Сдам Сам

ПОЛЕЗНОЕ


КАТЕГОРИИ







Общая информация о создании моделей в Enterprise Library





Для создания новой модели щелкните мышью по кнопке Создать проект. Появится диалоговое окно, в котором вы должны будете дать имя файлу вашей модели и выбрать каталог, где он будет храниться.

Рассмотрим рабочее окно AnyLogic. В левой части рабочей области нахо- дится панель «Проект». Панель «Проект» обеспечивает легкую навигацию по элементам моделей, открытых в текущий момент времени. Поскольку модель организована иерархически, то она отображается в виде дерева: сама модель образует верхний уровень дерева; эксперименты, классы активных объектов и


Java-классы образуют следующий уровень; элементы, входящие в состав ак- тивных объектов, вложены в соответствующую подветвь дерева класса актив- ного объекта и т.д.

В правой рабочей области отображается панель «Палитра», а внизу – панель «Свойства». Панель «Палитра» содержит разделенные по категориям элементы, которые могут быть добавлены на диаграмму класса активного объ- екта или эксперимента. Панель «Свойства» используется для просмотра и из- менения свойств выбранного в данный момент элемента (или элементов) модели.

В центре рабочей области AnyLogic открывается графический редактор диаграммы класса активного объекта Main.

Чтобы добавить объект на блок-схему модели, щелкните по объекту в окне палитры Enterprise Libraryи перетащите его мышью на структурную диаграмму. При этом его свойства будут отображены на панели «Свойства». В этом окне вы можете изменять свойства элемента в соответствии с требования- ми вашей модели. Позднее для изменения свойств элемента нужно будет сна- чала щелчком мыши выделить его на диаграмме или в дереве проекта.

Объекты должны взаимодействовать между собой, поэтому вы должны будете соединять их друг с другом. Можно соединять объекты с помощью мы- ши, перетаскиванием порта одного объекта на порт другого или с помощью специального средства «Соединитель». Чтобы соединить порты объектов, щелкните мышью по кнопке панели инструментов Соединитель, а затем щелк- ните мышью поочередно по обоим портам. Для добавления точки изгиба щелк- ните мышью по кнопке панели инструментов Редактировать точки.

Модель выполняется в соответствии с набором конфигурационных уста- новок, называемым экспериментом. Вы можете создать несколько эксперимен- тов и изменять рабочую конфигурацию модели, просто меняя текущий эксперимент модели. Один эксперимент, названный Simulation, создается авто- матически. Выберите его щелчком мыши по элементу дерева и измените на- стройки модели в окне Свойства(рис. 5). Окно Свойстваимеет вкладки: ос-


новные, дополнительные, модельное время, презентация, окно, параметры, описание.

Рис. 5

На вкладке Основныеможно выбрать класс, который будет запущен при запуске модели. По умолчанию в качестве корневого объекта выбран объект класса Main, автоматически создаваемого в каждой модели. Вы можете пере- именовывать классы модели. Для этого нужно выделить класс щелчком мыши по значку класса в дереве модели и затем изменить его имя в окне Свойства.



На вкладке Модельное времяможно:

1) задать режим моделирования. В режиме реального времени задается связь модельного времени с физическим, т.е. задается количество единиц модельного времени, выполняемых в одну секунду. Режим реального времени лучше всего подходит для показа анимации. В режиме виртуального времени модель выполняется без привязки к физическому времени – она выполняется так быстро, как это возможно. Данный режим лучше всего подходит, когда тре- буется моделировать работу системы в течение достаточно длительного перио- да времени;

2) запустить модель так, чтобы она работала бесконечно, но можно и ос- тановить ее в заданный момент времени. Вы можете остановить модель по дос- тижении переменной заданного значения или по выполнении какого-нибудь определенного условия.

Дополнительные свойства эксперимента (вкладка Дополнительные) по- зволяют управлять выполнением модели. Можно задать действие перед и после запуска модели, а также задать численные методы для прогона и точность


получаемых значений.

