Моделирование работы склада ООО «Деловые линии»

- может оказаться, что имитационная  модель неточна (что бывает  часто), и мы не в состоянии измерить степень этой неточности;

- зачастую исследователи обращаются  к имитационному моделированию,  не представляя тех трудностей , с которыми они встретятся  и совершают при этом ряд  ошибок методологического характера.

И, тем не менее, имитационное моделирование является одним из наиболее широко используемых методов при решении задач синтеза и анализа сложных процессов и систем.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

         2. Описание предметной области.

Компания «Деловые Линии» осуществляет автомобильные перевозки сборного груза (посылок) в любом направлении по территории России, а также выполняет погрузочно-разгрузочные работы.

Осуществляя внутрироссийские перевозки  с 2001 года, компания «Деловые Линии» зарекомендовала  себя в качестве надежного партнера для десятков тысяч заказчиков, что позволило ей стать одним из лидеров в сфере оказания транспортно-экспедиторских услуг.

Компания регулярно открывает новые отделения и расширяет зону охвата. Каждое подразделение компании «Деловые Линии» располагает логистическим терминалом с развитой инфраструктурой и всем необходимым техническим обеспечением. Грузовые терминалы, осуществляя круглосуточную охрану, предоставляют клиентам полный комплекс услуг по отправке грузов (посылок), а также по экспедированию и страхованию.

В работе с клиентами компанию отличает высокий профессионализм, быстрота выполнения заказов, предоставление исчерпывающей информации на любые запросы, поступающие по телефону или электронной почте, тщательная разработка, с учётом пожеланий клиента, логистической схемы перевозки, гибкая система ценообразования, конкурентоспособные цены.

Накопленный опыт работы на рынке грузоперевозок позволяет эффективно использовать отработанные технологии транспортировки различных грузов (посылок) и предоставлять клиентам услуги в соответствии с оптимальным соотношением цены и качества. Работая с более чем 1000 населенными пунктами России, компания обеспечивает бесперебойную доставку грузов как на собственные склады, так и на склады своих клиентов, что позволяет заказчику наиболее точно рассчитать свои финансово – временные затраты.

Всех этих результатов компания добиваемся, благодаря отлаженной системе обработки поступающей информации, четкой организации последующих работ, а также совершенствованию технологий в сфере транспортно-экспедиторских услуг. Одинаково высокие стандарты оказываемых услуг во всех подразделениях, быстрота обслуживания и предоставления информации – это то, что отличает «Деловые Линии» от других компаний. Приоритетом компании является постоянная забота об улучшении качества обслуживания при существенном снижении затрат клиентов. Такая политика привлекательна для клиента и побуждает его выбирать среди других – именно компанию «Деловые Линии», что позволяет руководителям компании быть уверенными в стабильном развитии компании не только в настоящее время, но и в будущем.

3. Формулирование проблемы: описание исследуемой проблемы и описание целей исследования.

У компании Деловые линии  отгрузка сборных грузов организована следующим способом. Грузовые автомобили начинают прибывать на терминал на погрузку в 7 утра 00 минут со средним интервалом времени, в среднем, 5 минут. Параллельно на терминал прибывают автомобили для рагрузки со средним интервалом времени, в среднем, 3 минуты.

Причем под погрузку прибывают автомобили различной грузоподъемности:

• 10% из них — крупнотоннажные автомобили (свыше 6.0 т);

время погрузки от 40 до 60 минут. Имеется 1 пункт погрузки с 2 грузчиками.

• 50%— среднетоннажные автомобили (свыше 1,5 до 6,0 т):

время погрузки от 25 до 40 минут. Имеется 3 пункта погрузки с 6 грузчиками.

• 40% — малотоннажные автомобили (до 1,5 т);

время погрузки от 15 до 30 минут. Имеется 2 пункта погрузки с 4 грузчиками.

Каждый грузовой автомобиль проходит диспетчера (оформление документов), пост погрузки и при выезде проходит проверку документов на КПП.

Каждый автомобиль, прибывающий на погрузку, направляется диспетчером на участок погрузки, где он либо занимает свободный пункт и начинается погрузка, либо встает в очередь.

