AnyLogic - первый и единственный инструмент имитационного моделирования, объединивший методы системной динамики, "процессного" дискретно-событийного и агентного моделирования в одном языке и одной среде разработки моделей. Гибкость AnyLogic позволяет отражать динамику сложных и разнородных экономических и социальных систем на любом желаемом уровне абстракции. AnyLogic включает набор примитивов и библиотечных объектов для эффективного моделирования производства и логистики, бизнес-процессов и персонала, финансов, потребительского рынка, а также окружающей инфраструктуры в их естественном взаимодействии. Объектно-ориентированный подход, предлагаемый AnyLogic, облегчает итеративное поэтапное построение больших моделей. (См. также подробный обзор возможностей и сравнение версий AnyLogic).
AnyLogic - это выбор тысяч пользователей по всему миру, сотен коммерческих и государственных организаций и сотен университетов. Сообщество пользователей AnyLogic постоянно растёт как за счёт миграции с других продуктов, так и за счёт расширения рынка: AnyLogic делает ИМ применимым там, где раньше это казалось невозможным. AnyLogic стал корпоративным стандартом на бизнес-моделирование во многих транснациональных компаниях.
AnyLogic 6 (выпущен в апреле 2007г.)
AnyLogic 6 основан на Java и базируется на платформе Eclipse - современном стандарте для бизнес-приложений. Благодаря Eclipse AnyLogic работает на всех распространённых операционных системах (Windows, Mac, Linux и т. д.). AnyLogic 6 поддерживает совместную разработку моделей коллективами специалистов: большой проект может быть разбит на взаимозависимые компоненты, которые можно забирать и класть в систему контроля версий непосредственно из среды AnyLogic.
"Движок" (simulation engine) AnyLogic 6 был заново спроектирован и существенно улучшен. Модели выполняются теперь в среднем в 5-20 раз быстрее, чем в AnyLogic 5. Память, занимаемая модельными объектами также стала заметно меньше, что особенно важно для агентного моделирования. Вы можете теперь запускать несколько миллионов агентов на стандартном компьютере с 1ГБ памяти, то есть моделировать, скажем, население крупного города, учитывая индивидуальные свойства каждого человека.
В редакторе AnyLogic Вы можете разработать анимацию и интерактивный графический интерфейс модели. Редактор поддерживает большой набор фигур, элементов управления (кнопок, ползунков, полей ввода и т. д.), импорт растровой графики и векторной графики в формате DXF. Анимация может быть иерархической и поддерживать несколько перспектив. Например, Вы можете определить глобальный взгляд на процесс производства с несколькими агрегированными индикаторами, а также детальные анимации конкретных операций - и переключаться между ними.
В AnyLogic включены средства анализа данных и большой набор элементов бизнес-графики, спроектированных для эффективной обработки и презентации результатов моделирования: статистики, наборы данных, графики, диаграммы, гистограммы.
AnyLogic поддерживает множество разнообразных типов экспериментов с моделями: простой прогон, сравнение прогонов, варьирование параметров, Монте-Карло, анлиз чувствительности, оптимизация, калибровка, а также произвольный эксперимент по пользовательскому сценарию. Новая Java-версия мощного оптимизатора OptQuest™ от компании OptTek, Inc встроена в AnyLogic.
Языком для описания структур данных, действий, правил и алгортимов в AnyLogic является Java. При необходимости Вы можете расширить и доопределить функциональность любых примитивов AnyLogic, добавив в них фрагменты Java-кода. Для удобства пользователя AnyLogic поддерживает “code completion” (автодополнение) и "refactoring" (автоизменение): при написании кода AnyLogic предлагет список переменных, методов и т. д., которые можно использовать в данном контексте, а также автоматически переименовывает все ссылки на объект при переименовании самого объекта.
Java делает модели, разработанные на AnyLogic, кросс-платформенными, а также позволяет публиковать их на сайтах в виде аплетов. При просмотре такого аплета удалённым пользователем модель сама загрузится к нему на компьютер и будет выполняться там внутри браузера - без необходимости инсталлировать там какое-либо ПО. Некоторые аплеты Вы можете посмотреть в разделе Примеры моделей.
Открытость моделей на уровне Java позволяет легко интегрировать их с внешними Java и нативными приложениями, в частности ERP, CRM и другими элементами корпоративной IT-инфраструктуры. Модели AnyLogic работают в составе компллексных систем поддержки принятия решений (СППР) на многих предприятиях.
