The DEVS (Discrete Event system Specification) formal model for discrete event simulation is a hierarchical, modular model. Because the DEVS formal model has a mathematical structure, it provides a theoretic background of discrete event simulation model. However, the DEVS formal model is difficult to understand because of its mathematical structure. Also, since the DEVS formal model is often constructed by heuristic, subjective method of model designer from the model, a systematic model built-in methodology does not exist. In this paper, we propose the model formalization methodology from an informal model to the DEVS formal model. For this formalization methodology, we introduce formal tools for model construction based on the DEVS ( from an informal model : Event Dependency Graph (EDG) for the event analysis and State Representation Graph(SRG) for the system state analysis.
이산사건시스템명세(DEVS) 형식론은 이산사건시스템을 모듈러하고 계층적으로 모델링할 수 있는 잘 정의된 의미론을 제공하고 있어 이산사건시스템 모델링 시뮬레이션 (M&S)에 많이 사용되어 왔다. 이러한 수학적 표현 대신에 DEVS 다이어그램은 복잡한 시스템을 보다 직관적이며 편리한 표현력을 제공한다. 본 논문은 DEVS 다이어그램을 이용하여 표현된 모델을 시뮬레이션 코드로 체계적으로 구현하며 검증하는 DEVS 클린룸 프로세스를 제안하였다. 구체적으로, 주어진 다이어그램 모델의 적합성 검사, 테이블 DEVS 모델로의 변환, 마지막으로 시뮬레이션 소스코드로 변환하는 방법과 역으로 추적성을 기반으로 한 검사기법을 통해 정적 검증하는 구체적인 방법을 제시하였다. 간단한 예제를 통해 제안된 프로세스를 적용하는 구체적인 방법을 설명하였으며, 적용사례 통해 제안된 기법이 실용적으로 적용 가능한 효과적인 프로세스임을 확인하였다.
Development of complex discrete event simulators requires cooperation between domain experts and modeling experts who involve the development. With the cooperation the domain experts derive user requirement and modeling experts transform the requirement to a simulation model. This paper proposes a method for consistency verification of simulation model in DEVS formalism against the user requirement in UML diagrams. It also presents an automated tool, called VeriDEVS, which implements the proposed method. Inputs of VeriDEVS are three UML diagrams, namely use case, class and sequence diagrams, and DEVS Graph, all in Visio; outputs of a verification result is represented in PowerPoint files.
Development of distributed simulation environment must be required in order to simulate the distributed models regionally and inter-operate with running simulations individually, Simulation based on DEVS formalism is difficult to simulate the distributed models. DEVS formalism is modeling methodology. To specify model, this formalism separates behavior and structure, therefore it is able to design complex model easily. HLA is standard framework of distribute simulation environment, It is defined to facilitate the interoperability and the reusability. RTI (Run Time Infrastructure) is software that provides common service to simulation systems and implementation of the HLA Interface Specification. Method of implementation is that modules cooperating with RTI are added to simulator on DEVS simulation environment. On the DEVS simulation environment (DEVS-Obj -C) that already developed, Highest class of abstract simulator uses service that RTI provide, then This environment is able to change DEVS model into Federate and run distribute simulation that inter-operates with the RTI. Because this distributed simulation environment includes convenience of modeling that obtains through the DEVS formalism and accompanies HLA standard, this environment make it possible to simulate with_ complex systems and heterogeneous simulations
실시간 시스템의 복잡도가 증가함에 따라 임시방편적 시스템 해석 방법은 시스템 동작 영역 전체를 완전하게 분석하는 데는 한계가 있다. 모델링을 기반으로 한 정형 기법은 그러한 한계점을 극복 할 수 있다. 본 논문은 모델 기반 정형 기법을 이용하여 실시간 시스템의 안전성 및 필연성 등과 같은 논리적 타당성을 이산 사건 모델 수준에서 분석하는 방법을 제안한다. 먼저, 분석 대상 실시간 시스템은 이산사건 수준에서 계층적으로 모듈화하여 모델을 명세하는 수학적 형식론인 DEVS (Discrete Event Systems Specification) 형식론으로 기술된다. 다음으로, 기술된 DEVS 모델은 시간 명세가 포함된 전역 상태 공간을 표현하는 C-DEVS (Communicating DEVS) 형식론으로 표현한 후 C-DEVS 형식론의 해석 알고리즘을 통해 시스템 동작을 분석된다. 제안된 C-DEVS 형식론 및 해석 알고리즘은 주어진 시스템의 동작 특성을 분석하는 과정에서 시스템의 상태 공간을 완전하게 빠짐없이 탐색하는 것을 보장한다. 간단한 건널목 제어 시스템의 안전성 분석 사례 연구를 통하여 제안된 모델 기반 해석 기법의 효율성을 예시 하였다.
