SVEUČILIŠTE J.J. STROSSMAYERA U OSIJEKU, EKONOMSKI FAKULTET U OSIJEKU

1. Pojam i vrste simulacija

MARIJANA ZEKIĆ-SUŠAC

Što ćete naučiti u ovom poglavlju?

Objasniti pojmove simulacije, poslovne simulacije, računalne simulacije

Objasniti pojam simulacijskog modeliranja i korake simulacijskog procesa

Navesti vrste simulacijskih modela

Navesti vrste metoda koje se koriste kod simulacijskih modela.

Objasniti ciljeve poslovnih simulacija.

Navesti primjere primjene simulacija u poslovanju.

Navesti alate koji se koriste u poslovnim simulacijama.

Što su poslovne simulacije?

Simulacija = model stvarnog sustava ili procesa kroz vrijeme (Banks i dr. 2010)

Poslovna simulacija je simulacija koja se koristi za poslovno treniranje ili analizu.

Računalna simulacija – pokušaj modeliranja stvarne ili hipotetske situacije na računalu, pri čemu se promjenom vrijednosti varijabli mogu napraviti predviđanja ponašanja sustava (Wikipedia, 2010).

Simulacijski model – opis ponašanja nekog sustava s pomoću skupa pretpostavki . Pretpostavke se opisuju matematičkim, logičkim i simboličkim vezama među entitetima ili objektima sustava. Te su veze kompleksne i često nelinearne, jer sustavi koji se simuliraju

često sadrže puno međusobno povezanih elemenata, nestacionarno ponašanje, slučajne varijable, u njima često sudjeluju ljudi.

Analiza modela - Kad se model jednom razvije i testira, može se koristiti za “what-if” analize - predviđanje ponašanja sustava u slučaju mijenjanja vrijednosti ulaza

Izvor: ASTD, http://www.astd.org/Publications/Blogs/ICE-Blog/2012/05/Poster-Sessions-Not-Just-for-the-Science-Crowd, 2013.

Zašto je simulacija korisna?

Uvjeti eksperimentiranja su pod kontrolom

Animacija izvođenja simulacije omogućuje korisnicima uvid u način i dinamiku funkcioniranja različitih opcija rješenja

Troškovi? Razvoj modela je dug i skup ako se razvija ispočetka i posebno za

tu tvrtku Potrebno poznavati više metoda i programskih alata Potrebno izvođenje većeg broja eksperimenata (vremenski

zahtjevno)

Unatoč ovim nedostacima, simulacije ipak donose uštedu i vremena i novca, jer pomažu izbjeći loše odluke koje bi dovele do neuspješnog poslovanja tvrtke u budućnosti.

Primjeri upotrebe simulacija

Različiti poslovni procesi, npr. sustavi proizvodnje

sustavi uslužnih djelatnosti

Prognoziranje prodaje na tržištu uz promjene cijena ili dr. uvjeta

Planiranje zaliha (npr. Monte-Carlo simulacija)

Alokacija resursa (investicijsko odlučivanje)

itd.

Primjeri pitanja na koja simulacija odgovara: “Koliko je strojeva i koje vrste potrebno nabaviti za efikasnu proizvodnju

određenih vrsta proizvoda?”

“Koliko šaltera treba neka zrakoplovna kompanija?”

“Kako bi trebalo reorganizirati proces prijema pacijenata u ambulanti da bi se skratilo čekanje?” i dr.

Vrste simulacijskih modela Simulacijski modeli temelje se na matematičkim modelima, koji se mogu podijeliti ovako (Greasly, 2004):

Matematički modeli

Statički (u jednom trenutku)

Dinamički (promjena kroz

vrijeme)

Kontinuirani

Diskretni

Linearno programiranje

Nelinearno programiranje

Analitičko programiranje

(tablični kalkulatori)

Monte Carlo simulacije

Sistemska

dinamika

Simulacije

diskretnih

događaja

Simulacijske metode

Skupine metoda koje se koriste kod simulacijskog modeliranja (Čerić i dr., 2004, nadopunjeno):

1. Matematičko programiranje

◦ Linearno, nelinearno, cjelobrojno programiranje, analitičko programiranje, Monte-Carlo simulacije (uključuju neizvjesnost, tj. slučajne varijable)

2. Diskretna simulacija

◦ Namijenjena razvoju modela koji detaljno opisuju strukturu sustava i njegove elemente

◦ Opis se daje kroz tijek procesa, kapacitete resursa i ograničenja.

