Предлагаю вниманию хабрапользователей небольшую статью, описывающую практическую сторону применения такой области, как имитационное моделирование.

Постановка задачи (описание процесса)

В логистический центр по согласованному с поставщиком календарю поставок прибывает известное количество товаров одного типа. При переполнении склада заявка на поставку товаров заведомо отменяется. Товар поступает, хранится и передается в розничную точку продаж в упаковках по 8 шт. По прибытию машину встречает сотрудник центра (кладовщик), проверяет наличие необходимой сопроводительной документации, актов соответствия/качества, первичной бухгалтерской документации и сопровождает машину в зону разгрузки.

В зоне разгрузки кладовщик в присутствии экспедитора и при помощи погрузочного оборудования (электрический погрузчик) проводит прием и визуальный осмотр товара. Далее перемещает его в зону входного контроля. Специалист по качеству (контроллер) проводит входной контроль товара. При допуске, товары, при помощи специалиста по качеству, перемещаются в зону ожидания для дальнейшего размещения на стеллажах участка хранения. При обнаружении товара не соответствующего входным параметрам перемещает его в изолятор брака для осуществления дальнейшего возврата поставщику.

Комплектовщики при помощи погрузочного оборудования (электрический погрузчик) комплектуют в зоне отгрузки поставку в розничную точку продаж. Комплектация проводится при достижении остатка товара в розничной точке продаж точки восполнения запаса (точки перезаказа).

После комплектации стандартной партии отгрузки товар передается в точку розничных продаж для реализации.
Необходимо разработать модель представленного процесса для дальнейшего проведения оптимизационных экспериментов (например, определения точки перезаказа при условии отсутствия нулевого остатка в розничной точке продаж).

Исходные данные

Ресурсы логистического центра

№	Ресурс	Количество	ЕИ	Сменность
1	Кладовщик	2	чел.	3 смены по 8 часов
2	Электрический погрузчик	5	шт.	3 смены по 8 часов
3	Контроллер	3	чел.	3 смены по 8 часов
4	Ячейки стеллажей участка хранения	120	ячеек

Длительность операций

№	Операция	Длительность, мин.
1	Разгрузка машины	От 15 до 30, в среднем 21
2	Входной контроль	От 4 до 11, в среднем 11

Параметры функционирования розничной точки продаж

№	Параметр	Значение	ЕИ	Примечание
1	Текущий спрос	40	шт.	1 раз в час
2	Точка перезаказа	500	шт.
3	Количество товаров поступающих в 1 упаковке	8	шт.

Реализация
В качестве инструмента для разработки выбран программный продукт AnyLogic (v.7.0.2).

Описание классов активного объекта

№	Класс	Описание
1	Warehouse	Основной активный класс модели, содержащий в себе остальные классы; Отражает диаграмму поведения и презентацию модели склада;
2	LogisticsMap	Вложенный активный класс модели, содержащий в себе диаграмму поведения взаимодействия слада и розничной точки, а так же поведение розничной точки продаж;
3	Box	Тип заявки товара; Содержит в себе презентацию заявки Box;
4	Track	Тип заявки машины поставляющей товар; Содержит в себе презентацию заявки Track;
5	Lorry	Тип заявки машины доставляющей товар в розничную точку продаж, а так же осуществляющей возврат не прошедшего контроль товара поставщику; Содержит в себе презентацию заявки Lorry;
6	Storekeeper	Тип агента; Содержит в себе презентацию ресурса «storekeeper»;
7	Loader	Тип агента; Содержит в себе презентацию ресурса «loader»;
8	Controller	Тип агента; Содержит в себе презентацию ресурса «controller»;
9	Shop_1	Тип агента; Содержит в себе презентацию ресурса «shop_1» имитирующего в модели розничную точку продаж;

При помощи диаграммы дискретно-событийного моделирования разработана модель функционирования логистического центра

