System dynamics and agent modelling

Краткое содержание учебной дисциплины, модуля / Brief summary

Формирование и совершенствование знаний, практических навыков и умений построения и реализации динамических (имитационных) моделей сложных систем и процессов на основе парадигм имитационного моделирования: системная динамика и агентное моделирование, а также совершенствование практических навыков анализа систем по результатам их компьютерного (имитационного) моделирования.

Темы:

1. Имитационное моделирование. Среда имитационного моделирования AnyLogic
2. Системная динамика. Связь системных структур и поведения
3. Системная динамика. Причинно-следственная диаграмма. Качественный анализ систем
4. Системная динамика. Потоковая диаграмма. Количественный анализ систем
5. Агентное моделирование. Архитектура агентных моделей. Описание агентных моделей с помощью ODD-протокола
6. Агентное моделирование. Разработка агентных моделей. Карта состояний
7. Планирование имитационных экспериментов, подготовка данных и анализ выходных данных
8. Модель распространения нового продукта или инновации. Системно-динамическая и агентная реализации
9. Логистическая модель цепочки поставок. Комбинированное моделирование
10. Имитационное моделирование потоков (поведение толпы, транспортный трафик)
11. Имитационное моделирование распространения эпидемий

Formation and improvement of knowledge and practical skills for creation dynamic (simulation) models of complex systems and processes, based on the principles of system dynamics and agent-based modeling. Improvement of practical skills for a systems analysis, based on the results of their computer (simulation) modeling.

Themes:

1. Simulation modeling. AnyLogic simulation environment
2. System dynamics. Connection between system structures and behavior
3. System dynamics. Causal loop diagram. Qualitative systems analysis
4. System dynamics. Flow diagram. Quantitative systems analysis
5. Agent-based modeling. Architecture of agent models. Description of agent models using the ODD protocol
6. Agent-based modeling. Development of agent models. UML-diagrams
7. Planning simulation experiments, preparing input data and analyzing output data
8. Model of distribution of a new product or innovation. System dynamics and agent-based implementations
9. Supply chain logistics model. Combined modeling
10. Simulation modeling of flows (crowd behavior, transport traffic)
11. Simulation modeling of epidemics

Формируемые компетенции / The formed competences

специализированные компетенции: 

Анализировать и оценивать бизнес- и технический контекст, формулировать и согласовывать требования, разрабатывать и реализовывать бизнес-стратегии для достижения проектных и программных целей. 

specialized competencies: 

Analyze and evaluate business and technical context, formulate and coordinate requirements, develop and implement business strategies to achieve design and project goals.

Результаты обучения (знать, уметь, владеть) / Learning outcomes (know, can, be able)

знать: 

– этапы имитационного моделирования и принципы их реализаций;

– основные принципы и постулаты системной динамики;

– архитектуру агентных моделей;

– методы статистического анализа результатов имитационного моделирования.

уметь: 

– разрабатывать имитационные модели и осуществлять их компьютерную реализацию; 

– осуществлять качественный и количественный анализ систем на основе имитационных моделей.

владеть: 

– методами построения причинно-следственных диаграмм и потоковых диаграмм на основе системно-динамического подхода;

– методами визуального проектирования агентных моделей в среде AnyLogic.

know: 

– stages of simulation modeling and principles of their realization;

– basic principles of system dynamics;

– architecture of agent-based models;

– methods of statistical analysis of simulation results.

can: 

– develop simulation models and perform their computer implementation; 

– carry out qualitative and quantitative analysis of systems based on simulation models. 

be able: 

– to construct causal loop diagrams and flow diagrams, based on a system dynamics approach; 

– to develop agent models in the AnyLogic environment.

Семестр изучения учебной дисциплины, модуля / Semester of study

3

3

Пререквизиты / Prerequisites

Прикладной системный анализ, Анализ и проектирование бизнес-процессов, Компьютерная математика, Дифференциальные уравнения

Applied System Analysis, Analysis and Design of Business Processes, Computer Mathematics, Differential Equations

Трудоемкость в зачетных единицах (кредитах) / Credit units

Для очной формы получения углубленного высшего образования – 3 кредитные единицы, для заочной формы – 6.

For full-time advanced higher education – 3 credit units, for part-time – 6.

Количество аудиторных часов и часов самостоятельной работы / Academic hour of students’ class work, 

hours of self-directed learning

Для очной формы получения углубленного высшего образования 72 аудиторных часа, из них: лекции – 36 часов, семинарские занятия – 18 часов, лабораторные занятия – 12 часов, управляемая самостоятельная работа – 6 часов.

Для заочной формы получения углубленного высшего образования 16 аудиторных часа, из них: лекции – 8 часов, семинарские занятия – 4 часа, лабораторные занятия – 4 часа.

For full-time advanced higher education 72 hours of classwork, including: lectures – 36 hours, seminar classes – 18 hours, laboratory classes – 12 hours, self-directed learning – 6 hours.

For part-time advanced higher education 16 hours of classwork, including: lectures – 8 hours, seminar classes – 4 hours, laboratory classes – 4 hours.

Требования и формы текущей и промежуточной аттестации / Requirements and forms of current and interim certification

Текущий контроль знаний проходит в форме опроса на лабораторных занятиях, во время устной защиты отчета по лабораторным работам, письменного отчета по заданиям с устной защитой.

Форма промежуточной аттестации: экзамен.

Forms of current certification: surveys during laboratory classes, oral defenses of reports on laboratory work, written reports on tasks with oral defense.

Forms of interim certification: exam.