Manual Arena 2008

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Universidade do Sul de Santa Catarina Unidade Acadmica Tecnologia Simulao de Sistemas de Produo

ARENA

Profo. Ricardo Villarroel Dvalos, Dr. Eng.

Florianpolis, Fevereiro de 2008

Pacotes de Simulao de Sistemas: ARENA

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SIMULAO Simulao uma das mais poderosas ferramentas de anlise disponveis para os responsveis pelo projeto e operao de processos complexos ou sistemas.

O QUE SIMULAO ?

A tcnica de simulao utilizada para projeto e anlise de sistemas, os quais neste caso podem ser definidos com o conjunto do processo em estudo, envolvendo o que interage com o mesmo, tal como pessoas, equipamentos, insumos, matria-prima e regras de comportamento. Quanto melhor este detalhamento, melhor o entendimento do problema e tambm a soluo final. Porm, existem muitos casos onde o detalhamento demanda um custo muito alto, ou mesmo sua inviabilidade pela no existncia de dados disponveis. Neste ponto aparece a simulao como uma ferramenta que possibilita o estudo de determinado sistema atravs de um modelo lgico-matemtico do mesmo, que gerar dados suficientes para atender aos requerimentos do projeto.

COMO SIMULAR

Em uma simulao, construdo um modelo lgico-matemtico que representa a dinmica do sistema em estudo. Este modelo normalmente incorpora valores para tempos, distncias, recursos disponveis. No ARENA, esta modelagem feita visualmente com objetos orientados simulao e com o auxlio do mouse, no necessitando serem digitados comandos na lgica. Somando-se os dados e o modelo lgico-matemtico, teremos uma representao do sistema no computador. Com esse sistema podemos realizar vrios testes e coletar dados de resultados que iro mostrar o comportamento do sistema bem prximos do real.

MODELO ESTTICO VERSUS MODELO DINMICO

A simulao reflete a dinmica do sistema, no um modelo matemtico esttico, onde o resultado gerado atravs de frmulas matemticas. A planilha uma simulao esttica, pois pode ser um modelo de um sistema, porm s mostra situaes estticas. O ARENA representa o sistema de maneira dinmica (evoluo do sistema ao longo do tempo).

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VANTAGENS DA SIMULAO

Aps conhecer os dois tipos de enfoque, esttico (por planilhas e frmulas) e dinmico (por simulao), podemos entender as vantagens que a simulao traz: Planilha Os valores so mdios, sem variaes. ARENA Trabalham com variao, o que em uma simulao esttica impossvel de ser feito sem programao avanada. Retratam o sistema por um perodo de tempo, com isso os resultados so gerados de uma amostra grande de dados, aumentando seu nvel de confiana. O sistema tem memria. Fornece animao do processo, facilitando deteco de erros e a comunicao com outras reas. Programao fcil e sem formulao matemtica, em outras palavras, com objetos prprios o processo descrito exatamente como ele . Permite testar rapidamente vrios tipos de cenrios, ou seja, vrias hipteses impossveis de serem feitas de outra forma. Pode representar qualquer processo, inclusive os que no tem uma representao matemtica clara, normalmente o mais comum, visto que h muitas variveis envolvidas.

Sistema sem memria, os valores so calculados, sem considerar os estados anteriores do sistema.

Sem animao. Dados parados na tela, no refletindo o comportamento dinmico do sistema. A programao exige conhecimento de frmulas e da sintaxe do software.

Para testar outro cenrio, necessrio modificar a programao e, muitas vezes, construir um novo modelo. Exige um modelo matemtico bem definido.

DADOS DE ENTRADA

Em um modelo de simulao, so inseridos dados para que ele represente com preciso o sistema em estudo. Alguns dados tm valores bem determinados, como por exemplo, distncias, nmero de mquinas disponveis e outras. Porm existem aqueles que so indeterminados, normalmente os que envolvem tempo, pois os processos no so exatos, podendo ter variaes em torno de um valor mdio. Este valor mdio, normalmente, utilizado em simulaes estticas e folhas de processo. Porm, em uma simulao dinmica temos a possibilidade de inserir esta variao no modelo atravs de distribuies estatsticas.

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O ARENA possui imput analyzer, que trata dos dados de entrada automaticamente para voc. INICIANDO O INPUT ANALYZER No boto Iniciar no Windows 95, inicie o Input Analyzer da sub-pasta ARENA 3.0 da pasta Programas.

No Input Analyzer, escolha o menu File (Arquivo), New (Novo): Uma janela ser aberta e agora devem ser inseridos os dados.

