Новые образовательные стратегии в современном информационном пространстве

New Educational Strategies in Modern Information Space - 2022

Ru
En

Фомина И.К., Тарануха С.Н., Сыкалова К.В.

ФГБОУ ВО Государственного университета морского и речного флота

имени адмирала С.О. Макарова

г. Санкт-Петербург

 

Проблемы использования инструментария платформы AnyLogic при подготовке специалистов в области имитационного моделирования

 

В статье обоснована актуальность и необходимость изучения методов имитационного моделирования на базе AnyLogic студентами вузов. При этом выявлена недостаточность ресурсов для обработки результатов работы исследуемой модели, предоставляемых разработчиком в свободно поставляемой версии. В свою очередь, это снижает заинтересованность представителей бизнес сообщества (работодателей) в сотрудничестве с вузами в процессах подготовки выпускников, востребованных современным бизнесом. Одним из возможных путей решения выявленных проблем может быть расширение для вузов и обучающихся ресурса AnyLogic Cloud по аналогии с 1С.

 

Fomina I.K., Taranukha S.N., Sykalova K.V.

Admiral Makarov State University of Maritime and Inland Shipping

Saint-Petersburg

 

Problems of using the AnyLogic platform toolkit when training specialists in the field of simulation modeling

 

The article substantiates the relevance and necessity of studying simulation methods based on AnyLogic by university students. At the same time, insufficient resources were identified for processing the results of the work of the model under study, provided by the developer in a freely available version. In turn, this reduces the interest of representatives of the business community (employers) in cooperation with universities in the graduate training processes demanded by modern business. One of the possible ways to solve the identified problems may be to expand the AnyLogic Cloud resource for universities and students by analogy with 1C.

 

Введение. Реализуя запрос российского бизнес-сообщества на внедрение цифровизации бизнес-процессов, вузы активно используют практико-ориентированные подходы в реализуемых образовательных программах бакалавриата, магистратуры, специалитета. Особое значение практико-ориентированный подход приобретает при подготовке выпускников в области применения информационных технологий, в частности, по программе «Прикладная информатика».

 

По результатам анализа сетевых ресурсов кадровых агентств, можно установить, что одним из востребованных навыков претендентов на работу в различных сферах бизнеса является навык владения методами имитационного моделирования и, соответственно, владение продуктом AnyLogic. В отношении предприятий, занимающихся организацией транспортных перевозок, AnyLogic является основным инструментом при планировании и проектировании различных видов работ. Поэтому изучение разработки и применения имитационного моделирования для разных направлений бизнеса является не только актуальным, но и необходимым, т.к. делает выпускников специалистами, востребованными и конкурентоспособными на современном рынке труда, участниками сетевых бизнес-процессов и трудовых отношений.

 

Методы и Материалы. AnyLogic [1] – представляет собой среду разработки задач имитационного моделирования, основанной на парадигме объектно-ориентированного программирования. Инструмент обладает рядом преимуществ, включая кросс-платформенность, позволяющих уверенно лидировать среди множества средств разработки имитационных моделей. Для реализации лабораторных работ по дисциплинам, связанным с компьютерным моделированием, многие университеты внедряют в учебный процесс AnyLogic. Данная среда позволяет закреплять знания и навыки, сформулированные в образовательных и профессиональных стандартах.

 

Федеральный государственный образовательный стандарт по программе бакалавриата 09.03.03. Прикладная информатика включает, в том числе, профессиональные стандарты Системный аналитик 06.022., Специалист по информационным системам 06.015., реализующие ряд трудовых функций, см. Таблица 1. Эти трудовые функции могут быть реализованы при наличии у выпускника вуза соответствующих профессиональных компетенций, базирующихся на сформированных знаниях, умениях и навыков, полученных во время обучения.

 

Таблица 1 – Трудовые функции, реализуемые платформой AnyLogic

Проблемы, в виде ограниченности возможностей и ресурсов, использования предлагаемой учебной версии AnyLogic были установлены при выполнении курсовой работы, формирующей профессиональные компетенции выпускника в виде умений и навыков по разработке моделей бизнес-процессов заказчика.

 

Платформа AnyLogic предоставляет возможность доступа к бесплатной лицензионной версии 8.7.9 (дата релиза: 20 Декабря 2021), что освобождает обучающихся приобретать лицензию в условиях дистанционного обеспечения. Включённые в версию методические указания достаточны для выполнения лабораторных работ в объеме аудиторных часов, предусмотренных рабочими программами по дисциплинам.

 

В качестве объекта моделирования для курсовой работы был рассмотрен порт, включающий морской наливной и насыпной терминалы, считающийся сложным комплексным транспортным узлом, который выполняет заключительные операции железнодорожного транспорта и начальные операции морского транспорта, составляющие единый транспортный процесс перевозки нефтяных продуктов, а также зерна.

 

В зарубежной и российской транспортной науке морские терминалы нередко рассматриваются как системы массового обслуживания (СМО), главные основы и закономерности работы которых объясняются с помощью методов теории массового обслуживания.

 

Для моделирования была выбрана среда Anylogic версия 8.7.9, с помощью элементов которой была проанализирована основная работа наливного и насыпного терминалов морского грузового порта, обсуживающееся наземными видами транспорта. Кроме того, в работе выполнен сбор статистики для оценки использования резервуарного парка, а также рассчитано время простоя железнодорожного транспорта для перевалочных работ.

