|
|
Общая информация о создании моделей в Enterprise LibraryДля 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 Library и 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 Свойства имеет вкладки: ос- новные, дополнительные, модельное время, презентация, окно, параметры, описание.
Рис. 5 На вкладке Основные можно 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 время можно: 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 Презентация можно 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 Замедлить и Ускорить можно 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 статистики на вкладке Основные свойств 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 класс из контекстного меню (рис. 13);
Рис. 13
2) появится диалоговое окно Новый Java класс. В поле Имя введите имя нового класса Customer; 3) сделайте так, чтобы этот класс наследовался от базового класса заявки Entity (рис. 14): выберите из выпадающего списка Базовый класс полное 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 гистограммы с палитры Статистика на диаграмму активного класса; 2) задайте свойства элемента (рис. 15). - Измените Имя на waitTimeDistr. - Измените Заголовок на Waiting time distribution. - Сделайте Кол-во интервалов равным 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 Имя этого элемента на timeInSystemDistr, а Заголовок на 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 Гистограмма из палитры Статистика в 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 данные и введите в поле Данные имя соответст- вующего элемента – waitTimeDistr. Аналогичным образом добавьте еще одну гистограмму и расположите ее под ранее добавленной. В поле Данные введите 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 Функция с па- литры Основные на 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) – return perHour/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 переменная с палитры Основные на 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. double dt = 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.
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.   ЧТО ПРОИСХОДИТ ВО ВЗРОСЛОЙ ЖИЗНИ? Если вы все еще «неправильно» связаны с матерью, вы избегаете отделения и независимого взрослого существования...  Что будет с Землей, если ось ее сместится на 6666 км? Что будет с Землей? - задался я вопросом...  Конфликты в семейной жизни. Как это изменить? Редкий брак и взаимоотношения существуют без конфликтов и напряженности. Через это проходят все...  ЧТО ПРОИСХОДИТ, КОГДА МЫ ССОРИМСЯ Не понимая различий, существующих между мужчинами и женщинами, очень легко довести дело до ссоры... Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:
|
