Студопедия — Основная часть
Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Основная часть






 

В современной литературе не существует единой точки зрения по вопросу о том, что понимать под имитационным моделированием. Так существуют различные трактовки:

1) под имитационной моделью понимается математическая модель в классическом смысле;

2) этот термин сохраняется лишь за теми моделями, в которых тем или иным способом разыгрываются (имитируются) случайные воздействия;

3) предполагают, что имитационная модель отличается от обычной математической более детальным описанием, но критерий, по которому можно сказать, когда кончается математическая модель и начинается имитационная, не вводится;

Имитационное моделированием применяется к процессам, в ход которых может время от времени вмешиваться человеческая воля. Человек, руководящий операцией, может в зависимости от сложившейся обстановки, принимать те или иные решения, подобно тому, как шахматист, глядя на доску, выбирает свой очередной ход. Затем приводится в действие математическая модель, которая показывает, какое ожидается изменение обстановки, в ответ на это решение и к каким последствиям оно приведет спустя некоторое время. Следующее текущее решение принимается уже с учетом реальной новой обстановки и т. д. В результате многократного повторения такой процедуры руководитель как бы «набирает опыт», учится на своих и чужих ошибках и постепенно выучиваться принимать правильные решения – если не оптимальные, то почти оптимальные.

Сегодня на рынке информационных технологий фигурирует множество программных продуктов аналитического типа, ориентированных на имитационное моделирование. Диапазон и разнообразие такого программного обеспечения продолжает расти, отражая тенденцию устойчивого спроса на него. Изучая технологические и функциональные возможности этих систем моделирования, что позволило составить общее представление о ситуации на рынке информационных технологий, выявить основные тенденции в области современных систем моделирования, наиболее существенные из которых рассмотрим ниже.

 

В качестве доминирующих базовых концепций формализации и структуризации в современных системах моделирования используются:

- для дискретного моделирования – системы, основанные на описании процессов (process description): процессно-транзактно-ориентированные системы моделирования блочного типа - (Extend, Arena, ProModel, Witness, Taylor, Gpss/H-Proof, и др.);

- системы, основанные на сетевых концептах (network paradigms). Сетевые парадигмы (сети Петри и их расширения), применяются при структуризации причинных связей и моделировании систем с параллельными процессами, служащие для стратификации и алгоритмизации динамики дискретных и дискретно- непрерывных систем;

- сети кусочно-линейных агрегатов, автоматные схемы, моделирующие дискретные и непрерывно-дискретные системы;

- для систем, ориентированных на непрерывное моделирование – модели и методы системной динамики, - (Powersim, Vensim, Dynamo, Stella, Ithink и др.).

- динамические системы (MATLAB),

- агентное моделирование (AnyLogic)

- и другие.

 

В таблице 1 представлены среды, ориентированные на разные подходы в имитационном моделировании, из которого видно, что рынок очень неравномерный, дискретные системы наиболее представительны.

 

Системная динамика Дискретные системы Агентное моделирование Динамические системы Сети
Vensim, iThink, Powersim, AnyLogic GPSS, Simula, Arena, AutoMod, AnyLogic, Extend, ProModel, QUEST, SIMFACTORY II.5, SIMPLE++, eM-Plant, Taylor ED, WITNESS AnyLogic MATLAB ARIS
Базовые концепции и инструментальные решения имитационного моделирования(Таблица 1)

 

Технологические возможности современных систем моделирования характеризуются:

- универсальностью и гибкостью базовой и альтернативной к базовой концепций структуризации и формализации моделируемых динамических процессов, заложенных в систему моделирования. Сегодня популярны среди систем моделирования дискретного типа процессно-ориентированные концепции структуризации, основанные на сетевых парадигмах, автоматном подходе и некоторые другие; среди систем моделирования непрерывного типа – модели и методы системной динамики;

- наличием средств проблемной ориентации, когда система моделирования содержит наборы понятий, абстрактных элементов, языковые конструкции из предметной области соответствующего исследования;

- применением объектно-ориентированных специализированных языков программирования, поддерживающих авторское моделирование и процедуры управления процессом моделирования;

