Проведение анализа чувствительности в дискретно-событийном моделировании

Анализ чувствительности модели представляет собой заключительный этап моделирования, помогающий наглядно представить изменение результатов эксперимента в зависимости от варьирования определенными параметрами. Анализ чувствительности позволяет рассмотреть множество сценариев при изменении одной или нескольких переменных (параметров) в модели [1].

Целью проведения анализа чувствительности является оценка успешности работы по видеомонтажу в организации, занимающейся производством музыкальных видеоклипов. Проведение анализа чувствительности модели было выполнено в среде «AnyLogic Personal Learning Edition». AnyLogic разработан на основе современных концепций в области информационных технологий и результатов исследований в теории гибридных систем и объектно-ориентированного моделирования [2].

При выполнении имитационных экспериментов были изучены средние показатели занятости (загруженности) основных видов работ в рассматриваемом бизнес-процессе в зависимости от устанавливаемых параметров. Основными видами работ для изучения являлись: оцифровка видеокассет, черновой монтаж отснятого видеоматериала, создание графики и спецэффектов, демонстрация монтажа клиенту.

Описание параметров экспериментов модели представлено в таблице 1.

Таблица 1 - Описание параметров экспериментов модели

Параметр	Описание
Количество     поступающих видеоматериалов	Количество поступающих в организацию видеоматериалов (видеокассет), которые необходимо оцифровать для последующего создания видеопродукта
Количество сотрудников в работе «Черновой монтаж»	Количество сотрудников (клипмейкеров), задействованных в работе «Черновой монтаж отснятого материала»
Время создания спецэффектов и графики	Время выполнения (в минутах) работы «Создание спецэффектов и графики, накладка фильтров» визуализаторами отдела видеомонтажа
Процент          вероятности повторного монтажа	Процент вероятности отправки видеоматериала на доработку отделом по работе с заказчиками отделу видеомонтажа
Количество       терминалов оцифровки видеокассет	Количество установленных в организации терминалов по оцифровке видеокассет
Интенсивность поступления видеоматериалов	Интенсивность поступления видеокассет видеооператорами организации. которые необходимо оцифровать для последующего создания видеопродукта

Для оценки проведенных экспериментов и последующего выбора оптимальных характеристик рассматриваемых параметров были использованы столбиковые и круговая диаграммы (рисунок 1).

Рисунок 1 – Используемые в процессе работы параметры и диаграммы

Для отображения среднего времени занятости клипмейкеров , осуществляющих работу «Черновой монтаж» используется столбиковая диаграмма, имеющая заливку фиолетового цвета. Для представления средней загруженности терминалов оцифровки отснятого материала в процессе работы видеооператоров «Оцифровка отснятого материала» применяется столбиковая диаграмма, имеющая заливку красного цвета. Для учета среднего времени занятости визуализаторов , осуществляющих работу «Создание спецэффектов и графики, наложение фильтров» используется столбиковая диаграмма, имеющая заливку синего цвета.

Круговая диаграмма отображает процентное соотношение загрузки следующих видов работ: оцифровка отснятого материала (оранжевый цвет заливки), черновой монтаж (зеленый цвет заливки), создание графики и спецэффектов (фиолетовый цвет заливки), демонстрация монтажа клиенту (розовый цвет заливки).

Событие, происходящее с заданной интенсивностью используется для моделирования потока независимых событий (пуассоновский поток). Это часто требуется при моделировании прибытия, например, клиентов в системах массового обслуживания или транзакций в моделях сетевых серверов и т.д. Событие выполняется периодически с интервалами времени, подчиняющимися экспоненциальному закону распределения с параметром, равным заданной интенсивности. Например, если интенсивность равна 5, то событие будет происходить в среднем 5 раз в единицу модельного времени [3].

Расставим виды работ в порядке их сложности (временных трудозатрат) и длительности (объеме) выполнения сотрудниками организации:

• 1.    Черновой монтаж.

• 2.    Графика и спецэффекты.

• 3.    Оцифровка.

• 4.    Показ монтажа клиенту.

