Anylogic-те көп агентті модельді әзірлеу

1.

Қазақстан Республикасы білім және ғылым министрлігі
Әл - Фараби атындағы Қазақ Ұлттық Университеті
Факультеті «____________ЭжБЖМ___________________»
Кафедрасы «__________Бизнес технология________________»
СЕМИНАР-14
Тақырыбы:Anylogic-те көп агентті модельді әзірлеу

2.

Алматы, 2021ж
ЖОСПАР:
1. Кіріспе.
2. Негізгі бөлім.
2.1. Виртуалды кәсіпорынға арналған көп агенттік жүйені құру.
2.2. Виртуалды кәсіпорынның жұмыс істеу процесінің
математикалық сипаттамасын құру үшін агенттік модельдеуді
таңдаудың негіздемесі.
2.3. Есептеу эксперименттерінің нәтижелерін талдау.
2.4. AnyLogic-те модельдеудің ерекшеліктері.
3. Қорытынды.
4. Пайдаланылған әдебиеттер

3.

1. Кіріспе.
AnyLogic жүйенің динамикасына объектіге бағытталған тәсілдің барлық
артықшылықтарын
ұсынады.
Кешенді
модельдер
интерфейс
айнымалыларымен байланысқан объектілерді қолдана отырып жасалған көп
деңгейлі болуы мүмкін. Жүйелік-динамикалық диаграммалар нысандардың
ішінде жасырылады.
Мұндай объектілерден, жүйелік-динамикалық шаблондардан сіз өзіңіздің
кітапханаларыңызды құра аласыз және объектілерді басқа модельдерде
қолдана аласыз.
AnyLogic пайдаланушылары сонымен қатар бірқатар артықшылықтарға
ие: модельдерді экспорттау, оларды бұлтта іске қосу, анимация және басқа
бағдарламалық құралдармен интеграциялау мүмкіндігі.
Модельдерді тезірек және оңай құру үшін AnyLogic процестерді және
олардың ресурстарға тәуелділігін сипаттайтын икемді және теңшелетін
объектілердің негізгі жиынтығы - процедураларды модельдеу кітапханасын
ұсынады. Бұл объектілер ағынды модельдеу, трафик, теміржол
кітапханаларының
элементтерімен,
сондай-ақ
AnyLogic
басқа
кітапханаларымен және компоненттерімен оңай әрекеттеседі.
AnyLogic процесін модельдеу кітапханасы AnyLogic анимация
құралдарымен біріктірілген және кез-келген күрделіліктегі процестерді
жандандыруға мүмкіндік береді.
AnyLogic - бұл жүйенің динамикасын агенттік және дискреттік оқиғалар
модельдеуімен үйлестіруге мүмкіндік беретін жалғыз құрал. Мұны агентке
негізделген модельдеу көмегімен жасауға болады. Бірін екіншісімен біріктіру
қажетті нәтиже береді: тұтынушылық нарық жеткізілім тізбегін басқарады.
Қала халқын виртуалды агент ретінде ұсыну арқылы және жүйенің
динамикасын қолдана отырып, экономикалық және инфрақұрылымдық
фонды модельдеуге болады.
AnyLogic-те жүйенің динамикасы, агент негізінде немесе дискретті
оқиғаларды
модельдеу
әдістері
арасындағы
интерфейстер
мен
байланыстарды құру өте оңай.

4.

2. Негізгі бөлім.
2.1.
Виртуалды кәсіпорынға арналған көп агенттік жүйені құру.
Виртуалды кəсіпорынның имитациялық моделінің мультиагенттік
көрінісін қалыптастыру кезінде жеке мінез-құлықты элементтерді таңдаудан
бастау керек. Келісім жасайтын агенттердің әрқайсысы оның жеке мінезқұлқын және негізгі агентпен өзара әрекетін анықтайтын жеке сипаттамалары
бар тиісті агентпен (субъектімен) ұсынылады.
Кездейсоқ оқиғаларға сәйкес келетін сипаттамаларды бөліп көрсету
маңызды: тәуекелділіктің туындау ықтималдығы, тәуекелдік туындаған
кездегі шығындар мөлшері. Модельдің жұмыс істеуі барысында агент-ядро
жалдау жағдайында бола отырып, белгілі бір жұмыстарды орындауға
сұраныстар жасайды.
Мердігер агенттердің әрқайсысы белгілі бір параметрлер
жиынтығымен сипатталады:орындалған жұмыстардың тізімі, олардың
орындалу уақыты және олардың орындалу сапасының сипаттамалары,
сондай-ақ тәуекел жағдайларына байланысты параметрлер.
Параметрлер жиынтығы мердігер агентінің жиынтық сипаттамасын
құрайды. Негізгі агент жіберген сұранысқа сәйкес жиынтық сипаттамалар
негізінде агенттердің рейтингі тізімі құрылады. Алынған агенттер тізіміндегі
жоғарғы агент ядро арқылы жалданады (негізгі агент жалдаған күйде
бекітіледі), ал негізгі агент жұмысты орындау күйіне өтеді.
Жұмысты
орындау
кезінде
ықтималдық
агент-мердігердің
сипаттамаларында көрсетілген тәуекелдік оқиғасы туындауы мүмкін. Бұл
жағдайда агент-шешім шешім қабылдау күйіне көшеді және берілген тәуекел
оқиғасы үшін мүмкін болатын шығындар есептеледі.
Тәуекелді оқиғаны дамыту нұсқаларының бірі - жоба бойынша әрі
қарайғы жұмысты тоқтату. Егер бұл болмаса, жаңа жұмыстарға
өтінімдерді қалыптастыру процесі жалғасуда және модель мердігер агентін
жалдаудың жаңа циклынан өтеді. Модельдің екі нұсқасы бар: тәуекелдерді
басқарусыз және басқарумен.
Ядро агентінің әр агентпен / мердігермен байланысты логикалық
басқару параметрі бар. Бұл параметр іске қосылғанда, мердігер агенттердің