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Vamos abrir um exemplo que o arquivo Dados Exemplo.DST Automaticamente, o Input Analyzer ler os dados e montar o histograma:

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Agora basta adequar uma distribuio a estes dados, voc pode testar distribuio por distribuio, porm a opo do Fit All (Ajustar Todas) do Menu Fit (Ajustar) ir ajustar todas as distribuies, e mostrar a melhor:

O Imput Anbalyzer tambm gera a lista em ordem por melhor ajuste, atravs da apo de menu Window Fit All Sumary

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Onde os valores podem ser ajustados para melhor se adequar a sua simulao. Quando voc chegar a um valor adequado, voc pode copiar a expresso obtida para seu modelo ARENA, atravs da opo do Menu Edit. (Editar) - Copy Expression (Copiar Expresso) e colar no local desejado dentro do modelo ARENA.

DISTRIBUIES ESTATSTICAS

Normal

A distribuio Normal, descreve fenmenos regidos por variveis aleatrias que possuem variao simtrica acima e abaixo da mdia. Muito utilizada em tempos de processo como tempos de mquina. Sua mais importante contribuio o fato de que os possveis valores de uma varivel aleatria, que so resultantes da soma ou da mdia, de um grande nmero de outras variveis aleatrias, resulta em uma curva cuja forma pode ser aproximada por uma Normal.

Beta

Devido a sua capacidade de se adequar a vrias formas, esta distribuio usada como uma aproximao, quando houver ausncia de dados.

Uniforme

A distribuio Uniforme especifica que cada valor entre um mnimo e um mximo especificado, tenham igual probabilidade de acontecer. Costuma-se utilizar esta distribuio quando pouco ou quase nada se sabe a respeito do comportamento da varivel aleatria que estamos tratando, a exceo de seus pontos extremos.

Triangular

A distribuio Triangular no identificada com nenhum tipo de operao especfica, mas til quando se deseja uma primeira aproximao na falta de dados especficos. Alm dos valores mnimo e mximo caracterstico da distribuio uniforme, o conhecimento de um valor mais provvel, valor modal, permite o uso desta distribuio, no

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lugar da uniforme. muito utilizada quando no existem dados suficiente e necessria uma estimativa.

Exponencial

A distribuio exponencial uma das mais utilizadas em modelo de simulao. O principal uso da modelagem de perodos de tempos entre dois acontecimentos quaisquer.

Erlang

Utilizada na simulao de alguns tipos de processos, muitas vezes em situaes em que uma entidade entra em uma estao para ser servida, seqencialmente, por uma srie de postos.

Gamma

Esta funo costuma ser aplicada para representar tempo de completar alguma tarefa.

Log Normal

A distribuio Log-Normal empregada em situaes onde a quantidade o produto de um nmero grande de quantidades aleatrias. freqentemente utilizada para representar tempos de atividades com distribuio no simtrica.

Weibull

largamente utilizada em modelos que representam o tempo de vida de equipamentos.

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SOFTWARE ARENA

Onde: File: Menu para Trabalho com arquivos; Edit: Ferramentas de Edio; View: Ferramentas de Visualizao; Tools: Atalho para Ferramentas Estatsticas; Arrange: Comandos para organizar espaos de trabalho; Module: Opes para mdulos; Run: Opes de execuo; Window: Janelas Disponveis; Help: Ajuda.

Como exemplo de utilizao do menu, vamos iniciar um novo modelo. Para isso, basta escolher a opo File (Arquivo) - New (Novo) como em qualquer programa Windows.

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Um novo arquivo ser criado para que voc possa construir seu modelo nele. Principais reas de trabalho:

Para escolher quais barras iro estar visveis na rea de trabalho, voc pode acesslas pela opo View (visualizar) - Toolbars (Barra de Ferramentas).

BARRAS DE FERRAMENTAS PADRO WINDOWS

Standart View

a barra de ferramentas com as opes padro do Windows acrescida das opes de visualizao do modelo (zoom).

Arrange Ferramentas para organizao da rea de trabalho.

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Draw

A barra de ferramentas Draw possibilita ao usurio a criao de desenhos para o cenrio de animao do modelo.

Color

A barra de ferramentas possibilita a troca de cores dos objetos do ARENA, trocando a cor de fundo da rea de trabalho (opo Windows), a cor do texto (opo Text), a cor do preenchimento dos objetos (opo Fill) e a cor de linhas e bordas (opo Line).

BARRA DE FERRAMENTAS PARA SIMULAO

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