Micro Saint Sharp

Micro Saint Sharp
Deweloperzy	Alion Nauka i technologia
Wersja stabilna	3.8
Napisane w	C Sharp , .NET Framework
System operacyjny	Microsoft Windows
Typ	Symulacja zdarzeń dyskretnych
Strona internetowa	microsaintsharp.com _

Micro Saint Sharp to narzędzie programowe ogólnego przeznaczenia do symulacji zdarzeń dyskretnych i modelowania wydajności człowieka, opracowane przez firmę Alion Science and Technology. Jest rozwijany przy użyciu C# i .NET Framework . Micro Saint Sharp umożliwia użytkownikom tworzenie symulacji zdarzeń dyskretnych w postaci wizualnych sieci zadań z logiką zdefiniowaną przy użyciu języka programowania C# .

Micro Saint Sharp wykorzystuje sieć zadań, serię funkcji, które rozkładają się na zadania, do tworzenia modeli stochastycznych. Micro Saint Sharp był używany w służbie zdrowia, produkcji, łańcuchach dostaw, reorganizacji procesów biznesowych, projektowaniu stacji roboczych, call center, transporcie oraz obszarach dowodzenia i kontroli. Był również szeroko stosowany do symulacji wydajności i obciążenia pracą człowieka.

Historia

Micro SAINT powstał jako „mikro” komputerowa implementacja języka SAINT (Systems Analysis of Integrated Networks of Tasks) w latach 80-tych. SAINT był językiem symulacji zdarzeń dyskretnych opartym na FORTRANIE, opracowanym w latach 70. SAINT wyewoluował z 1) analizy zadań i 2) symulacji Monte Carlo wydajności operatora pod obciążeniem pracą, reprezentowanej przez Siegela i Wolfa. Micro SAINT był pierwotnie aplikacją DOS opracowaną przez Micro Analysis and Design, Inc. (MA&D) i został wydany po raz pierwszy w 1985 roku. Od tego czasu narzędzie przeszło wiele zmian i ulepszeń. Intuicyjny graficzny interfejs użytkownika Micro Saint Sharp i podejście do modelowania oparte na schemacie blokowym sprawiają, że jest to narzędzie, z którego mogą korzystać zarówno profesjonaliści, jak i eksperci od symulacji. W 2003 roku Micro SAINT został całkowicie przeprojektowany przez MA&D, aby wykorzystać język programowania C# i środowisko Microsoft .NET. Dzięki temu był szybszy i bardziej modułowy. Narzędzie zostało przemianowane na Micro Saint Sharp.

Dyskretna symulacja zdarzeń w Micro Saint Sharp

Modele Micro Saint Sharp zawierają sieć zadań zwaną diagramem sieciowym. Diagram sieciowy zawiera szereg zadań połączonych ścieżkami, które określają przebieg sterowania. Obiekty systemowe zwane bytami przepływają przez system, tworząc symulację. Micro Saint Sharp zawiera również funkcje niższego poziomu, takie jak zmienne globalne i podprogramy zwane funkcjami.

Zadania

Węzeł zadania jest głównym elementem wpływającym na wynik symulacji. Węzły zadań symulują zachowanie systemu, umożliwiając programiście określone efekty, czas trwania zadania i sekwencje. Efekty zadania to określone przez programistę wyrażenia C#, w których programiści mogą manipulować zmiennymi i strukturami danych podczas wywoływania zadania. Czas trwania zadania może być określony przez programistę jako konkretna wartość, przy użyciu jednego z 31 wbudowanych rozkładów prawdopodobieństwa lub przy użyciu wyrażenia C#. Przepływ sterowania i sekwencjonowanie mogą być również określone przez programistę.

Podmioty

Jednostki to dynamiczne obiekty, które docierają do systemu i przepływają przez sieć zadań. Jednostki przepływają z jednego zadania do następnego na podstawie logiki ścieżki zadania. Kiedy jednostka wchodzi do zadania, uruchamiane są efekty zadania. Po zakończeniu zadania podmiot przechodzi do następnego zadania. Jeden element jest generowany domyślnie na początku symulacji. W dowolnym momencie symulacji można wygenerować więcej jednostek w oparciu o logikę określoną przez programistę. Kiedy wszystkie jednostki dotrą do węzła końcowego lub zostaną zniszczone, symulacja kończy się. Podmioty można przeglądać w miarę ich przepływu przez system i tworzenia się kolejek.