- наличием удобного и легко интерпретируемого графического интерфейса, когда блок-схемы дискретных моделей и системные потоковые диаграммы непрерывных реализуются на идеографическом уровне, параметры моделей определяются через подменю;

- использованием развитой двух- и трехмерной анимации в реальном времени;

- возможностью для реализации нескольких уровней представления модели, средствами для создания стратифицированных описаний. Современные системы моделирования применяют структурно- функциональный подход, многоуровневые иерархические, вложенные структуры и другие способы представления моделей на разных уровнях описания;

- наличием линеек и инструментов для проведения и анализа результатов сценарных, вариантных расчетов на имитационной модели;

- математической и информационной поддержкой процедур анализа входных данных, анализа чувствительности и широкого класса вычислительных процедур, связанных с планированием, организацией и проведением направленного вычислительного эксперимента на имитационной модели.

- экспериментальные исследования на имитационной модели информативны, поэтому необходима реализация подхода Simulation Data Base, основанного на доступе к базам данных моделирования. Технологически это решается при помощи собственных специализированных аналитических блоков системы моделирования или за счет интеграции с другими программными средами;

- исполнительный модуль может функционировать вне среды для разработки модели;

- применением многопользовательского режима работы, интерактивного распределенного моделирования, разработками в области взаимодействия имитационного моделирования со Всемирной паутиной и др.

 

Некоторые характеристики для перечисленных выше популярных систем имитационного моделирования по материалам Wimter Simulation Conference приведены ниже в таблицах (2-5). Обмен международным опытом в области имитационного моделирования осуществляется в основном на так называемой Зимней конференции по имитационному моделированию (сюда, в основном съезжаются компании-разработчики систем моделирования, в основном дискретных), и конференции по Системной динамике, организуемых Международным обществом системной динамики (systemdynamics.org, sdrus.org.ru), распространяющим системную динамику во всех серьезных бизнес-школах всего мира. Встречи Российских симуляционистов сегодня организуются по такому же сценарию. Проводится Всероссийская научно-практическая конференция по вопросам применения имитационного моделирования в промышленности «Имитационное моделирование. Теория и практика» - ИММОД. В 2005 году в Санкт-Петербурге состоялась вторая конференция (gpss.ru). В этом же году в Апатитах прошла Всероссийская научная конференция "Теория и практика системной динамики".

 

Пакет Производитель Типовые модули пакета Области применения пакета Потребность в ОЗУ ОС
AnyLogic 5.0 XJ Technologies Анализ системной динамики, анализ рисков, оптимизация, планирование, поддержка принятия решения, агентный подход Стратегический менеджмент, производство, обслуживание, логистика, цепочки поставок, медицина, транспорт, IT управление, телекоммуникации, наука 128MB min., 512MB recom. Windows NT, 2000 and XP
Arena Rockwell Software Производство, цепочки поставок, бизнесс процессы, медицина, ВПК, складирование и логистика   Производство, цепочки поставок/логистика, управление бизнесс процессами, ВПК, медицина 64MB min., 128MB recom. Windows 95, 98, ME, NT, 2000 and XP
AutoMod Brooks Automation Транспортные системы, складирование, линии расфасовки, производство Автомобильная, аэрокосмическая отрасли, моделирование аэропортов, производство, складирование и сбыт 512MB or higher recom. Windows OS
eM-Plant Tecnomatix Technologies Inc. Производство, транспортировка, разгрузочно-погрузочные операции, симуляция бизнесс процессов, логистика, продажи, календарное планирование, выработка ритма производства, верификация процессов,цепочки поставок Дискретное производство (автомобильная отрасль, электроника, судостроение, станкостроение, сборочные линии и т.д.), логистика, сбыт, консалтиг, здравоохранение, банковский бизнес 64MB min., 512MB recom. Windows NT, 2000 and XP
Extend Industry Imagine That, Inc. Моделирование крупномаштабных систем с большими нагрузками. Включает внутреннюю реляционную базу данных и модуль для моделирования СМО, включая сбытовую логистику, call centers с большой нагрузкой, упаковочные линии, и т.д. 64MB min., 128MB+ recom. Windows XP, 2000, NT, ME, 98; Power Macintosh OS X and 9.1+
ProModel ProModel Solutions Анализ отклонений, шесть сигм; проектирование и планирование портфеля; оценка мощностей, анализ затрат; моделирование циклических усовершенствований во времени; цепи поставок Производство и логистика, фармацевтика 64MB min., 128MB recom. Windows 98 or later
           