Эксперимент 1

Зададим следующие параметры:  количество поступающих в организацию видеоматериалов (видеокассет): 3; количество клипмейкеров, задействованных в работе «Черновой монтаж отснятого материала»: 1; время выполнения (в минутах) работы «Создание спецэффектов и графики, накладка фильтров» визуализаторами отдела видеомонтажа: 500; процент вероятности повторного монтажа видео: 0%; количество терминалов для оцифровки видеокассет: 1; интенсивность поступления в организацию видеоматериалов (видеокассет): 0,06.

Результаты эксперимента представлены на рисунке 2.

Рисунок 2 – Результаты первого эксперимента

По результатам данного эксперимента, можно сделать вывод о том, что одного терминала для оцифровки видеокассет недостаточно (образуется очередь и задержка выполнения следующих виды работ). Количество клипмейкеров, задействованных в работе «Черновой монтаж отснятого материала» рекомендуется увеличить для снижения их трудовой загрузки при выполнении данной работы, избавления от задержки выполнения следующих видов работ и увеличения скорости выполнения всего процесса видеомонтажа.

Эксперимент 2

Зададим следующие параметры:  количество поступающих в организацию видеоматериалов (видеокассет): 3; количество клипмейкеров, задействованных в работе «Черновой монтаж отснятого материала»: 2; время выполнения (в минутах) работы «Создание спецэффектов и графики, накладка фильтров» визуализаторами отдела видеомонтажа: 500; процент вероятности повторного монтажа видео: 0%; количество терминалов для оцифровки видеокассет: 2; интенсивность поступления в организацию видеоматериалов (видеокассет): 0,06.

Результаты эксперимента изображены на рисунке 3.

Рисунок 3 – Результаты второго эксперимента

В результате проведенного эксперимента, можно сделать вывод о том, что увеличение количества терминалов оцифровки видеокассет ликвидирует очередь и задержку выполнения следующих за ней видов работ (нагрузка работы терминалов снизилась на 31,516%). Увеличение количества клипмейкеров, задействованных в работе «Черновой монтаж отснятого материала» приводит к снижению их трудовой загрузки при выполнении данной работы и увеличению пропускной способности редактируемых видеофайлов (среднее время занятости клипмейкеров, задействованных в работе «Черновой монтаж» снизилось на 30,4%). В связи с чем возросла средняя занятость визуализаторов, выполняющих работу «Создание спецэффектов и графики, наложение фильтров» на 15,2%. Так же возросла средняя загруженность менеджеров по работе с заказчиками на 18,46% при выполнении работы «Показ монтажа клиенту». Исходя из результатов круговой диаграммы данного эксперимента, можно сделать заключение, что оцифровка отснятых видеоматериалов должна производиться быстрее, следовательно, необходимо увеличить количество терминалов оцифровки видеокассет.

Эксперимент 3

Зададим следующие параметры:  количество поступающих в организацию видеоматериалов (видеокассет): 3; количество клипмейкеров, задействованных в работе «Черновой монтаж отснятого материала»: 2; время выполнения (в минутах) работы «Создание спецэффектов и графики, накладка фильтров» визуализаторами отдела видеомонтажа: 500; процент вероятности повторного монтажа видео: 0%; количество терминалов для оцифровки видеокассет: 3; интенсивность поступления в организацию видеоматериалов (видеокассет): 0,06.

Результаты эксперимента отображены на рисунке 4.

Рисунок 4 – Результаты третьего эксперимента

По результатам данного эксперимента, можно обнаружить, что при количестве поступающих видеоматериалов равному трем, имеющих интенсивность пребывания 0,06 количество терминалов для оцифровки видеокассет достаточно (нагрузка работы терминалов снизилась на 40,1%). Средняя нагрузка занятости клипмейкеров (задействованных в работе «Черновой монтаж отснятого материала») возросла на 19,7%. Средняя нагрузка занятости визуализаторов (задействованных в работе «Создание спецэффектов и графики, наложение фильтров») возросла на 0,33%. Следует оптимизировать численность персонала, а именно увеличить количество клипмейкеров, задействованных в работе «Черновой монтаж отснятого материала», повысить скорость выполнения работы «Создание спецэффектов и графики, наложение фильтров». А также установить ненулевую вероятность повторного процесса монтажа видео для приближения имитационной модели к более реалистичной ситуации.

