AnyLogic je alat za simulacijsko modeliranje koji koristi više od 15.000 korisnika u 60 zemalja. Programski proizvod namijenjen je dizajnu i optimizaciji poslovnih procesa ili bilo kojeg drugog složeni sustavi kao što su proizvodna radionica, zračna luka, bolnica itd. Alat podržava sve metode poslovnog modeliranja - dinamiku sustava, modeliranje diskretnih događaja (procesa) i agentsko modeliranje. Glavni naglasak u razvoju proizvoda bio je na njegovoj fleksibilnosti i jednostavnosti korištenja za korisnike koji nemaju iskustva u izradi modela. Među korisnicima su velike međunarodne tvrtke, državne agencije, međunarodne alijanse: NATO, NASA, Boeing, IBM, General Motors, HSBS, PWC, Accenture, Jonson&Jonson.

2014: AnyLogic 7

1990-1998

Početkom 1990-ih postojao je veliki interes u računalnim znanostima za konstruiranje matematički interpretabilnog opisa međudjelovanja paralelnih procesa. Što je utjecalo na pristupe analizi ispravnosti paralelnih i distribuiranih programa. Skupina znanstvenika iz St Veleučilište razvijena softver analizirati ispravnost sustava; novi alat nazvan je COVERS (Parallel Verification and Simulation). Analizirani procesni sustav specificiran je grafički, opisom njegove strukture i ponašanja pojedinih paralelnih komponenti koje bi mogle djelovati u interakciji s okolinom – s drugim procesima i okolinom. Alat je korišten u istraživački projekti Tvrtka Hewlett-Packard.

Godine 1998. uspjeh ovog istraživanja nadahnuo je laboratorij da osnuje komercijalnu tvrtku s misijom stvaranja novog softvera za simulaciju. Naglasak u razvoju bio je na primijenjenim metodama: modeliranje stohastičkih sustava, optimizacija i vizualizacija modela. Novi softver, objavljen 2000. godine, temeljio se na najnovijim prednostima informacijske tehnologije: objektno orijentirani pristup, elementi UML standarda, programski jezik Java, moderno GUI itd.

Proizvod je nazvan AnyLogic jer podržava sve tri poznate metode modeliranja:

• dinamika sustava;
• modeliranje diskretnih događaja|modeliranje diskretnih događaja (procesa);
• modeliranje temeljeno na agentima.

Kao i svaka kombinacija ovih pristupa unutar jednog modela. Prvoj verziji dodijeljen je indeks 4 - Anylogic 4.0, budući da je numeriranje nastavilo povijest verzija prethodnog razvoja - COVERS 3.0.

Ogroman korak naprijed napravljen je 2003. godine, kada je izašao AnyLogic 5, namijenjen poslovnom modeliranju. Uz AnyLogic postalo je moguće razvijati modele u sljedećim područjima:

AnyLogic & Java

AnyLogic uključuje grafički jezik za modeliranje i također omogućuje korisniku da proširi kreirane modele koristeći Java jezik. Integracija Java kompajlera u AnyLogic pruža veće mogućnosti za kreiranje modela, kao i kreiranje Java appleta koji se mogu otvoriti bilo kojim preglednikom. Ovi programčići olakšavaju ugradnju AnyLogic modela na web stranice. Osim Java appleta, AnyLogic Professional podržava izradu Java aplikacija, u kojem slučaju korisnik može pokrenuti model bez instaliranja AnyLogica.

Metode simulacije

AnyLogic modeli mogu se temeljiti na bilo kojoj od glavnih paradigmi simulacijskog modeliranja: modeliranje diskretnih događaja, dinamika sustava i modeliranje temeljeno na agentima.

Dinamika sustava i modeliranje diskretnih događaja (procesa), pod kojima podrazumijevamo svaki razvoj GPSS ideja, tradicionalni su, ustaljeni pristupi; modeliranje temeljeno na agentima je relativno novo. Dinamika sustava uglavnom radi s vremenski kontinuiranim procesima, dok modeliranje na temelju diskretnih događaja i agenta radi s diskretnim.

