[論文レビュー] Comparing simulation output accuracy of discrete event and agent based models: a quantitative approach

Mazlina Abdul Majid, Uwe Aickelin+1 more|arXiv (Cornell University)|Jul 13, 2009

Complex Systems and Decision Making参考文献 17被引用数 20

ひとこと要約

本研究では、イギリスのデパートの試着室を事例として、小売業務における人間の反応的行動をモデル化するため、離散イベントシミュレーション（DES）とエージェントベースシミュレーション（ABS）を比較している。両手法は、スタッフおよび顧客の行動をシミュレートする際、同等の出力精度を示し、経営方針変更の評価においても同等の可能性を示している。

ABSTRACT

In our research we investigate the output accuracy of discrete event simulation models and agent based simulation models when studying human centric complex systems. In this paper we focus on human reactive behaviour as it is possible in both modelling approaches to implement human reactive behaviour in the model by using standard methods. As a case study we have chosen the retail sector, and here in particular the operations of the fitting room in the women wear department of a large UK department store. In our case study we looked at ways of determining the efficiency of implementing new management policies for the fitting room operation through modelling the reactive behaviour of staff and customers of the department. First, we have carried out a validation experiment in which we compared the results from our models to the performance of the real system. This experiment also allowed us to establish differences in output accuracy between the two modelling methods. In a second step a multi-scenario experiment was carried out to study the behaviour of the models when they are used for the purpose of operational improvement. Overall we have found that for our case study example both, discrete event simulation and agent based simulation have the same potential to support the investigation into the efficiency of implementing new management policies.

研究の動機と目的

• 離散イベントシミュレーション（DES）とエージェントベースシミュレーション（ABS）が、人間の反応的行動をモデル化する際の出力精度を評価すること。
• 両モデル手法が、方針シミュレーションを通じて運用改善を支援する有効性を評価すること。
• 実世界のパフォーマンスと照合することで、小売の試着室環境におけるモデル出力を検証すること。
• 管理方針の影響分析のため、制御された複数シナリオの実験で両手法を比較すること。

提案手法

• イギリスのデパートの婦人服試着室における実世界の検証実験を実施し、モデル出力を実システムのパフォーマンスと比較した。
• DESおよびABSの両フレームワークで、顧客およびスタッフの反応的行動を標準的手法でモデル化した。
• 異なる経営方針の実装下でのモデル挙動を評価するために、複数シナリオのシミュレーション実験を実施した。
• シミュレートされた結果と観察された実システムのパフォーマンスを比較することで、モデルの正確性を評価した。
• 両手法に同一の行動論理を適用することで、公平な比較を確保した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 離散イベントシミュレーションとエージェントベースシミュレーションは、小売環境における人間の反応的行動をどのようにモデル化するか、その比較はいかがなものか？
• RQ2 DESおよびABSの出力精度は、実システムのパフォーマンスと照合された際にどの程度か？
• RQ3 両モデル手法は、方針シミュレーションを通じて運用改善を効果的に支援できるか？
• RQ4 異なる経営方針シナリオ下で、両モデルはどのように性能を発揮するか？

主な発見

• 離散イベントシミュレーションとエージェントベースシミュレーションは、試着室における人間の反応的行動をモデル化する際、同等の出力精度を達成した。
• 検証実験により、両モデルが実システムのパフォーマンスを正確に反映していることが確認された。
• 複数シナリオの実験により、両アプローチが管理方針の影響を評価するのに対して同等に有効であることが示された。
• 同一の行動仮定下では、DESとABSの間でモデル出力精度に顕著な差は認められなかった。