Основная часть
В современной литературе не существует единой точки зрения по вопросу о том, что понимать под имитационным моделированием. Так существуют различные трактовки: 1) под имитационной моделью понимается математическая модель в классическом смысле; 2) этот термин сохраняется лишь за теми моделями, в которых тем или иным способом разыгрываются (имитируются) случайные воздействия; 3) предполагают, что имитационная модель отличается от обычной математической более детальным описанием, но критерий, по которому можно сказать, когда кончается математическая модель и начинается имитационная, не вводится; Имитационное моделированием применяется к процессам, в ход которых может время от времени вмешиваться человеческая воля. Человек, руководящий операцией, может в зависимости от сложившейся обстановки, принимать те или иные решения, подобно тому, как шахматист, глядя на доску, выбирает свой очередной ход. Затем приводится в действие математическая модель, которая показывает, какое ожидается изменение обстановки, в ответ на это решение и к каким последствиям оно приведет спустя некоторое время. Следующее текущее решение принимается уже с учетом реальной новой обстановки и т. д. В результате многократного повторения такой процедуры руководитель как бы «набирает опыт», учится на своих и чужих ошибках и постепенно выучиваться принимать правильные решения – если не оптимальные, то почти оптимальные. Сегодня на рынке информационных технологий фигурирует множество программных продуктов аналитического типа, ориентированных на имитационное моделирование. Диапазон и разнообразие такого программного обеспечения продолжает расти, отражая тенденцию устойчивого спроса на него. Изучая технологические и функциональные возможности этих систем моделирования, что позволило составить общее представление о ситуации на рынке информационных технологий, выявить основные тенденции в области современных систем моделирования, наиболее существенные из которых рассмотрим ниже.
В качестве доминирующих базовых концепций формализации и структуризации в современных системах моделирования используются: - для дискретного моделирования – системы, основанные на описании процессов (process description): процессно-транзактно-ориентированные системы моделирования блочного типа - (Extend, Arena, ProModel, Witness, Taylor, Gpss/H-Proof, и др.); - системы, основанные на сетевых концептах (network paradigms). Сетевые парадигмы (сети Петри и их расширения), применяются при структуризации причинных связей и моделировании систем с параллельными процессами, служащие для стратификации и алгоритмизации динамики дискретных и дискретно- непрерывных систем; - сети кусочно-линейных агрегатов, автоматные схемы, моделирующие дискретные и непрерывно-дискретные системы; - для систем, ориентированных на непрерывное моделирование – модели и методы системной динамики, - (Powersim, Vensim, Dynamo, Stella, Ithink и др.). - динамические системы (MATLAB), - агентное моделирование (AnyLogic) - и другие.
В таблице 1 представлены среды, ориентированные на разные подходы в имитационном моделировании, из которого видно, что рынок очень неравномерный, дискретные системы наиболее представительны.
Технологические возможности современных систем моделирования характеризуются: - универсальностью и гибкостью базовой и альтернативной к базовой концепций структуризации и формализации моделируемых динамических процессов, заложенных в систему моделирования. Сегодня популярны среди систем моделирования дискретного типа процессно-ориентированные концепции структуризации, основанные на сетевых парадигмах, автоматном подходе и некоторые другие; среди систем моделирования непрерывного типа – модели и методы системной динамики; - наличием средств проблемной ориентации, когда система моделирования содержит наборы понятий, абстрактных элементов, языковые конструкции из предметной области соответствующего исследования; - применением объектно-ориентированных специализированных языков программирования, поддерживающих авторское моделирование и процедуры управления процессом моделирования; - наличием удобного и легко интерпретируемого графического интерфейса, когда блок-схемы дискретных моделей и системные потоковые диаграммы непрерывных реализуются на идеографическом уровне, параметры моделей определяются через подменю; - использованием развитой двух- и трехмерной анимации в реальном времени; - возможностью для реализации нескольких уровней представления модели, средствами для создания стратифицированных описаний. Современные системы моделирования применяют структурно- функциональный подход, многоуровневые иерархические, вложенные структуры и другие способы представления моделей на разных уровнях описания; - наличием линеек и инструментов для проведения и анализа результатов сценарных, вариантных расчетов на имитационной модели; - математической и информационной поддержкой процедур анализа входных данных, анализа чувствительности и широкого класса вычислительных процедур, связанных с планированием, организацией и проведением направленного вычислительного эксперимента на имитационной модели. - экспериментальные исследования на имитационной модели информативны, поэтому необходима реализация подхода Simulation Data Base, основанного на доступе к базам данных моделирования. Технологически это решается при помощи собственных специализированных аналитических блоков системы моделирования или за счет интеграции с другими программными средами; - исполнительный модуль может функционировать вне среды для разработки модели; - применением многопользовательского режима работы, интерактивного распределенного моделирования, разработками в области взаимодействия имитационного моделирования со Всемирной паутиной и др.
