AnyLogic on simulatsioonitööriist, millel on üle 15 000 kasutaja 60 riigis. Tarkvaratoode on mõeldud äriprotsesside või mistahes keeruliste süsteemide, nagu tootmistsehh, lennujaam, haigla jne, kujundamiseks ja optimeerimiseks. Tööriist toetab kõiki ärimodelleerimise meetodeid – süsteemidünaamikat, diskreetsete sündmuste (protsesside) ja agendipõhist modelleerimist. Toote arenduses on põhirõhk selle paindlikkusele ja kasutusmugavusele mudelite loomises kogenematute kasutajate jaoks. Kasutajate hulgas on suured rahvusvahelised ettevõtted, valitsusasutused, rahvusvahelised liidud: NATO, NASA, Boeing, IBM, General Motors, HSBS, PWC, Accenture, Jonson&Jonson.

2014: AnyLogic 7

1990-1998

1990. aastate alguses tunti arvutiteaduses suurt huvi paralleelsete protsesside vastastikmõju matemaatiliselt tõlgendatava kirjelduse konstrueerimise vastu. Mis mõjutas paralleel- ja hajutatud programmide õigsuse analüüsi käsitlusi. Rühm Peterburi Polütehnilise Ülikooli teadlasi on välja töötanud tarkvara süsteemi õigsuse analüüsimiseks; uus tööriist kandis nime COVERS (Parallel Verification and Simulation). Analüüsitav protsesside süsteem täpsustati graafiliselt, kirjeldades selle struktuuri ja üksikute paralleelsete komponentide käitumist, mis võiksid suhelda keskkonnaga - teiste protsesside ja keskkonnaga. Tööriista on kasutatud Hewlett-Packardi uurimisprojektides.

1998. aastal inspireeris selle uurimistöö edu laborit asutama äriettevõtet, mille missiooniks oli luua uus simulatsioonitarkvara. Arenduses pandi rõhku rakendatavatele meetoditele: stohhastiliste süsteemide modelleerimine, mudeli optimeerimine ja visualiseerimine. 2000. aastal välja antud uus tarkvara põhines infotehnoloogia viimastel edusammudel: objektorienteeritud lähenemine, UML standardi elemendid, Java programmeerimiskeel, kaasaegne GUI jne.

Toode sai nimeks AnyLogic, kuna see toetas kõiki kolme teadaolevat simulatsioonimeetodit:

• süsteemi dünaamika;
• diskreetsete sündmuste modelleerimine|diskreetsete sündmuste (protsesside) modelleerimine;
• agentide modelleerimine.

Nagu ka nende lähenemisviiside mis tahes kombinatsioon sama mudeli raames. Esimesele versioonile määrati indeks 4 - Anylogic 4.0, kuna nummerdamine jätkas eelmise arenduse versiooni ajalugu - COVERS 3.0.

2003. aastal tehti suur samm edasi ärimudelile keskendunud AnyLogic 5 väljalaskmisega. AnyLogicu abil sai võimalikuks mudelite väljatöötamine järgmistes valdkondades:

AnyLogic ja Java

AnyLogic sisaldab graafilist modelleerimiskeelt ja võimaldab kasutajal ka loodud mudeleid Java keele abil laiendada. Java kompilaatori integreerimine AnyLogicusse annab rohkem võimalusi mudelite loomiseks, aga ka Java aplettide loomiseks, mida saab avada mis tahes brauseriga. Need apletid muudavad AnyLogic mudelite veebisaitidele paigutamise lihtsaks. Lisaks Java aplettidele toetab AnyLogic Professional Java rakenduste loomist, mille puhul saab kasutaja mudelit käivitada ilma AnyLogici installimata.

Simulatsioonimeetodid

AnyLogic mudelid võivad põhineda mis tahes peamisel simulatsioonimodelleerimise paradigmal: sündmuste diskreetne modelleerimine, süsteemi dünaamika ja agendipõhine modelleerimine.

Süsteemidünaamika ja diskreetsete sündmuste (protsesside) modelleerimine, mille all peame silmas igasugust GPSS-ideede arendamist, on traditsioonilised, väljakujunenud lähenemised, agendipõhine modelleerimine on suhteliselt uus. Süsteemidünaamika toimib peamiselt ajas pidevate protsessidega, diskreetsete sündmuste ja agentide põhine modelleerimine aga diskreetsete protsessidega.

