Chagua Lugha

Uundaji wa Tabia ya Kibinadamu ya Kukabiliana na Kukusudia katika Uigaji: Ulinganisho wa DES dhidi ya DES/ABS

Uchambuzi wa utafiti wa 2010 unaolinganisha Uigaji wa Tukio Tofauti (DES) na Uigaji wa Mjumuisho wa DES/Agent-Based Simulation (ABS) katika kuiga tabia ya kibinadamu ya kukabiliana na kukusudia katika kesi ya duka la rejareja.
diyshow.org | PDF Size: 0.3 MB
Ukadiriaji: 4.5/5
Ukadiriaji Wako
Umekadiria waraka huu tayari
Kifuniko cha Waraka PDF - Uundaji wa Tabia ya Kibinadamu ya Kukabiliana na Kukusudia katika Uigaji: Ulinganisho wa DES dhidi ya DES/ABS

1. Utangulizi na Muhtasari

Utafiti huu, uliowasilishwa katika Warsha ya Uigaji ya Jumuiya ya Utafiti wa Uendeshaji 2010 (SW10), huchunguza swali muhimu katika uundaji wa uigaji: je, mifumo tofauti ya uigaji inawakilishaje tabia ya kibinadamu, na je, hutoa matokeo tofauti yenye maana? Utafiti hasa hulinganisha mfano wa jadi wa Uigaji wa Tukio Tofauti (DES) na mfano wa mjumuisho unaounganisha DES na Uigaji wa Msingi wa Wakala (ABS) katika kuiga tabia ya wafanyikazi ya kukabiliana na kukusudia ndani ya mfumo changamano unaozingatia binadamu—chumba cha kujarizia cha nguo za wanawake katika duka kuu la Uingereza.

Lengo kuu lilikuwa kutathmini athari ya kuiga tabia ya kukusudia (wafanyikazi kuchukua hatua) pamoja na tabia ya kukabiliana (wafanyikazi kukabiliana na maombi) kwenye utendaji wa mfano ulioigwa, na kubaini ikiwa njia ngumu zaidi ya DES/ABS ilitoa ufahamu tofauti sana kuliko mfano wa DES uliobuniwa vizuri.

2. Mbinu za Uigaji katika OR

Makala hii huweka kazi yake katika muktadha wa mbinu tatu kuu za uigaji za Utafiti wa Uendeshaji (OR).

2.1 Uigaji wa Tukio Tofauti (DES)

DES huiga mfumo kama mlolongo wa matukio kwa muda. Hali ya mfumo hubadilika tu katika pointi tofauti za wakati tukio litakapotokea. Inazingatia mchakato, na ni bora kwa kuiga mifumo ya foleni, mgao wa rasilimali, na mtiririko wa kazi. Katika uundaji wa tabia ya kibinadamu, watu binafsi mara nyingi huwakilishwa kama vyombo vya kupita kwenye michakato.

2.2 Uigaji wa Msingi wa Wakala (ABS)

ABS huiga mfumo kutoka chini kwenda juu, ukijumuisha wakala huru, wanaoshirikiana. Kila wakala ana sheria zake mwenyewe, tabia, na labda malengo. Inazingatia kiumbe, na ni bora kwa kuiga tofauti, kukabiliana, kujifunza, na mwingiliano changamano kati ya watu binafsi. Inashika kiasili tabia ya kukusudia, inayolenga lengo.

2.3 Uigaji wa Mienendo ya Mfumo (SDS)

SDS inazingatia maoni ya kiwango cha jumla na miundo ya hisa-na-mtiririko. Inafaa kwa uchambuzi wa sera za kiwango cha juu na kimkakati, lakini inabainika kuwa haifai kwa kuiga tofauti na tabia katika kiwango cha mtu binafsi, ambayo ndiyo lengo la utafiti huu.

