Материалы тренинга по AnyLogic
.pdf
Эта презентация является частью стандартной программы обучения
Многоподходное
моделирование в AnyLogic
© 2002-2011 ООО «Экс Джей Текнолоджис», www.xjtek.ru
Моделирование
Модель |
|
Решение на уровнемодели |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Мир моделей
Реальныймир
Проблема Решение
© 2002-2011 ООО «Экс Джей Текнолоджис», www.xjtek.ru |
2 |
Какиебываютмодели
Физическиемодели
Просто диаграммы
Имитационныемодели
Формулы |
Электронныетаблицы |
|
© 2002-2011 ООО «Экс Джей Текнолоджис», www.xjtek.ru |
3 |
|
|
Немногоанглийскойтерминологии
• •ModelingМоделирование в самом “широком” смысле,
– этотоже,modeling
• Simulation
• Имитация, тоесть воспроизведение, обычново
времени [Иногда, впрочем, применяется и к аналитическим моделям, например со стохастикой: Monte Carlo simulation]
•Simulation modeling
• Имитационноемоделирование
© 2002-2011 ООО «Экс Джей Текнолоджис», www.xjtek.ru |
4 |
Самыйпопулярныйинструмент– это:
Вход
1
X2
X3
X4
MS Excel
Y = f(X)
(формулы + скрипты)
Выход
Y1
Y2
Y3
Y4
© 2002-2011 ООО «Экс Джей Текнолоджис», www.xjtek.ru |
5 |
Однако…
•Аналитическоерешениеможнонайти, если
•Обозримоеколичествопараметров
•Зависимости понятны, легко построитьментальную
•А если это не так:
•Параметровмного
•Нелинейные, неочевидные зависимости
•Время, причинно следственные связи
•Антиинтуитивное поведение
•Неопределённость – стохастическаясистема 
© 2002-2011 ООО «Экс Джей Текнолоджис», www.xjtek.ru |
6 |
|
|
…приходитсястроитьимитационнуюмодель
• Это “выполняемая” модель
• Наборправил, позволяющихстроитьсостояние системы в следующий момент времени из текущего
• Модель строит траекторию системы во времени
“ ”
Входы
|
|
|
X1 |
|
|
X |
Y1 |
Y2 |
X3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
X4 |
|
|
|
|
Y4 |
© 2002-2011 ООО «Экс Джей Текнолоджис», www.xjtek.ru |
Y3 |
7 |
|
||
|
|
|
Чемещёхорошаимитация:
• Любаявеличинадоступнадляизмеренияв
любое время
сли, конечно, она находится не ниже уровня абстракции
•Вы можетенаглядно увидеть динамику
системы
•Имитационнаямодель – фактически интерактивная
играсграфическиминтерфейсом, часто3D
•Вэтомсмысле посвоей убедительностиИМ
существеннопревосходятлюбые “чёрныеящики” с
аналитикой, тотже Excel
© 2002-2011 ООО «Экс Джей Текнолоджис», www.xjtek.ru |
8 |
ГдеприменяетсяИМ?