QUEST Delmia Производство (автомобилестроение, авиастроение, космонавтика, электроника, судостроение)
Witness Lanner Group ltd Производство, оптимизация, планирование, календарное планирование, моделирование бизнесс процессов Шесть сигм, call center, ВУЗы, моделирование бизнесс процессов, производство - -
Таблица 2. Обзор характеристик систем моделирования.
   
Пакет Графическое построение модели (icon or drag-and-drop) Построение модели с использованием программирования Пошаговая отладка  
AnyLogic 5.0 да да да  
Arena да да да  
AutoMod да да да  
eM-Plant да да да  
Extend Industry да да да  
ProModel да да да  
QUEST да да да  
Witness да нет да  
Таблица 3. Обзор характеристик систем моделирования  
                           

 

Пакет Input Distribution Fitting (Specify) Поддержка анализа выходной информации Пакетный ввод и разработка эксперимента
AnyLogic 5.0 да Stat::Fit поддерживает более 40 математических распределений да Сбор данных и статистическая обработка (отклонение от средней, вероятностные распределения и т.д.), представление (графики Ганта, гистограммы и т.д.) да Поддерживаемые типы эксперимента: симуляция, оптимизация, Монте Карло, анализ чувствительности, пользовательский алгоритмы
Arena да - да Output Analazer (отклонение от средней, Anova, гистограммы, графики) да -
AutoMod да С использованием ExpertFit да Модуль AutoStat обеспечивает увеличенный статистический анализ в течение всей фазы экспериментирования над моделируемым объектом да Пакетный ввод при использовании AutoStat; AutoMod позволяет планировать эксперимент
eM-Plant да Включен Стандартный инструмент анализа данных (DataFit) да Стандартный включенный инструмент анализа данных DataFit (Доверительный интервал, средние и т.д.) да система управления экспериментом, поддержка пакетного режима работы, расчет доверительных интервалов, нейронные сети
Extend Industry да - да Доверительные интервалы и т.д. да Автоматическое выполнение различных сценариев, поддерживаемых системой
ProModel да Определенные пользователем распределения, 15 предопределенных распределений, плюс распределения поставляемые с Stat::Fit (включенное программное обеспечение) да Полный анализ выходных данных, использование диаграмм; также экспорт в Excel и Access для последующего анализа да Unlimited scenarios can be predefined to experiment on parameters
QUEST да - да осуществляет комбинированный анализ, стохастический анализ совместных вероятностей всех событий да -
Witness да Содержит около 10 математических распределений. Помимо этого возможно программирование собственного распределения да - да -
Таблица 4. Обзор характеристик систем моделирования
                 

 

Пакет Оптимизация Повторное использование кода (напр., объекты, шаблоны) Передача модели (напр., может ли готовая модель быть передана тем, у кого нет ПО для разработки собственной?) Инструменты поддержки передачи
AnyLogic 5.0 y Встроенный механизм OptQuest может работать как с классическими, так и очень объѐмными задачами, включая структурную оптимизацию y y Дополнительные средства не нужны
Arena y - y y -
AutoMod y Оптимизация основана на алгоритме эволюционной стратегии y y Рабочий модуль (платный) или проигрыватель AutoView (бесплатный)
eM-Plant y Генетические алгоритмы, нейросети y y Различные виды пакетов:библиотеки (простое моделирование), модели (изменение параметров), просмотр (только имитация)
Extend Industry y Эволюционный оптимизатор с открытым кодом включен во все версии Extend y y Скачиваемые бесплатно проигрыватель и демо-версия позволяют открывать, просматривать и выполнять модели
ProModel y Доступна оптимизация с использованием OptQuest и/или SimRunner y y ПО упаковывает модели, затем модели и выходные данные могут просматриваться бесплатным проигрывателем ProModel
QUEST Y - Y - Y
Witness Y Специальный модуль WITNESS Optimizer Y Y Y
Таблица 5. Обзор характеристик систем моделирования
                 

