Агентная модель цепочки поставок немецкого биодизеля

19.12.2017

© Дмитрий Барышников, группа э602, ЭФ МГУ

Производство биодизеля из рапсовых семян в Германии было концептуализировано с использованием теории сложных адаптивных систем и оформлено с использованием агентного подхода к моделированию. Агентная модель включает в себя решения фермеров и решения производителей биотоплива. Было установлено, что теория сложных адаптивных систем может использоваться в качестве концептуальной основы для анализа цепочек поставок. В конкретном случае было доказано, что они существуют благодаря субсидиям и стимулам со стороны правительств.

Введение

Сложные адаптивные системы относятся к тем системам, поведение которых чрезвычайно сложно, но составляющие каждой из них очень просты и постоянно адаптируются к среде. Традиционно цепочки поставок моделируются на основе уравнений. Однако взаимодействия и взаимозависимости между различными сущностями, процессами и ресурсами, которые делают цепочки поставок сложной сетью, игнорируются. Эта сеть является весьма нелинейной, развивается и самоорганизуется, что затрудняет подход к ней как к модели на основе уравнений.

Модель

Построение агентной модели начинается с постановки задачи. Методология, предложенная (van Dam, Nikolic, et al. 2013) для построения агента, основана на социально-технической системе. Цель агентной модели состоит в том, чтобы понять, как различная политика действует на производство сырья и биодизеля, а также конверсионные мощности. Моделирование позволяет увидеть воздействие этой политики на различных субъектов, участвующих в цепочке поставок, изучить условия, которые могут привести к различным результатам.

На рисунке 1 изображена система, которая состоит из агентов (фермеры, нефтеперерабатывающие предприятия, производители биодизеля, дистрибьюторы и АЗС), объектов (фермы, нефтеперерабатывающие заводы и сооружения) и рынков (биомасса, нефть, дизельное топливо, биодизель). Можно наблюдать, как различные агенты соединяются непосредственно (физически) через потоки рапса, масла, биодизеля. Агенты также могут взаимодействовать с различными объектами через владение. Агенты взаимодействуют между собой через денежный поток (пунктирные линии) в результате торговли продуктами. Принятие решений различными агентами основано на информации (ценах), предоставленной различными рынками. Правительство может влиять на цену различных продуктов через субсидии на различных рынках. Для упрощения анализа в модель включены только три агента: фермеры, производители биодизеля и дистрибьюторы. Окружающая среда системы состоит из правительства Германии, которое посредством политики, стимулов и нормативных актов затрагивает всех упомянутых выше агентов.

Biodiesel1.png 

Рисунок 1. Концептуальная схема цепочки поставок биотоплива

 Biodiesel2.JPG

Рисунок 2. Последовательность симуляций в агентной модели

Результаты

В NetLogo была разработана агентная модель цепи поставок биодизеля в Германии с использованием теории сложных адаптивных систем. Затем она была откалибрована, чтобы воспроизвести картину динамики производства рапса и биодизеля. С точки зрения сложных адаптивных систем производственная цепочка биодизеля возникла в результате решений, принимаемых отдельными агентами, которые приводят к появлению поведения коллективной системы в динамике. В отличие от традиционных моделей оптимизации, модель в данной работе включает в себя неэкономические атрибуты и элементы сотрудничества и конкуренции между различными агентами. В данной работе было показано, что цепочка поставок биотоплива во многом существует благодаря субсидиям и стимулам со стороны правительства. Подход, основанный на агентном моделировании, мог бы стать важным инструментом анализа воздействия различных стратегий правительства на цепочку поставок.

Более подробно: [Jorge A Moncada, Martin Junginger, Zofia Lukszo, André Faaij, Margot Weijnen (2015) Agent-based model of the German Biodiesel Supply Chain / Computer Aided Chemical Engineering, Volume 37].


Возврат к списку


Текст сообщения*
Защита от автоматических сообщений