arena仿真详细教程
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Arena仿真中文教程
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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1-1
1.2.2 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: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。
图1-5
Color:利用这个工具栏,用户可以向绘制的图形添加颜色(图1-6)。
图 1-6
Animate:提供了强大的动画工具,用户运行仿真模型时能够通过动画,观察、分析仿真系统的运行情况。Animate工具栏(图1-7)提供了在建模中需要的各种动画组件。
1-7
Template:Template提供了建立仿真系统所需要的模块,后面的章节中将详细介绍。
Run:这个工具栏的主要功能是控制仿真系统的运行,如图:1-8。
图 1-8
主要的功能如下:
Go:仿真系统开始运行。
Step:分步进行仿真。在建立仿真系统时,常常会出现一些错误,而且这些错误很难被发现,利用Step功能可以分步的进行仿真,详细的观察整个仿真的过程,这样比较容易发现系统中的错误。
Fast-forward:快速仿真而不显示动画。
Pause:系统暂停。
Start over:回到仿真系统运行前的状态,准备重新进行仿真。
End:退出仿真运行模式,进入编辑模式。
Run Interaction:这个工具栏的主要功能是在仿真系统运行前,对仿真系统进行检查和纠错,如图1-9:
图 1-9
主要的功能有:
Check:在不运行仿真系统的情况下对仿真系统进行编译,常用来验证系统,找出系统的错误。
Command:激活Command窗口,在窗口中用户可以输入命令来同运行中的仿真系统交互和监控。可以实现设置仿真中断条件,检查系统队列中实体数,输出仿真报告等功能。属于较高级的应用。
Break:设置仿真运行中断的时间和条件。
Trace:产生仿真运行中的历史文件。这些文件常用来发现和纠正仿真系统中的错误。
Watch:激活Watch窗口,用户可以通过设置实时的了解仿真系统中一些变量(variable)和表达式(Expression)的值
Report:激活Report窗口,在仿真运行时暂停时,可以通过这个口看到暂停时的系统状态。
Show Modules:选择是否显示仿真模型中的模块。
Integration:为了能够便于用户设计各种类型的仿真系统,提供了VBA(Visual
Basic Application)工具,Integration工具栏提供了用户创建VBA程序所需要的工具。
图
1-10
Module Data Transfer:可以激活Module Data Transfer Wizard,通过这个向导,用户可以输入或输出模块中的数据。
Visual Basic Editor:开启Visual Basic
编译器。
VBA Design Mode:切换VBA设计模式(VBA Design Mode)VBA使用模式(VBA Use Mode)
3、菜单栏
Arena的菜单栏主要由File、Edit、View、Tools、Arrange、Module、Run、Window、
Help菜单组成,如图1-11:
图 1-11
File、Edit、View、Window、Help这几个菜单的功能同其它软件的功能类似,这里就不再详述了,下面主要介绍其它四个菜单的功能。
Tools:Arena的Tools菜单主要为用户提供了一些建立仿真系统所必需的工具。常用的工具有:输入分析器(Input analyzer)、输出分析器(Output analyzer)。这两个工具在后面的第二章和第五章将详细介绍。
Arrange:此菜单的功能同Arrange的功能基本相同。
Module:这个菜单的功能主要是完成对模板的操作。多数功能在工具栏中已经介绍这里只介绍如下内容:
Template Panel:它的功能是加载和卸载模板(Template)。当鼠标移到这一命令时会弹出一个菜单,包含了Attach和Detach两个命令。当我们点击Attach时会出现窗口(图1-12)。
图1-12
用户可以选择想要在工具栏中的Template Bar中添加的模板。
点击Detach时,可以将Template