5.

басқарылатын тәуекелге сәйкес параметрлері басқару түріне сәйкес келетін
сомаға және негізгі агентті басқару құны бойынша параметрге өзгереді.
Үлгіні орындау процесінде әрбір жалданған агент-мердігер есепті кезең үшін
ескерілген белгілі бір ақша ағындарын тудырады. Ядрода жалпы ақша ағыны
қалыптасады, оны зерттелетін жоба тиімділігінің параметрлерін, соның
ішінде таза төмендетілген ағынның математикалық моделінде қолданылатын
параметрлерін есептеу үшін пайдалануға болады.
а. Мердігер агентінің мемлекеттік диаграммасы
ә. Негізгі агент күйінің диаграммасы

6.

2.2.
Виртуалды
кәсіпорынның
жұмыс
істеу
процесінің
математикалық
сипаттамасын
құру
үшін
агенттік
модельдеуді таңдаудың негіздемесі.
Заманауи имитациялық модельдеуде үш негізгі тәсіл қалыптасты және
олар кеңінен қолданылады: жүйелік динамиканың модельдері, оқиғаларды
дискретті және агенттік модельдеу. Қағаз агент негізінде модельдеу
парадигмасын қолдануды ұсынады.
Виртуалды кәсіпорынның экономикалық тиімділігі мен тәуекелдерді
басқаруды талдау үшін агенттерге негізделген әдісті қолдану
перспективалары оның үлестірілген интеллектуалды бизнес қосымшаларын
ұсынатын артықшылықтарымен байланысты: агент дербестігі, жеке мінезқұлық (қарапайым жағдайлардан логикалық қорытындыға дейін) шешімдер),
оқыту және бейімделу мүмкіндігі, олардың әрекеттерін үйлестіру, жүйені
орталықсыздандыру және т.б. [5]. Көп агентті модель құру үшін XJ
Technologies жасаған AnyLogic модельдеу жүйесі қолданылды.
2.3.
Есептеу эксперименттерінің нәтижелерін талдау.
Есептеу эксперименттерінің нәтижелерін талдау. Модельдің сәйкестігін
тексеру үшін агент-мердігердің ынтымақтастықтан бас тарту қаупін бағалау
міндеті қойылды және шешілді. Үстел ойынын шығару жобасын аяқтау үшін
виртуалды баспа және полиграфия компаниясы келесі жұмыстарды
орындауы керек: ережелердің түпнұсқа мәтінін дайындау, көркемдік
материалдарды безендіру, түпнұсқа макеттің дизайны мен макетін жасау,
жарнамалық-ақпараттық сайт, баспа таралымы, өнімді тарату Модельде
аталған жұмыстарды орындайтын әр түрлі типтегі 60 агенттер қолданылады.
Көркем агенттер ынтымақтастықтың нөлдік емес ықтималдығына ие.
Бақылау болмаған кезде агент-ядро «жұмысты аяқтау» күйіне ауысады
және жобадан ешқандай пайда алмайды. Бақылау болған кезде негізгі агент
сол жұмысты орындау үшін жаңа мердігер агентті жалдау жағдайына кіреді.
Екі жағдайға да эксперименттер жүргізілді. Нәтижелерді талдау кәсіпорынға
тәуекелдерді басқарумен стратегияның артықшылығын көрсетті.
Зерттелетін объект параметрлерінің стохастикалық сипатын ескеретін
модельдер кешенінде әр түрлі эксперименттер жүргізуге болатын сияқты
(Монте-Карло әдісі). Эксперимент нәтижесінде алынған параметрлердің

7.