Dinamika sustava i modeliranje diskretnih događaja povijesno su poučavani vrlo različitim skupinama studenata: menadžmentu, industrijskim inženjerima i inženjerima sustava upravljanja. Kao rezultat toga, nastale su tri različite zajednice koje se praktički ne preklapaju i nemaju gotovo nikakvu međusobnu komunikaciju.

Donedavno je modeliranje temeljeno na agentima bilo strogo akademsko područje. Međutim, rastuća potražnja za globalnom optimizacijom iz poslovanja natjerala je vodeće analitičare da posebno obrate pozornost na modeliranje temeljeno na agentima i njegovu kombinaciju s tradicionalnim pristupima kako bi se dobila cjelovitija slika interakcije složenih procesa različite prirode. Tako je rođena potražnja za softverskim platformama koje omogućuju integraciju različiti pristupi.

Sada pogledajmo simulacijske pristupe na ljestvici razine apstrakcije. Sustavna dinamika, zamjenjujući pojedinačne objekte njihovim agregatima, pretpostavlja najviša razina apstrakcije. Simulacija diskretnog događaja radi u niskom do srednjem rasponu. Što se tiče modeliranja temeljenog na agentima, ono se može koristiti na gotovo bilo kojoj razini i u bilo kojoj mjeri. Agenti mogu predstavljati pješake, automobile ili robote u fizičkom prostoru, kupca ili prodavača u sredini ili konkurentske tvrtke u vrhunskom prostoru.

Kada razvijate modele u AnyLogicu, možete koristiti koncepte i alate iz nekoliko metoda modeliranja, na primjer, u modelu temeljenom na agentima, koristiti metode dinamike sustava za predstavljanje promjena u stanju okoline ili uzeti u obzir diskretne događaje u kontinuiranom model dinamičkog sustava. Na primjer, upravljanje opskrbnim lancem korištenjem simulacijskog modeliranja zahtijeva opis sudionika opskrbnog lanca po agentima: proizvođači, prodavači, potrošači, mreža skladišta. U ovom slučaju proizvodnja se opisuje u okviru modeliranja diskretnih događaja (procesa), gdje su proizvod ili njegovi dijelovi aplikacije, a automobili, vlakovi, viličari resursi. Same ponude su predstavljene kao diskretni događaji, ali potražnja za robom može se opisati kontinuiranim sustavno-dinamičkim dijagramom. Sposobnost miješanja pristupa omogućuje vam opisivanje procesa stvaran život, a ne prilagođavati proces raspoloživom matematičkom aparatu.

Simulacijsko okruženje

Okruženje modeliranja također uključuje: konstrukcije modeliranja niske razine (varijable, jednadžbe, parametri, događaji itd.), prezentacijske oblike (crte, kvadrati, ovali itd.), elemente analize (baze podataka, histogrami, grafikoni), standardne slike i oblici pokusa.

Okruženje za modeliranje AnyLogic podržava dizajn, razvoj, dokumentiranje modela i izvođenje računalnih eksperimenata s modelom, uključujući različite vrste analiza - od analize osjetljivosti do optimizacije parametara modela u odnosu na neki kriterij.

AnyLogic knjižnice

AnyLogic uključuje skup sljedećih standardnih biblioteka:

• Enterprise Library dizajniran za podršku simulaciji diskretnih događaja u područjima kao što su proizvodnja, lanac opskrbe, logistika i zdravstvo. Koristeći Enterprise Library, možete modelirati sustave stvarnog svijeta u smislu entiteta (transakcije, kupci, proizvodi, vozila, itd.), procesa (slijed operacija, redovi čekanja, kašnjenja) i resursa. Procesi su definirani u obliku blok dijagrama.
• Pješačka knjižnica dizajniran za simulaciju tokova pješaka u "fizičkom" okruženju. To vam omogućuje stvaranje modela s puno pješačkog prometa (kao što su stanice podzemne željeznice, sigurnosne provjere, ulice itd.). Modeli podržavaju statistiku gustoće prometa razna područja. To osigurava da servisne točke rade prihvatljivo pod ograničenjima popunjenosti, procjenjuje duljinu vremena mirovanja u određenim područjima i otkriva potencijalne probleme s unutarnjom geometrijom - kao što je učinak dodavanja previše veliki broj prepreke – i druge pojave. U modelima stvorenim s bibliotekom za pješake, pješaci se kreću kontinuirano, reagirajući na različite vrste prepreka (zidovi, različite vrste područja) baš kao i normalni pješaci. Pješaci su modelirani kao agenti u interakciji s teško ponašanje. Za brzi opis tokova pješaka, Pedestrian Library nudi sučelje visoke razine u obliku blok dijagrama.
• Knjižnica Rail Yarda podržava modeliranje, simulaciju i vizualizaciju operacija ranžirnih postaja bilo koje složenosti i razmjera. Modeli ranžirnih postaja mogu koristiti kombinirane metode modeliranje (modeliranje na temelju diskretnih događaja i agenta) vezano uz transportne aktivnosti: utovar i istovar, raspodjela resursa, održavanje, različiti poslovni procesi.

Bilješke

Književnost

• Karpov, Yu. Simulacijsko modeliranje sustava. Uvod u modeliranje s AnyLogic 5. - St. Petersburg: BHV-Petersburg, 2006. - 400 str. -

Savezna agencija za obrazovanje Uralsko državno tehničko sveučilište – UPI

nazvan po prvom predsjedniku Rusije B.N. Jeljcina

M. V. Kiseleva

SIMULACIONO MODELIRANJE SUSTAVA U BILO KOJEM OKRUŽENJU

Nastavno-metodički priručnik

Znanstveni urednik, profesor, doktor tehničkih znanosti L. G. Dorosinsky

Objavljeno odlukom uredničkog i izdavačkog vijeća USTU-UPI od 26. svibnja 2009.

Ekaterinburg USTU-UPI

UDK 004.434:004.94(075.8) BBK 32.973.26-018.2ya73

Recenzenti:

Odjel za automatizaciju i informacijske tehnologije – Ural državni fakultet nazvan po I. I. Polzunovu (izvanredni profesor, kandidat tehničkih znanosti V. V. Kiyko);

S. N. Kiselev, gen. Direktor CJSC "Uralski regionalni međusektorski centar za znanstveni i tehnički razvoj".

Kiseleva M. V.

K44 Simulacijsko modeliranje sustava u okruženju AnyLogic: obrazovni priručnik / M. V. Kiseleva. Ekaterinburg: USTU - UPI,

Edukativni priručnik namijenjen je proučavanju metoda i alata za izradu simulacijskih modela u okruženju alata AnyLogic.

Sadrži tri laboratorijska rada na izradi simulacijskih modela - diskretno-događajnog, sustavno-dinamičkog i agentskog. Za svaki model dat je detaljan prikaz problema, analizirana je struktura i implementacija modela u AnyLogic okruženju. Proučavaju se tehnike vizualne vizualizacije procesa koji se proučava, interaktivna animacija s mogućnošću promjene parametara sustava tijekom simulacije procesa.

Bibliografija: 4 naslova. Riža. 67.

UDK 004.434:004.94(075.8)

BBK 32.973.26-018.2ya73

© USTU-UPI, 2009

© Kiseleva M. V., 2009

UVOD Simulacijsko modeliranje

Modeliranje je metoda rješavanja problema u kojoj se sustav koji se proučava zamjenjuje jednostavnijim objektom koji opisuje stvarni sustav i naziva se model.

Simulacija se koristi u slučajevima kada je provođenje eksperimenata na stvarnom sustavu nemoguće ili nepraktično, na primjer, zbog visoke cijene ili trajanja provođenja eksperimenta u stvarnom vremenu.