Bar中所有的模板剔除。
Run:这个菜单主要的功能是控制仿真系统的运行,其中主要的功能在Run Interaction工具栏中已经介绍,下面将简要介绍其余的功能:
Review Errors:用来检查编译后仿真系统产生的错误。
View Results:在仿真系统运行结束后,查看系统报告。
SIMAN:选择这一命令时会有弹出菜单,包含两个选项:View和Write。
由于Arena的仿真系统是建立在仿真语言SIMAN的基础上,所以,用户可以打开仿真系统的SIMAN源代码进行编辑。当执行View命令时,Arena将打开SIMAN源代码供用户查看;当执行Write命令时,将在模型目录中产生仿真系统图 1-13
的SIMAN模型和实验文件。
Setup:当执行该命令时,将出现Setup窗口(图1-13),用户可以对系统参数进行设定。
Speed:这个命令会弹出三个子命令,分别是:Increase Speed—增加仿真系统的运行速度;Decrease Speed—减慢仿真系统的运行速度;Speed Factor—设置仿真系统的运行速度。
4、状态栏和建模界面
建模界面:
建模界面就是Arena为建立仿真系统提供的区域,如图1-14:
图 1-14
Arena是一种面向对象的仿真工具,用户可以不用编写程序而直接使用Arena提供的仿真模块来建立仿真系统。方法就是将Template(模版)工具栏中的Module(模块)拖到建模界面上,根据对象系统的状况将这些模块连接起来,同时设置好参数,就可以完成对对象系统的仿真。
在建模界面中,用户可以建立仿真系统的逻辑模型和动画模型对对象系统进行仿真,图1-14就是一个加油站仿真系统的模型。
状态栏
状态栏位于Arena桌面的右下角,主要的功能是显示光标在建模界面中的坐标值。
一个简单的例子
为了让大家快速的了解Arena建立仿真模型的过程,本书将建立一个最简单的仿真系统——单队列、单服务台的排队系统。
1.3.1 模板的添加
在建立模型之前,需要在Template工具栏上添加建立模型需要的模板。建立单队列、单服务台的模型,只要Common模板就足够了,加载改模板的过程是点击Template工具栏上的Attach(或点击菜单“Module\Template Panel\Attach”),出现Attach Template Pancel窗口(图1-12)
选择Common后点击“打开”,即完成了Common模板的加载。加载后Template工具栏上的Common模板如图1-15所示:
在建模时,主要用到的模块有:“Arrive”、“Server”“Depart”、“Simulate”、“Animate”。
1.3.2 单队列、单服务台仿真模型的建立
1、Arrive模块
Arrive模块的主要功能是按一定的概率分布产生实体(entities)实体。在本例中,实体代表到达服务系统的顾客。
首先,点击Template工具栏Common模板中的Arrive ,在光标移到建模区域时会变成十字,选择你要加在模块的位置,单击鼠标,表完成了模块的加载。加载后的Arrive模块的图标为,双击图标,打开Arrive对话框(图1-16):
对话框由三部分组成,分别是:Enter Data、Arrival Data、Leave Data。
在Enter Data区域的单选框中选择Station,在后面的组合框中填入“In
Door”作为Arrive模块的名字。
在Arrival Data区域填入如下内容:
在Batch Size 填入1,表示每次到达的实体数是1;
First Creation文本框中填入的数值表示第一个实体到达的时间(缺省值为0);
在Time Between中的下拉菜单中我们可以选择实体到达时间间隔的概率分布。Arena提供了十几种概率分布供用户选择,在本例中,实体到达系统的时间间隔服从参数是5指数分布,所以填入“EXPO()”。
Max Batches表示在一次仿真中产生实体的最大数量,如果不填则表示对实体数没有限制。
Mark Time Attribute:Arrive在产生每个实体时,都通过该组合框赋给实体一个属性(属性默认命为Time of Arrival),这个属性将记录产生这个实体时的系统时间。通过这个属性可以计算实体的系统逗留时间。
在Leave Data区域中的单选框内,需要选择实体离开Arrive模块的方式。实体离开Arrive模块的方式有以下两种:
Route:实体在Arrive对应的Station (关于Station将在下文进一步介绍)位置产生,经过一段时间,位移到后面对应的模块。 图1-15
图 1-16