мәндерін (математикалық күту және стандартты ауытқу) зерттелген
виртуалды кәсіпорынның мүмкін болатын тәуекелдерін минимизациялау
қажеттілігі туралы шешім қабылдау үшін пайдалануға болады.
2.4.
AnyLogic-те модельдеудің ерекшеліктері.
• тәуекелсіз орта
Модельдеу сценарийлерді қауіпсіз қолдануға және талдауға мүмкіндік
береді. Мысалы, өндіріс процесіне нұқсан келтірмей зауыттағы жұмысшылар
санын өзгертудің әсерін қараңыз. Жүйеге нақты өзгерістер енгізбес бұрын
дұрыс шешім қабылдау!
• уақыт пен ақшаны үнемдеу
Имитациялық модельдермен жасалған виртуалды тәжірибелер нақты
жүйелермен салыстырғанда әлдеқайда арзан және аз уақытты алады.
Мысалы, сіз бәсекелестердің назарын аудармай және қажетсіз шығындардан
аулақ бола отырып, маркетингтік науқанның тиімділігін тексере аласыз.
• көрнекілік
Моделдеуді 2D және 3D форматында ұсыну кез-келген идеялар мен
тұжырымдамаларды интуитивті етеді, оларды тексеру және әріптестерімен
талқылау оңай. Сарапшылар мен инженерлер модельді іс жүзінде көре
отырып, өздері дұрыс қорытынды жасай алады және оларды басшылыққа
нақты жеткізе алады.
• динамиканы түсіну
Кестелік
аналитикадан
немесе
сызықтық
оңтайландырудан
айырмашылығы, модельдеу нақты жүйенің мінез-құлқын уақыттың ішінде
қажетті деталь деңгейімен байқауға мүмкіндік береді. Мысалы, қойманың
жүктеме деңгейін берілген күнге тексеруге болады.
• нақтылықтың жоғарылауы
Модельдеу моделі аналитикалыққа қарағанда анағұрлым егжей-тегжейлі
көрінеді. Бұл модельдеу моделін дәлірек етеді және оған негізделген
болжамдарды нақтырақ етеді. Мысалы, тау-кен компаниялары ресурстарды
пайдалануды оңтайландырса және жабдыққа қойылатын талаптарды болжаса
шығындарды едәуір азайта алады.

8.

• сенімсіздікті басқару
Уақыт пен операциялар нәтижесіндегі белгісіздік тәуекел дәрежесін
бағалауға және ең сенімді шешімдерді табуға мүмкіндік беретін
имитациялық модель көмегімен оңай көрінеді. Мысалы, модельге жеткізу
уақыты сияқты кездейсоқ шамаларды қосу арқылы логистикалық желінің
нақты көрінісін алуға болады.
3. Қорытынды.
Мақалада агенттік модельдеу парадигмасы мен Монте-Карло әдісін
қолдануға негізделген және кәсіпорын стратегиясын бағалауға және
тәуекелдерді басқаруға мүмкіндік беретін виртуалды кәсіпорынның
қаржылық ағындарының қозғалысының модельдеу жиынтығы ұсынылған.
Виртуалды кәсіпорын шешімдерінің тәуекелдерін бағалау және басқару
үшін ДК-де статистикалық модельдерді енгізу бойынша есептеу
эксперименттерінің нәтижелерін талдау жұмыста ұсынылған тәсілдің
дұрыстығын растайды.
Ұсынылған модельдердің дәлдігі мен адекваттығын арттыру үшін:
1) агент-мердігерді таңдауға балама болатын модельдің субьектілерісубъектілерінің оңтайлы санын анықтау мәселесін шешкен жөн;
2) модельдеудің әртүрлі парадигмаларын бірлесіп қолдану мүмкіндігін
қарастыру.
4. Пайдаланылған әдебиеттер
1. ВютрихХ.А., Филипп А.Ф. Виртуализация как возможный путь
развития управления //Проблемы теории и практики управления. – 1999.
2. Саати Т. Принятие решений. Метод анализа иерархий. – М.: Радио и
связь, 1993.
3. Риск-анализ инвестиционного проекта / Под ред. М.В. Грачевой. – М.:
ЮНИТИДАНА, 2001.

9.

4. ПесиковЭ.Б. Аналитический инструментарий оценки и управления
рисками стратегии виртуального предприятия на основе статистического
моделирования // 5-я всероссийская науч.-практ. конф. по имитационному
моделированию и его применению в науке и промышленности
«Имитационное моделирование. Теория и практика», ИММОД-2011, тр.
конференции, том 1.
5. БорщевА.Практическоеагентное моделирование и его место в арсенале
аналитика // ExponentaPRO.