Описание основных блоков модели

№	Блок	Описание
1	SourceBox	Перед каждым шагом модели подсчитывает кол-во свободных ячеек в зоне хранения; На каждом шаге модели генерирует заявки класса Box;
2	selectFreeCell	Переключатель. Анализирует рассчитанные свободные ячейки и при отсутствии свободных отправляет заявки на уничтожение в блок «cancellationRequests»
3	batchTruck/ unbatchBox	Компонует/раскомпановывает указанное в календаре поставки количество заявок типа «Box» в одну заявку типа «Track» для отражения на презентации прибытия машины
4	seizeStorekeeper/ releaseStorekeeper	Захватывает/отпускает ресурс типа «storekeeper» отражая на презентации взаимодействие кладовщика с машиной (встреча, сопровождение, разгрузка); После отпуска ресурс возвращается в базовый узел при условии отсутствия других работ;
5	serviceUnload	Захватывает ресурс типа «loader» и перемещает его к заявке; Проводит задержку, символизирующую разгрузку машины и проверку товара. Задержка проводится посредством метода треугольного распределения (triangular( 15, 21, 30 )); Отпускает ресурс типа «loader»; Отпущенный ресурс возвращается в базовый узел при условии отсутствия других работ;
6	splitTruck	Создает копию заявки типа «Track» для дальнейшего отражения выбытия машины в зону выхода на презентации. Потребность в этом вызвана тем что при обратной раскомпановке заявки типа «Track» в заявки типа «Box» заявка «Track» уничтожается;
7	seizeController/ releaseController, releaseController1	Захватывает/отпускает ресурс типа «controller» для отражения на презентации перемещения контролера к заявке и возврата в базовый узел при условии отсутствия других работ;
8	controll	Проводит задержку, символизирующую проведение входного контроля. Задержка проводится посредством метода треугольного распределения (triangular(4, 7, 11));
9	admittance	Переключатель; Определяет вероятность прохождения заявкой типа «Box» процесса входного контроля; Вероятность задана напрямую (0.107)
10	batchLorry	Компонует заданное количество заявок типа «Box» в заявку типа «Lorry», символизируя комплектацию не прошедшего контроль товара в машину для возврата поставщику;
11	queuePallete	Задерживает прошедшие входной контроль заявки типа «Box» до появления свободного ресурса типа «loader» для перемещения товара в ячейки зоны хранения;
12	palleteSystem	Объединяет стеллажи отраженные на презентации в единую систему хранения;
13	palleteStore	Захватывает любой свободный ресурс типа «loader» и присоединяет его к заявке; Размещает заявку типа «Box» в свободной ячейке зоны «palleteSystem» Отпускает ресурс типа «loader». Отпущенный ресурс возвращается в базовый узел при условии отсутствия других работ;
14	hold	Блокирует дальнейшую передачу заявок типа «Box», если текущий остаток в розничной точке продаж больше точки перезаказа. Достигается это путем вызова методов «block()» и «unblock()» при входе заявки; код `if (LogisticsMap.currentStock < LogisticsMap.reorder) { hold.unblock(); } else { hold.block(); }`
15	seizeLoaderPall/ releaseLoaderPall	Захватывает/отпускает ресурс типа «loader» для отражения на презентации перемещения контролера к заявке и возврата в базовый узел при условии отсутствия других работ;
16	palletePick	Извлекает заявку типа «Box» из зоны «palleteSystem» и перемещает ее в зону отгрузки в розничную точку продаж;
17	batchLorry1	Компонует заданное количество заявок типа «Box» в заявку типа «Lorry», символизируя погрузку машины для отгрузки в розничную точку продаж;
18	sink	Уничтожает заявку типа «Box»; При входе запускает генерацию одной заявки типа «Agent» объектом «sourceLorry» в активном классе «LogisticsMap» для отражения доставки товара в розничную точку продаж; Достигается это путем вызова метода «ручной» генерации заявок код `logisticsMap.sourceLorry.inject(1)`

Входной поток «SourceBox» управляется расписанием, формируемым из внешнего источника:

Аналогичным способом при помощи расписания «downtime» задается расписание перерывов работы ресурсов. Визуальное представления формируется при помощи инструмента разметки пространства:

Описание областей разметки

№	Описание
1	Точка прибытия машин (заявок типа «Track»)
2	Базовый узел расположения кладовщиков (заявок типа «Storekeeper»)
3	Базовый узел расположения электрических погрузчиков (заявок типа «loader»)
4	Точка выбытия машин (заявок типа «Track», в случаях возврата товара не прошедшего входной контроль поставщику — «Lorry»)
5	Узел выгрузки товара и прохождения входного контроля
6	Базовый узел расположения контролеров (заявок типа «Controller»)
7	Узел комплектации товаров не прошедших входной контроль
8	Узел ожидания погрузчика для размещения товара на стеллажах хранения
9	Зона хранения товара
10	Узел комплектации для отгрузки в точку розничных продаж
11	Узел выбытия товаров

После прохождения объекта «sink» заявкой типа «Box» заявка уничтожается, а в активном классе «LogisticsMap» объектом «sourceLorry» генерируется заявка типа «Agent». Заявка перемещается по скрытым линиям разметки пространства к единственному ресурсу «Shop_1» (рис. 4) отражающему точку розничных продаж.

При достижении ресурса, заявка типа «Agent» уничтожается объектом «sink», а текущий остаток точки розничных продаж увеличивается на заданное количество.

На презентации присутствует диаграмма, отражающая текущий остаток товара в розничной точке продаж.

При достижении нулевого остатка продажи в розничной точке приостанавливаются до следующей поставки. Функционал обеспечивает событие «sale» запускаемое с периодичностью 1 час.

Событие передает управление диаграмме действия:

Диаграмма, при наступлении события, анализирует текущий остаток (переменная «currentStock») относительно точки перезаказа (параметр «recorderPoint»). В случае превышения текущего остатка над точкой перезаказа, переменной, хранящей уровень текущего спроса (переменная «currentStock»), присваивается значение >0 и проводится реализация товара посредством уменьшения текущего остатка на уровень текущего спроса (currentStock- currentStock). В противном случае диаграмма переходит в следующий блок решения, в котором сопоставляется текущий остаток и уровень текущего спроса. В случае превышения текущего остатка над уровнем текущего спроса, переменной, хранящей уровень текущего спроса присваивается значение >0 и проводится реализация товара посредством уменьшения текущего остатка на уровень текущего спроса. В ином случае переменной, хранящей уровень текущего спроса присваивается значение 0, таким образом продажи приостанавливаются до восполнения потребности.

В качестве заключения

На текущем этапе построения модель достаточно общая, но вполне отражает процесс прохождения товара: от прибытия товара и размещения его на стеллажах участка хранения до передачи его в розничную точку продаж с последующей реализацией. Уже на данном этапе разработки модели можно выполнять эксперименты, оптимизируя точку перезаказа в целях стабилизации цепочки поставок.

Имитационная модель логистического центра