3. Sistemska dinamika (ili kontinuirana simulacija)

◦ Namijenjena modeliranju sustava s povratnom spregom, tj. sustava u kojima pojedini elementi mogu utjecati na same sebe preko lanca uzroka i posljedica. Pojedinačni događaji se združuju u tijekove, a time se omogućuje opis i analiza upravljanja radom sustava.

Simulacijski proces Kako bi se izvela neka simulacija, potrebno je provesti SIMULACIJSKI PROCES (Law i Kelton, 1991, u Čerić i dr., 2004).

Koraci simulacijskog procesa su: 1. Definicija cilja simulacijske studije

2. Identifikacija sustava

3. Prikupljanje i analiza podataka o sustavu

4. Izgradnja simulacijskog modela i simulacijskog programa

5. Vrednovanje simulacijskog modela

6. Planiranje i izvođenje simulacijskih eksperimenata

7. Analiza rezultata eksperimenata

8. Zaključci i preporuke.

Vrste poslovne simulacije Poslovne simulacije s obzirom na način izvođenja mogu se podijeliti i na: Temeljene na numerici (numeric-based)

Temeljene na scenariju (scenario-based)

A) Temeljena na numerici

B) Temeljena na scenariju

Numeričke simulacije Numerička simulacija može oponašati cijelu tvrtku na visokoj razini, ili može biti specijalizirana za neku određenu org. jedinicu ili procese.

Korisnik (student) donosi odluke tako da povlači poluge ili bira brojeve na brojačima, ili unosi brojeve.

Odluke se obrađuju (obično po nekim formulama), rezultati se izračunavaju i prikazuju u izvješćima i grafovima (npr. cijena, količina, broj zaposlenih, koji se mogu vidjeti u bilanci ili izvješću o dobiti ili tijekovima novca).

Feedback se dobiva kroz simulaciju u određenim intervalima, npr. nakon razdoblja od 1 simulacijske godine

Mnoge numeričke poslovne simulacije uključuju element KONKURENCIJE između sudionika, ili računalom generiranih partnera.

Primjer: NeuroSolutions, Excel Solver – specijalizirane numeričke

simulacije

Simulacije scenarija

Ove su simulacije obično zvane i “poslovne igre” ili “poslovne simulacijske igre”

Odigrava se neki scenario u simuliranoj okolini, a od učenik (studenta) ili korisnika se traži da donosi odluku o tome kako djelovati u simulaciji.

Često se pojavljuje više mogućih opcija odluka, a scenario se odgirava tako da slijedi stablo grananja na temelju odluke korisnika.

Povremeno ili konstantno omogućen je feedback.

Primjer: Bricks or Clicks, MarkStrat

Upotreba poslovnih simulacija

Poslovne simulacije opisuju različite ekonomske sustave te se koriste za prognoziranje ponašanja tih sustava.

Npr. za prognoziranje prodaje na tržištu uz promjene cijena ili dr.

uvjeta za planiranje zaliha (npr. Monte-Carlo simulacija) za planiranje uspješnosti razvoja poduzeća za alokaciju resursa (investicijsko odlučivanje) itd.

Ciljevi poslovnih simulacija

Učenje na poslovnim simulacijama ima za ciljeve razvijati: Strateško mišljenje

Financijske analize

Marketinške analize

Operacije

Timski rad

Vođenje

Primjene simulacija Iako se pojam simulacije danas uglavnom veže uz računalne igrice i zabavu, on ima mnogo šire značenje i primjenu.

Primjene: Edukacija

Zabava

Planiranje (npr. strateške igre)

Simulacije se također primjenjuju u gotovo svim granama znanosti, medicine, te u politici i ekonomiji.

Softverski alati za poslovne simulacije

Alati za simulacijsko modeliranje, npr. Excel Solver, ARENA, Simulink (Mathlab) – pomoću njih korisnik može izgraditi vlastite simulacije Koriste se posebni programski jezici za

simulacijsko modeliranje, npr. Simula, Dynamo, i dr.

Poslovne simulacijske igre – pomoću njih korisnik samo koristi već gotove simulacije (npr. Informatist, BricksOrClicks, Forio Business Simulation i dr.)

