

Silnik symulacji działa według prostej pętli:

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

Rodzaje zdarzeń

Podczas symulacji generowanych i przetwarzanych jest kilka rodzajów zdarzeń:

Generowanie i napływ spraw

Sprawy trafiają do symulacji przez zdarzenia początkowe w modelu BPMN. Sposób ich napływu określa rozkład generowania spraw.

Domyślny wzorzec napływu

Domyślnie sprawy napływają zgodnie z rozkładem Poissona, w tempie jednej sprawy na godzinę. Powstają w ten sposób realistyczne, losowe odstępy między kolejnymi sprawami, typowe dla wielu procesów biznesowych.

Dostosowywanie napływu spraw

Różne wzorce napływu można skonfigurować za pomocą rozkładów opisanych w dokumentacji Rozkłady.

Przepływ spraw przez proces

Sequence Flow

Po zakończeniu elementu sprawa przechodzi od razu do kolejnego elementu zgodnie z wychodzącym Sequence Flow. Jeśli prowadzi tylko jedna ścieżka, sprawa przechodzi nią automatycznie.

Działanie Gateway

Gateway sterują rozgałęzianiem i łączeniem ścieżek spraw:

Ustawianie prawdopodobieństw

W przypadku Gateway XOR należy przypisać prawdopodobieństwa do poszczególnych ścieżek wychodzących. Są to wagi względne:

• Wartości 70, 20 i 10 zostaną znormalizowane do 70%, 20% i 10%
• Wartości 7, 2 i 1 dadzą ten sam wynik
• Nieprzypisane ścieżki otrzymują pozostałą część prawdopodobieństwa

Wykonywanie działań

Gdy sprawa dociera do zadania (działania), silnik wykonuje kolejno następujące kroki:

1. Sprawdź dostępność zasobów

Czy wymagany zasób ma wolną przepustowość?

2. Umieść sprawę w kolejce, jeśli to konieczne

Jeśli zasoby są niedostępne, sprawa trafia do kolejki oczekujących. Domyślnie ProcessMind stosuje kolejność FIFO (pierwsze weszło, pierwsze wyszło), czyli sprawy są przetwarzane w kolejności napływu.

3. Przydziel zasoby

Gdy zasoby staną się dostępne, wymagane jednostki zostaną zarezerwowane dla tej sprawy.

4. Wylosuj czas przetwarzania

Silnik losuje wartość z skonfigurowanego rozkładu czasu przetwarzania. Określa ona, ile potrwa działanie.

5. Zaplanuj zdarzenie zakończenia

Zdarzenie zakończenia zostaje dodane do kolejki zdarzeń o godzinie current_time + processing_time.

6. Zwolnij zasoby

Po wystąpieniu zdarzenia zakończenia zasoby wracają do puli i mogą zostać wykorzystane przy obsłudze innych spraw.

Minimalny czas przetwarzania

Aby zapewnić unikatowe znaczniki czasu i realistyczny przebieg symulacji, każde działanie trwa co najmniej 1 sekundę. Nawet przy rozkładzie o zerowym czasie trwania działanie potrwa co najmniej tyle.

Prawdopodobieństwo pominięcia

Dla działań można ustawić prawdopodobieństwo pominięcia (0–100%). Gdy działanie zostanie pominięte:

• Sprawa od razu przechodzi do następnego elementu
• Nie są zużywane żadne zasoby
• Nie upływa czas, poza minimalną 1 sekundą
• Działanie pojawia się w dzienniku z minimalnym czasem trwania

Pozwala to modelować sytuacje, w których niektóre kroki procesu są czasem pomijane.

Obsługa czasu

Zegar symulacji

Symulacja korzysta z wirtualnego zegara, który przesuwa się skokowo od jednego zdarzenia do następnego. Jeśli kolejne zdarzenie zaplanowano na 10:35, a bieżąca godzina to 10:30, zegar przeskakuje od razu do 10:35.

Jednostki czasu

Wszystkie czasy są wewnętrznie przeliczane na spójne jednostki. Czas trwania można podawać w:

• Sekundach
• Minutach
• Godzinach
• Dniach

Tempo napływu ustawia się osobno, na godzinę, dzień, tydzień, miesiąc lub rok.

Okresowość i przedziały czasu

Parametry mogą się zmieniać w zależności od czasu symulacji. Na przykład:

• Inne tempo napływu w dni robocze i w weekendy
• Inne czasy przetwarzania na porannej i popołudniowej zmianie
• Inna dostępność zasobów w godzinach szczytu

Szczegóły konfiguracji opisano w dokumentacji Okresowość.

Zarządzanie zasobami

Pule zasobów

Każdy zasób ma określoną przepustowość, czyli liczbę spraw, które może obsługiwać jednocześnie.

Zarządzanie kolejką

Gdy zapotrzebowanie przekracza dostępną przepustowość, sprawy czekają w kolejce. Domyślnie ProcessMind stosuje kolejność FIFO (pierwsze weszło, pierwsze wyszło), dzięki czemu sprawy są przetwarzane w kolejności napływu.

Generowanie dziennika zdarzeń

W trakcie symulacji każde wykonanie działania jest zapisywane w wynikowym dzienniku zdarzeń:

Dziennik ma standardowy format i można go analizować za pomocą wszystkich narzędzi ProcessMind.

Ograniczenia symulacji

Następne kroki