3. Kesi ya Utafiti: Chumba cha Kujarizia cha Duka Kuu

3.1 Maelezo ya Mfumo na Malengo

Kesi ya utafiti ni utendaji wa chumba cha kujarizia katika idara ya nguo za wanawake ya muuzaji wa juu kumi nchini Uingereza. Mfumo unajumuisha wateja wanaowasili, kusubiri foleni kwa kibanda cha kujarizia, kujaribu nguo, na wafanyikazi kuwasaidia. Lengo la utafiti lilikuwa kutumia uigaji kubaini ufanisi wa sera mpya za usimamizi kwa kuiga tabia ya wafanyikazi.

3.2 Uundaji wa Tabia ya Kukabiliana dhidi ya Kukusudia

  • Tabia ya Kukabiliana: Mfanyakazi anakabiliana na ombi la wazi la mteja (k.m., kuleta saizi tofauti).
  • Tabia ya Kukusudia: Mfanyakazi huchukua hatua ya kibinafsi kutambua na kutatua suala linaloweza kutokea kabla ya kuombwa (k.m., kugundua foleni ndefu na kuipanga kwa kukusudia, au kuangalia wateja wanaosubiri).

Utafiti huu unajenga juu ya kazi ya awali (Majid et al., 2009) iliyoiga tabia ya kukabiliana tu, na kuiongeza hadi hali mchanganyiko ya kukabiliana-kukusudia.

4. Uundaji wa Mfano na Ubunifu wa Majaribio

4.1 Usanifu wa Mfano wa DES

Mfano wa jadi wa DES uliwakilisha wateja na wafanyikazi kama vyombo. Tabia ya kukusudia ya wafanyikazi iliigwa kwa kutumia mantiki ya masharti na vigezo vya hali ndani ya mtiririko wa mchakato. Kwa mfano, kigezo cha "hali ya mfanyakazi" kingeweza kuanzisha mchakato mdogo wa "usimamizi wa foleni kwa kukusudia" ikiwa urefu wa foleni ungezidi kizingiti.

4.2 Usanifu wa Mfano wa Mjumuisho wa DES/ABS

Mfano wa mjumuisho ulitumia mfumo wa DES kwa mtiririko wa mchakato kwa ujumla (kuwasili, kusubiri foleni, matumizi ya rasilimali) lakini ulitekeleza wafanyikazi kama wakala huru. Kila wakala mfanyakazi alikuwa na seti ya sheria zinazodhibiti tabia yake, ikijumuisha mantiki ya kufanya maamuzi ya wakati wa kubadilisha kutoka hali ya kupita kiasi hadi hali ya kuingilia kati kwa kukusudia kulingana na hali za mazingira zinazohisiwa (urefu wa foleni, muda wa kusubiri wa mteja).

4.3 Mkakati wa Uthibitishaji na Uhalalishaji

Mifano yote miwili ilipitia uthibitishaji wa kawaida (kuhakikisha mfano unafanya kazi kama ilivyokusudiwa) na uthibitishaji (kuhakikisha unawakilisha kwa usahihi mfumo halisi). Mbinu muhimu ya uthibitishaji iliyotumika ilikuwa uchambuzi wa nyeti, kujaribu jinsi matokeo ya mfano yalivyobadilika kwa kujibu mabadiliko katika vigezo muhimu (k.m., kiwango cha kuingilia kati kwa kukusudia, idadi ya wafanyikazi).

5. Matokeo na Uchambuzi wa Takwimu

5.1 Ulinganisho wa Utendaji wa Matokeo

Uvumbuzi muhimu zaidi wa utafiti ulikuwa kwamba kwa tabia maalum zilizoigwa, mfano wa jadi wa DES na mfano wa mjumuisho wa DES/ABS ulitoa vipimo vya utendaji wa matokeo yanayofanana kitakwimu (k.m., wastani wa muda wa kusubiri wa mteja, matumizi ya wafanyikazi, urefu wa foleni).

