Научная электронная библиотека

Монографии, изданные в издательстве Российской Академии Естествознания

ГИБРИДНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ МУЛЬТИАГЕНТНЫХ ПРОЦЕССОВ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ РЕСУРСОВ

Аксенов К. А., Гончарова Н. В.,

4.1. Базовое предприятие

Модель описывает деятельность абстрактного предприятия, которое занимается производством некоторого продукта. С помощью данной модели проводится сравнительный анализ инструментальных средств имитационного моделирования мультиагентных систем с разработанным пакетом BPsim2.

Предприятие работает по схеме «производство на заказ». Рассматривается производство одного вида продукции; для этого производства требуется один вид ресурса. Запасы необходимых ресурсов для производства и запасы готовой продукции на складе отсутствуют.

На основе заказа от потребителя вычисляется количество ресурсов, необходимых для производства, формируется заказ поставщику. После получения требуемого количества ресурсов начинается производство партии продукции. При описании деятельности предприятия используется понятие бизнес-процесс, который можно представить в виде процесса преобразования ресурсов.

Процессы ресурсного взаимодействия предприятия с внешней средой определяют состав внутренних процессов предприятия. В этой среде выделяем такие объекты, как конкуренты и потенциальные потребители товаров и услуг, производимых базовым предприятием. Для формализации во внешней среде выделим таких агентов, как «Потребитель» и «Потенциальный потребитель».

Во внутренней среде предприятия выделяем следующих агентов: менеджер, начальник производства, бухгалтер, снабженец, директор. У каждого агента свои цели и свой сценарий поведения. Одни цели являются общими для ряда агентов, другие вынуждают их конфликтовать между собой.

Схема взаимодействия агентов представлена на рис. 4.1.

Обозначения в модели следующие:

n – партия продукции, которую 1 рабочий выпускает за время t (это наименьшая единица измерения продукции);

t – время выпуска одной партии 1-м рабочим;

s – стоимость одной партии;

p – производственные мощности для выпуска 1 партии 1 рабочим за время t;

Рис. 4.1. Схема взаимодействия агентов в модели

Si – стоимость i-го заказа;

N i – кол-во продукции i-го заказа, Ni = kin;

ki – кол-во заказанных партий i-го заказа, целое число;

Тi – время выполнения i-го заказа;

Нi – сумма штрафных санкций i-го заказа;

zi – i-й заказ;

Si рес – стоимость ресурсов i-го заказа (Si рес = 0,1Si);

Si раб – стоимость рабочей силы i-го заказа (Si раб = 0,2Si);

Si накл = 0,5Si – накладные расходы (заработная плата ИТР – инженерно-технических работников, АУП – административно- управленческого персонала, коммунальные услуги, ремонты, информационные услуги, и т. д.), налоги, оборудование, аренда здания и т. д.

pribi = Si – Si пр – Si накл – hi – прибыль i-го заказа;

xi – кол-во основных рабочих для выполнения заказа zi;

yi – дополнительные рабочие, привлеченные к заказу zi;

– фактическое время изготовления заказа zi;

pi – производственные мощности для zi;

S* – предельная стоимость заказа, которую готов потратить потребитель 1А;

U* – предельное время задержки выполнения заказа zi, которое готов ждать потребитель 1А;

τi – кол-во дней просрочки выполнения заказа zi;

bi – кол-во брака при выполнении заказа zi;

Si пр – прямые затраты (Si пр = Si рес + Si раб = 0,1Si + 0,2Si + Δ*yi);

i – номер заказа (на начало года i = 0);

rj – признак состояния заказа zi («0» – не рассчитанный, «4» – рассчитанный, «1» – идущий, «2» – завершенный, «3» – отказ потребителя);

µ – нормативное время (предпроизводственный норматив, 5 дней);

x* – число свободных основных рабочих, (первоначально х* = PR);

p* – свободные производственные мощности, (первоначально p* = ST), здесь j – бегущий индекс по идущим заказам;

PR – общее количество рабочих на предприятии;

ST – кол-во производственных мощностей на предприятии;

Θ – текущее время в днях (по абсолютной шкале времени от 0 до 365 дней, первоначально 0);

Θi – время начала выполнения заказа zi;

В [365] – массив плановой загрузки производственных мощностей, в начале года В = 0. Элемент В [Θ] показывает, сколько производственных мощностей занято в день Θ по плану.