Wydarzenia

Zdarzenia to zdarzenia, które mają miejsce w jednej chwili symulowanego czasu w Micro Saint Sharp i mogą zmienić globalny stan systemu. Może to być przybycie lub odejście jednostki, zakończenie zadania lub inne zdarzenie. Zdarzenia są przechowywane w głównym dzienniku zdarzeń (zwanym kolejką zdarzeń), który rejestruje każde zdarzenie, które ma nastąpić, oraz symulowany czas wystąpienia zdarzenia. Ze względu na stochastyczny charakter symulacji zdarzeń dyskretnych zdarzenie często powoduje wygenerowanie zmiennej losowej w celu określenia następnego wystąpienia tego samego zdarzenia. Tak więc, gdy występują zdarzenia, w symulacji dziennik zdarzeń jest zmieniany.

Sekwencjonowanie przepływu

Po zakończeniu zadania wywołująca jednostka przechodzi do innego węzła, który jest bezpośrednio połączony z bieżącym węzłem w sieci zadań. Węzły mogą łączyć się z dowolną liczbą innych zadań, dlatego Micro Saint Sharp zapewnia szereg opcji sekwencjonowania w celu określenia zadania, do którego jednostka się przenosi.

Ścieżki typu probabilistycznego pozwalają programiście określić procentową szansę na przesunięcie obiektu o sąsiednie węzły poprzez wprowadzenie prawdopodobieństw lub wyrażeń, które są oceniane dla każdego węzła.
Ścieżki typu taktycznego umożliwiają programiście użycie predykatów języka C# w celu określenia kolejności jednostki w każdym sąsiednim węźle. Jeśli więcej niż jedno wyrażenie ma wartość true, jednostka podąży pierwszą ścieżką z prawdziwym wyrażeniem.
Ścieżki wielu typów zachowują się dokładnie tak, jak sekwencjonowanie taktyczne, ale będą kierować jednostki do wszystkich sąsiednich węzłów, w których wyrażenie ma wartość true.

Zmienne i funkcje

Micro Saint Sharp ma wiele zmiennych globalnych używanych przez system podczas symulacji. Micro Saint Sharp udostępnia publiczną zmienną globalną Clock, która śledzi bieżący czas symulacji. Micro Saint Sharp ma również zmienne prywatne. Micro Saint Sharp umożliwia modelarzowi tworzenie niestandardowych zmiennych globalnych, do których można uzyskać dostęp i modyfikować je w dowolnym węźle zadania. Zmienne mogą być dowolnego typu natywnego dla C#, ale oprogramowanie udostępnia listę sugerowanych typów zmiennych, w tym prymitywne typy danych C# i podstawowe struktury danych. Micro Saint Sharp zapewnia również programiście możliwość tworzenia globalnie dostępnych podprogramów zwanych funkcjami. Funkcje działają jak funkcje języka C# i mogą określać parametry , manipulować danymi i zwracać dane.

Animacja 2D i 3D

Micro Saint Sharp ma trzy różne wizualne reprezentacje modelu, które są dostępne dla użytkowników. Pierwszą reprezentacją procesu jest schemat blokowy lub sieć zadań — użytkownicy mogą wizualnie śledzić elementy przepływające przez system i natychmiast identyfikować miejsca, w których tworzą się wąskie gardła i kolejki. Drugą dostępną reprezentacją wizualną jest dwuwymiarowa animacja (Animator), która może pokazywać poruszające się obiekty na planach pięter, mapach, zdjęciach lub innych obrazach 2D. Animator zapewnia również możliwość wyświetlania wykresów, wykresów i tekstu podczas wykonywania modelu na jednym ekranie. Trzecią reprezentacją wizualną, którą można opracować, jest trójwymiarowa animacja (Animator3D). Daje to realistyczny obraz modelowanego procesu z ruchomymi obrazami. Animator3D zawiera takie funkcje, jak powiększanie/pomniejszanie, obracanie, przesuwanie i zapisywanie widoków z kamery. Użytkownicy mogą zdecydować, jaki poziom szczegółowości chcą uwzględnić. Micro Saint Sharp umożliwia również przeglądanie poszczególnych fragmentów modelu za pomocą dynamicznych wykresów w czasie rzeczywistym. Ponad 20 różnych wykresów można zapisać jako pliki lub wydrukować do analizy.