На вкладе Презентацияможно определить вид и скорость выполнения прогона.

Задание к лабораторной работе

Построим с помощью элементов библиотеки Enterprise Library модель простой системы массового обслуживания – модель банковского отделения.

В банковском отделении находятся банкомат и стойки банковских касси- ров, которые предназначены для быстрого и эффективного обслуживания посе- тителей банка. Операции с наличностью клиенты банка производят с помощью банкомата, а более сложные операции, такие как оплата счетов, – с помощью кассиров.

Необходимо произвести оценку затрат операций и определить, сколько денег тратится на обслуживание одного клиента и какую часть этой суммы составляют накладные расходы на оплату работы персонала банка, а какую – на обслуживание посетителей.

1. Создание нового проекта.

Создайте новую модель. Переименуйте класс Main в Model. В свойствах эксперимента Simulation задайте выполнение модели в режиме реального вре- мени с выполнением одной единицы модельного времени в одну секунду. В этой модели под единицей модельного времени мы будем понимать одну мину- ту работы банковского отделения.

2. Создание блок-схемы.

Создайте блок-схему модели, которая пока будет состоять только из бан- комата. Для этого перетащите в окно структуры элементы библиотеки Enterprise Library и соедините их так, как показано на рис. 6.

Объект source генерирует заявки (entities) определенного типа через за- данный временной интервал. Заявки представляют собой объекты, которые производятся, обрабатываются, обслуживаются или еще каким-нибудь образом подвергаются воздействию моделируемого процесса: это могут быть клиенты в


системе обслуживания, детали в модели производства, документы в модели до- кументооборота и др. В нашем примере заявками будут посетители банка, а объект source будет моделировать их приход в банковское отделение.

 
 

Рис. 6

Объект queue моделирует очередь клиентов, ожидающих обслуживания. Объект delay моделирует задержку. В нашем примере он будет имитиро-

вать банкомат, тратящий определенное время на обслуживание клиента.

Объект sink обозначает конец блок-схемы.

3. Запуск модели.

Для каждой модели, созданной в Enterprise Library, автоматически созда- ется блок-схема с наглядной визуализацией процесса, с помощью которой вы можете изучить текущее состояние модели, например, длину очереди, количе- ство обслуженных человек и т.д.

Для запуска модели (рис. 7) щелкните мышью по кнопке Запустить. От- кроется окно с презентацией запущенного эксперимента. AnyLogic автоматиче- ски помещает на презентацию каждого простого эксперимента заголовок и кнопку, позволяющую запустить модель и перейти на презентацию, нарисован- ную вами для главного класса активного объекта этого эксперимента (Main).

Щелкните по этой кнопке. AnyLogic переключится в режим работы моде- ли. С помощью визуализированной блок-схемы вы можете проследить, сколько человек находится в очереди, сколько человек в данный момент обслуживается и т.д.


 

Рис. 7

 

На рис. 8 видно, что 4 человека стоят в очереди, а 23 человека покинули очередь (блок queue), из них 22 обслужили (блок sink), а один еще обслужива- ется у банкомата (блок delay).

Рис. 8

С помощью кнопок панели инструментов Замедлитьи Ускоритьможно изменить скорость выполнения модели. Во время выполнения модели можно следить за состоянием любого блока диаграммы процесса с помощью окна инспекта этого объекта. Чтобы открыть окно инспекта, щелкните мышью по значку блока. В окне инспекта будет отображена базовая информация по выде- ленному блоку, например, для блока Queue будет отображена вместимость оче- реди, количество заявок, прошедшее через каждый порт объекта, и т.д.


4. Изменение данных модели.

Задайте данные модели, изменяя свойства созданных объектов (рис. 9).

В свойстве interarrivalTime объекта source укажите, как часто в отделение приходят клиенты – exponential(0.67).