 

В настоящее время существует несколько подходов к имитационному моделированию: динамическое моделирование, системная динамика, дискретно-событийное моделирование, агентное моделирование. В рамках исследования был использован агентный подход, реализованный в программной среде Anylogic. Однако данная версия не позволила выполнить расчеты по порту в целом из-за ограничения по количеству используемых объектов.

 

Единицей модельного времени является час — это условное логическое время, в единицах которого определяется поведение всех объектов модели. Данный временной отрезок не позволяет в полном объеме оценить работу круглосуточного предприятия, приводит к снижению достоверности.

Поэтому были реализования две модели:

- модель насыпного терминала;

- модель наливного терминала.

Результаты работы моделей представлены на рисунках 1 и 2.

Рисунок 1 - Логистические данные работы модели насыпного терминала

 

В ходе исследования имитационной модели насыпного терминала было выявлено, что перевалка груза с железнодорожного транспорта осуществляется более эффективно, чем с автомобильного, так как за модельные сутки было обслужено полностью 37 поездов и 23 грузовые машины. Сбор статистики показал, что больший объем груза поступает с поездов (86%), что обусловлено большей вместимостью транспорта, а остальное с фур (14%). По результатам данного исследования был сделан вывод, что необходимо увеличить производительность разгрузочной техники при обслуживании автомобильного транспорта чтобы использовать возможности терминала по максимуму.

Рисунок 2 - Графики и диаграммы модели наливного терминала

 

Исследование работы насыпного терминала показало, что в рамках одних модельных суток причальный фронт в составе двух причалов обслуживает в среднем 5 судов, что является отличным показателем работы терминала при условии обслуживания судов в пределах 7 часов. Зерно с резервуарного парка выгружается в суда, находящиеся на разных причалах, в процентном соотношении 54% и 46%. Это говорит о том, что перегрузочная техника эффективно в рамках поставленной задачи.

 

В ходе исследования ожидания вагонов-цистерн, перевозящих разные виды нефтепродуктов, разгрузки было выявлено, что самое длительное среднее время простоя у дизельного топлива (12,02 ч), для неочищенной нефти и мазута время простоя соответственно составляет 7,02 и 7,55. У вагонов-цистерн, перевозящих бензин, наблюдается самое меньшее время простоя (3,81). В среднем 4 поезда стоят под разгрузку (рисунок 2).

 

Таким образом, компьютерное моделирование работы терминалов в среде Anylogic позволило визуализировать обработку груженых составов, выгрузку вагонов, перевалку наливных и насыпных грузов.

 

На имеющейся учебной версии 8.7.9 AnyLogic задача получения данных для порта как единого объекта выполнена не была. Использование технологии AnyLogic Cloud также не привело к желаемому результату. Загрузка частной модели в публичное облако, настройки приватности моделей, дополнительные компьютерные мощности неограниченное время работы модели доступ к внешним ресурсам (базы данных и т.д.) доступ к API сервисам недоступны в свободном режиме использования облачного сервиса.

 

Результаты. Таким образом, при выполнении поставленной задачи было установлено, что запуск публичных моделей и экспериментов, предложенных для ознакомления, может быть полезен только в рамках учебной практики - Научно-исследовательская работа (получение первичных навыков научно-исследовательской работы). Выполнение курсовых и выпускных квалификационных работ по запросам работодателей ограничено возможностями платформы Anylogic в свободно распространяемой версии. Это, в свою очередь, снижает заинтересованность представителей работодателей в работе комиссий по независимой оценке качества образования в соответствии с требованиями российского законодательства в области образования [2].

 

Заключение. В статье обоснована актуальность и необходимость изучения методов имитационного моделирования на базе AnyLogic студентами вузов. При этом выявлена недостаточность ресурсов для обработки результатов работы исследуемой модели, предоставляемых разработчиком в свободно поставляемой версии. В свою очередь, это снижает заинтересованность представителей бизнес сообщества (работодателей) в сотрудничестве с вузами в процессах подготовки выпускников, востребованных современным бизнесом. Одним из возможных путей решения выявленных проблем может быть расширение для вузов и обучающихся ресурса AnyLogic Cloud по аналогии с 1С [3,4].

 

Литература:

  1. Платформа имитационного моделирования AnyLogic [Электронный ресурс]. — URL: https://www.anylogic.ru/ (дата обращения: 30.01.2022).
  2. Реестр профессиональных стандартов [Электронный ресурс]. — URL: https://profstandart.rosmintrud.ru/ (дата обращения: 30.01.2022).
  3. Облачный сервис для учебных заведений [Электронный ресурс]. — URL: https://edu.1cfresh.com/ (дата обращения: 30.01.2022).
  4. Фомина И.К., Тарануха С.Н., Романов М.Н. Использование облачной технологии 1CFresh при реализации индивидуальной образовательной траектории. В сборнике: Новые образовательные стратегии в современном информационном пространстве. Сборник научных статей по материалам международной ежегодной научно-практической конференции. Санкт-Петербург, 2021. С. 71-75.

Оставить комментарий: