Цели моделирования

Рассмотрим теперь вопрос, для чего вообще нужно моделирование, в каких случаях можно обойтись без модели, исследуя собственно саму систему?

Моделирование имеет две основные цели:

• для прогнозирования, когда необходимо предсказать новые свойства или новые результаты (параметры) исследуемых систем. Такая цель ставится чаще всего в научных исследованиях.
• для управления, когда необходимо организовать процесс управления какой - либо системой нужным (или оптимальным) способом. Такая цель ставится при решении управленческих задач, в основном экономических.

У человека всегда имеется две возможности для достижения этих целей: провести исследования, экспериментируя непосредственно с реальной системой (натурные эксперименты), либо построить модель.

Модели строят только тогда, когда без них обойтись нельзя, поскольку моделирование – трудоемкая и дорогостоящая процедура. В случаях же, когда можно проводить прямое исследование систем, обходятся без моделей.

Бывают ситуации, когда модель построить нельзя, мы просто не имеем информации о реальном объекте. Такая ситуация называется «черный ящик». Здесь исследование будет заключаться в непосредственном воздействии на объект (в эксперименте) и фиксации реакций объекта.

- Первое. Модели создаются, когда необходимо определить свойства и характеристики проектируемых объектов еще до их изготовления и при необходимости скорректировать, уточнить их структуру и параметры. Это позволяет получить проект работоспособной системы, которую не придется существенно дорабатывать тогда, когда она будет изготовлена. Таким образом, моделирование сокращает и удешевляет процесс проектирования и реализации систем.

- Второе. Модели создаются, когда необходимо проверить поведение объектов в экстремальных условиях и режимах, с тем, чтобы знать, как они себя поведут и к каким последствиям это приведет. Очевидно, что такие эксперименты на реальном объекте могут быть не только дороги, но и небезопасны, в то время как моделирование позволяет получить нужную информацию о процессе или системе без лишних затрат и, главное, без негативных последствий. Последствия экспериментов на реальных объектах хорошо известны: Чернобыльская АЭС, Саяно-Шушенская ГЭС.

- Третье. Модель строится там, где непосредственное экспериментальное исследование может быть вообще неосуществимо. В ряде же случаев мы вообще не имеем возможности наблюдать систему в интересующем нас состоянии. Например, разбор аварии на техническом объекте приходится вести по ее протокольному описанию. Или, например, прогноз поведения космического корабля на орбите. Имеется в виду этап первоначальных исследований, до первого запуска космических аппаратов.

Таким образом, моделирование позволяет исследовать такие системы, прямой эксперимент с которыми:

• трудно выполним;
• экономически невыгоден;
• вообще невозможен.