Файл: Лабораторная работа 1 Знакомство с ведущим инструментом имитационного моделирования AnyLogic Цель работы.docx

Лабораторная работа № 1

Знакомство с ведущим инструментом

имитационного моделирования – AnyLogic 
Цель работы

Знакомство с единой платформой для имитационного моделирования – AnyLogic. 

Теоретическая часть
AnyLogic – программное обеспечение для имитационного моделирова-ния, разработанное российской компанией The AnyLogic Company (бывшая «Экс Джей Текнолоджис», англ. XJTechnologies).

Инструмент обладает современным графическим интерфейсом и позволяет использовать язык Java для разработки моделей.

Продукт получил название AnyLogic, потому что он поддерживал все три известных метода моделирования^[6]:

• 
  системная динамика;
  
• 
  дискретно-событийное (процессное) моделирование;
  
• 
  агентное моделирование.
  

С помощью AnyLogic стало возможным разрабатывать модели в следующих областях:

• 
  производство;
  
• 
  логистика и цепочки поставок;
  
• 
  рынок и конкуренция;
  
• 
  бизнес-процессы и сфера обслуживания;
  
• 
  здравоохранение и фармацевтика;
  
• 
  управление активами и проектами;
  
• 
  телекоммуникации и информационные системы;
  
• 
  социальные и экологические системы;
  
• 
  пешеходная динамика;
  
• 
  оборона.
  

Последней версией программы является AnyLogic 8.

Графическая среда моделирования AnyLogic включает в себя следующие элементы:

• 
  Stock & Flow Diagrams (диаграмма потоков и накопителей) применяется при разработке моделей, используя метод системной динамики.
  
• 
  Statecharts (карты состояний) в основном используется в агентных моделях для определения поведения агентов. Но также часто используется в дискретно-событийном моделировании, например для симуляции машинных сбоев.
  
• 
  Action charts (блок-схемы) используется для построения алгоритмов. Применяется в дискретно-событийном моделировании (маршрутизация звонков) и агентном моделировании (для логики решений агента).
  
• 
  Process flowcharts (процессные диаграммы) основная конструкция, используемая для определения процессов в дискретно-событийном моделировании.
  

Среда моделирования также включает в себя: низкоуровневые конструкции моделирования (переменные, уравнения, параметры, события и т.п), формы представления (линии, квадраты, овалы и т.п), элементы анализа (базы данных, гистограммы, графики), стандартные картинки и формы экспериментов. Среда моделирования AnyLogic поддерживает проектирование, разработку, документирование модели, выполнение компьютерных экспериментов с моделью, включая различные виды анализа – от анализа чувствительности до оптимизации параметров модели относительно некоторого критерия.

---

AnyLogic – первый и единственный инструмент, который предлагает возможность многоподходного имитационного моделирования.

Имитационное моделирование решает проблемы реального мира безопасно и разумно. Это удобный инструмент для анализа: он нагляден, прост для понимания и проверки. В разных областях бизнеса и науки имитационное моделирование помогает найти оптимальные решения и дает четкое представление о сложных системах.

Биты вместо атомов: имитационное моделирование – эксперимент над достоверным цифровым представлением любой системы. В отличие от физического моделирования, такого как создание макета здания, имитационное моделирование основано на компьютерных технологиях, использующих алгоритмы и уравнения. Имитационную модель можно анализировать в динамике, а также просматривать анимацию в 2D или 3D.

Компьютерное моделирование используется в бизнесе, когда проведение экспериментов на реальной системе невозможно или непрактично, чаще всего из-за их стоимости или длительности.

Возможность анализировать модель в действии отличает имитационное моделирование от других методов, например, от использования Excel или линейного программирования. Пользователь изучает процессы и вносит изменения в имитационную модель в ходе работы, что позволяет лучше проанализировать работу системы и быстро решить поставленную задачу.
Рабочее задание
1. Скачайте и установите на ПК бесплатную пробную версию для начинающих и студентов Personal Learning Edition. Ссылка для скачивания с официального сайта: https://www.anylogic.ru/downloads/

---

(Системные требования. Среда разработки моделей AnyLogic — это Java-приложение.

Она протестирована на следующих платформах:

– Microsoft Windows 10, x64, Internet Explorer 11

– Microsoft Windows 8, x64, Internet Explorer 11

– Microsoft Windows 7 SP1, x64, Internet Explorer 11

– Apple Mac OS X 10.10 (Yosemite) или выше, Universal, Safari 9+

– SuSE Linux, x64 (с установленными GTK+, libwebkitgtk-1.0-0, libudev, libssl 0.9.8 и выше), Firefox 24+ – Ubuntu Linux 10.04 или выше, x64 (с установленными GTK+, libwebkitgtk-1.0-0, libudev, libssl 0.9.8 и выше), Firefox 24+ – Linux Mint 17 или выше, x64 (с установленными GTK+, libwebkitgtk-1.0-0, libudev, libssl 0.9.8 и выше), Firefox 24+ AnyLogic может также быть установлен на других платформах, не перечисленных в этом списке (например, на других версиях Linux), но в этом случае мы не гарантируем полной совместимости с платформой.