Рис. 9

Интервал между приходом клиентов распределен экспоненциально со средним значением, равным 1.5 единицы модельного времени. Заметьте, что аргумент функции exponential() равен 0.67, потому что в качестве аргумента за- дается интенсивность прихода клиентов.

Функция exponential() является стандартной функцией генератора слу- чайных чисел AnyLogic. AnyLogic предоставляет функции и других случайных распределений, таких как нормальное, равномерное, треугольное и т.д. За де- тальным описанием функций и их параметров обращайтесь к руководству пользователя или справочнику классов (см. методы класса Func). Для вызова руководства пользователя, справочника классов AnyLogic выберите соответст- вующие пункты меню Справка.

В свойстве capacity объекта queue (рис. 10) задайте максимальную длину очереди – 15.

Рис. 10


В свойстве delayTime объекта delay (рис. 11) задайте время задержки (время обслуживания) – triangular( 0.8, 1, 1.3 ).

Рис. 11

Обслуживание одного клиента занимает примерно 1 минуту. Здесь время обслуживания распределено по треугольному закону со средним значением, равным 1 минуте, минимальным – 0.8 и максимальным – 1.3 минуты.

Запустите модель и проанализируйте ее работу.

5. Сбор статистики.

AnyLogic позволяет производить сбор сложной статистики. Для этого нужно лишь включить у объекта режим сбора статистики, поскольку по умол- чанию он отключен для повышения скорости выполнения модели.

В системе собирается статистика по длине очереди для блока queue (length) и статистика по коэффициенту использования для блока delay (utiliza- tion). Чтобы включить сбор статистики для объекта, установите переключатель Включить сбор статистикина вкладке Основныесвойств объекта.

Запустите модель и просмотрите в окне инспекта статистику для блоков queue и delay. Можно также просмотреть собранную статистику с помощью диаграмм и графиков или путем вывода числовых значений на анимацию.

6. Моделирование банковских кассиров.

Усложним модель, добавив в нее банковских кассиров. Можно моделиро- вать число кассиров, как и банкомат, с помощью объектов delay. Но куда более удобным представляется моделирование числа кассиров с помощью ресурсов. Ресурс – это специальный объект Enterprise Library, который может потребо- ваться заявке для выполнения какой-то задачи. В нашем примере посетите- лям банковского отделения (заявкам) необходимо получить помощь у банков-


ских служащих (ресурсов).

Добавьте на диаграмму следующие объекты:

1) selectOutput – является блоком принятия решения. В зависимости от заданного вами условия, заявка, поступившая в этот объект, будет поступать на один из двух выходов объекта. Оставьте свойство selectCondition uniform() < 0.5, тогда к кассирам и банкомату будет приходить примерно равное количество клиентов;

2) Service – моделирует занятие заявкой ресурса на определенное время. С помощью этого объекта мы промоделируем обслуживание клиента кассиром. Задайте следующие свойства объекта: назовите объект tellerLines (свойство Имя); укажите, что в очереди к кассирам может находиться до 20 человек (свойство queueCapacity); задайте время обслуживания (свойство delayTime). Будем полагать, что время обслуживания имеет треугольное распределение с минимальным средним значением 2.5, средним – 6 и максимальным – 11 минут;

3) ResourcePool – задает ресурсы определенного типа. Он должен быть подсоединен к объектам, моделирующим занятие и освобождение ресурсов (в нашем случае это объект Service). Задайте следующие свойства объекта: назо- вите объект tellers; задайте число кассиров (свойство capacity) – 4.

Измените имя объекта delay на ATM (банкомат). Соедините объекты соответствующим образом (рис. 12).

Рис. 12

 

 

Запустите модель и изучите ее поведение.


7. Сбор статистики о времени обслуживания клиента.

Необходимо определить, сколько времени клиент проводит в банковском отделении и сколько времени он теряет, ожидая своей очереди. Соберем эту статистику с помощью специальных объектов сбора данных и отобразим соб- ранную статистику распределения времени обслуживания клиентов с помо- щью гистограмм.