Primjeri poslovnih simulacija Popis poslovnih simulacija u različitim alatima: http://www.bioteams.com/2010/05/27/web_business_simulations.html

Npr.

Sustainable Business Simulator (SUBS)

Social Media Optimization Simulator (SOCMEDOPTSIM)

The Discipline of Market Leaders Simulator (TDML)

Virtual Enterprise Network Simulator (VENSIM)

Local Government Simulator (LOCGOVSIM)

Primjer poslovne simulacijske igre:

Sustainable Business Simulator

(www.bioteams.com)

Industry player

Raspoloživa na: www.industryplayer.com

Proizvođač: Tycoon Systems

Nakon upoznavanja sa igrom Industryplayer, objašnjenjem osnovnih pravila igre, ali i ciljeva nastavne jedinice ( prikupljanje, analiza i modeliranje zahtjeva ) ( 10 min ) Studenti individualno igraju ( ili u parovima 2-3 studenta , u zavisnosti od

broja studenata ) igru u trajanju od otprilike 45 minuta, te zapisuju informacije koje su saznali ( identifikacija procesa, suradnja procesa, sudionici procesa, podprocesi unutar procesa ). Predavač sudjeluje kao mentor u radu, te kao pomoć za korištenje igre. ( 40 min )

Nakon završetka igre, studenti i predavač analiziraju zabilješke studenta.

Izrađuje se gruba skica zahtjeva za programsko rješenje. ( 15 min )

Studenti zajedno sa predavačem izrađuju Use-case dijagrame za zadanu tvrtku. Radi se jedno rješenje na osnovu provedene analize. ( 40 min )

(prema Vargec, 2009)

Forio Business simulations Adresa: http://forio.com/

Predavač prikazuje primjer ( dokumentacija ) na kojem treba napraviti plan projekta. Objašnjavaju se osnovni elementi planiranja . Prikazuje se i primjer jednog projekta. ( 45 min )

Studenti se podijele u grupe, te dobiju zadatak da naprave plan za projekt čiju dokumentaciju im je predavač dao. Svaka grupa dobiva isti zadatak, tj. rade na istom problemu.

Kako bi što bolje procijenili broj ljudi potrebnih u projektu, te trajanje projekta predavač pokazuje kako se koristiti sa Forio Business Simulation igrom

Predavač je mentor u izradi plana.

Plan treba biti samo ugrubo napravljen, fokusiran na trajanje, broj ljudi u projektu i cijenu rada.

Postoji maksimalni broj ljudi koji mogu raditi na projektu, kao i maksimalna cijena. Mogu se odrediti i drugi uvjeti , kao maksimalno trajanje projekta. Koristiti samo jedan uvjet ( 45 min )

(prema Vargec, 2009)

Informatist

Raspoloživa na adresi: http://www.informatist.net/

Besplatna online simulacijska igra, koristi se za vježbanje i procjenu poduzetničkih vještina. Predstavlja pojednostavljenu verziju poslovnog života. Korisnik poprima ulogu poslovnog čovjeka koji prolazi kroz različite scenarije, a da ne riskira karijeru ili novac.

Sadrži: Tržište nekretnina, tržište dionica, koncept zajednice, proizvodnu tvrtku,

planiranje poreza, slučajeve sudske prakse i dr.

Omogućuje učenje osnovnih koncepata uključenih u osnivanje tvrtke i upravljanje stvarnim situacijama. Igrači se rangiraju prema kreditu koji imaju, a ne zarađenom novcu. Novac treba i donirati cijeloj zajednici, čime se korisnici uče i društvenoj odgovornosti.

Vježbaju se vještine pregovaranja, suradnje, timskog duha, analitičke vještine, procjena rizika, upravljanje, snalaženje u kriznim situacijama, itd.

Kompetitivne simulacijske igre U nekim simulacijskim igrama studenti se mogu takmičiti s ostalim internacionalnim timovima.

Primjer: Poslovna simulacija BNP Paribas - Europski lider u bankarskim i financijskim uslugama.

Grupa je jedan od najvećih međunarodnih bankovnih mreža, osmislila je za studente iz cijeloga svijeta prvu poslovnu simulaciju bankarskog poslovanja. To je prva poslovna simulacija bankarskog poslovanja, i obuhvaća djelatnosti: Retail banking

Investment banking

Asset management.