Süsteemidünaamikat ja diskreetsete sündmuste modelleerimist on ajalooliselt õpetatud täiesti erinevatele õpilaste rühmadele: juhtkonnale, tootmisinseneridele ja juhtimissüsteemide projekteerimisinseneridele. Selle tulemusena on tekkinud kolm erinevat peaaegu mittekattuvat kogukonda, mis peaaegu kunagi ei suhtle omavahel.

Agendipõhine modelleerimine on kuni viimase ajani olnud rangelt akadeemiline valdkond. Ettevõtete kasvav nõudlus globaalse optimeerimise järele on aga sundinud juhtivaid analüütikuid pöörama tähelepanu agendipõhisele modelleerimisele ja selle kombineerimisele traditsiooniliste lähenemisviisidega, et saada terviklikum pilt erineva iseloomuga keeruliste protsesside koosmõjust. Nii tekkis nõudlus tarkvaraplatvormide järele, mis võimaldab integreerida erinevaid lähenemisi.

Nüüd vaatleme simulatsiooni modelleerimise lähenemisviise abstraktsioonitaseme skaalal. Süsteemi dünaamika, asendades üksikud objektid nende agregaatidega, eeldab kõrgeima abstraktsioonitaseme. Diskreetsete sündmuste simulatsioon töötab madalas ja keskmises vahemikus. Mis puudutab agendipõhist modelleerimist, siis seda saab rakendada peaaegu igal tasemel ja igal skaalal. Agendid võivad esindada füüsilises ruumis jalakäijaid, autosid või roboteid, kesktasemel klienti või müüjat või kõrgel tasemel konkureerivaid ettevõtteid.

AnyLogicis mudelite väljatöötamisel saate kasutada mitme modelleerimismeetodi kontseptsioone ja tööriistu, näiteks agendipõhises mudelis, kasutada süsteemi dünaamika meetodeid keskkonnaseisundi muutuste esitamiseks või pidevas mudelis. dünaamiline süsteem, võtta arvesse diskreetseid sündmusi. Näiteks tarneahela haldamine simulatsioonimudeli abil nõuab tarneahelas osalejate kirjeldamist agentide poolt: tootjad, müüjad, tarbijad, ladude võrgustik. Samas kirjeldatakse tootmist diskreetsete sündmuste (protsesside) modelleerimise raames, kus toode või selle osad on rakendused ning autod, rongid, virnastajad on ressursid. Tarneid ennast kujutavad diskreetsed sündmused, kuid kaupade nõudlust saab kirjeldada pideva süsteemdünaamilise diagrammiga. Võimalus lähenemisviise segada võimaldab kirjeldada päriselu protsesse, mitte kohandada protsessi olemasoleva matemaatilise aparaadiga.

Simulatsioonikeskkond

Modelleerimiskeskkond sisaldab ka: madala taseme modelleerimiskonstruktsioone (muutujad, võrrandid, parameetrid, sündmused jne), esitusvorme (jooned, ruudud, ovaalid jne), analüüsielemente (andmebaasid, histogrammid, graafikud), standardpilte ja katsete vormid.

AnyLogic modelleerimiskeskkond toetab mudeli kavandamist, arendamist, dokumenteerimist, arvutikatsete läbiviimist mudeliga, sealhulgas erinevat tüüpi analüüsi - alates tundlikkuse analüüsist kuni mudeli parameetrite optimeerimiseni mõne kriteeriumi suhtes.

Raamatukogud AnyLogic

AnyLogic sisaldab järgmisi standardteeke:

• Ettevõtte raamatukogu loodud toetama sündmuste diskreetset modelleerimist sellistes valdkondades nagu tootmine, tarneahel, logistika ja tervishoid. Enterprise Library abil saate modelleerida reaalse maailma süsteeme olemite (tehingud, kliendid, tooted, sõidukid jne), protsesside (jadad, järjekorrad, viivitused) ja ressursside järgi. Protsessid on määratletud plokkskeemi kujul.
• Jalakäijate raamatukogu loodud jalakäijate voogude simuleerimiseks "füüsilises" keskkonnas. See võimaldab teil luua suure jalakäijate liiklusega mudeleid (nt metroojaamad, turvakontroll, tänavad jne). Mudelid toetavad liiklustiheduse statistika arvestust erinevates valdkondades. See garanteerib hõivatuspiirangutega rajatiste vastuvõetava toimimise, hindab seisakuid teatud piirkondades ning tuvastab võimalikud probleemid sisemise geomeetriaga – näiteks liigsete takistuste lisamise mõju – ja muud nähtused. Jalakäijate raamatukoguga loodud mudelites liiguvad jalakäijad pidevalt, reageerides erinevatele takistustele (seinad, erinevad alad) samamoodi nagu tavalised jalakäijad. Jalakäijad on modelleeritud kui keerulise käitumisega suhtlevad ained. Jalakäijate voogude kiireks kirjeldamiseks pakub Jalakäijate raamatukogu kõrgetasemelist kastdiagrammi liidest.
• Raudteehoovi raamatukogu toetab mis tahes keerukuse ja ulatusega sorteerimisjaama toimingute modelleerimist, simuleerimist ja visualiseerimist. Sorteerimisjaama mudelid võivad kasutada kombineeritud modelleerimismeetodeid (diskreetsete sündmuste ja agentide põhine modelleerimine), mis on seotud transporditegevusega: peale- ja mahalaadimine, ressursside jaotamine, hooldus, erinevad äriprotsessid.

Märkmed

Kirjandus

• Karpov, Yu. G. Süsteemide simulatsioonmodelleerimine. Sissejuhatus AnyLogicuga modelleerimisse 5. - Peterburi: BHV-Petersburg, 2006. - 400 lk. -

Föderaalne Haridusagentuur Uurali Riiklik Tehnikaülikool – UPI

nime saanud Venemaa esimese presidendi B.N. Jeltsin

M. V. Kiseleva

SÜSTEEMIDE SIMULATSIOON MODELLEERIMINE ANYLOOGILISES KESKKONNAS

Õppevahend

Teaduslik toimetaja professor, tehnikateaduste doktor L. G. Dorosinsky

Avaldatud USTU-UPI toimetuse ja kirjastusnõukogu 26. mai 2009 otsusega.

Jekaterinburg USTU-UPI

UDC 004.434:004.94(075.8) LBC 32.973.26-018.2а73

Arvustajad:

Automatiseerimise ja infotehnoloogia osakond - I. I. Polzunovi nimeline Uurali Riiklik Kolledž (dotsent, tehnikateaduste kandidaat V. V. Kiyko);

S. N. Kiselev, gen. CJSC Uurali piirkondliku teadus- ja tehnikaarenduse sektoritevahelise keskuse direktor.

Kiseleva M.V.

K44 Süsteemide simulatsioonmodelleerimine AnyLogic keskkonnas: õppevahend / M. V. Kiseleva. Jekaterinburg: USTU – UPI,

Õpetus on mõeldud selleks, et uurida AnyLogic tööriistakeskkonnas simulatsioonimudelite ehitamise meetodeid ja tööriistu.

Sisaldab kolme laboratoorset tööd simulatsioonimudelite loomiseks – diskreetsete sündmuste, süsteemidünaamiliste ja agendipõhiste. Iga mudeli puhul on antud probleemi detailne kirjeldus, analüüsitakse mudeli ülesehitust ja teostust AnyLogic keskkonnas. Õpitakse uuritava protsessi visuaalse visualiseerimise tehnikaid, interaktiivset animatsiooni koos süsteemi parameetrite muutmise võimalusega protsessi modelleerimise käigus.

Bibliograafia: 4 nimetust. Riis. 67.

UDC 004.434:004.94(075.8)

BBK 32.973.26-018.2a73

© USTU-UPI, 2009

© Kiseleva M. V., 2009

SISSEJUHATUS Simulatsiooni modelleerimine

Modelleerimine on probleemide lahendamise meetod, mille puhul uuritav süsteem asendatakse lihtsama objektiga, mis kirjeldab tegelikku süsteemi ja mida nimetatakse mudeliks.

Simulatsiooni kasutatakse juhtudel, kui reaalses süsteemis katsete läbiviimine on võimatu või ebaotstarbekas näiteks katse kõrge hinna või reaalajas kestuse tõttu.

Seal on füüsiline ja matemaatiline modelleerimine. Füüsilise mudeli näide on õhuvoolus puhutud lennuki vähendatud koopia. Matemaatilise modelleerimise kasutamisel kirjeldatakse süsteemi käitumist valemite abil. Simulatsioonimudelid on matemaatiliste mudelite eriliik.