Postoji fizičko i matematičko modeliranje. Primjer fizičkog modela je mala kopija aviona, otpuhana u zračnoj struji. Kada se koristi matematičko modeliranje, ponašanje sustava opisuje se pomoću formula. Posebna vrsta matematički modeli su simulacijski modeli.

Simulacijski model je računalni program koji opisuje strukturu i reproducira ponašanje pravi sustav na vrijeme. Simulacijski model omogućuje dobivanje detaljne statistike o različitim aspektima funkcioniranja sustava ovisno o ulaznim podacima.

Simulacijsko modeliranje je razvoj računalnih modela i provođenje eksperimenata na njima. Svrha modeliranja je konačno donošenje informiranih, svrsishodnih upravljačkih odluka. Računalno modeliranje danas postaje obavezna faza u donošenju odgovornih odluka u svim područjima ljudskog djelovanja zbog sve veće složenosti sustava u kojima čovjek mora djelovati i kojima mora upravljati. Poznavanje principa i mogućnosti simulacijskog modeliranja, sposobnost kreiranja i primjene modela nužni su uvjeti za inženjera, menadžera i poslovnog analitičara.

Namjena i mogućnosti okruženja alata AnyLogic

Suvremeni sustavi za modeliranje podržavaju cijeli arsenal najnovijih informacijskih tehnologija, uključujući razvijene grafičke ljuske za potrebe konstruiranja modela i interpretacije izlaznih rezultata modeliranja, multimedijske alate, animacije u stvarnom vremenu, objektno orijentirano programiranje, internetska rješenja itd. priručnik opisuje metode i tehnike za izgradnju modela pomoću sustava alata AnyLogic.

Paket AnyLogic domaći je profesionalni alat nove generacije namijenjen razvoju i istraživanju simulacijskih modela. Razvojni programer proizvoda – tvrtka XJ Technologies, St. Petersburg; email adresa: www.xjtek.ru.

AnyLogic je razvijen na temelju novih ideja u području informacijske tehnologije, teorije paralelnih međusobno djelujućih procesa i teorije hibridnih sustava. Zahvaljujući ovim idejama, konstrukcija složenih simulacijskih modela je izuzetno pojednostavljena; moguće je koristiti jedan alat pri proučavanju raznim stilovima modeliranje.

Programski alat AnyLogic temelji se na objektno orijentiranom konceptu. Još jedan osnovni koncept je razmišljanje o modelu kao skupu međusobno povezanih aktivnosti koje paralelno funkcioniraju. Aktivni objekt u AnyLogicu je objekt sa svojim vlastitim funkcioniranjem koji je u interakciji sa svojom okolinom. Može uključivati ​​bilo koji broj instanci drugih aktivnih objekata.

Okruženje za grafičko modeliranje podržava dizajn, razvoj, dokumentiranje modela, izvođenje računalnih eksperimenata i optimizaciju parametara u odnosu na neki kriterij.

Pri razvoju modela možete koristiti elemente vizualne grafike: dijagrame stanja (state charts), signale, događaje (timere), portove itd.; sinkrono i asinkrono raspoređivanje događaja; knjižnice imovine

nih objekata.

Sučelje prilagođeno korisniku i brojni alati za podršku razvoju modela u AnyLogicu čine ne samo korištenje, već i izradu modela računalne simulacije u ovom okruženju za modeliranje dostupnim čak i početnicima.

Kada razvijate model u AnyLogicu, možete koristiti koncepte i alate iz nekoliko klasičnih područja simulacijskog modeliranja: dinamički sustavi, modeliranje diskretnih događaja, dinamika sustava, modeliranje temeljeno na agentima. Osim toga, AnyLogic vam omogućuje integraciju različitih pristupa kako biste dobili više puna slika međudjelovanje složenih procesa različite prirode.

Ovaj priručnik opisuje tri simulacijska modela: diskretni događaj, dinamički sistem i baziran na agentu. Za svaki model dat je detaljan prikaz problema, analizirana je struktura modela, opisan proces izgradnje modela u okruženju AnyLogic te proučavano njegovo ponašanje.