Григорий Ренатович Гафаров, АС-422
Екатерина Сергеевна Ильвес, АС-422
Александр Юрьевич Киприянов, АС-422
Дмитрий Николаевич Матвиенко, АС-422
Николай Михайлович Смерницкий, АС-422
Научный руководитель к. т.н., доцент
СРАВНЕНИЕ ВОЗМОЖНОСТЕЙ МОДЕЛИРОВАНИЯ НА GPSS И ANYLOGIC
В данной работе рассматриваются и сравниваются возможности моделирования в двух средах, таких как ANYLOGIC и GPSS. На основе примеров, разработанных в каждой среде моделирования, формируется вывод, который характеризует преимущества и недостатки данных программных пакетов.
Задачи проекта:
· представить обзор основных возможностей систем имитационного моделирования GPSS и AnyLogic;
· продемонстрировать примеры моделей с обоснованием выбора среды моделирования.
Основные понятия:
Моделирование позволяет оптимизировать систему до ее реализации.
Моделирование включает в себя (рис. 1):
· отображение проблемы из реального мира в область моделей (процесс абстракции);
· анализ и оптимизацию модели;
· нахождение решения;
· отображение решения обратно в реальный мир.
Различают аналитическое и имитационное моделирование.
Аналитическое моделирование
В аналитической модели выход функционально зависит от входа (набора параметров). К сожалению, аналитические решения не всегда существуют, а существующие не всегда просто найти.
Имитационное моделирование (ИМ, английский термин – simulation modeling).
Имитационную модель можно рассматривать как множество правил, которые определяют в какое состояние система перейдёт в будущем из заданного текущего состояния.
Имитация в данном случае – это процесс “выполнения” модели, проводящий е¨ через дискретные или непрерывные изменения состояния во времени.
AnyLogic:
· Позволяет создавать модели: непрерывные, дискретные, гибридные, детерминированные, стохастические
· Поддерживает все этапы имитационного моделирования: создание и верификация модели, ее исследование, параметрический анализ и оптимизация
· Обладает мощной системой 2D и 3D анимации, что помогает отлаживать модели и способствует пониманию происходящих в них процессов.
· Позволяет пользоваться всеми преимуществами объектно-ориентированного подхода: наследование, полиморфизм, вложенность.
GPSS:
GPSS World является объектно-ориентированным языком.
В состав GPSS входят следующие типы объектов:
транзакты; блоки;
памяти; устройства;
логические ключи; очереди;
таблицы; функции;
переменные.
Любую модель на языке GPSS можно представить в виде комбинации компонентов, взятых из числа названных объектов.
Выводы и рекомендации:
В результате проделанной работы получены следующие заключения:
· Среда GPSS отлично приспособлена для моделирования систем массового обслуживания.
· AnyLogic более универсальное средство, не лишенное, тем не менее, некоторых ограничений.
Общая рекомендация: выбирайте среду моделирования в зависимости от стоящей перед вами задачи, опираясь на схему, представленную на рис. 2.
Библиографический список
1. GPSS World. Основы имитационного моделирования различных систем. - М.: «ДМК-ПРЕСС», 2003. – 320 с.
2. Имитационное моделирование систем. Введение в моделирование с AnyLogic 5 - М.: «BHV», 2005. – 400 с.
Обзор возможностей
|
Эти Java апплеты были автоматически сгенерированы из примеров моделей входящих в стандартный дистрибьютив AnyLogic. И так как модели, построенные при помощи AnyLogic, используют технологию Java, их можно запустить практически из любого браузера независимо от установленной операционной системы.
Внимание! Если на Вашем компьютере не установлен Java Plug-In, Вам будет предложено пройти процедуру его установки через Интернет, разработанную Sun Microsystems. Более детальную информацию можно получить на домашней странице Java Plug-In.
В случае если Вам по каким-то причинам не удалось запустить модели, пожайлуста свяжитесь с нами, и мы постараемся разрешить эту проблему.
Мир вокруг нас является скорее "непрерывным", чем "дискретным": большинство наблюдаемых нами процессов - это непрерывные изменения во времени. Однако, для анализа этих процессов иногда имеет смысл абстрагироваться от их непрерывной природы и рассматривать только некоторые "важные моменты" ("события") в жизни моделируемой системы. Подход к построению имитационных моделей, предлагающий апроксимировать реальные процессы такими событиями и называется "дискретно-событийным" моделированием (discrete event modeling).
Вот некоторые примеры событий: покупатель вошел в магазин, на складе закончили разгружать фуру, конвейер остановился, в производство запущен новый продукт, уровень запрасов достиг некоего порога и т. д. В дискретно-событийном моделировании движение поезда из точки А в точку Б будет представлено двумя событиями: отправление и прибытие, а само движение станет "задержкой" (интервалом времени) между ними. (Это, однако, не означает, что вы не сможете показать поезд движущимся - как раз наоборот, AnyLogic позволяет создавать визуально непрерывные анимации для логически дискретных процессов).