Создадим класс сообщения Customer. Сообщения этого класса будут представлять клиентов банковского отделения. Выберите базовый класс Entity (сообщения), добавьте параметры для хранения информации о проведенном времени:

1) в панели Проект, щелкните правой кнопкой мыши по элементу модели и выберите Создать | Java классиз контекстного меню (рис. 13);

 

 
 

Рис. 13

 

 

2) появится диалоговое окно Новый Java класс. В поле Имявведите имя нового класса Customer;

3) сделайте так, чтобы этот класс наследовался от базового класса заявки Entity (рис. 14): выберите из выпадающего списка Базовый классполное имя данного класса: com.xj.anylogic.libraries.enterprise.Entity;


Рис. 14

 

 

4) щелкните мышью по кнопке Далее. На второй странице Мастера вы можете задать параметры создаваемого Java-класса. Создайте параметры:

- enteredSystem типа double для сохранения момента времени, когда клиент пришел в банковское отделение;

- startWaiting типа double для сохранения момента времени, когда клиент встал в очередь к банкомату;

5) щелкните мышью по кнопке Готово. Вы увидите редактор кода соз- данного класса. Можете закрыть его, щелкнув мышью по крестику в закладке с его названием.

Теперь вычислим время, которое тратится персоналом банка на обслужи- вание клиентов, и время, которое клиенты тратят на ожидание своей очереди.

Добавьте элементы сбора статистики по времени ожидания клиентов и времени пребывания клиентов в системе. Эти элементы будут запоминать соот- ветствующие значения времени для каждого клиента и предоста- вят пользователю стандартную статистическую информацию: среднее, минимальное, максимальное из измеренных значений, среднеквадратичное


отклонение, доверительный интервал для среднего и т.п.:

1) чтобы добавить объект сбора данных гистограммы на диаграмму, пере- тащите элемент Данные гистограммыс палитры Статистикана диаграмму активного класса;

2) задайте свойства элемента (рис. 15).

- Измените Имяна waitTimeDistr.

- Измените Заголовокна Waiting time distribution.

- Сделайте Кол-во интерваловравным 50.

- Задайте Начальный размер интервала: 0.01;

 
 

 

Рис. 15

 

3) создайте еще один элемент сбора данных гистограммы (Ctrl+ перета- щите только что созданный объект данных гистограммы, чтобы создать его ко- пию). Измените Имяэтого элемента на timeInSystemDistr, а Заголовокна Time in system distribution.

Измените свойства блоков вашей диаграммы процесса. Задайте следую- щие свойства объектов диаграммы:

1) блок source, свойство Новая заявка– введите new Customer(). Введите Customer в поле Класс заявки. Это позволит напрямую обращаться к полям класса заявки Customer в коде динамических параметров этого объекта. Введите entity.enteredSystem = time(); в поле Действие при выхо- де. Этот код будет сохранять время создания заявки-клиента в переменной enteredSystem нашего класса заявки Customer.


Функция time() возвращает текущее значение модельного времени;

2) блок tellerLines (блок Service) – введите Customer в поле Класс заяв- ки. Добавьте код в поля:

Действие при входе: entity.startWaiting = time();

Действие при выходе:

waitTimeDistr.add(time() - entity.startWaiting);

3) блок queue – введите Customer в поле Класс заявки. Добавьте код в


поля:


 

 

Действие при входе: entity.startWaiting = time();

Действие при выходе:

waitTimeDistr.add(time()-entity.startWaiting);

Данный код добавляет время, в течение которого клиент ожидал обслу-


живания, в объект сбора данных waitTimeDistr;

4) блок ATM (блок delay) – введите Customer в поле Класс заявки;

5) блок sink – введите Customer в поле Класс заявки. Напишите следующий код, чтобы сохранить в наборах данных данные о клиенте, поки- дающем банковское отделение (Действие при входе):

timeInSystemDistr.add(time()-entity.enteredSystem);

Данный код добавляет полное время пребывания клиента в банковском отделении в объект сбора данных гистограммы timeInSystemDistr.

