Simulation system design

Hossein Arsham (Author), Miroljub Kljajić (Author)

Abstract

The use of simulation as a tool to design complex stochastic systems is often inhibited by cost. Extensive computer processing is needed to find a design parameter value given a desired target for the performance measure of a given system. The designer simulates the process numerically and obtains an approximation for that same output. The goal is to match the numerical and experimental results as closely as possible by varying the values of input parameters in the numerical simulation. The most obvious difficulty in solving the design problem is that one cannot simply calculate a straightforward solution and be done. Since the output has to be matched by varying the input, an iterative method of solution is implied. This paper proposes a “stochastic approximation” algorithm to estimate the necessary controllable input parameters within a desired accuracy given a target value for the performance function. The proposed solution algorithm is based on Newton’s methods using a single-run simulation approach to estimate the needed derivative. The proposed approach may be viewed as an optimization scheme, where a loss function must be minimized. The solution algorithm properties and the validity of the estimates are examined by applying it to some reliability and queueing systems with known analytical solutions.

Keywords

system design;simulation;local response surface;goal seeking problem;parameter setting design;discrete-event system;

Data

Language:	English
Year of publishing:	2006
Typology:	1.01 - Original Scientific Article
Organization:	UM FOV - Faculty of Organizational Sciences
Publisher:	Moderna organizacija
UDC:	004.94
COBISS:	5069843
ISSN:	1318-5454
Views:	1570
Downloads:	45
Average score:	0 (0 votes)
Metadata:

Other data

Secondary language:	Slovenian
Secondary title:	Načrtovanje in planiranje z metodo simulacije
Secondary abstract:	Uporaba simulacije kot orodja za načrtovanje kompleksnih stohastičnih sistemov je pogosto časovno zahtevna naloga. Potereben je izdaten računalniški čas da se najde vrednost vhodnih parametrov ki ustrezajo željenim performansam sistema. Načrtovalec simulira proces numerično za izbrane vhodne parametre da dobije oceno želene vrednosti izhoda. Cilj je da dobimo kar se da slične vrednosti experimentalnih in simulacijskih rezultatov z variranjem vhodnih parametrov simulacijskega modela. Pproblem je da ne obstaja enostaven način računanja da direkto dobimo zahtevanno rešitev problema. Ker izhod (rešitev) mora odgovarati enoj od možnih vrednosti vhodnih parametrov metoda reševanja je nujno iterativna kar zahteva veliko računalniškega časa. V tem članku predlagava postopek “stohastičnega približka” za oceno potrebnih controlabinih vhodnih parametrov za določitev željene vrednosti sistema v mejah predpisane zanesljivosti. Predlagani algoritam temelji na Newtonovi metodi, kjer spomočjo (enega) simulaciijskega teka ocenimo prvi odvod potreban za optimizacijo kriterijske funkcije. Predlagani postopek lahko razumemo kot optimizacijsko shemo, kjer funkcijo izgube je treba minimizirati. Predlagani postopek je preizkušen in ovrednoten na nekaj primerih zanesljivosti in sistemov strežbe z znanimi analitičnimi rešitvami.
Secondary keywords:	načrtovanje;simulacija;metoda lokalnega odziva;ciljno optimiziranje;parametrska optimizacija;dogodkovna simulacija;
URN:	URN:NBN:SI
Type (COBISS):	Not categorized
Pages:	Str. 626-634
Volume:	39
Issue:	10
ID:	1741127