абстракции
[меньше деталей макро уровень стратегический уровень]
Среднийуровень абстракции
[средняядетальность
мезо уровень
тактический уровень]
Низкийуровень абстракции
[больше деталей
микроуровень
оперативный уровень]
, |
, |
, … |
Рыноки конкуренция |
Социальныесистемы |
|
|
|
|
Динамика персонала |
Экономиказдравоохранения |
|
Энергетическиесети |
Управлениеактивами |
|
Цепочки поставок
Больница |
|
|
Бизнес процессы |
||
|
|
||||
|
|
|
|
||
Производство |
|
Системы обслуживания |
|||
|
Склад |
|
ранспорт: |
||
Военные действия |
|
||||
|
|||||
|
микро модели |
||||
Движениепешеходов |
|||||
|
|
||||
Компьютерныесистемы |
|
|
Отдельные объекты, точные размеры, расстояния, скорости, времена, …
© 2002-2011 ООО «Экс Джей Текнолоджис», www.xjtek.ru |
9 |
Методывимитационноммоделировании
абстракции |
, |
|
, |
, … |
|
|
|
|
|
[меньше деталей |
|
|
|
|
макро уровень |
|
|
|
|
стратегический |
|
|
Динамика |
|
уровень] |
|
|
|
|
|
|
System |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Dynamics |
|
Среднийуровень |
|
|
|
|
абстракции |
|
Агентное |
|
|
[средняядетальность |
- |
моделирование |
|
|
мезо уровень |
|
|
||
Agent Based |
|
|
||
тактический уровень] |
событийное |
|
|
|
Modeling |
|
|
||
|
(процессное) |
|
|
|
|
|
|
|
|
Низкийуровень |
моделирование |
|
|
|
Discrete Event |
|
|
|
|
абстракции |
|
|
|
|
Modeling |
|
|
|
|
[больше деталей |
|
|
|
|
микроуровень |
|
|
|
|
оперативный |
Отдельные объекты, точные размеры, расстояния, скорости, времена, … |
|
||
уровень] |
|
|||
|
|
|
||
© 2002-2011 ООО «Экс Джей Текнолоджис», www.xjtek.ru |
|
10 |
||
|
|
|
|
|
СистемнаядинамикаДж. Форрестер’50е
•Накопители, потоки, причинные зависимости
• Взаимодействующие обратныесвязи
|
Потен- |
|
Продажи |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
клиенты |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Продажи |
+ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
за устной |
|
|
||
|
рекламы |
|
B |
рекламы |
+ |
|
Эффективность |
|||
|
|
+ |
+ |
Частота |
устной рекламы |
|||||
|
|
рекламы |
|
|
|
|||||
|
|
контактов |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
Модель диффузии нового продукта/инновации по Бассу |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|||||
© 2002-2011 ООО «Экс Джей Текнолоджис», www.xjtek.ru |
|
|
11 |
|
||||||
СистемнаядинамикаДж. Форрестер’50е
•Накопители, потоки, причинныезависимости
• Взаимодействующие обратныесвязи
Эквивалентная математическая модель:
d( |
Потенциальные |
клиенты )/dt = - |
Продажи |
|
|
||
|
|
|
|||||
d( |
Клиенты )/dt = |
Продажи |
|
|
|
||
|
|
|
|||||
|
стно рекламын л ни |
||||||
родажи = родажи из-за рекламы + |
родажи из-за |
||||||
Продажи из-за рекламы = Эффективность рекламы * Потенциальные клиенты |
|||||||
|
рекламы |
рекламы |
|
|
|||
Продажи из-за устной рекламы = |
|
|
|
||||
Частота контактов * Эффективность устной рекламы * Потенциальные |
|||||||
клиенты * Клиенты / ( Потенциальные клиенты + Клиенты ) |
|||||||
|
рекламы |
контактов |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
нового продукта/инновации по Бассу |
|
|
|
12 |
|
||||
© 2002-2011 ООО «Экс Джей Текнолоджис», www.xjtek.ru |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Дискретно событийноеДж. Гордон’60е
•Заявки иресурсы. Диаграммаизблоков
• Очереди, задержки и т.д.