Muhtasari wa Matokeo Muhimu

Dhana: DES/ABS ingeonyesha utendaji tofauti kwa sababu ya mwingiliano tajiri wa wakala.
Uvumbuzi: Hakuna tofauti ya kitakwimu muhimu katika matokeo muhimu kati ya DES na DES/ABS kwa kesi hii.
Maana: Mfano wa DES uliobuniwa vizuri unaweza kushika kwa ufanisi sheria rahisi za kukusudia.

5.2 Matokeo ya Uchambuzi wa Nyeti

Uchambuzi wa nyeti ulithibitisha kuwa mifano yote miwili ilijibu vivyo hivyo kwa mabadiliko katika vigezo vya ingizo, na kuimarisha hitimisho kwamba uwakilishi wao wa utendaji wa tabia ya mfumo ulikuwa sawa kwa hali hii. Uongezaji wa tabia ya kukusudia, kwa ujumla, uliboresha vipimo vya utendaji wa mfumo (kupunguza kusubiri) katika mifano yote miwili ikilinganishwa na msingi wa kukabiliana tu.

6. Majadiliano na Ufahamu Muhimu

Maelezo ya Mchambuzi: Ukaguzi wa Ukweli wa Kivitendo

Ufahamu Msingi: Makala hii hutoa ukweli muhimu, unaopuuzwa mara nyingi katika uigaji: utata wa mfano sio chenye maadili kiasili. Mjumuisho wa DES/ABS, ingawa unaovuma kitaaluma katika kuiga tabia ya kibinadamu, ulishindwa kutoa ufahamu wa kiutendaji tofauti wenye maana kuliko mfano wa jadi wa DES uliobuniwa kwa ustadi kwa upeo maalum wa tatizo hili. Thamani halisi haikuwa katika usanifu wa msingi wa wakala, bali katika uainishaji wazi wa mantiki ya tabia ya kukusudia.

Mtiririko wa Mantiki: Utafiti hufuata mbinu imara, ya jadi ya OR: bainisha tabia (kukabiliana/kukusudia), chagua kesi inayofaa (chumba cha kujarizia cha rejareja), jenga mifano inayolinganishika (DES dhidi ya DES/ABS), fanya majaribio yaliyodhibitiwa, na tumia vipimo vya takwimu (labda t-tests au ANOVA) kulinganisha matokeo. Nguvu yake iko katika uwezo huu wa kulinganishwa wenye nidhamu, hatua ambayo mara nyingi haipo katika makala zinazotanguliza mbinu moja kuliko nyingine.

Nguvu na Kasoro: Nguvu ya utafiti ni mbinu yake ya kivitendo, inayotegemea ushahidi. Inapinga dhana kwamba "kina zaidi" (ABS) daima ni "bora zaidi." Hata hivyo, kasoro yake iko katika unyenyekevu wa tabia ya kukusudia iliyoigwa—sheria rahisi zinazotegemea kizingiti. Kama ilivyobainishwa katika fasihi ya baadaye ya ABS, kama kazi kwenye usanifu wa utambuzi (k.m., ACT-R, SOAR) iliyounganishwa na wakala, nguvu halisi ya ABS inatokea kwa kujifunza, kukabiliana, na mwingiliano changamano wa kijamii, ambayo haikujaribiwa hapa. Utafiti hulinganisha "DES yenye akili" na "ABS rahisi," na kwa uwezekano kudharau uwezo wa mwisho.

Ufahamu Unaoweza Kutekelezwa: Kwa watendaji: Anza na DES. Kabla ya kuwekeza katika uundaji na mzigo wa hesabu wa mfano wa ABS, jaribu kwa ukali ikiwa mfano wa DES uliofikiriwa vizuri unaweza kushika mantiki muhimu ya maamuzi. Tumia uchambuzi wa nyeti kuchunguza sheria za tabia. Hifadhi ABS kwa matatizo ambapo tofauti, kukabiliana, au athari za mtandao zinazotokea ndizo maswali ya msingi ya utafiti, sio tu hatua ya kibinafsi. Hii inalingana na kanuni ya unyenyekevu—mfano rahisi zaidi unaotosheleza mara nyingi ndio bora.