 

Рассмотренные технологические возможности современных систем моделирования во многом определяют сегодня оживление интереса к имитационному моделированию не только в области государственного, глобального моделирования, но и в коммерческой сфере. Потребителями такого рода аналитической продукции выступают аналитические отделы банков, промышленные компании, финансово-промышленные группы, страховые и инвестиционные компании, консультационные, проектные организации, региональные органы власти, отрасли и др. С помощью имитационного моделирования эффективно решаются задачи самой широкой проблематики, - в области стратегического планирования, бизнес-моделирования и реинжиниринга, менеджмента и управления производством, цепочками поставок.

 

Моделирование и анализ поведения бизнес-процессов.

Принцип имитационного моделирования бизнес-процессов получил достаточно большое распространение и приобрѐл большую популярность сначала на Западе, а в последнее время активно применяется и в России. В отличие от традиционных CASE-средств, дающих статические «снимки» бизнес-ситуаций по статистическим показателям, имитационная модель способна показать целостную картину развития ситуации во времени, продемонстрировать или выявить скрытые тенденции, предоставить возможность оперативно проанализировать последствия принимаемых решений, оценить влияние различных факторов случайного характера и цену риска, выполнить расширенный АВС-анализ.

Сегодня перспективный топ-менеджемент начинает проявлять все больший интерес к нетрадиционным методологиям и подходам, ситуационному анализу принятия решений, возможностям прогнозирования нетривиального поведения бизнес-процессов на самых начальных, прединвестиционных фазах развития проектов.

Рост масштабов управления, внедрение ERP, MRP, сложность оргструктур, приводит к пониманию, что любой бизнес-процесс – не просто набор функций и структур, а процесс, обладающий поведенческой сложностью, - отсюда проблематика BPR, предполагающая фундаментальное переосмысление и радикальную перестройку бизнес-процессов компании.

Программные продукты, поддерживающие имитационное моделирование, интегрируют достоинства структурных и объектно-ориентированных технологий в рамках CASE-средств, позволяют проанализировать проблемные ситуации с самых обобщенных концептуальных позиций, современные технологии обеспечивают легко-интепретируемый идеографический интерфейс, возможность быстрого прототипирования структурных и функциональных схем бизнес-процессов

Концепция имитационного моделирования становится все более популярной для решения тактических задач анализа поведения бизнес-процессов, так и при стратегическом планировании самых разнообразных управленческих ситуаций. На российском рынке получили хождение несколько решений, основанные на интеграции CASE-технологий и имитационного моделирования: BPWin - Arena; ARIS и раскрашенные сети Петри; iThink, вписывающийся в нотации по методологии Гейна-Сарсона.

Имеется положительный опыт применения системной динамики на актуальные задачи реинжиниринга, т.к. процессное моделирование организационной деятельности. Сегодня системную динамику и инстументы с комфортабельным идеографическим интерфейсом (iThink, Powersim) используют при решении разнообразных задач инжиниринга и реинжиниринга бизнес-процессов. Особое значение подход приобретает в широкомасштабных проектах, оценке нетривиальных управленческих ситуаций на ранних стадиях реализации проекта. Топ-менеджемент интересует развитие всего бизнеса, как разобраться в его функционировании на основе соответсвующих моделей бизнес-процессов, и выдвинуть предложения по их совершенствованию.Необходимо понимание природы деловых ситуаций, возникающие проблемы требуют изучения взаимодействий, изучения степени их воздействия на эффективность бизнес-процессов и плодотворность процедур принятия стратегических решений.