컴포넌트기반 체계모의환경(AddSIM)은 고해상도 공학급 무기체계를 사용하여 체계의 성능 및 효과도를 예측 분석하기 위해 개발된 무기체계 통합 모의환경이다. AddSIM을 이용한 고해상도 교전 모의 분석을 위해서는 연속시스템으로 표현되는 무기체계 공학급 모델은 물론, 지휘 통제, 네트워크 제어 모델과 같이 DEVS 형식론으로 기술된 이산사건시스템 모델을 복합적으로 사용해야 한다. 본 논문에서는 DEVS 모델과 AddSIM 플레이어 모델의 함수 간 관계 매핑(mapping)을 통해 AddSIM에서 실행 가능한 DEVS 모델 변환방법을 제시한다. 제안한 방법은 우선, 계층적으로 구성된 DEVS 모델을 단일 계층으로 변환하고, DEVS의 네 가지 함수(외부천이, 내부천이, 출력, 시간진행함수)를 AddSIM 플레이어 함수로의 변환을 주요 내용으로 한다.
We describe a heterogeneous simulation framework, so called DEVS-HLA, in which conventional simulation models and the DEVS (Discrete Event System Specification) models are interoperable. DEVS-HLA conceptually consists of three layers: model layer, DEVS BUS layer, and HLA (High Level Architecture) layer. The model layer has a collection of heterogeneous simulation models, such as DEVS, CSIM, SLAM, and so on, to represent various aspects of a complex system. The DEVS BUS layer provides a virtual software bus, DEVS BUS, so that such simulation models can communicate with each other. Finally, the HLA layer is employed as a communication infrastructure, which supports several good features for distributed simulation. The DEVS BUS has been implemented on the HLA/RTI (Run-Time Infrastructure) and a simple example of a flexible manufacturing system has been developed to validate the DEVS-HLA.
DEVS 형식론은 이산 사건 시스템을 계층적이고 모듈러하게 표현할 수 있다. MATLAB/Simulink는 연속 시스템과 이산 시간 시스템을 모델링하고 시뮬레이션을 수행하는 데 널리 쓰인다. 본 논문은 MATLAB/Simulink 환경에서 DEVS 형식론을 구현하는 방법론을 제안한다. 본 논문에서 제안하는 방법론을 이용하여MATLAB/Simulink에서 제공하는 다양한 공학 방정식과 알고리즘을 사용할 수 있다. 또한 동일한 시뮬레이션 환경에서 연속 시스템과 이산 사건 시스템이 혼합된 하이브리드 시스템에 대한 시뮬레이션을 수행할 수 있다. 이를 위해 본 논문은 Simulink-DEVS 모델과 이 모델을 시뮬레이션을 수행하는 데 필요한 시간 진행 알고리즘을 제안한다. 특히 시간 진행 알고리즘은 시스템의 유형에 상관없이 적절한 시간 진행을 수행한다. 두 가지 실험 결과를 통해 본 논문에서 제안하는 방법론의 효용성을 입증한다.
최근 몇 십년간 이산사건시스템명세(DEVS) 형식론은 이산사건시스템을 모듈러하고 계층적으로 모델링할 수 있는 잘 정의된 의미론을 제공하여 왔다. 그럼에도 불구하고 실용 엔지니어들은 실세계의 시스템을 모델링에 적용하는데 어려움을 겪기도 하는데 이는 DEVS가 많은 상태와 사건들을 구조화되지 않은 형태로 명세해야 하는 것 때문이다. 본 논문은 집합 이론을 바탕으로 그러한 사건 및 상태집합들을 구조화된 형태로 표현하는 Structured DEVS 형식론과 이와 연관된 DEVS 다이어그램을 제안하고자 한다. 위상, 변수, 포트 등의 개념을 사용하여 집합들을 명세한 구조적 DEVS 형식론은 원래의 DEVS 형식론과 동등함을 증명하였다. DEVS 다이어그램을 이용하여 구조적 DEVS 형식론으로 표현된 예시 모델이 쉽게 객체지향 시뮬레이션 환경에서 구현될 수 있음을 보임으로써 제안된 형식론이 효과적임을 보였다.
Combined models, specified by two or more modeling formalisms, can represent a wide variety of complex systems. This paper describes a methodology for the development of combined models in two model types of discrete event and continuous process. The methodology is based on transformation of continuous state space into discrete one to homomorphically represent dynamics of continuous processes in discrete events. This paper proposes a formal structure which can combine model of the DES and the CS within a framework. The structure employs the DEVS formalism for the DES models and differential or polynomial equations for the CS models. To employ the proposed structure to specify a DEVS/CS combined model, a modeler needs to take the following steps. First, a modeler should identify events in the CS and transform the states of the CS into the DES. Second, a modular employs the formalism to specify the system as the DES. Finally, a moduler developes sub-models for the CS and continguos states of the DES and establishs one-to-one correspondence between the sub-models and such states. The proposed formal structre has been applied to develop a DEVS/CS combined model for the human cardiovascular system. For this, the cardiac cycle is partitioned into a set of phases based on events identified through observation. For each phase, a CS model has been developed and associated with the phase. To validate the DEVS/CS combined model developed, then simulate the model in the DEVSIM + + environment, which is a model simulation results with the results obtained from the CS model simulation using SPICE. The comparison shows that the DEVS/CS combined model adequately represents dynamics of the human heart system at each phase of cardiac cycle.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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