مدلسازی عامل بنیان یا عامل محور چیست؟

معرفی مدلسازی عامل بنیان، مدلسازی عامل مبنا و یا مدلسازی عامل محور (ABM)

ما در جهاني زندگي می­کنیم که طور فزاینده­ای پیچیدگی­‌های آن رو به افزايش است و سیستمهايي که نیاز داريم آنها را تجزیه و تحلیل و مدلسازی نماییم، بیشتر و بیشتر به یکدیگر وابسته می­شوند. ابزارهاي مدلسازي سنتي مدتهاست که ديگر پاسخگوي نیاز نیستند و نیاز به ابزارهای مدرن مدلسازی و شبیه سازی مانند مدلسازی عامل بنیان، مدلسازی عامل مبنا، مدلسازی عامل محور و یا مدلسازی مبتنی بر عامل  بیش از پیش احساس میشود.

مدلسازی عامل بنیان یک رویکرد شبیه سازی قدرتمند است که در چند سال اخیر به عنوان بهترین راه حل مسائل دنیای واقعی، کارکرد فراوانی را به خود اختصاص داده است. شبیه سازی عامل بنیان به دلیل ماهیت نگاه پایین به بالا (bottom-up)، از انعطاف بالایی برخوردار است. برای شبیه سازی سیستم با استفاده از مدلسازی عامل بنیان، ابتدا عاملهای سیستم شناسایی می شوند و سپس با تعیین رفتار آنها و نحوه تعامل و نحوه تاثیرگذاری و تاثیرپذیری آنها، رفتار کلان سیستم استخراج می شود.

تعریف عامل

همانطور که از نام مدلسازی عامل بنیان (Agent based Modeling) مشخص است، اساس این روش مدل‌سازی مبتنی بر عامل (agent) است. البته به همین دلیل نامهای دیگری مانند مدلسازی عامل محور و یا مدلسازی عامل مبنا نیز برای این روش در نظر گرفته‌اند.  در تعریف عامل مباحث و مناقشات زیادی وجود دارد. تنها یك اجماع عمومی وجود دارد و آن اینست که استقلال بحث مرکزی و قابل قبول برای همه در مفهوم عامل است. دو تعریف مشخصی که از عامل وجود دارد عبارت است از:

• یك عامل یك سیستم کامپیوتری است که در محیطی قرار داده شود و توانایی کنش مستقل در محیط به منظور رسیدن به اهداف تعبیه شده را دارد. بیان اینکه عامل­ها موجودیتهای کامپیوتری هستند به این معنی است که آنها به صورت فیزیکی در فرم برنامه­هایی هستند که بر روی سیستم­های محاسباتی اجرا میشوند.
• به هر چیزی که بتواند محیط خود را از طریق سنسورها درک کرده و به طور مستقل از طریق محرک­ها بر روی آن محیط کنش کند، عامل گفته می­شود.

ویژگی‌های عامل

در رویکرد مدلسازی عامل مبنا، تعریف عامل و ویژگی‌های آن از اهمیت زیادی برخوردار است. همانطور که در بخش تعریف عامل نیز گفته شد، استقلال یکی از مهمترین ویژگیهای عامل است. از دیگر ویژگی‌های عامل می‌توان به دارای حافظه بودن، تعامل پذیری، قابلیت تاثیرگذاری و تاثیرپذیری و در یک محیط قرار داشتن را می‌توان نام برد.

البته در ویژگیهای دیگری نیز مانند هوشمند بودن و قابلیت تصمیم گیری و … نیز در مقالات ارائه شده است که به دلیل اینکه در برخی از مواقع نیاز به این ویژگیها وجود دارد، به عنوان ویژگیهای اصلی عامل مطرح نمی‌شود.

ابزارهای مدلسازی عامل بنیان

تاکنون چند ابزار برای مدلسازی عامل‌ بنیان توسعه داده شده‌اند و از آنها میتوان برای شبیه سازی مبتنی بر عامل بهره گرفت:

• AnyLogic
• NetLogo
• Repast
• JADE

پیشرفته‌ترین نرم‌افزار جهت مدلسازی عامل‌ بنیان نرم‌افزار شبیه‌سازی AnyLogic است. این نرم‌افزار بر خلاف سایر ابزارها، دارای محیط گرافیکی است و می‌توان از اجزای طراحی شده در محیط نرم‌افزار AnyLogic برای ساخت مدل شبیه‌سازی عامل‌ بنیان بهره گرفت. همچنین حجم کدنویسی در نرم‌افزار AnyLogic بسیار کمتر از نرم‌افزار مشابه مانند NetLogo است. در مدلسازی عامل محور در اختیار داشتن یک رابط گرافیکی مناسب ضروری است که نرم افزار AnyLogic این قابلیت برای ساخت مدل شبیه سازی عامل بنیان ارائه شده است.

چه مواقعی از رویکرد شبیه سازی عامل بنیان استفاده کنیم؟

سوالی که غالباً بیشتر مدلسازان با آن مواجه هستند، انتخاب رویکرد مناسب مدلسازی و شبیه سازی است. با توجه به وجود سه رویکرد شبیه سازی، بهتر است با جایگاه مدلسازی عامل بنیان آشنا شویم.

رویکرد شبیه سازی گسسته پیشامد مناسب مسائلی است که سطح جزئیات بالایی مد نظر مدلساز است. رویکرد مدلسازی سیستم‌های پویا مناسب مسائلی است که در سطح استراتژیک مطرح است و سطح جزئیات پایینی مدنظر مدلساز است. اما رویکرد مدلسازی عامل بنیان به دلیل رویکرد پایین به بالا که در قسمت‌های بالا توضیح داده شد، از انعظاف بالایی برخوردار است.  به دلیل همین انعطاف، طیف بسیار بزرگی از مسائل در سطح استراتژیک با جزئیات پایین تا سطح عملیاتی با جزئیات بالا را می‌توان با رویکرد مدلسازی عامل بنیان و یا مدلسازی عامل محورمدل نمود.

ذکر این نکته ضروری است که زمان مورد نیاز برای ساخت یک مساله با رویکرد عامل بنیان بیشتر از مدلسازی همان مساله با دو رویکرد سنتی گسسته پیشامد و سیستم‌های پویا است. همچنین رویکرد مدلسازی عامل بنیان احتیاج به منابع سخت افزاری (محاسباتی و حافظه) بیشتری نسبت به سایر رویکردهای سنتی دارد. بنابراین در صورتی که مساله با رویکردهای سنتی قابل مدلسازی است، بهتر است از آنها بهره گرفت. ولی مسائلی وجود دارند که هیچ کدام از دو رویکرد سنتی شبیه سازی قابلیت مدلسازی آنها را ندارند. در این مواقع بهترین رویکرد برای شبیه سازی و مدلسازی مساله، استفاده از مدلسازی عامل بنیان و یا مدلسازی مبتنی بر عامل است.

آشنایی با امکانات نرم افزار AnyLogic در ساخت مدلهای عامل بنیان

جهت آشنایی با امکانات و قابلیتهای نرم افزار شبیه سازی AnyLogic برای ساخت مدلهای عامل بنیان یا عامل محور، مطلب “امکانات نرم افزار AnyLogic در ساخت مدلهای عامل بنیان” را مطالعه کنید