Бизнес процессы всегда существуют в контексте рыночных отношений. При организации бизнес-процессов объектом внимания все чаще становится синергетический фактор, когда повышение эффективности осуществляется за счет взаимовлияния деятельностей, участвующих в таких интегрированных бизнес-процессах, как бизнес-процесс разработки нового изделия и вывода его на рынок, бизнес-процесс сбыта и снабжения, бизнес-процесс обслуживания клиентов и т.п.

Имитационные модели всегда динамические – это позволяет исследовать поведение моделируемого бизнес-процесса как развивающегося процесса по определенной траектории в течении некоторого периода модельного времени, что позволяет предсказывать будущие состояния, тенденции развития с учетом их взаимодействия и влияния факторов внешней среды, в условиях неопределенности. Бизнес-процессы, подобно сложным организационным структурам, характеризуются скорее не отдельными элементами, но отношениями между ними, не статическим бытием, но постоянным развитием. Системная динамика декларирует, что именно взаимодейтвия раскрывают поведенческую сложность и определяют нетривиальное поведение организационных структур, которые поддаются целенаправленному управлению. Системная динамика концентрирует внимание на взаимодействиях, возникающих в схемах рефлексивных контуров обратных связей, а управление взаимодействиями предлагает интерпретировать эффектами срабатываниями соответствующих процедур принятия решений, трансформирующих ресурсный потенциал организаций.

Технология системной динамики предлагает средства полуконцептуального проектирования бизнес-процессов, позволяет формировать динамические варианты управленческих ситуаций «AS-IS”(как есть) и «TO-BE»(как должно быть») на ранних стадиях реализации проектов реинжиниринга. Бизнес-процесс может быть описан в терминах

перемещающихся ресурсов, анализа взаимодействующих фондовых потоков. В модели выделяют наиболее важные аспекты поведения модели бизнес-процесса: Управление персоналом, управление финансами, обслуживание клиентов, управление качеством.

 


Заключение

В работе продемонстрированы технологические возможности программ для исследования систем управления.

Компьютерное моделирование является основным системо-образующим методом интеллектуального анализа данных, позволяющего исследовать сложные системы, выявлять скрытые закономерности, прогнозировать последствия принимаемых решений на компьютерной модели, а не на живых людях.

 







Дата добавления: 2015-10-19; просмотров: 880. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!



Шрифт зодчего Шрифт зодчего состоит из прописных (заглавных), строчных букв и цифр...

Картограммы и картодиаграммы Картограммы и картодиаграммы применяются для изображения географической характеристики изучаемых явлений...

Практические расчеты на срез и смятие При изучении темы обратите внимание на основные расчетные предпосылки и условности расчета...

Функция спроса населения на данный товар Функция спроса населения на данный товар: Qd=7-Р. Функция предложения: Qs= -5+2Р,где...

Эффективность управления. Общие понятия о сущности и критериях эффективности. Эффективность управления – это экономическая категория, отражающая вклад управленческой деятельности в конечный результат работы организации...

Мотивационная сфера личности, ее структура. Потребности и мотивы. Потребности и мотивы, их роль в организации деятельности...

Классификация ИС по признаку структурированности задач Так как основное назначение ИС – автоматизировать информационные процессы для решения определенных задач, то одна из основных классификаций – это классификация ИС по степени структурированности задач...

Виды сухожильных швов После выделения культи сухожилия и эвакуации гематомы приступают к восстановлению целостности сухожилия...

КОНСТРУКЦИЯ КОЛЕСНОЙ ПАРЫ ВАГОНА Тип колёсной пары определяется типом оси и диаметром колес. Согласно ГОСТ 4835-2006* устанавливаются типы колесных пар для грузовых вагонов с осями РУ1Ш и РВ2Ш и колесами диаметром по кругу катания 957 мм. Номинальный диаметр колеса – 950 мм...

Философские школы эпохи эллинизма (неоплатонизм, эпикуреизм, стоицизм, скептицизм). Эпоха эллинизма со времени походов Александра Македонского, в результате которых была образована гигантская империя от Индии на востоке до Греции и Македонии на западе...

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2024 год . (0.014 сек.) русская версия | украинская версия