[источник] [решение] |
[очередь+обслуживание] [выход] |
да
нет
[entities] |
|
[ресурсы] |
|
|
|
|
|
да |
[очередь] |
[задержка] |
[решение] |
|
|
Отделение банка |
|
|
|
© 2002-2011 ООО «Экс Джей Текнолоджис», www.xjtek.ru |
13 |
|
Агентноемоделирование
•Описываемотдельныеобъектыиихлокальные
правила поведения. Иногда – модель среды
Среда
ет семьи
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
14 |
|||||||||
© 2002-2011 ООО «Экс Джей Текнолоджис», www.xjtek.ru |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ИнструментыИМ– чтоестьвообще
•Традиционные инструменты поддерживают
какой то один определённый метод
Системная |
Дискретно |
Агентное |
Динамические |
|||||||||||||||
событийное |
||||||||||||||||||
Динамика |
моделирование |
Моделирование |
|
системы |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
VenSim |
Arena |
[Универси |
MATLAB |
PowerSim |
ExtendSim |
тетские |
VisSim |
iThink |
SimProcess |
разработки:] |
LabView |
|
AutoMod |
Swarm |
Easy5 |
|
PROMODEL |
RePast |
… |
|
Enterprise |
NetLogo |
|
|
Dynamics |
ASCAPE |
|
|
FlexSim |
|
|
|
… |
|
|
© 2002-2011 ООО «Экс Джей Текнолоджис», www.xjtek.ru |
15 |
||
|
|
|
|
AnyLogic – многоподходныйинструментИМ
Динамические
системы
Системная
Моделирование
Дискретно
событийное
выбирать
подходящий
уровень
абстракции
•Можно
переключаться
между
•Можно
смешивать
разныеподходы
водной
модели
•Всё это на гибкой
ООплатформе
© 2002-2011 ООО «Экс Джей Текнолоджис», www.xjtek.ru |
16 |
|
|
Какиспользуютсяимитационныемодели?
•Встроеныв процесс оперативногоуправления
•Модельполностью встроена в процесс производства, логистики, бизнес процесс, запускаетсяавтоматически, может быть “не видна” явно
•Запускаютсяпериодически при принятии решений
•Модельзапускаетсявручную, скажем, при планированиина квартал
•Оценка и сравнение сценариев планируемых изменений
•Модель– инструмент планирования модернизации, оценки новых проектов, оптимизации будущейстратегии
•Для анимации / демонстрации предлагаемого проекта
•Иллюстрируетработу объекта, который предлагаетсясоздать, используетсякак дополнительныйаргумент в пользу данногорешения
•Для тренировки и обучения
•Позволяетперсоналулучше понять работу системы, обучиться принятию решений. Часть используется для“управленческихигр”
© 2002-2011 ООО «Экс Джей Текнолоджис», www.xjtek.ru |
17 |
Типичныефазыпроекта
•Постановка задачи / Техническоезадание
•Анализ данных / Измерения на реальном объекте
•Разработка модели
•Валидацияикалибровкамодели
•Оптимизация / Эвристики
•Интеграция с корпоративной ERP, CRM, и т.п.
•Разработкаинтерфейсапользователя
•Разработка генерации отчетов (результатов)
•Внедрениеи обучение персонала
© 2002-2011 ООО «Экс Джей Текнолоджис», www.xjtek.ru |
18 |
Кудабудутпотраченыосновныеусилия?
•Основная часть интеллектуальных усилийуходит на:
•Понимание бизнеса клиента и сути стоящей задачи
•Выбор информационной архитектуры решения
•Разработку оптимизационных эвристик
•Создание собственно имитационной модели – ключевая, но, как правило, не самая большая часть проекта
•Иногда большая часть времени может уйти на:
•Разработкуинтерфейсапользователя
•Интеграциирешения с базамиданныхи т.п.
существенное время
© 2002-2011 ООО «Экс Джей Текнолоджис», www.xjtek.ru |
19 |
ЧтобыИМ проектбылуспешным:
•Разрабатывайтеитеративно
•Начните с простейшей модели, добавляйте детали постепенно
•Показывайтеи обсуждайте с конечным пользователем промежуточные результаты
•Следуйте принципу“бритвы Оккама”: “Не размножа те сущности ез нео ходимости
•Будьте минималистом: не добавляйте в модель ничего,
,чтоэтонеобходимо
• Стиль – это важно
•одель, которая некрасиваизнутри плохая модель
•Если Вам сложно объяснить другому человеку, как
модельработает – этотожеплохаямодель
© 2002-2011 ООО «Экс Джей Текнолоджис», www.xjtek.ru |
20 |