Термин "дискретно-событийное моделирование", однако, обычно используется в более узком смысле для обозначения "процессного" моделирования, где динамика системы представляется как последовательность операций (прибытие, задержка, захват ресурса, разделение, ...) над некими сущностями (entities, по-русски - транзакты, заявки), представляющими клиентов, документы, звонки, пакеты данных, транспортные средства и т. п. Эти сущности пассивны, они сами не контролируют свою динамику, но могут обладать определёнными атрибутами, влияющими на процесс их обработки (например, тип звонка, сложность работы) или накапливающими статистику (общее время ожидания, стоимость). Процессное моделирование - это средне-низкий уровень абстракции: здесь каждый объект моделируется индивидуально, как отдельная сущность, но множество деталей "физического уровня" (геометрия, ускорения/замедления) обычно опускается. Такой подход широко используется в бизнес-процессах, производстве, логистике, здравоохранении.
Прежде, чем использовать этот подход мы советум Вам убедиться, что моделируемая система [с точки зрения целей проекта!] действительно естественно описывается как (возможно, иерархическая) последовательность операций. Вы всегда должны иметь в виду альтернативные подходы; например, если легче описать поведение каждого объекта индивидуально, чем пытаться загнать всех в общий процесс, решением может быть агентное моделирование. Аналогично, если Вас интересуют только общие количественные оценки процессов, а не динамика отдельных объектов, воможно, Вам удасться описать сисиему в терминах системной динамики. AnyLogic поддерживает все три подхода, так что Вы можете свободно экспериментировать с уровнем абстракции в очень широких пределах, оставаясь в рамках одного инструмента.
Библиотека AnyLogic Enterprise Library
Основное средство процессного моделирования в AnyLogic - это библиотека Enterprise Library. В эту библиотеку вошли объекты для определения "потока" процесса (process workflow): Source (источник), Sink (выход из системы), Delay (задержка), Queue (очередь), Service (обслуживание), SelectOutput (выбор пути), и т. д., а также задействованных в процессе ресурсов. Все объекты гибкие и настраиваемые: пераметры могут изменяться динамически, действия могут зависеть от атрибутов заявок, и т. д. Объекты имеют "точки расширения" типа onEnter/onExit - это места, где можно определить действия, производимые над заявками при их прохождении через объект. Базовый класс заявок Entity (на самом деле это Java-класс), в свою очередь, может быть расширен путём добавления полей и методов. Компоненты модели, построенные из блоков библиотеки Enterprise Library могут естественным образом взаимодействовать с компонентами системной динамики, с агентами или с низкоуровневыми примитивами AnyLogic - картами состояний и событиями.
Если моделируемая система сложна, имеет смысл разбить её модель на компоненты (подпроцессы) и поместить каждый из них в отдельный активный объект (Active Object). Вы можете определить входы и выходы из подпроцесса, поместить их на внешний интерфейс активного объекта и скрыть его реализацию. На верхнем уровне Вы будете оперировать такими объектами как блоками, соединяя их входы и выходы. Вы можете создать несколько экземпляров активного объекта с разными параметрами, в том числе и в других проектах.
Библиотека Enterprise Library тесно интегрирована с анимационными средствами AnyLogic и позволяет создавать анимации процессов любой степени сложности, в том числе иерархические и с несколькими перспективами. Например, Вы можете определить глобальный взгляд на процесс производства с несколькими агрегированными индикаторами, а также детальные анимации конкретных операций - и переключаться между ними.
Сетевое моделирование
В Enterprise Library также входят объекты, разработанные для моделирования процессов, происходящих в (и зависящих от) пространства: таких, где объекты-заявки и ресурсы перемещаются в некой сети. Это подмножество объектов значительно упрощает моделирование некоторых типов систем, например, производства, внуризаводской логистики, супермаркета, склада, госпиталя. Для использования этого подхода, называемого сетеывым моделированием (Network Based Modeling), Вы должны определить топологию сети (например, используя векторную графику AnyLogic поверх плана или чертежа здания или сооружения), множества ресурсов (статических, движущихся или перемещаемых), и собственно процесс. Процесс в данном случае - это комбинация объектов типа "переместиться туда-то" или "присоединить к себе ресурс" и обычных объектов Enterprise Library. Заявки и ресурсы автоматически анимируются движущимися по сегментам сети или находящимися в её узлах; эта анимация может также комбинироваться с обычной.
