Академические статьи

К вопросу об имитационном моделировании судостроительных производств - универсальный подход к построению моделей и проведению экспериментов


В настоящее время в различных отраслях промышленности значительно возрос спрос на применение методов имитационного моделирования для оценки принимаемых решений и повышения эффективности производственных процессов, а также на создание специализированных инструментов, построенных для конкретной предметной области и адаптированных под конечного пользователя. Эта тенденция была озвучена в докладе на конференции ИММОД-2015 директором компании AnyLogic А.В. Борщевым. В рамках реализации этого направления специалистами ООО «Элина-Компьютер» (Казань) по заказу и с участием специалистов одного из государственных научных центров судостроительной отрасли России — АО «Центр технологии судостроения и судоремонта» (Санкт-Петербург) — в 2015 г. было создано специализированное приложение для моделирования судостроительных производств — АС «Сириус».

Применение имитационного моделирования для решения проблемы безопасности на пешеходных переходах


В результате дорожно-транспортных происшествий (ДТП) на дорогах мира ежегодно погибает приблизительно 1,25 млн человек. ДТП являются главной причиной смерти среди молодежи в возрасте от 15 до 29 лет. Как из-за серьезных последствий дорожно-транспортного травматизма для общественного здравоохранения, так и из-за непропорционально значительного воздействия на самые молодые группы населения ДТП представляют собой серьезную проблему в области развития: дорожно-транспортные происшествия обходятся странам приблизительно в 3% от их ВВП, причем в странах с низким и средним уровнем дохода экономические потери составляют 5% от ВВП. Для оценки рисков и разработки мер по повышению безопасности пешеходов предлагаются различные решения. Так, автор статьи предлагает модель оценки влияния времени ожидания на число нарушений пешеходами правил перехода. При этом автор отмечает, что необходим многофакторный анализ рисков и плодотворное направление для будущих исследований будет заключаться в разработке многовариантного подхода к моделированию на основе предложенной модели.

Применение имитационных моделей для обоснования проектов по развитию велосипедной инфраструктуры


Мобильность и транспорт остаются реальными проблемами для устойчивого развития городов. Традиционные модели развития городов приводят к превращению их в мегаполисы, что обуславливает неэффективное использование ресурсов, рост потребности в перемещениях и порождает транспортные проблемы. С другой стороны, компактные, эффективно развивающиеся города с развитой транспортной инфраструктурой более конкурентоспособны, поскольку могут обеспечить лучшее качество жизни для граждан. Устойчивое развитие транспорта должно быть составной частью при проектировании городов и пригородов в соответствии с принципами планирования их разумного роста. Градостроительство в соответствии с этими принципами помогает уменьшить зависимость от личного автотранспорта и обеспечивает поддержку преимущественного использования систем общественного и немоторизованного транспорта для ежедневных поездок и поездок на короткие расстояния.

Деловая игра по логистике с использованием AnyLogic


Современный подход к обучению студентов предполагает использование современных технологий. К таким технологиям, в частности, относится проведение деловых игр. Одной из популярных деловых игр в курсе «Логистика» является игра «Разработка маршрутов и составление графиков доставки товаров автомобильным транспортом», впервые предложения А.М. Гаджинским в «Практикуме по логистике». Деловая игра посвящена вопросам управления транспортом в процессе оптовой продажи товаров. Цель игры — разработка маршрутов и графиков движения автомобильного транспорта в процессе товароснабжения с использованием критерия минимума стоимости доставки. Игра предлагает побывать в роли руководителя транспортного отдела оптовой компании, поставляющей свою продукцию в магазины на территории района.

Способ обоснования требуемой периодичности диагностирования автоматических космических аппаратов на основе дискретно-событийной имитационной модели


Одним из возможных путей повышения уровня автономности космических аппаратов является обеспечение высокой отказоустойчивости их бортовых систем, в том числе за счет развития бортовых и наземных средств диагностирования и восстановления работоспособности бортовой аппаратуры. Существует связь достоверности диагностирования бортовой аппаратуры с длительностью интервала автономного функционирования космических аппаратов и задача рационального распределения функций между наземными и бортовыми средствами контроля технического состояния и диагностирования бортовой аппаратуры космических аппаратов. При этом средства диагностирования, входящие в состав наземного сегмента системы информационно-телеметрического обеспечения управления космических аппаратов, используются для проведения планово-периодического углубленного анализа технического состояния космических аппаратов, а периодичность проведения такого анализа численно совпадает с интервалом автономного функционирования космических аппаратов. Ввиду сложности рассматриваемых процессов, наиболее приемлемым способом для оценки указанных временных интервалов видится подход на основе имитационного моделирования.