Optymalizacja

Oprogramowanie optymalizacyjne OptTek OptQuest jest dołączone do złotej wersji Micro Saint Sharp. OptQuest, dzięki wyrafinowanej technice optymalizacji, znajduje właściwą kombinację zmiennych, która daje najlepsze możliwe wyniki. OptQuest współpracuje z Micro Saint Sharp, udostępniając zmienne. Użytkownicy mogą bezpośrednio wybrać zmienne, które będą miały wpływ na wyniki modelu Micro Saint Sharp. Obejmuje to każdy aspekt modelu optymalizacyjnego, w tym ograniczenia, zmienne decyzyjne i sam problem optymalizacji.

Komunikacja zewnętrzna

Micro Saint Sharp umożliwia modelowi komunikowanie się z plikami, bazami danych i witrynami internetowymi. Obecnie istnieje sześć typów protokołów komunikacyjnych, które są używane do dostosowywania protokołów dla modeli: (1) ADO.NET , (2) Interfejs wiersza poleceń konsoli , (3) Microsoft Excel , (4) Gniazdo sieciowe , (5) Plik tekstowy oraz (6) World Wide Web . Protokół ADO.NET łączy się z bazą danych lub dowolnym źródłem danych obsługiwanym przez platformę .NET za pośrednictwem OLE (Object Linking and Embedding) lub ODBC (Open Database Connectivity). Protokół konsoli umożliwia Micro Saint Sharp interakcję z aplikacjami wiersza poleceń. Protokół Excel łączy się z arkuszem kalkulacyjnym Microsoft Excel® i umożliwia modelarzowi podstawowe odczytywanie i zapisywanie komórek w skoroszytach. Protokół Socket łączy się z adresem w Internecie w celu komunikacji niskiego poziomu. Protokół tekstowy otwiera plik znajdujący się na twoim komputerze do odczytu i zapisu. Protokół sieciowy odczytuje dane z adresu URL.

Narzędzia oparte o silnik Micro Saint Sharp

Micro Saint Sharp to narzędzie do symulacji ogólnego przeznaczenia. Jednak opracowano kilka niestandardowych narzędzi, które wykorzystują Micro Saint Sharp jako podstawowy silnik symulacyjny. Każde narzędzie zostało zaprojektowane do określonego celu. W poniższej tabeli wymieniono niektóre opracowane narzędzia oparte na Micro Saint Sharp.

Narzędzie	Zamiar	Sponsor
IMPRINT (ulepszone narzędzie integracji badań wydajności)	Przewiduj wydajność systemu jako funkcję siły roboczej operatora i konserwatora, personelu i komponentów inżynierii czynnika ludzkiego (HFE) na bardzo wczesnym etapie procesu pozyskiwania.	Armia USA
C3TRACE (Techniki kontroli dowodzenia i komunikacji dla niezawodnej oceny realizacji koncepcji)	Środowisko modelowania C3 ogólnego przeznaczenia, którego można używać do oceny wielu różnych koncepcji organizacyjnych, w tym wpływu przepływu informacji na wydajność podejmowania decyzji.	Armia USA
IPME (zintegrowane środowisko modelowania wydajności)	Narzędzie do przewidywania wydajności człowieka w szerokim zakresie warunków środowiskowych, ze szczególnym uwzględnieniem przetwarzania informacji, kontroli percepcyjnej i projektowania zadań.	Wielka Brytania i Kanada
ISMAT (narzędzie do analizy siły roboczej zintegrowanej symulacji)	Narzędzie do badania wymagań dotyczących załogi statku i umiejętności zadaniowych.	Nasza Marynarka Wojenna
ECAT (narzędzie do analizy kontroli inżynierskiej)	Narzędzie do identyfikowania ekranów i zadań, które mogą prowadzić do dużego potencjalnego błędu ludzkiego.	Nasza Marynarka Wojenna
S-PRINT (narzędzie do integracji badań wydajności kosmicznej)	Narzędzie do przewidywania wydajności człowieka w długotrwałych misjach.	NASA
CSDT (narzędzie do projektowania stacji załogi)	Umożliwia projektantom wizualizację i optymalizację doboru elementów sterujących i wyświetlaczy oraz położenia tych elementów na stacji roboczej.	Armia USA
AVOSCET (narzędzie do oceny rozpiętości kontroli operatora pojazdu autonomicznego)	Narzędzie do określenia najlepszego stosunku operatorów do systemów autonomicznych.	Armia USA
MIDA (doradca ds. projektowania interfejsów multimodalnych)	Zapewnia obsługę multimodalnego projektowania interfejsów.	Armia USA

Zobacz też