Simulatsioonimudel on arvutiprogramm, mis kirjeldab reaalse süsteemi struktuuri ja käitumist ajas. Simulatsioonimudel võimaldab saada üksikasjalikku statistikat süsteemi toimimise erinevate aspektide kohta olenevalt sisendandmetest.

Simulatsioonmodelleerimine on arvutimudelite väljatöötamine ja nende peal katsete seadistamine. Lõppkokkuvõttes on modelleerimise eesmärk teha mõistlikke, otstarbekaid juhtimisotsuseid. Arvutimodelleerimine on nüüd muutumas kohustuslikuks etapiks vastutustundlike otsuste tegemisel kõigis inimtegevuse valdkondades, kuna keerulised on süsteemid, milles inimene peab tegutsema ja mida ta peab juhtima. Simulatsioonimodelleerimise põhimõtete ja võimaluste tundmine, mudelite loomise ja rakendamise oskus on hädavajalikud nõuded insenerile, juhile, ärianalüütikule.

AnyLogic tööriistakeskkonna eesmärk ja võimalused

Kaasaegsed modelleerimissüsteemid toetavad kogu uusimate infotehnoloogiate arsenali, sealhulgas täiustatud graafilisi kestasid mudelite koostamiseks ja modelleerimise väljundtulemuste tõlgendamiseks, multimeediumitööriistu, reaalajas animatsiooni, objektorienteeritud programmeerimist, Interneti-lahendusi jne. käsiraamat kirjeldab meetodeid ja tehnikaid mudelite koostamiseks, kasutades instrumentaalsüsteemi AnyLogic.

AnyLogic pakett on kodumaine uue põlvkonna professionaalne tööriist, mis on mõeldud simulatsioonimudelite arendamiseks ja uurimiseks. Tootearendaja - XJ Technologies, Peterburi; e-posti aadress: www.xjtek.ru.

AnyLogic töötati välja uute ideede põhjal infotehnoloogia vallas, paralleelsete interakteeruvate protsesside teooriast ja hübriidsüsteemide teooriast. Tänu nendele ideedele on keeruliste simulatsioonimudelite ehitamine äärmiselt lihtsustatud, erinevate modelleerimisstiilide uurimisel on võimalik kasutada ühte tööriista.

AnyLogic tarkvara tööriist põhineb objektorienteeritud kontseptsioonil. Teine põhikontseptsioon on kujutada mudelit vastastikku toimivate paralleelsete tegevuste kogumina. AnyLogicu aktiivne objekt on oma funktsiooniga objekt, mis suhtleb keskkonnaga. See võib sisaldada suvalist arvu teiste aktiivsete objektide eksemplare.

Graafiline modelleerimiskeskkond toetab mudeli kavandamist, arendamist, dokumenteerimist, arvutikatsete läbiviimist ja parameetrite optimeerimist mõne kriteeriumi suhtes.

Mudeli väljatöötamisel saab kasutada visuaalse graafika elemente: olekuskeeme (statecharts), signaale, sündmusi (taimerid), porte jne; sünkroonne ja asünkroonne sündmuste ajastamine; varade raamatukogud

objektid.

Kasutajasõbralik liides ja arvukad tugitööriistad mudelite arendamiseks AnyLogicis muudavad mitte ainult arvutisimulatsioonimudelite kasutamise, vaid ka loomise selles modelleerimiskeskkonnas kättesaadavaks ka algajatele.

AnyLogicis mudelit arendades saate kasutada kontseptsioone ja tööriistu mitmest klassikalisest simulatsioonimodelleerimise valdkonnast: dünaamilised süsteemid, diskreetsete sündmuste modelleerimine, süsteemi dünaamika, agendipõhine modelleerimine. Lisaks võimaldab AnyLogic integreerida erinevaid lähenemisviise, et saada terviklikum pilt erineva iseloomuga keeruliste protsesside koosmõjust.

See juhend kirjeldab kolme simulatsioonimudelit: diskreetse sündmuse, süsteemi dünaamiline ja agendipõhine. Iga mudeli puhul antakse detailne probleemipüstitus, analüüsitakse mudeli ülesehitust, kirjeldatakse mudeli ülesehitamise protsessi AnyLogic keskkonnas ning uuritakse selle käitumist.