  • Tabia rahisi ya kukusudia inayotegemea sheria inaweza kutekelezwa kwa mafanikio katika mifumo yote ya DES na ABS.
  • Uchaguzi kati ya DES na ABS unapaswa kuongozwa na utata wa tabia na swali la utafiti, sio kwa ubora unaodhaniwa wa njia moja.
  • Kwa matatizo mengi ya kiutendaji yanayolenga vipimo vya ufanisi, mfano wa jadi wa DES unaweza kutosha na kuwa na ufanisi zaidi kuunda na kuendesha.

7. Maelezo ya Kiufundi na Mfumo wa Hisabati

Ingawa muhtasari wa PDF hauelezi fomula maalum, uigaji ungehusisha nadharia ya kawaida ya foleni na usambazaji wa uwezekano. Uwakilishi rahisi wa sheria ya kukusudia katika mifano yote miwili unaweza kuwa:

Sheria ya Kuingilia Kati kwa Kusudia (Mantiki Bandia):
IF (Staff_State == "Ovyo" AU "Inapatikana") AND (Queue_Length > Threshold_L) AND (Random(0,1) < Probability_P) THEN
    Initiate_Proactive_Action() // k.m., panga foleni, saidia wateja wanaosubiri
    Staff_State = "Kukusudia"
    Duration = Sample_Distribution(Proactive_Time_Dist)
END IF

Katika DES, hii ni ukaguzi wa masharti ndani ya mchakato wa wafanyikazi. Katika ABS, sheria hii ni sehemu ya seti ya sheria za tabia ya wakala mfanyakazi, inayoweza kutathminiwa kila wakati au katika pointi za maamuzi. Tofauti kuu ya hisabati sio katika sheria yenyewe bali katika mfumo wake wa utekelezaji—mtiririko wa mchakato uliokusanywa dhidi ya tathmini ya wakala iliyotawanyika.

Vipimo vya utendaji kama wastani wa muda wa kusubiri ($W_q$) na matumizi ya mfumo ($\rho$) yanahesabiwa vivyo hivyo katika mifano yote miwili:
$W_q = \frac{1}{N} \sum_{i=1}^{N} (T_{i,service\,start} - T_{i,arrival})$
$\rho = \frac{\text{Jumla ya Muda wa Kazi ya Wafanyikazi}}{\text{Jumla ya Muda wa Uigaji}}$

8. Mfumo wa Uchambuzi: Kesi ya Mfano

Hali: Kuiga tabia ya muuguzi wa wodi ya hospitali.

  • Kazi ya Kukabiliana: Kukabiliana na taa ya mwito wa mgonjwa (kugawiwa kupitia orodha ya kazi ya kati/foleni ya DES).
  • Kazi ya Kukusudia: Muuguzi, akiwa anatembea, anagundua mgonjwa akikwama na tray ya chakula na anasimama kumsaidia.
  • Njia ya DES: Igiza mzunguko wa "ukaguzi wa kukusudia" kwa kila muuguzi. Kila dakika X, igiza uwezekano wa "kugundua" mgonjwa anayehitaji usaidizi (kulingana na ukaribu katika mantiki ya anga ya mfano), na kutoa kazi ya kipaumbele cha juu.
  • Njia ya ABS: Kila wakala muuguzi ana safu ya kuona/hisia. Wanaposonga, wanachunguza kwa bidii mazingira yao. Ikiwa hali ya "hitaji usaidizi" ya wakala mgonjwa ni kweli na iko ndani ya safu, sheria za wakala muuguzi zinaweza kuamua kukatiza njia yao ya sasa na kusaidia.
  • Ulinganisho: Kwa kupima muda wa kujibu kwa ujumla kwa maombi ya usaidizi, mifano yote miwili inaweza kutoa wastani sawa ikiwa mzunguko wa sheria ya kukusudia umepimwa sawa. Mfano wa ABS ungeshika kwa asili zaidi ukataji wa njia, msongamano katika njia za kupita, na tofauti kulingana na vigezo vya "umakini" wa wakala muuguzi binafsi, na kwa uwezekano kusababisha usambazaji tofauti wa matokeo na matukio yanayotokea (k.m., kusanyiko kwa wanuguzi wenye usaidizi).