Эксперимент 4

Зададим следующие параметры:  количество поступающих в организацию видеоматериалов (видеокассет): 3; количество клипмейкеров, задействованных в работе «Черновой монтаж отснятого материала»: 3; время выполнения (в минутах) работы «Создание спецэффектов и графики, накладка фильтров» визуализаторами отдела видеомонтажа: 350; процент вероятности повторного монтажа видео: 5%; количество терминалов для оцифровки видеокассет: 3; интенсивность поступления в организацию видеоматериалов (видеокассет): 0,06.

Результаты эксперимента представлены на рисунке 5.

Рисунок 5 - Результаты четвертого эксперимента

В результате проведенного эксперимента, можно выявить, что средняя нагрузка занятости клипмейкеров (задействованных в работе «Черновой монтаж отснятого материала») снизилась на 15,84%. Средняя нагрузка занятости визуализаторов (задействованных в работе «Создание спецэффектов и графики, наложение фильтров») снизилась на 12,87%. Средняя нагрузка занятости менеджеров по работе с заказчиками (задействованных в работе «Показ монтажа клиенту») возросла 25,36%. Средняя нагрузка занятости клипмейкеров, задействованных в работе «Оцифровка отснятого материала» осталась неизменной.

Эксперимент 5

Зададим следующие параметры:  количество поступающих в организацию видеоматериалов (видеокассет): 3; количество клипмейкеров, задействованных в работе «Черновой монтаж отснятого материала»: 4; время выполнения (в минутах) работы «Создание спецэффектов и графики, накладка фильтров» визуализаторами отдела видеомонтажа: 350; процент вероятности повторного монтажа видео: 5%; количество терминалов для оцифровки видеокассет: 3; интенсивность поступления в организацию видеоматериалов (видеокассет): 0,06.

Результаты эксперимента изображены на рисунке 6.

Рисунок 6 – Результаты пятого эксперимента

В результате проведенного эксперимента, было выявлено, что средняя нагрузка занятости клипмейкеров (задействованных в работе «Черновой монтаж отснятого материала») снизилась на 24,93%. Средняя нагрузка занятости визуализаторов (задействованных в работе «Создание спецэффектов и графики, наложение фильтров») и менеджеров по работе с заказчиками (задействованных в работе «Показ монтажа клиенту») осталась неизменной. Так же, средняя загруженность терминалов, задействованных при работе «Оцифровка отснятого материала» осталась неизменной.

По результатам проведенных имитационных экспериментов оптимальный вариант обнаружен в пятом эксперименте, где соотношения трудоемкости рассматриваемых видов работ совпадают с желаемыми результатами при установке следующих неизменных значений: интенсивность поступающих в организацию видеокассет равна 0.06, количество поступающих в организацию видеокассет равно трем. Данные круговой диаграммы демонстрируют верный порядок средней загруженности рассматриваемых видов работ. Наилучшая средняя нагрузка рассматриваемых видов работ имеют следующие значения:

• -    демонстрация монтажа клиенту - 0.207 (18,7%);

• -    оцифровка видеокассет составляет - 0.283 (22,3%),

• -    создание графики и спецэффектов составляет - 0.264 (28,5%);

• -    черновой монтаж отснятого видеоматериала составляет - 0.173 (30,5%).

Таким образом, в результате нескольких серий экспериментов с разными заданными значениями найден оптимальный вариант значений параметров. Оптимальным вариантом является вариант, где выстраивается верный порядок средней загруженности рассматриваемых видов работ (в зависимости от объема выполнения и трудозатрат персонала при выполнении этих видов работ): демонстрация монтажа клиенту, оцифровка видеокассет, создание графики и спецэффектов, черновой монтаж отснятого видеоматериала.    Причем, разница между средними показателями загруженности таких работ, как «Создание графики и спецэффектов» и

«Черновой монтаж отснятого видеоматериала» оказалась незначительной (что и требовалось получить).