Δ – единовременные затраты на поиск одного дополнительного рабочего;

Ui – время задержки выполнения заказа zi, время на ожидание освобождения производственных мощностей;

Discard_Time – время, через которое Потребитель, уже купивший товар, снова становится Потенциальным потребителем;

-Ad_Effectiveness – эффективность от рекламы;

-Contact_Rate – число контактов данного Потребителя с другими в день;

-Adoption_Fraction – сила убеждения Потребителя.

Описание моделей агентов базового предприятия приведено в таблице А.1 приложения.

Ограничения модели

1. Моделируется процесс организации базового предприятия, завоевания им рынка и создания своей клиентской базы. Поэтому вначале все потребители – потенциальные.

2. Количество привлеченных рабочих не больше количества рабочих на всем предприятии (y ≤ PR). Предполагаем, что при нехватке рабочей силы «Начальник производства» обращается на рынок труда и привлекает недостающих рабочих. При этом предприятие несет дополнительные затраты в размере Δ на каждого рабочего.

3. Количество привлеченных к заказу станков (производственных мощностей) не больше общего количества станков за вычетом количества станков, находящихся в ремонте. Обозначим наибольшее доступное кол-во станков ST (p ≤ ST). Ограничение по производственным мощностям является самым существенным, т. к. при их нехватке задерживается выполнение заказа и предприятие платит штрафы.

4. «Управляющий поставками» не заказывает ресурсы у поставщиков, пока «Потребитель» не перечислил деньги за заказ.

5. «Начальник производства» не начинает выполнение заказа, пока не получены материалы.

6. Продукция не отгружается «Потребителю», пока не устранен брак.

Временные показатели модели

1. Считаем, что время t пошло, когда «Начальник производства» запустил заказ в производство. После того, как «Потребитель» перечислил деньги проходит µ дней до фактического начала производства (даже при наличии ресурсов). Время µ – предпроизводственный норматив, например 5 дней. В это время µ (дней) входит: банковские дни; время на заказ материально – технических ресурсов (МТР); время на проплату МТР; время на доставку МТР; время на входной контроль качества МТР; время на подготовку конструкторско-технологической документации.

2. Время выполнения заказа включает: время на производство продукции; время на контроль качества готовой продукции; время на исправление брака; время на предпродажную подготовку и упаковку.

Основные процессы базового предприятия представлены на рис. 4.2.

Рис. 4.2. Основные процессы базового предприятия

Исходные данные представлены в табл. 4.1.

Таблица 4.1

Исходные данные

В данном примере решается задача обработки 20 заказов. При этом значения количества партий товара и времени выполнения были выбраны случайным образом. Основные показатели модели представлены в табл. 4.2. Временные показатели модели представлены в табл. 4.3. Диаграмма Ганта по использованию производственных мощностей представлена в табл. 4.4. Диаграмма Ганта по задействованному числу основных рабочих представлена в табл. 4.5.

Разработка модели базового предприятия и проведенные эксперименты в системе BPsim2 позволили провести отладку СДМС и дали основание перейти к решению практических задач.

Таблица 4.2

Основные показатели модели

Таблица 4.3

Временные показатели модели

Таблица 4.4

Диаграмма Ганта «Используемые производственные мощности»

Условные обозначения:

– день выполнения заказа

– день ожидания освобождения производственных мощностей

– дополнительный день выполнения заказа, возникающий из-за предшествующего ожидания освобождения производственных мощностей

Таблица 4.5

Диаграмма Ганта «Задействованное число основных рабочих»