Требуется разработать имитационную модель грузового терминала. Планируемое время погрузки автомобилей с 7 часов 00 минут до 18 часов 00 минут. Достаточно ли для эффективной работ терминала выделение под погрузку крупнотоннажных, среднетоннажных и малотоннажных грузовиков двух, шести и четырех грузчиков соответственно? Определить простой или перезагрузку грузчиков, если такие имеют место быть.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Разработка концептуальной модели.

На рисунке 4.1 представлена схема процессов, происходящих на складе ООО «Деловые линии»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 1.4 – Схема процессов

 

5. Описание программного продукта.

AnyLogic — программное обеспечение для имитационного моделирования бизнес-процессов, разработанное российской компанией «Экс Джей Текнолоджис» (англ. XJ Technologies). Инструмент обладает современным графическим интерфейсом и позволяет использовать язык Java для разработки моделей.

5.1 История.

В начале 1990-х в компьютерной науке  наблюдался большой интерес к  построению математически трактуемого  описания взаимодействия параллельных процессов. Что сказалось на подходах к анализу корректности параллельных и распределённых программ. Группа учёных из Санкт-Петербургского Политехнического университета разработала программное обеспечение для анализа корректности системы; новый инструмент назвали COVERS (Параллельная Верификация и Моделирование)^[2]. Анализируемая система процессов задавалась графически, с помощью описания её структуры и поведения отдельных параллельных компонентов, которые могли взаимодействовать с окружением — с другими процессами и средой. Инструмент использовался в исследовательских проектах компании Хьюлетт-Паккард (англ. Hewlett-Packard).

В 1998 г. успех этого исследования вдохновил лабораторию организовать коммерческую компанию с миссией создания нового программного обеспечения для имитационного моделирования. Акцент при разработке ставился на прикладные методы: моделирование стохастических систем, оптимизацию и визуализацию модели. Новое программное обеспечение, выпущенное в 2000 г., было основано на последних преимуществах информационных технологий: объектно-ориентированный подход, элементы стандарта UML, языка программирования Java, современного GUI, и т. д.^[3]

Рис. 5.1. Методы моделирования

 

5.2 Три подхода имитационного моделирования.

Продукт получил название AnyLogic, потому что он поддерживал все три  известных метода моделирования^[4]:

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

А также любую комбинацию этих подходов в пределах одной модели. Первой версии был присвоен индекс 4 — Anylogic 4.0, так как нумерация продолжила историю версий предыдущей разработки — COVERS 3.0.

Огромный шаг вперёд был сделан в 2003 году, когда был выпущен AnyLogic 5, ориентированный на бизнес-моделирование. С помощью AnyLogic стало возможным  разрабатывать модели в следующих областях^[5]:

• производство;
• логистика^[6] и цепочки поставок^[7];
• 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 6.7.0. AnyLogic 6 написан на языке  программирования Java в популярной среде разработки Eclipse. Anylogic 6 является кросс-платформенным программным обеспечением, работает как под управлением операционной системы Windows, так и под Mac OS и Linux.

AnyLogic и Java

AnyLogic включает в себя графический  язык моделирования, а также  позволяет пользователю расширять  созданные модели с помощью языка Java. Интеграция компилятора Java в AnyLogic предоставляет более широкие возможности при создании моделей, а также создание Java апплетов, которые могут быть открыты любым браузером. Эти апплеты позволяют легко размещать модели AnyLogic на веб-сайтах. В дополнение к Java-апплетам, AnyLogic Professional поддерживает создание Java-приложений, в этом случае пользователь может запустить модель без инсталляции AnyLogic^[8].

5.3 Методы имитационного моделирования.

            Системная динамика и дискретно-событийное (процессное) моделирование, под которым мы понимаем любое развитие идей GPSS — это традиционные устоявшиеся подходы, агентное моделирование — относительно новый. Системная динамика оперирует в основном с непрерывными во времени процессами, тогда как дискретно-событийное и агентное моделирование — с дискретными.

Системная динамика и дискретно-событийное моделирование исторически преподаются совершенно разным группам студентов: менеджмент, инженеры по организации производства и инженеры-разработчики систем управления. В результате возникли три различных практически не пересекающихся сообщества, которые почти никак не общаются друг с другом.

