Разработка и применение методов и программных средств поддержки принятия решений на основе интеграции имитационного, мультиагентного, эволюционного моделирования и численных методов решения задач оптимизации

Abstract

Процесс принятия решений в организационно-технических системах (ОТС) представляет собой трудоемкую задачу, осложненную неполнотой исходной информации, многокритериальностью, динамическим характером анализируемых параметров системы, нетривиальностью выбора решения из множества альтернатив. Применение методов моделирования позволяет решить следующие задачи поддержки принятия решений: проведение анализа «узких мест» функционирования системы во времени с помощью имитационного моделирования; поддержка описания моделей лиц, принимающих решения, влияющих на протекание системных процессов с помощью мультиагентного моделирования; проведение оптимизационного эксперимента, направленного на поиск оптимальных значений управляемых параметров модели системы с помощью эволюционного моделирования. Применение численных методов оптимизации к имитационной мультиагентной модели системы позволяет снять неопределенность и многокритериальность решаемой задачи управления ОТС. На основе интеграции имитационного, мультиагентного, эволюционного моделирования и численных методов предложен метод поиска решения задачи управления ОТС, который реализован в информационной технологии мультиагентной генетической оптимизации (МГО). Экспериментальная проверка адекватности работы метода МГО проведена на примере решения логистической и организационной задач, возникающих в процессе выпуска металлургической продукции. ИТ МГО внедрена в проектной организации ЗАО «Телесистемы» для решения задачи календарного планирования работ с учетом минимизация стоимости привлекаемых субподрядных работ. Полученный календарный план позволил на 30% сократить расходы, экономический эффект составил 405 000 рублей в год.

The decision making process in the organizational and technical systems (OTS) is a time-consuming task complicated by: the incompleteness of the initial information, the multicriteria objective functions, the dynamic nature of the analyzed system parameters, and non-trivial decision choice among many alternatives. The use of modeling techniques allows to decide the following decision support problems: a system bottleneck analysis in time with the use of simulation; support the description of decision makers models with the use of multiagent simulation; carrying out an optimization experiment aimed at search for the optimal controlled model parameters with the use of evolutionary simulation. Application of numerical optimization methods to multiagent simulation model of the system allows removing the uncertainty and multicriteriality of the system management problem. The decision search technique based on the integration of simulation, multiagent, evolutionary modeling and numerical methods has been proposed and implemented in information technology of the multiagent genetic optimization (MGO). Experimental verification of the MGO technique adequacy has been performed during the decision searching for the logistic and organizational problems that arise in the course of steel products manufacture. Information technology MGO has been introduced in «Telesystems» design organization to solve the scheduling problem with the minimization of the subcontracted work cost. The resulting schedule has allowed decreasing the subcontract work cost on 30 % and the economic effect amounted to 405,000 rubles per year.