9. Matumizi ya Baadaye na Mwelekeo wa Utafiti

Utafiti wa 2010 ulitayarisha njia kwa uchunguzi wenye kina zaidi. Mwelekeo wa baadaye unajumuisha:

  1. Kuiga Ukusudia Changamano na Kujifunza: Kuondoka zaidi ya sheria za kizingiti hadi kwa wakala ambao hujifunza ni hatua gani za kukusudia zenye ufanisi zaidi (Kujifunza kwa Uimarishaji) au kuwa na mifano ya ndani ya utambuzi, kama inavyoonekana katika muunganisho na usanifu wa utambuzi kama ACT-R.
  2. Kuambukizwa kwa Hisia na Kijamii: Kuiga jinsi mtazamo wa kukusudia au wa kukabiliana wa mfanyakazi unavyoathiri wenzao na hali ya mteja, kikoa ambapo ABS bila shaka ni muhimu.
  3. Muunganisho wa Mfano wa Kidijitali: Kutumia data ya wakati halisi kutoka kwa vihisishi vya IoT katika maduka au hospitali kupima na kuendesha wakala wa uigaji, na kuunda mifumo ya wakati halisi ya usaidizi wa maamuzi. Uchaguzi kati ya kiini cha DES au ABS kwa mfano wa kidijitali kama huo ungetegemea usahihi wa tabia unaohitajika.
  4. Uainishaji wa Uigaji wa Mjumuisho: Kukuza mifumo wazi zaidi na zana za programu za kuunganisha kwa urahisi vipengele vya DES, ABS, na uwezekano wa SDS, kama ilivyopendekezwa na jumuiya ya Uigaji wa Mjumuisho.
  5. Kuzingatia Matukio Yanayotokea: Kuelekeza utafiti wa ABS kwenye maswali ambapo tabia ya kiwango cha mfumo inayotokea kutokana na mwingiliano wa wakala ndiyo maslahi ya msingi (k.m., kuenea kwa uvumi katika mashirika, uundaji wa utamaduni wa kazi), badala ya kulinganisha tu vipimo vya wastani vya utendaji dhidi ya DES.

10. Marejeo

  1. Majid, M. A., Siebers, P.-O., & Aickelin, U. (2010). Modelling Reactive and Proactive Behaviour in Simulation. Proceedings of the Operational Research Society Simulation Workshop 2010 (SW10).
  2. Majid, M. A., Siebers, P.-O., & Aickelin, U. (2009). [Marejeo ya kazi ya awali juu ya tabia ya kukabiliana]. (Inadhaniwa kutoka kwa muktadha).
  3. Robinson, S. (2004). Simulation: The Practice of Model Development and Use. Wiley.
  4. Rank, S., et al. (2007). [Marejeo juu ya tabia ya kukusudia katika tasnia ya huduma]. (Inadhaniwa kutoka kwa muktadha).
  5. Siebers, P. O., et al. (2010). Discrete-event simulation is dead, long live agent-based simulation? Journal of Simulation, 4(3), 204-210. (Majadiliano ya kisasa yanayohusiana).
  6. Bonabeau, E. (2002). Agent-based modeling: Methods and techniques for simulating human systems. Proceedings of the National Academy of Sciences, 99(suppl 3), 7280-7287.
  7. Anderson, J. R., & Lebiere, C. (1998). The atomic components of thought. Lawrence Erlbaum Associates. (Kuhusu usanifu wa utambuzi wa ACT-R).
  8. Epstein, J. M., & Axtell, R. (1996). Growing Artificial Societies: Social Science from the Bottom Up. Brookings Institution Press.