Имитационное моделирование социальной сети на основе ретроспективных данных


В современном обществе социальные сети, основанные на интернет-технологиях, стали одним из самых влиятельных каналов распространения информации. Через социальные сети происходит не только межличностное общение их участников, но и продвижение информации, идей, мнений. Иногда эти процессы носят деструктивный, разрушающий характер и хорошо бы было научиться управлять этими процессами. Но управление невозможно без понимания того, как организованы социальные сети, как они растут, как в них распространяется информация и как найти наиболее влиятельные узлы, обеспечивающие ее быстрое распространение. Новая отрасль науки «network science» ищет ответы на эти и многие другие вопросы.

Анализ демографического состояния региона методами системной динамики


Авторами был проведен анализ и выявлены социально-экономические факторы, влияющие на демографическое состояние региона, а также выполнено прогнозирование показателей рождаемости и смертности. Были построены регрессионные уравнения, определяющие степень влияния полученных факторов на общий коэффициент рождаемости и смертности. С использованием метода системной динамики была построена имитационная модель демографического состояния Челябинской области. Разработанная имитационная модель позволяет прогнозировать численность населения с учетом социально-экономических факторов. В результате имитационного моделирования можно получить значения коэффициентов, отражающих степень влияния внешних факторов на рождаемость и смертность.

Анализ, дизайн и оптимизация цепей поставок в программном обеспечении anyLogistix


Математическое моделирование и прогнозная аналитика широко используются при решении бизнес-задач в управлении цепями поставок (ЦП). Эти задачи условно можно разделить на несколько классов по уровню абстракции (уровню детальности создаваемой модели). Примеры проблем высокого уровня абстракции: выбор географического расположения узлов цепи поставок (складов, заводов), организация материальных потоков между узлами и мастер-планирование. Такие модели учитывают минимум деталей и представляют систему в упрощенном виде.  Проблемы среднего уровня абстракции: определение политик пополнения запасов и снабжения, оптимизация парка ТС и маршрутов, анализ пропускной способности узлов сети и др. К используемым данным добавляются учет временного фактора, стохастики, реальных значений параметров, описываются процессы и логика работы ЦП.

Разработка имитационно-аналитического комплекса, моделирующего работу газовых и газоконденсатных месторождений


Анализ разработки и эксплуатации газовых и газоконденсатных месторождений позволяет выделить ряд актуальных для дальнейшего исследования задач организации технического обслуживания и ремонта (ТОиР) скважин и другого оборудования. Первая группа связана с оценкой последствий принятия управленческих решений о режимах работы скважин, выводимых из эксплуатации по причине ремонта. При этом в случае принятия того или иного управленческого решения затраты периода и итоговые затраты газодобывающего предприятия могут как сокращаться, например, за счет амортизационных отчислений и налога на имущество, так и увеличиваться, например, за счет затрат на консервацию.

Решение задачи моделирования потоков минерального вещества в горнотехнических системах и его миграции в окружающую среду с использованием среды AnyLogic


Требования к улучшению среды обитания человека в горнопромышленных регионах выходят на первый план в развитых горнодобывающих странах. В России эта проблема стоит особенно остро, так как большинство моногородов являются горнопромышленными центрами, а судя по статистическим данным Минприроды горная отрасль формирует 84 % отходов, из которых утилизируется не более 40 %. Загрязнение окружающей среды являете я последствием отделения от массива и выдачи горной массы из рудников на дневную поверхность, поэтому задачей горных наук и инжиниринга яв.ляется снижение такого негативного влияния еще на стадии проектирования — путем разработки экологически сбалансированных геотехнологий. Имитационное моделирование при этом яв.ляется инструментарием для оценки эффективности разработанных технологий и мер, направленных на снижение площади отчуждения земель, сбросов и выбросов загрязняющих веществ в окружающую среду.