Simulation - AnyLogic / NetLogo

本篇是接續上一篇 進階模型：醫療業-Emergency Department-Part 2-邏輯流程-註冊報到 。 ========== 流程簡述 病患已經完成報到註冊程序，且被移往等候室，等待檢傷分類作業。 檢傷作業由護士引領病患至檢傷室。 確認同時取得護士與檢傷室這兩種資源後，則將病患與護士一同送往檢查室。 進行檢傷作業。 完成檢傷後，離開檢傷室。 仍由護士將病患移往等候室。 現場佈置 waitingRoom: 完成報到手續者，將被移動到此區域，等待檢傷分類流程。完成檢傷分類的病患也會回到此區域，等待處置作業流程。使用 space markup-Rectangular Node[待補連結]。 rectangle3、rectangle4: 這兩個space markup-Rectangular Node[待補連結]，被用來定義檢查室(triageRoom: ResourcePool[待補連結])的HomeNode。這部份需要專門篇幅兩解講。簡單地說，可以利用節點空間來定義資源的數量。目前檢查室宣告了兩個空間(rectangle3、rectangle4)，就是表示檢查室有兩間的意思。 nurseHomeRoom: 與前項意義同。被用來定義護士的資源數量。只是，這邊不是用空間數量來定義，而是直接使用數字。區域中有箭號的圖示是指Attractor，他可以設定3D圖的前方的方向。當然，也可用Attractor的數量來決定資源的數量。 邏輯流程 流程詳述(整合現場佈置與邏輯流程) 病患已經完成報到註冊程序，且被移往(gotoWaitingRoom1:  MoveTo )等候室(waitingRoom: space markup-Rectangular Node[待補連結])等待檢傷分類作業。 檢傷作業需由護士(nurse: ResourcePool[待補連結])引領至檢傷室(triageRoom: ResourcePool[待補連結])。所以，必須先確認這兩項資源是否有空閒。 確認同時擁有(seizeTriageRoom: Seize )護士與檢傷室這兩種資源後，則將病患與護士一同送往檢傷室(triageRoom's HomeNode: space mark...

資料收集從技術角度來說，很容易。問題在於，收集什麼資料。這部份一定要與建構此模型之目的要緊密結合在一起，也就是說，要從策略出發。有時候，資料收集的對象很直觀，有時候卻是需要收集某些原始資料，然後進行處理，之後甚至要與其他資料結合後，才能發揮其真正目的。 回顧 最簡模型-ATM-Part1-模型說明 的內容，一開始我們建ATM模型之目的，是想要知道在現有來客數之下，一台ATM夠不夠，等候空間15人夠不夠。反過來說，我們也有可能想知道，在有資源設備下，能夠支撐最大的來客數是多少。這些都是沒有考慮到成本問題。一台不夠，再加一台，可是再加一台等候空間是否需要調整，成本效益又是如何？這些就會演變成最佳化的問題，收集資料方式與對象就有可能會轉變。總之，資料收集與分析是相依於策略規劃。 策略規劃與資料收集轉換 策略規劃是敘述性描述，需要轉換成「指標」。有指標才會有「公式」，有公式才知道「變數」，有變數才知道要從哪裡收集什麼樣的資料。 需不需要增添一台ATM，也就是一台ATM夠不夠。那你要先定義什麼叫做夠不夠。因為是設備，在正常運作下，他應該是24小時皆能使用。問題來了，有三點需要注意，(1) 人不會平均分散於24小時來。(2) 有人使用，ATM才叫有在工作。(3) 雖然是24小時運作，但是機器也有需要休息保養，甚至損壞等因素。 人不會分散24小時來，人可能會集中在某些時點來的人特別多。櫃台還有上下班時間，ATM是24小時營業，這點反而單純。還好，這些問題對AnyLogic來說，都可以輕易設定。只要使用Schedule(待補)元件，就可以搞定。也就是說，櫃台的資源可透過Schedule來設定上班(Avariable)還是下班(Unavariable)。Arrival Rate也可以依據Schdule設定，不同時段有不同的來客數。只是，本系列是「最簡模型」，所以這部份，就不予考量。 有人使用才叫做有使用。這部份，從管理角度搞了一大堆的「率」。這個「率」說穿了就是搞定「分母」與「分子」應該要放什麼變數。然後，得到的結果，再想辦法解釋(然後硬生成論文)。有設備使用率、產能利用率、稼動率等等。我這邊想解釋的是說，有些數據千萬不要相信。就以ATM為例，如果設備使用率之分母為24小時，分子是有人提款使用的時間，那這台ATM「平均」使用率一定很低。永遠不會有需要再增...

