La Simulation

Thèmes abordés

Simulation, informatique, performances du système, simulation par ordinateur, système virtuel

Résumé du document

Un terme très vaste – un ensemble de méthodes et d'applications utilisées dans le but d'imiter ou reproduire des systèmes réels, en général à l'aide de l'ordinateur
S'applique dans beaucoup de domaines et d'industries,
C'est une démarche très populaire et très puissante.
Permet d'appréhender le comportement de systèmes complexes (déjà en fonctionnement ou seulement en projet) dont l'évolution serait difficile à prévoir et à évaluer par toute autre méthode.
Étant largement utilisée en Recherche Opérationnelle, la simulation a comme objectifs :
Proposer un modèle (simplifié) de la réalité.
Permettre, à partir du modèle de simulation, l'obtention d'informations utiles sur le système réel ou virtuel étudié.

Extraits

[...] Dynamique Est-ce que le temps joue un rôle dans le modèle? Evénements continus vs. [...]

[...] Un terme très vaste – un ensemble de méthodes et d'applications utilisées dans le but d'imiter ou reproduire des systèmes réels, en général à l'aide de l'ordinateur S'applique dans beaucoup de domaines et d'industries C'est une démarche très populaire et très puissante Permet d'appréhender le comportement de systèmes complexes (déjà en fonctionnement ou seulement en projet) dont l'évolution serait difficile à prévoir et à évaluer par toute autre méthode Étant largement utilisée en Recherche Opérationnelle, la simulation a comme objectifs : Proposer un modèle (simplifié) de la réalité Permettre, à partir du modèle de simulation, l'obtention d'informations utiles sur le système réel ou virtuel étudié. < number > < number > Les Systèmes Un système – tout ensemble d'entités en interaction et pouvant gérer d'autres entités (internes ou externes) exemples : Les banques ou autres fournisseurs de services aux personnes Les opérations de transport/logistique/distribution Les unités hospitalières (les services d'urgences, les services de chirurgie) Les réseaux d'ordinateurs Le système d'autoroutes Les usines chimiques Les restaurants de service rapide Les supermarchés < number > < number > Comment travailler avec un système? [...]

[...] La simulation est utile dans les cas suivants : Le système n'est pas décomposable ; Le système n'existe pas encore ; Les expériences sur les système réel coûtent cher ; Le système est inaccessible ; Les temps d'observation réelle nécessaires sont incompatibles avec les besoins; Faire des expériences sur le système réel est dangereux. < number > < number > Le Modèle Un modèle – un ensemble d'hypothèses / approximations concernant la composition et le fonctionnement du système On peut étudier le modèle à la place du système réel en général il est beaucoup plus facile, rapide, sûr, et moins coûteux On peux évaluer l'application d'idées assez larges et originales avec le modèle (les éventuelles erreurs seront faites sur l'ordinateur plutôt que dans la réalité - où cela peut avoir des impacts désastreux ) Très souvent, rien que l'exercice de construction du modèle est très instructif – sans être déjà arrivé aux résultats Démarche à suivre pour réaliser un modèle de simulation : Définir l'objectif de l'étude ; Déterminer des hypothèses simplificatrices (raisonnables) ; Déterminer le temps d'observation nécessaire pour tirer des conclusions ; Définir quelles évaluations doivent être faites avec le modèle ; Définir sous quelle forme il faut rendre les résultats ; Déterminer une démarche pour s'assurer que le modèle obtenu est correct à d qu'il fournit des estimations correctes pour les critères retenus). [...]

[...] de l'entité, Temps de l'événement, Type de l'événement] Les enregistrements sont classés par ordre croissant du temps de l'événement L'événement suivant se trouve toujours en tète de la liste d'enregistrements (du calendrier) Initialisation : programmer la première arrivée, la Fin de la simulation, (le premier départ?) Les variables d'état du système : décrivent l'état courant L'état du serveur : = 1 pour occupé, = 0 pour libre Nombre de pièces dans la file Temps d'arrivée de chaque pièce (client) actuellement présente dans la file d'attente (une liste de variables aléatoires) < number > < number > Simulation à la main Garder la trace des variables d'état, des accumulateurs statistiques Utiliser des temps d'inter-arrivée et de traitement “donnés” (connus a priori) Mettre à jour le calendrier des événements Incrémenter le temps de l'horloge de simulation d'un événement au suivant Les temps passés dans le système et les calculs de valeurs maximales ne seront pas traités ici < number > < number > Préparation de la simulation < number > < number > Initialisation < number > < number > t = 0,00 – Arrivée de la pièce < number > < number > t = 1,73 – Arrivée de la pièce 2 < number > < number > t = 2,90 – Départ de la pièce < number > < number > t = 3,08 – Arrivée de la pièce 3 < number > < number > Simulation par événements discrets Clairement adaptée aux langages de programmation “standard” Ada, etc.) On peut souvent utiliser des librairies existantes pour : Le traitement des listes Génération des nombres aléatoires Accumulateurs statistiques Gestion de l'horloge et des listes d'événements Analyse des résultats et sorties Le programme principal relie tous ces éléments ensemble et exécute les événements dans l'ordre < number > < number > Comparer des alternatives En général, la simulation est utilisée pour plus d'une seule configuration de modèle Ce dont on a besoin souvent est de comparer des alternatives, pour sélectionner ou rechercher la meilleure (à travers un critère préétabli) Exemple pour le système de production : Que se passerait-il si le taux d'arrivée des pièces était deux fois plus élevé? [...]

[...] < number > < number > Evénements pour le modèle simple de production Arrivée d'une nouvelle pièce à traiter dans le système : Mettre à jour les accumulateurs statistiques (depuis le dernier événement) La superficie sous la courbe Max de La superficie sous la courbe Affecter le temps d'arrivée courant à la pièce (pour utilisation ultérieure) Si le serveur est libre : Démarrer le traitement (programmer le départ de la pièce), rendre le serveur occupé, temps d'attente dans la file = 0 Sinon (le serveur est occupé) : Placer la pièce dans la file d'attente, incrémenter la variable de longueur de file Programmer la nouvelle arrivée < number > < number > Evénements pour le modèle simple de production (suite) Départ (quand le traitement est terminé) Incrémenter l'accumulateur de nombre de pièces produites Calculer et additionner le temps passé dans le système (temps courant - le temps d'arrivée de la pièce) Mettre à jour les accumulateurs statistiques (comme pour l'événement d'arrivée) Si la file n'est pas vide : Extraire la première pièce de la file, calculer et additionner son temps d'attente dans la file, démarrer le traitement (programmer l'événement de départ de la pièce) Sinon (la file est vide) : Rendre le serveur libre il n'y aura pas d'événement de départ programmé dans le calendrier ) < number > < number > Evénements pour le modèle simple de production (suite) Fin de la simulation Mettre à jour les accumulateurs statistiques (pour terminer la simulation) Calculer les mesures finales d'évaluation des performances en utilisant les valeurs courantes (=finales) des accumulateurs statistiques Après chaque événement, le premier enregistrement du calendrier des événements est enlevé Il faut aussi penser à faire l'initialisation < number > < number > Quelques spécificités supplémentaires du modèle Le calendrier des événements : liste d'enregistrements d'événements: [No. [...]