- Имитационная модель – «виртуальное» представление процесса (производственного, финансового), упрощенное, но достаточное для целей анализа По построенной программной модели, имитирующей работу реальной системы, возможно исследовать производительность системы, ее «узкие места», оценить влияние параметров (например, оценить, куда направить ограниченный объем капиталовложений) Проводить эксперименты «что, если...», оценивать альтернативные варианты и выбирать технологию, дающую наилучшие результаты Моделирование и компьютерная имитация функционирования сложных систем совместно с визуализацией становятся повседневным современным средством поддержки и обоснования принятия решений
Простой пример финансовой модели: финансовые риски банка
Модель финансовых потоков банка позволяет:
- оперативно оценить положение банка в будущем, учитывая сроки погашение кредитов и внесение вкладов, произвести оценку разрывов ликвидности определить наилучшую схему развития банка, учитывая прибыльность и устойчивость к рискам оценить последствия рисков непогашения кредитов или шока (кризиса доверия) депозитов
Редактор пакета AnyLogic
- Подсистема разработки моделей гарантирует быстрое создание и последующее развитие модели
- Графический язык моделирования и современная объектно-ориентированная технология, основанная на UML-RT (Unified Modeling Language for Real-Time) - мировом стандарте де-факто в области проектирования Гибкость и расширяемость с помощью языка Java (нечеткие числа, связь с базами данных, ...)
Система просмотра пакета AnyLogic
- Подсистема просмотра моделей
- Построение графиков и сбор статистики Вывод текстовой информации отдельно для каждого объекта Гарантирует доступ к информации о любом объекте, что важно для проверки адекватности модели и отображения детальных результатов
Возможности AnyLogic
- AnyLogic обладает возможностями для создания моделей широкого класса систем:
- моделирование непрерывных величин (например, изменение определенной величины во времени в соответствие с дифференциальным уравнением) моделирование дискретных событий (например, совершение финансовой сделки и пересылка соответствующей транзакции) моделирование взаимодействия непрерывных и дискретных компонент (гибридное моделирование)
 |
 |
Возможность учета случайных факторов и моделирования случайных процессов (например, внесение вкладов клиентами является случайным процессом) Возможность нескольких повторений выполнения модели с автоматическим изменением параметров позволяет сравнивать различные наборы параметров и сценарии развития Возможность автоматической оптимизации по заданному критерию со сложными ограничениями позволяет найти наилучшие значения параметров процесса или структуры процесса. В AnyLogic интегрирован мощный пакет оптимизации OptQuest
- Исключительные возможности визуализации
§ Построение графиков, в том числе графиков изменения значений во времени или зависимости величин друг от друга
§ Сбор произвольной статистики, отображение в виде гистограмм и секторных диаграмм, экспорт данных в Excel
§ Интерактивное бизнес-представление, упрощающее использование продукта и содержащее элементы взаимодействия с пользователем (кнопки, слайдеры, переключатели), равно как и средства отображения результатов, включая анимацию бизнес-процессов
История AnyLogic
- Пакет имитационного моделирования AnyLogic имеет более чем 10-летнюю историю AnyLogic содержит самые новые идеи в области моделирования и объектно-ориентированного анализа и проектирования
Рекомендации
- AnyLogic успешно используется в следующих крупных компаниях:
§ Boeing
§ IBM
§ Austrian Research Center
§ Hewlett-Packard
§ AviTech
§ SiS
- Более 20 университетов по всему миру выбрали AnyLogic для обучения студентов AnyLogic – победитель Daimler-Chrysler Modeling Contest’2001 в области построения автомобильных моделей
Производитель пакета AnyLogic - компания XJ Technologies
- Компания XJ Technologies является производителем пакета имитационного моделирования AnyLogic
- продажа программных продуктов техническая поддержка и сопровождение консалтинг в области моделирования создание моделей обучение в области моделирования и прикладного программирования
www.
Услуги Siemens Business Services
и XJ Technologies по созданию моделей
Компания «Сименс Бизнес Сервисез» предлагает полный спектр услуг от консалтинга по бизнес-процессам, разработки концепции информационной системы до ее внедрения, а также эксплуатации и обслуживания.
Ориентация на максимально полное удовлетворение Ваших требований позволит быстро и эффективно реализовать желаемую функциональность.
Компания XJ Technologies предлагает услуги по техническому созданию моделей и работает совместно с бизнес-консультантами.
Квалифицированный технический персонал компании, имеющий многолетнюю практику в области моделирования, информационных технологий и программирования гарантирует качество разработки, удобство использования и расширяемость решения.
