Лимановская, О. В.
Л58 Моделирование производственных процессов в AnyLogic 8.1 : лабо-
раторный практикум / О. В. Лимановская, Т. И. Алферьева. — Екатерин-
бург : Изд-во Урал. ун-та, 2019. — 136 с.
ISBN 978-5-7996-2680-8
Издание представляет собой лабораторный практикум, позволяющий осво-
ить работу в среде AnyLogic с потоками и со сложными моделями, включающий
в себя несколько подходов моделирования. Предназначено для студентов-бака-
лавров, магистров и аспирантов всех форм обучения, обучающихся по техниче-
ским специальностям.
Рис. 202.
УДК 004.94(076.5)
ББК 32.972в6я73-5
ISBN 978-5-7996-2680-8
© Уральский федеральный
университет, 2019
3
Введение
В
настоящее время практически любой новый проект начина-
ется с моделирования его процессов и поиска оптимального
решения во время эксперимента с моделью. Моделирование
широко применяется как в бизнесе, так и в научных исследованиях.
Но если в научных исследованиях, как правило, используется анали-
тическое моделирование, основу которого составляют системы урав-
нений различного вида, то при моделировании бизнес-процессов или
производств часто невозможно описать систему набором систем урав-
нений. Тогда на помощь приходит имитационное моделирование.
Имитационное моделирование основывается на наборе состояний
системы, переходы между которыми задаются событиями системы,
т. е. переход из текущего состояния в последующее заранее не изве-
стен и зависит от того события, которое может произойти. Для приме-
ра рассмотрим модель работы отделения банка. Допустим, изначально
система находится в состоянии ожидания. Далее, если пришел кли-
ент и выбрал услугу получения кредита, то система перейдет в состоя-
ние оценки кредитоспособности клиента. Если клиент выберет услугу
оплаты государственной пошлины, то система перейдет в состояние
оказания услуги оплаты государственной пошлины. Если клиент во-
обще не придет, то система остается в состоянии ожидания.
Традиционно имитационное моделирование представляется тре-
мя подходами:
1) дискретно-событийным;
2) агентным;
3) системной динамикой.
В дискретно-событийном подходе выделяется пассивный объект мо-
делирования — заявка и активный субъект — сервис. В качестве заяв-
ки могут быть рассмотрены клиенты банка, посетители кафе, детали
на производстве и т. д. Сервисом служат операции, которые выпол-
4
Введение
няются над заявками — обслуживание клиентов, посетителей, обра-
ботка деталей и т. д. Сервисы используют ресурсы для своей работы.
Под ресурсами понимаются как служащий персонал, так и оборудо-
вание, необходимое для процесса, в том числе и помещение, если его
необходимо учитывать в модели. Такой подход применим для моде-
лирования процессов с большой детализацией, когда важно поведе-
ние каждой заявки. Например, этот подход хорошо работает для мо-
делирования логистики склада.
Системная динамика
основана на построении причинно-следствен-
ных связей и напрямую не является разделом имитационного моде-
лирования. В настоящее время системная динамика получила широ-
кое распространение для моделирования маркетинговых компаний,
политики банка, страховых стратегий. В ней выделяется накопитель
(уровень) и поток. Уровень отображает как причину, так и следствие,
но переход причины в следствие задается потоком. Поток представля-
ет собой фактически производную по времени уровня причины. На-
пример, причиной может быть уровень удовлетворенности клиентов
банка, а следствием — количество обращений в банк.
Агентный подход
является универсальным инструментом и осно-
ван на понятии агента. Агент — это элемент системы, который имеет
свои параметры, методы и поведение. Параметры агента задаются пе-
ременными и представляют собой некие характеристики агента. Мето-
ды агента представляют собой действия агента и задаются функциями.
Поведение агента представляет собой набор состояний агента, свя-
занных переходами между собой, реализуется как конечный автомат.
При моделировании можно использовать любой из перечисленных
подходов, но условия задачи, как правило, делают удобным какой-
либо конкретный из них. В то же время реальные системы содержат
множество задач и не могут укладываться в применение одного под-
хода, поэтому большинство моделей реальных систем (производств,
логистических цепочек и т. д.) представляют собой сложные модели,
в которых использованы несколько подходов.
Настоящее пособие посвящено изучению построения многоподход-
ных моделей в среде имитационного моделирования AnyLogic.
5
Лабораторная работа № 1
Разработка модели
технологической сборки изделия
Задача
П
ромоделировать работу технологической цепочки по сборке
изделия, состоящего из двух деталей. Первая деталь изделия
подвергается двум технологическим операциям до сборки,
вторая деталь изделия подвергается одной технологической опера-
ции до сборки. Первая технологическая операция над первой деталью
длится от 3 до 5 минут и выполняется 1 роботом. Вторая технологиче-
ская операция с первой деталью длится от 4 до 8 минут и выполняется
1 рабочим, который работает согласно расписанию (с 8 до 17 по рабо-
чим дням с перерывом на обед с 12 до 13). Технологическая операция
по обработке второй детали длится от 6 до 10 минут и выполняется ра-
бочим. Сборка изделия выполняется роботом и длится от 6 до 12 ми-
нут. Изделие после сборки упаковывается по 5 штук. Упаковка изде-
лий осуществляется рабочим и длится от 10 до 16 минут. Первая деталь
для сборки поставляется со склада1 в количестве 1 штуки в час. Вторая
деталь для сборки поставляется со склада2 в количестве 2 штуки в час.
Решение
Для решения поставленной задачи будет использоваться дискрет-
но-событийный подход. В этом подходе рассматривается заявка-агент,
которую обслуживают на различных операциях. В качестве заявки-
агента в данной задаче рассматриваются детали и само изделие. Тех-
нологические операции, выполняемые над деталями, рассматривают-
ся как обслуживание заявки-агента различными сервисами.
6
Лабораторная работа № 1
После запуска программы AnyLogic откроется окно с начальной
страницей, на которой содержится справочная информация по про-
грамме (рис. 1.1).
Рис. 1.1. Начальная страница
Это окно в дальнейшей работе не нужно, поэтому его можно за-
крыть. В рабочем окне программы выберите из строки меню Файл →
Создать
→ Модель (рис. 1.2).
Рис. 1.2. Создание модели
7
Разработка модели технологической сборки изделия
В открывшемся окне мастера создания модели задайте имя модели
и единицы модельного времени — минуты (рис. 1.3).
Рис. 1.3. Задание параметров модели
Откроется рабочее окно модели (рис. 1.4), которое разделено на три
части. В левой части находятся закладки Проекты и Палитра.
Рис. 1.4. Рабочее окно модели
8
Лабораторная работа № 1
В закладке Проекты представлены все открытые проекты и их со-
держимое. В закладке Палитра находятся все инструменты моделиро-
вания, которые разделены на разные библиотеки. Все необходимые
инструменты для дискретно-событийного моделирования находятся
в Библиотеке моделирования процессов, которая будет автоматически
открываться. Средняя зона представляет собой рабочее поле, в кото-
ром будет собираться модель. В правой части отображаются свойства
Достарыңызбен бөлісу: |