Добавьте две гистограммы для отображения распределений времен ожи- дания клиента и пребывания клиента в системе.

Чтобы добавить гистограмму на диаграмму класса активного объекта, пе- ретащите элемент Гистограммаиз палитры Статистикав то место графиче- ского редактора, куда вы хотите ее поместить. Укажите, какой элемент сбора данных хранит данные, которые хотите отображать на гистограмме: щелкните мышью по кнопке Добавить данныеи введите в поле Данныеимя соответст- вующего элемента – waitTimeDistr.

Аналогичным образом добавьте еще одну гистограмму и расположите ее под ранее добавленной. В поле Данныевведите timeInSystemDistr.


Измените заголовки отображаемых данных.

Запустите модель. Включите режим виртуального времени и посмотрите, какой вид примет распределение времени ожидания и времени пребывания клиента в системе.

8. Оценка затрат операций.

Enterprise Library предоставляет инструменты для проведения оценки за- трат операций. Метод оценки затрат операций (activity-based costing, ABC- метод) оценивает процесс и эффективность операций, определяет стоимость обслуживания/производства и указывает возможности для усовершенствования продуктивности и эффективности процесса. С помощью этого метода произво- дится количественная оценка стоимости и производительности операций, эф- фективности использования ресурсов и стоимости объектов.

Проведем учет затрат операций в нашем примере, чтобы понять, во сколько в среднем обходится обслуживание одного клиента и какие накладные расходы связаны с обслуживанием клиентов, ожидающих своей очереди.

Сначала необходимо написать вспомогательную функцию для пересчета почасовой зарплаты в поминутную.

Создайте математическую функцию (перетащите элемент Функцияс па- литры Основныена диаграмму активного класса), назовите ее toMinute. На странице свойств задайте тип, аргументы и выражение функции. Тип возвра- щаемого значения должен быть double. Аргумент функции perHour типа double. Напишите выражение функции (тело функции) – returnperHour/60;. Функция должна быть статической, поскольку эта функция не использует зна- чения, специфичные для конкретного экземпляра класса Model. В противном случае нам пришлось бы вызывать ее со ссылкой на конкретный экземпляр класса Model.

Добавьте необходимые параметры в классе сообщений Customer:

- serviceCost будет хранить информацию о том, во сколько компании обходится обслуживание этого клиента. Тип – double. Значение по умолчанию – 0;


- waitCost – затраты на ожидание клиента в очереди. Тип – double. Значение по умолчанию – 0. Заметим, что банк несет издержки, связанные с обслуживанием клиентов, ожидающих своей очереди;

- existenceCostPerHour задает, во сколько обходится компании пре- бывание клиента в банке. Тип – double. Значение по умолчанию – Main.toMinute(1.5).

Теперь необходимо добавить код в свойства блоков:

1) блок tellerLines (блок Service) – добавьте код в Действие при выходе:

waitTimeDistr.add(time() - entity.startWaiting); Costwait.add(entity.existenceCostPerHour*(time() - entity.startWaiting));

Costservice.add ((time()-entity.enteredSystem)* (entity.existenceCostPerHour + Model.busyCostRate));

 

2) блок queue добавьте код в Действие при выходе:

waitTimeDistr.add(time() - entity.startWaiting); Costwait.add(entity.existenceCostPerHour*(time()- entity.startWaiting));

Costservice.add((time()-entity.enteredSystem)* (entity.existenceCostPerHour + Model.busyCostRate));

 

Добавьте в модель вспомогательные элементы, собирающие статистику затрат компании, для чего необходимо создать:

1) переменные, задающие заработную плату кассиров. Для этого перета- щите элемент Простая переменнаяс палитры Основныена диаграмму актив- ного класса:

- busyCostRate, тип – double, значение по умолчанию –

toMinute(6.5), глобальный;

- idleCostRate, тип – double, значение по умолчанию –

toMinute(4.0), глобальный.

