Ю. Карпов - Иммитационное моделирование систем с AnyLogic 5 (1124147), страница 65
Текст из файла (страница 65)
Медицина Глава 22. Логистика и транспорт Глава 23. Обучение физике и механике зло Часть К Примеры моделей длю раэличных областей применению Имитационное моделирование имеет чрезвычайно широкую сферу приме- нения. В данной части на типичных примерах-из нескольких областей пока- заны методики построения моделей. Глава 1? Стратегическое планирование Рассмотрим в качестве примера в этой области агентную модель конкуренции на мировом рынке транснациональных компаний-производителей целлюлозы. Спрос на целлюлозу и ее цена являются глобальными (общемировыми) величинами, в то время как цена на древесину является различной на разных континентах.
Достаточно схематично ситуацию на мировом рынке целлюлозы можно описать так. Погоду на этом рынке определяет группа из нескольких крупных игроков. Каждая компания из этой группы может иметь на разных континентах несколько фабрик, которые перерабатывают древесину в целлюлозу. Каждая фабрика имеет два основных параметра — производственную мощность (объем выпуска продукции) и технологический уровень.
Себестоимость целлюлозы лля конкретной фабрики определяется ценой древесины в том регионе, в котором расположена фабрика, а также технологическим уровнем фабрики (то есть стоимостью переработки). Стоимость труда в каждом регионе учитывается в стоимости древесины. Каждая фабрика может быть либо прибыльной, если себестоимость ее продукции ниже мировой цены на целлюлозу, либо убыточной. Мировая цена на рынке целлюлозы не является произвольной. Ясно, что продавать целлюлозу по цене ниже себестоимости фабрике невыгодно. Поэтому цена на рынке формируется при известном спросе на целлюлозу следующим образом.
Выстроим все фабрики по возрастанию себестоимости производства целлюлозы. При известном спросе на рынке будем суммировать производительность фабрик последовательно, начиная от фабрики с самой низкой себестоимостью продукции. Когда суммарная производительность этих фабрик достигнет уровня мирового спроса, себестоимость производства единицы продукции последней фабрики из списка и определит мировую цену на целлюлозу. Очевидно, что последняя фабрика списка не является ни прибыльной, ни убыточной. Также очевидно, что все фабрики, попавшие в этот список, Часть у. Примеры моделей для различнык областей применения 322 являются неубыточными, а все фабрики, не попавшие в список, не являются прибыльными, т. е.
убыточны. Конкуренция компаний на мировом рынке целлюлозы заключается в том, что компании-производители стремятся уменьшить себестоимость продукции на своих фабриках. У каждой компании существует ограниченное множество возможных решений. Во-первых, можно приостановить производство на неприбыльной фабрике в ожидании лучшей конъюнктуры. Поддержание фабрики в законсервированном состоянии стоит определенных денег. Во-вторых, не приносящую прибыль фабрику можно закрыть и продать ее по остаточной стоимости.
Далее, фабрику можно реконструировать, вложив определенный капитал в модернизацию технологии. После проведения модернизации, которая потребует некоторого времени, себестоимость продукции на этой фабрике уменьшится. Ее можно определить с учетом уровни модернизации и предположений о будущей цене сырья. Наконец, компания может вложить деньги в строительство новой фабрики с новой технологией' в некотором районе мира, затратив на зго определенную сумму и время.
Очевидно, что успешность деятельности компании в конкурентной борьбе зависит от ее стратегии — правил, определяющих, при каких условиях и в какой момент времени какое из перечисленных четырех решений должно быть принято относительно каждой фабрики. Рис. 17.1. Анимация конкуренции транснациональных компаний Глава !7. Стратвгичвсиов планирование 323 Модель вп1р сопрапъвв соирвсъсъоп демонстрирует упрошенный вариант такой конкурентной борьбы (рис. !7.!). Предполагается, что каждая компания следует одной и той же стратегии, но с различным временным интервалом между принятием решений. А именно, периодически с интервалом течз.вигетзод, который для каждой компании свой, компания собирает Совет директоров и рассматривает ситуацию на рынке, применяя следующие правила: 0 если работающая фабрика не является прибыльной, ее функционирование приостанавливается и фабрика консервируется; П если законсервированная на предыдущем этапе фабрика оказывается прибыльной при текущей мировой цене на целлюлозу, она возобновляет работу.
В противном случае на законсервированной фабрике начинается процесс реконструкции; О фабрика, которая была реконструирована несколько раз, но по-прежнему не является прибыльной, закрывается; С) если мировой спрос на целлюлозу превышает производственные мощности всех работающих фабрик компании, компания открывает новую фабрику на том континенте, на котором в текущий момент сырье самое дешевое. На рис. 17.! показано окно анимации этой модели. Семь компаний имеют заводы на нескольких континентах. После щелчка мыши в правом верхнем углу прямоугольника, обозначающего компанию, указываются все фабрики, принадлежагцие этой компании. Слайдером у каждой компании можно менять параметр твчзаиввтъос!, период между принятиями решений по указанным ранее правилам.