Требования к аппаратному обеспечению:

– 1,5 Гб свободного дискового пространства

– для хорошей производительности рекомендуется иметь 4-8 Гб памяти и современный двухъядерный процессор (для пешеходного моделирования и экспериментов с несколькими "прогонами" рекомендуется иметь более мощный процессор)

– рекомендуется использовать мышь).

2. Ознакомьтесь с программным обеспечением AnyLogic, с этапами работы в нем.

3. По методике, приведенной ниже, реализуйте пример имитационного моделирования.

4. Сделайте отчет о выполненном задании.
Методика проведения работы

Модель банковского отделения

Библиотека Моделирования Процессов AnyLogic поддерживает дискретно-событийный, или, если быть более точным, «процессный» подход моделирования. С помощью объектов Библиотеки Моделирования Процессов вы можете моделировать системы реального мира, динамика которых представляется как последовательность операций (прибытие, задержка, захват ресурса, разделение, ...) над агентами, представляющими клиентов, документы, звонки, пакеты данных, транспортные средства и т.п. Эти агенты 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).

---

Диаграммы процессов AnyLogic иерархичны, масштабируемы, расширяемы и объектно-ориентированы, что позволяет пользователю моделировать сложные системы любого уровня детальности. Другой важной особенностью Библиотеки моделирования процессов является возможность создания достаточно сложных анимаций процессных моделей.

В этой лабораторной работе создадим модель простой системы обслуживания, а именно модель банковского отделения. В банковском отделении находятся банкомат и стойки банковских кассиров, что позволяет быстро и эффективно обслуживать посетителей банка. Операции с наличностью клиенты банка производят с помощью банкомата, а более сложные операции, такие как оплата счетов – с помощью кассиров.

Шаг 1. Создание простой модели

Вначале создадим простейшую модель, в которой будем рассматривать обслуживание людей банкоматом.

Создайте новую модель

1. 
   Щелкните мышью по кнопке панели инструментов Создать . Появится диалоговое окно Новая модель.
   
2. 
   Задайте имя новой модели. В поле Имя модели введите Bank.
   
3. 
   Имя модели введите Bank.
   

Рис. 1. Ввод новой модели

3. 
   Выберите каталог, в котором будут сохранены файлы модели. Если вы хотите сменить предложенный по умолчанию каталог на какой-то другой, вы можете ввести путь к нему в поле Местоположение или выбрать этот каталог с помощью диалога навигации по файловой системе, открывающегося по нажатию на кнопку Выбрать.
   
4. 
   Выберите минуты в качестве Единиц модельного времени.
   
5. 
   Щелкните мышью по кнопке Готово, чтобы завершить процесс.
   

Вы создали новую модель. В ней уже имеется один тип агента Main и эксперимент Simulation. Агенты - это главные строительные блоки модели AnyLogic. В нашем случае агент Main послужит местом, где мы зададим всю логику модели: здесь мы расположим чертеж банковского отделения и зададим диаграмму процесса потока клиентов.

В центре рабочей области находится графический редактор диаграммы типа агента Main.



Рис. 2. Агент Main

---

В левой части рабочей области находятся панель Проекты и панель Палитра. Панель Проекты обеспечивает легкую навигацию по элементам моделей, открытых в текущий момент времени. Поскольку модель организована иерархически, то она отображается в виде дерева. Панель Палитра содержит разделенные по палитрам элементы, которые могут быть добавлены на диаграмму типа агента или эксперимента.

В правой рабочей области будет отображаться панель Свойства. Панель Свойства используется для просмотра и изменения свойств выбранного в данный момент элемента (или элементов) модели. Когда вы выделяете какой-либо элемент, например, в панели Проекты или графическом редакторе, панель Свойства показывает свойства выбранного элемента.

Теперь мы можем настроить нашу модель, созданную с помощью Мастера создания модели.

Создание диаграммы процесса

Теперь мы зададим динамику процесса, создав диаграмму из блоков Библиотеки моделирования процессов.

Каждый блок задает определенную операцию, которая будет производиться над проходящими по диаграмме процесса агентами.

Диаграмма процесса в AnyLogic создается путем добавления объектов библиотеки из палитры на диаграмму агента, соединения их портов и изменения значений свойств блоков в соответствии с требованиями вашей модели.

Создайте диаграмму процесса

1. 
   По умолчанию при создании новой модели в панели Палитра открывается Библиотека моделирования процессов. Вы можете открывать палитры щелчком по соответствующей иконке на вертикальной панели слева от палитры:
   

Рис. 3. Библиотека моделирования процессов

2. 
   Добавьте блоки Библиотеки моделирования процессов на диаграмму и соедините их, как показано на рисунке. Чтобы добавить объект на диаграмму, перетащите требуемый элемент из палитры в графический редактор.
   

Рис. 4. Графический редактор

3. 
   Когда вы перетаскиваете блоки и располагаете их рядом друг с другом, вы можете видеть, как появляются соединительные линии между блоками. Будьте внимательны, эти линии должны соединять только порты, находящиеся с правой или левой стороны иконок.
   

---