Агентное моделирование до недавнего  времени было строго академическим  направлением. Однако, растущий спрос  на глобальную оптимизацию со стороны  бизнеса, заставил ведущих аналитиков обратить внимание именно на агентное моделирование и его объединение с традиционными подходами с целью получения более полной картины взаимодействия сложных процессов различной природы. Так родился спрос на программные платформы, позволяющие интегрировать различные подходы.

Системная динамика, заменяя индивидуальные объекты их агрегатами, предполагает наивысший уровень абстракции. Дискретно-событийное моделирование работает в низком и среднем диапазоне. Что же касается агентного моделирования, то оно может применяться практически на любом уровне и в любых масштабах. Агенты могут представлять пешеходов, автомобили или роботов в физическом пространстве, клиента или продавца на среднем уровне, или же конкурирующие компании на высоком.

При разработке моделей в AnyLogic можно  использовать концепции и средства из нескольких методов моделирования, например, в агентной модели использовать методы системной динамики для представления изменений состояния среды или в непрерывной модели динамической системы учесть дискретные события. Например, управление цепочками поставок требует описания участников цепи поставок агентами: производители, продавцы, потребители, сеть складов. При этом производство описывается в рамках дискретно-событийного моделирования, где продукт или его части — это заявки, а автомобили, поезда, штабелёры — ресурсы. Сами поставки представляются дискретными событиями, но при этом спрос на товары может описываться непрерывной системно-динамической диаграммой. Возможность смешивать подходы позволяет описывать процессы реальной жизни, а не подгонять процесс под доступный математический аппарат.

5.4 Библиотеки AnyLogic.

AnyLogic включает в себя набор  следующих стандартных библиотек:

Enterprise Library разработана для поддержки дискретно-событийного моделирования в таких областях как Производство, Цепи поставок, Логистика и Здравоохранение. Используя Enterprise Library, Вы можете смоделировать системы реального мира с точки зрения заявок (англ. entity) (сделок, клиентов, продуктов, транспортных средств, и т. д.), процессов (последовательности операций, очередей, задержек), и ресурсов. Процессы определены в форме блочной диаграммы.

Pedestrian Library создана для моделирования пешеходных потоков в «физической» окружающей среде. Это позволяет Вам создавать модели с большим количеством пешеходного трафика (как станции метро, проверки безопасности, улицы и т. д.). Модели поддерживают учёт статистики плотности движения в различных областях. Это гарантирует приемлемую работу пунктов обслуживания с ограничениями по загруженности, оценивает длину простаивания в определённых областях, и обнаруживает потенциальные проблемы с внутренней геометрией — такие как эффект добавления слишком большого числа препятствий — и другими явлениями. В моделях, созданных с помощью Pedestrian Library, пешеходы двигаются непрерывно, реагируя на различные виды препятствий (стены, различные виды областей) так же как и обычные пешеходы. Пешеходы моделируются как взаимодействующие агенты со сложным поведением. Для быстрого описания потоков пешеходов Pedestrian Library обеспечивает высокоуровневый интерфейс в виде блочной диаграммы.

Rail Yard Library поддерживает моделирование, имитацию и визуализацию операций сортировочной станции любой сложности и масштаба. Модели сортировочной станции могут использовать комбинированные методы моделирования (дискретно-событийное и агентное моделирование), связанные с действиями при транспортировке: погрузками и разгрузками, распределением ресурсов, обслуживанием, различными бизнес-процессами.

 

 

 

 

 

 

 

 

         6. Моделирование.

6.1 Общие параметры модели.

а) Зададим модельное  время. Это необходимо, чтобы прогон остановился в конце рабочей  смены.

Рис. 6.1.1 – Установка модельного времени.

б) Зададим параметры  презентации.

Рис. 6.1.2 – Установка  параметров презентации.

в) Зададим параметры  строки состояния

Рис. 6.1.3 – Установка  параметров строки состояния.

 

6.2 Пункт прибытия.

 

а) Погрузка

Время между прибытиями – exponental (5), кол-во заявок за 1 раз – 1 штука.

Рис. 6.2.1 – Установка  времени между прибытиями заявок.

б) Разгрузка

Время между прибытиями – exponental (3), кол-во заявок за 1 раз – 1 штука.