Мы платим кассиру 6.5 дол. в час, если он был занят обслуживанием кли- ентов и 4.0 дол., если он был свободен;

2) простую переменную, задающую расходы, которые связаны с работой банкомата:


ATMCostPerUse, тип – double, значение по умолчанию – 0.3, глобальный. Одна операция банкомата обходится компании в 0.30 дол.;

3) переменную timeUpdateCosts. Создайте еще несколько переменных и назовите их так:

- tellersIdleTime;

- tellersBusyTime;

- tellersIdleCost;

- tellersBusyCost.

Эти переменные будут хранить информацию о том, сколько времени кас- сиры были заняты обслуживанием клиентов и сколько им требуется выплатить за работу;

5) два набора данных гистограммы (палитра Статистика) и назовите их


так:


 

 

- Costwait;

- Costservice.

Данные наборы данных будут хранить статистику затрат компании на об-


служивание клиентов;

6) функцию, которая будет обновлять статистику (палитра Основные).

Назовите ее UpdateCosts.

doubledt = time()-timeUpdateCosts; tellersIdleTime += tellers.idle()*dt;

tellersBusyTime+=(tellers.capacity-tellers.idle())*dt; tellersIdleCost += tellersIdleTime*idleCostRate; tellersBusyCost += tellersBusyTime*busyCostRate; timeUpdateCosts = time();

return 0;

 

Сосчитайте затраты на обслуживание клиента:

1) измените свойства объекта tellers (рис. 16). Добавьте следующий код:

onSeize - UpdateCosts();

onRelease - UpdateCosts();


 

Рис. 16

2) измените свойства объекта ATM. Добавьте строки, чтобы учесть затра- ты на обслуживание клиента:

Costservice.add((time()-entity.enteredSystem)* (entity.existenceCostPerHour + Model.ATMCostPerUse));

3) запустите модель. Посмотрите статистику затрат компании на обслу- живание клиентов. Покажите, во сколько в среднем обходится обслуживание одного клиента и какие накладные расходы связаны с обслуживанием клиентов, ожидающих своей очереди.

Внесите изменения в модель банковского отделения согласно варианту.

 

Вари- ант Распределение веро- ятности прихода кли- ентов в банк Вероятность обращения к кассиру/ к банкомату Время обслужива- ния клиента касси- ром Количе- ство кас- сиров
Экспоненциальное 1/1 4 ± 2
Экспоненциальное 1/2 6 ± 2
Экспоненциальное 2/1 8 ± 2
Экспоненциальное 1/3 7 ± 2
Экспоненциальное 3/1 9 ± 2
Нормальное 1/1 8 ± 2
Нормальное 1/2 7 ± 2
Нормальное 2/1 9 ± 2
Нормальное 1/3 4 ± 2
Нормальное 3/1 6 ± 2
Треугольное 1/1 2 ± 2
Треугольное 1/2 7 ± 2
Треугольное 2/1 9 ± 2
Треугольное 1/3 4 ± 2
Треугольное 3/1 6 ± 2
Равномерное 1/1 4 ± 2
Равномерное 1/2 6 ± 2
Равномерное 2/1 7 ± 2
Равномерное 1/3 8 ± 2
Равномерное 3/1 9 ± 2

 

Проанализируйте поведение модели. Постройте графики и диаграммы


переменных, характеризующих поведение модели, и поместите их в отчет. Для создания графиков (диаграмм) используйте палитру Статистика.

Результаты работы

Студент должен предоставить отчет по лабораторной работе с выводами, продемонстрировать работу модели, ответить на вопросы преподавателя.









Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:


©2015- 2017 zdamsam.ru Размещенные материалы защищены законодательством РФ.