Natječu se timovi (4 studenta u jednom timu), natjecanje počinje u veljači, a prijave su tijekom listopada. Dobitnici (Team) koji osvoji prvo mjesto osvajaju iznos od 10.000 Eura. Zainteresirani studenti sve informacije mogu pronaći na: https://acemanager.bnpparibas.com

Softver za simulacijsko modeliranje

Open Source

ASCEND (open source NLA/DAE modelling environment)

Facsimile - a free, open-source discrete-event simulation/emulation library

NS2 - a popular Open Source network simulator

SimPy - an open-source discrete-event simulation package based on Python

Physics Abstraction Layer - an open source physics simulation package

Tortuga - An open source software framework for discrete-event simulation in Java

Softver za poslovne simulacije Commercial

ACSL and acslX - Advanced Continuous Simulation Language

AMESim - platform for engineering system simulation.

AnyLogic - Multimethod simulation modeling tool for business and science. Developed by XJ Technologies

Arena - simulation and automation software developed by Rockwell Automation

Chemical WorkBench - Chemical kinetics simulation software tool developed by Kintech Lab

CircuitLogix - Electronics simulation software developed by Logic Design Inc.

DX Studio - Suite of tools for simulation and visualization.

Dymola modeling and simulation software based on the Modelica language. i dr.

Arena Rockwell Rockwell Arena http://www.arenasimulation.com/

Arena je softver za simulaciju i automatizaciju , koristi SIMAN jezik za izradu simulacijskih modela.

Koriste je brojne tvrke koje se bave simulacijama, npr. General Motors, UPS, IBM, Nike, Xerox, Lufthansa, Ford Motor Company, i dr.

User-friendly sučelje omogućuje korisniku brzu izgradnju i optimizaciju modela,

Može simulirati različite djelatnosti, npr. call centar (za optimizaciju upotrebe agenata i tel. linija), u proizvodnji hrane, dizajniranju rudnika zlata itd.

To je komercijalni alat (osnovni modul 1850 USD), iako postoji Arena Academic - besplatna inačica ograničene funkcionalnosti namijenjena studentima

Excel Solver Pripada u alate za analitičko modeliranje

Koristi se uglavnom za probleme optimizacije, npr. pronaći minimalne troškove ili maksimalni profit ili dr.

Podržava linearno i neliearno programiranje za rješavanje problema

Arena Rockwell - nastavak

Sučelje Arena alata za izgradnju simulacijskih modela

Smjernice za izbor seminarskog rada

Za seminarski rad studenti trebaju napraviti praktični projekt izrade simulacijskog modela koristeći neki od alata koji se obrađuju na nastavi (Excel Solver ili Arena Simulation)

Izabrati proces za simulacijsko modeliranje (npr. proces upisa studenata, proces usluživanja kupaca u restoranu, proces zaprimanja zahtjeva za kredit na šalteru banke, proces proizvodnje cipela, ili dr.)

Izabrati cilj: npr. pronaći max. profit, ili min. troškove, ili istražiti iskorištenost djelatnika, ili pronaći broj potrebnih djelatnika za izvršenje procesa, ili dr.

Napraviti model i opisati ga u obliku seminarskog rada (prema uputama na stranici kolegija)

Literatura 1. Greasly, A., Simulation Modelling for Business, Ashgate Publishing

Limited, Burlington, USA, 2004., raspoloživo na Google Books

2. Cetinski, V., Perić, M., Jovanović, D., Poslovne simulacije, monografija, Fintrade, Rijeka, 2009. ISBN:978-953-96899-7-9

3. Čerić, V., Simulacijsko modeliranje, Školska knjiga, Zagreb, 1993.

4. Oakshott, L., Business Modelling and Simulation, Pittman Publishing, London, 1997.

5. W. David Kelton, Randall P Sadowski, Nancy B. Swets, Simulation with Arena, McGraw Hill, 2009.

6. Vargec, K., Primjena računalnih igara u nastavi na primjeru igara:Forio business simulations, Bricks or clicks, Industryplayer, Visoko Učilište VERN, 2009., http://cuc.carnet.hr/cuc2006/prezentacije/a6_vargec.pdf, 19.10.2009.

Web izvori Portal za simulacijsko modeliranje - INFORMS - Simulation Society http://www.informs-sim.org/

Popis knjiga iz područja simulacija:

http://www.informs-sim.org/geninfo.html#books

Popis simulacijskog softvera (komercijalnog): http://www.informs-sim.org/comm.html