隨著個人電腦的運算能力精進，近年系統模擬的最大差異就是採用3D動畫來呈現模型。 3D技術博大精深，這篇僅能提到一些空間佈置(Space Markup)應用。至於詳細的內容，得參考空間佈置系列的文章。若要詳談3D的話，又得再開另一系列才行。 ========== 首先我們知道模型中的元件，在真實世界裡是否需要呈現。例如說Source，可以僅設定一個點，當作Entity Arrival時，要出現的位置。如果，你的模型設計是一次Arrival事件發生，會同時來很多個Entity，用點來表示，就無法感受多個Entity，就需要設定一個空間。再複雜點，你還可以設計一個門放在那兒，如時間很夠，你還可以加上動畫，用來顯示人進來是開門關門的動作。工作站也是，你可以僅僅用一個方型區間來代表，可是，若你想明確表達這空間中，工作人員等候時站在哪，操作時站在哪，Entity進來時先放哪，加工時會在哪，結束後會放哪。甚至你可以設計加工前Entity的外觀樣式，加工中，加工後，都可以不同。總之，彈性甚大，也因為如此AnyLogic很強大，也正因為如此，想學好AnyLogic真的不容易。 1. 設定ATM ATM是一個服務點，此方案的Entity是提款人，他不會跑進ATM裡面，所以，用「點節點」來代表就可以了。 可從Process Modeling或者是專用的Space markup頁籤中取得Point Node，將其拖曳到編輯區中。 接下來的動作是要把邏輯流程的元件與Space markup的元件進行連結。回到ATM這個物件，他是Delay這個類別的案例。設定Agent Location指向剛剛拖曳的Point Node(預設名稱為point)。右方兩個按鈕，左邊那個是協助你在Space Markup網路中，點選對應的元件。右邊那個是當你設定完成後，點選之後，系統會告訴你他是在Spacke Markup中的哪個元件。前者是新增，後者是查詢。 2. 設定等候線 ATM的排隊模式是先到先贏，每個人都得乖乖排在線上，所以，會使用Path來設定這條等候線。Path可提供很複雜的操控模型，讓你可以呈現真實世界的動線。一樣用拖拉入編輯區，然後移動至適當位置（預設名稱是path）。 接著就是進行連結。選擇queue，再設定Agent location的屬性。記得...

AnyLogic的下載安裝請參考 此篇 。不過，AnyLogic經常改版，可能也只能當作參考之用。雖然如此，八九不離十。 此篇是接續 最簡模型-ATM-Part1-模型說明 的內容。 =========== 1. 新建模型  當然，新增模型也可從 [File->New]取得。 2. 模型屬性 模型名稱。 選擇專案位置。 選擇此專案的Package名稱。一般都採預設值。除非，你的版本考量。再說明一次AnyLogic就是一個基於Eclipse的特用型Java開發環境。 選擇模型的單位時間。這個選擇非常重要，若模型要跑一年以上，卻把單位時間設成秒，那就把電腦放著，好好去睡覺，確保電腦不要過熱就好。還好，模型建完後，發現不對，還可以改。至於模擬的相關時間概念，請看 這篇 。 填完，就按[Finish]，來到編輯狀態。 3. 編輯區  專案目錄區：若你有其他程式開發，有使用IDE的經驗，其實，Anylogic就是開發一個Java的專案。 BankATM稱之為專案。AnyLogic可以同時開啟數個專案。 Main是程式進入點？對AnyLogic來說，他只是一個Agent Type，主類別。系統內可以有好幾個Agent Type，其實無主、副之分。 Simulation: Main這個才是真正的程式進入點，也就是一個執行方案（這個概念與Visual Studio不同）。有趣的是，你可以有好幾個程式進入點(執行方案)。對AnyLogic來說，只要參數設定不同，就可以是一個實驗計畫，就是一個執行方案，然後宣告這個執行方案的主Agent Type。然後，執行此實驗計畫，也就是依據Agent Type 產生案例(Instance)，就是產生物件。每跑一次，就是一次的試行。不同實踐計畫，就是你的方案比較。或者是用來作敏感度分析，或作最佳化模擬。 Run Configuration是讓你在雲端執行。抱歉，還沒試過。 Database這是內部資料庫。可以讓你先把外部的資料匯入，然後讓模擬直接存取。這樣子效能比較好。之前的版本，大都是讀取EXCEL資料表，後來有支援資料庫，然後變成內建資料庫。想想，自己也是陪著AnyLogic長大的。這部份，我還是喜歡直接連外部資料庫，哈～這是與其他系統進...

前面談了一些機率分配函數，得趕快跟模型扯上關係，否則目標就不對了。 雖然說是最簡模型，可能也要分好幾次才能說完。這個案例是關於銀行作業，屬離散事件模型，採用AnyLogic的內建教學內容，只是我有改寫成中文投影片。不過，這邊還是將其簡化，使得更容易上手。 情境說明 1. 有一家銀行在某地擺設一台ATM。 2. 使用者需排隊，先到先用。但，周邊空間有限。 3. 僅提供領款，操作流程變化不大。 策略規劃 銀行主管想知道，現有的來客數下，一台ATM的使用量為何？是否需要增添一台。有多少人，因不耐久候而離開，是否需要調整空間位置。以上，皆暫不考慮成本問題。 資料收集 派員收集資料後發現： 1. 每分鐘會來0.3人。 2. 僅能容納15個人排隊。 3. ATM操作時間平均約1.5分鐘，最多3.5分鐘，最快0.8分鐘。 模型建立 說明： source他提供了很多種方法，讓你產生Entity。Entity就是在模型上流竄，然後觸發事件，讓你可以寫程式，收集資料。 queue就是代表等候線/區。可設定Capacity來代表空間，當然可以設定無限空間(Maximum capacity)。排隊準則(Queuing)預設是FIFO（First In First Out）,當然也可以改成其他如LIFO(Last In First Out)，甚至可使用Piority等。 ATM這個物件的原名就delay，代表耗用時間，也就是代表提供服務，進行作業的地方。需要設定的有作業時間(Delay time)與作業能力(Capacity)。 sink是讓Enity離開的地方。一般會在這兒將掛在Enity身上的資料給搜刮下來。 參數設定 1. source 2. queue 3. delay 4. sink：暫時沒有。 ==== 就先到這。 哈～冒出一個Triangular的機率函數，沒什麼反正就是大概大概啦。在意就用Normal。 寫到這也是我有點難取捨之處。到底，重點是放在軟體的操作面上呢，還是放在策略應用面上。還是，哈～根本就是兩本書。操作真的沒什麼好講的，但是，可以擴張頁數，市面上的書都是這樣。而我真的想講的是這個模型到底要怎麼應用在策略規劃上。您看我的內容，已經...