Цвет континентов отражает текущую стоимость сырья на них. Эта стоимость меняется либо автоматически по синусоидальному закону с различным периодом на каждом континенте, либо такое изменение можно выполнять вручную слайдером. Спрос на мировом рынке целлюлозы также меняется по синусоидальному закону, его также можно устанавливать вручную с помощью слайдера в правом нижнем углу окна анимации. Вертикальные прямоугольники здесь соответствуют заводам. Высота прямоугольника пропорциональна себестоимости продукции, ширина пропорциональна объему выпускаемой продукции на фабрике.
Фабрики выстроены последовательно в порядке возрастании себестоимости продукции. Суммарная ширина прямоугольников дает суммарный объем выпуска фабрик. Те фабрики, которые попадают правее вертикальной линии мирового спроса продукции, являются нерентабельными. Ясно, что эта простая модель может быть уточнена во многих отношениях Можно учитывать стоимость каждого возлюжного решении !стоимость кон- Часть У. П меры моделей для различных областей п меняная сервации, реконструкции, строительства новой фабрики), временные задержки на выполнение решений. Можно учитывать имевшийся у компаний начальный капитал, который можно расходовать на инвестиции в реконструкцию фабрик и новое строительство.
При принятии решений можно рассматривать тенденции изменения стоимости сырья на различных континентах и спроса на продукцию на мировом рынке, оценить риск каждого из решений с учетом неопределенности — такой прогноз обычно делает аналитическая служба крупной компании. Уточнение модели с введением более реалистической стратегии принятия решений компаниями остается читателю. Модель открыта для любых модификаций. Глава 18 Динамика развития города (ОгЬап 0уиат3св) Город является сложной системой, в которой переплетаются и взаимодействуют различные процессы: социальные, производственные, территориальные, экологические, зкономические и т.
и. Вопросы оптимизации управления городским хозяйством давно привлекали к себе повышенное внимание специалистов по моделированию. Корректировочные действия в этой области, преллагаемые из соображений здравого смысла„часто не учитывают их влияния на другие характеристики этой сложной системы. Поэтому часто они либо не дают эффекта, либо приводят к прямо противоположным ожиданию результатам.
Для исследования эффекта, каторый может вызвать то или иное решение по управлению городом„уже давно используются модели. Моделирование позволяет исследовать процесс урбанизации, проанализировать его динамику, проверить гипотезы об эффективности той или иной политики планирования городского хозяйства. В данной главе после описания проблем, возникающих при рассмотрении города как сложной системы, приводится упрощенная модель динамики города, построенная в рамках агентной парадигмы. 18.1. Город как сложная система Интуитивно очевидные, основанные на здравом смысле решения в области управления городским хозяйством часто попадают в одну из нескольких ловушек, типичных для сложных систем. Именно в городских системах проявляется тот эффект, который Дж. Форрестер в работе ~МР69) назвал "контринтуитивным поведением социальных систем".
Существует несколько причин ЭТОГО. Во-первых, попытка улучгиить одну группу показателей может создать новый тип поведения системы, который также имеет свои неприятные последствия, т. е. попытка решения одних проблем чаще всего вызывает другие, иногда худшие проблемы. Например, увеличение инвестиций в жилищное Часть У. Примеры моделей для различных областей применения строительство будет иметь непосредственным эффектом увеличение количества и, следовательно, дешевизну жилья, но как более отдаленные следствия повышенную иммиграцию, большую скученность, безработицу, понижение качества жизни и социальный взрыв. Во-вторых, решение, дающее краткосрочное улучшение показателей, очень часто закладывает основу лля деградации, ухудшении показателей системы в будущем.
Поэтому нужно различать краткосрочные и долгосрочные цели и возможный выигрыш. Например, индустриализация города может быстро повлечь повышение стандартов жизни, но в долгосрочном плане влечет к увеличению выбросов и необратимому ухудшению экологии в городе. Улучшение медицинского обслуживания в долгосрочном плане ведет к перенаселенности и повышению доли пенсионеров и иждивенцев среди населения.
Дж. Форрестер определил для города краткосрочный период — это 5 — 10 лет, долгосрочный — 20 и более лет. Третья причина трудности управления сложными системами состоит в том, что в таких системах локальные цели одной части системы часто конфликтуют с объективными целями всей системы. Например, целью города может быть расширение территории, но это противоречит целям сельскохозяйственного развития региона, в котором город является только частью.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
