模拟引擎的工作原理

了解模拟引擎

ProcessMind使用**离散事件模拟（DES）**引擎对流程建模。了解引擎的工作原理，有助于您更有效地配置模拟并准确解读结果。您可以通过免费试用，在自己的流程中体验该引擎。

什么是离散事件模拟？

在离散事件模拟中，系统状态只会在特定事件发生时改变：时钟从一个事件跳到下一个事件，事件之间不会发生变化。这种方法适用于业务流程，因为：

• 活动有明确的开始和结束时间
• 资源会在特定时刻分配和释放
• 案例会在明确的时间点进入流程并完成

为什么采用离散事件？

与用于物理或流体动力学的连续模拟不同，业务流程无需逐时刻建模。贷款申请不会从“已提交”逐渐变为“已批准”，而是在特定事件发生时改变状态。

核心事件循环

模拟引擎按以下简单循环运行：

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

事件类型

模拟会生成并处理多种事件：

事件类型	发生情况
案例到达	新案例通过开始事件进入流程
活动开始	案例开始执行一项活动（分配资源）
活动完成	案例完成一项活动（释放资源）
网关评估	决策点确定要走的路径
案例完成	案例到达结束事件

案例生成与到达

案例通过BPMN模型中的开始事件进入模拟。到达模式由案例生成分布控制。

默认到达模式

默认情况下，案例按泊松分布到达，速率为每小时1个案例。这会产生符合许多业务流程实际情况的随机到达间隔。

自定义到达模式

您可以使用概率分布文档中介绍的分布，配置不同的到达模式。

案例在流程中的流转

顺序流

案例完成某个元素后，会立即沿着流出的顺序流继续前进。如果只有一条流出路径，案例会自动沿该路径前进。

网关行为

网关控制案例的分支和合并：

网关类型	行为
XOR（排他）	根据概率权重随机选择一条流出路径。概率会作为相对权重处理，并自动归一化。
AND（并行）	同时沿所有流出路径前进。案例会拆分为并行 token。
OR（包容）	随机选择路径，并确保至少选择一条。
事件驱动	从可用事件中随机选择。

设置概率

对于XOR网关，您可以为每条流出顺序流设置概率。这些概率是相对权重：

• 如果将顺序流设为70、20和10，归一化后分别为70%、20%和10%
• 如果设为7、2和1，结果相同
• 未设置的顺序流使用剩余百分比

活动执行

案例到达任务（活动）后，引擎会按以下顺序处理：

1. 检查资源是否可用

所需资源是否有可用容量？

2. 必要时进入队列

如果资源不可用，案例会进入等待队列。ProcessMind默认采用**FIFO（先进先出）**顺序：按案例到达的先后顺序处理。

3. 分配资源

资源可用后，系统会为该案例预留所需数量的资源单位。

4. 抽取处理时间

引擎会从已配置的处理时间分布中抽取一个数值，以确定活动所需时长。

5. 安排完成事件

系统会在current_time + processing_time将完成事件加入事件队列。

6. 释放资源

完成事件触发后，资源会返回资源池，供其他案例使用。

最短处理时间

为确保时间戳唯一且行为符合实际，所有活动的最短时长均为1秒。即使分布设置为零时长，活动也至少需要1秒。

跳过概率

您可以为活动设置跳过概率（0至100%）。跳过活动时：

• 案例立即前进到下一个元素
• 不消耗资源
• 不经过时间（最短1秒除外）
• 事件日志中会记录该活动，时长为最短时长

这可用于模拟实际流程中偶尔跳过某些步骤的情况。

时间处理

模拟时钟

模拟会维护一个虚拟时钟，按事件逐步推进。如果下一个事件发生在上午10:35，而当前时间是上午10:30，时钟会直接跳到上午10:35。

时间单位

所有时间都会在内部转换为统一单位。您可以使用以下单位指定时长：

• 秒
• 分钟
• 小时
• 天

到达率单独设置，可按小时、天、周、月或年计算。

周期性与时间段

参数可以随模拟时间变化。例如：

• 工作日和周末采用不同的到达率
• 早班和午班采用不同的处理时间
• 高峰时段采用不同的资源容量

配置详情请参阅周期性文档。

资源管理

资源池

每种资源都有明确的容量，即它能同时处理的案例数量。

队列管理

需求超过容量时，案例会在队列中等待。ProcessMind默认采用**FIFO（先进先出）**顺序，确保按到达顺序处理案例。

生成事件日志

模拟运行期间，每次活动执行都会记录在输出事件日志中：

字段	说明
案例ID	每个案例的唯一标识符（按顺序生成）
活动	BPMN元素的名称
开始时间戳	活动开始时间
完成时间戳	活动完成时间
资源	执行活动的资源
属性	此时案例的各项属性

此事件日志采用标准格式，可使用所有ProcessMind工具进行分析。

模拟限制

限制	数值	用途
最大事件数	5,000,000	防止模拟无限运行
最短时长	1秒	确保时间戳唯一

后续步骤

资源

了解如何对资源和容量限制建模。