Некоторые характеристики для перечисленных выше популярных систем имитационного моделирования по материалам Wimter Simulation Conference приведены ниже в таблицах (2-5). Обмен международным опытом в области имитационного моделирования осуществляется в основном на так называемой Зимней конференции по имитационному моделированию (сюда, в основном съезжаются компании-разработчики систем моделирования, в основном дискретных), и конференции по Системной динамике, организуемых Международным обществом системной динамики (systemdynamics.org, sdrus.org.ru), распространяющим системную динамику во всех серьезных бизнес-школах всего мира. Встречи Российских симуляционистов сегодня организуются по такому же сценарию. Проводится Всероссийская научно-практическая конференция по вопросам применения имитационного моделирования в промышленности «Имитационное моделирование. Теория и практика» - ИММОД. В 2005 году в Санкт-Петербурге состоялась вторая конференция (gpss.ru). В этом же году в Апатитах прошла Всероссийская научная конференция "Теория и практика системной динамики".
Рассмотренные технологические возможности современных систем моделирования во многом определяют сегодня оживление интереса к имитационному моделированию не только в области государственного, глобального моделирования, но и в коммерческой сфере. Потребителями такого рода аналитической продукции выступают аналитические отделы банков, промышленные компании, финансово-промышленные группы, страховые и инвестиционные компании, консультационные, проектные организации, региональные органы власти, отрасли и др. С помощью имитационного моделирования эффективно решаются задачи самой широкой проблематики, - в области стратегического планирования, бизнес-моделирования и реинжиниринга, менеджмента и управления производством, цепочками поставок.
Моделирование и анализ поведения бизнес-процессов. Принцип имитационного моделирования бизнес-процессов получил достаточно большое распространение и приобрѐл большую популярность сначала на Западе, а в последнее время активно применяется и в России. В отличие от традиционных CASE-средств, дающих статические «снимки» бизнес-ситуаций по статистическим показателям, имитационная модель способна показать целостную картину развития ситуации во времени, продемонстрировать или выявить скрытые тенденции, предоставить возможность оперативно проанализировать последствия принимаемых решений, оценить влияние различных факторов случайного характера и цену риска, выполнить расширенный АВС-анализ. Сегодня перспективный топ-менеджемент начинает проявлять все больший интерес к нетрадиционным методологиям и подходам, ситуационному анализу принятия решений, возможностям прогнозирования нетривиального поведения бизнес-процессов на самых начальных, прединвестиционных фазах развития проектов. Рост масштабов управления, внедрение ERP, MRP, сложность оргструктур, приводит к пониманию, что любой бизнес-процесс – не просто набор функций и структур, а процесс, обладающий поведенческой сложностью, - отсюда проблематика BPR, предполагающая фундаментальное переосмысление и радикальную перестройку бизнес-процессов компании. Программные продукты, поддерживающие имитационное моделирование, интегрируют достоинства структурных и объектно-ориентированных технологий в рамках CASE-средств, позволяют проанализировать проблемные ситуации с самых обобщенных концептуальных позиций, современные технологии обеспечивают легко-интепретируемый идеографический интерфейс, возможность быстрого прототипирования структурных и функциональных схем бизнес-процессов Концепция имитационного моделирования становится все более популярной для решения тактических задач анализа поведения бизнес-процессов, так и при стратегическом планировании самых разнообразных управленческих ситуаций. На российском рынке получили хождение несколько решений, основанные на интеграции CASE-технологий и имитационного моделирования: BPWin - Arena; ARIS и раскрашенные сети Петри; iThink, вписывающийся в нотации по методологии Гейна-Сарсона. Имеется положительный опыт применения системной динамики на актуальные задачи реинжиниринга, т.к. процессное моделирование организационной деятельности. Сегодня системную динамику и инстументы с комфортабельным идеографическим интерфейсом (iThink, Powersim) используют при решении разнообразных задач инжиниринга и реинжиниринга бизнес-процессов. Особое значение подход приобретает в широкомасштабных проектах, оценке нетривиальных управленческих ситуаций на ранних стадиях реализации проекта. Топ-менеджемент интересует развитие всего бизнеса, как разобраться в его функционировании на основе соответсвующих моделей бизнес-процессов, и выдвинуть предложения по их совершенствованию.Необходимо понимание природы деловых ситуаций, возникающие проблемы требуют изучения взаимодействий, изучения степени их воздействия на эффективность бизнес-процессов и плодотворность процедур принятия стратегических решений. Бизнес процессы всегда существуют в контексте рыночных отношений. При организации бизнес-процессов объектом внимания все чаще становится синергетический фактор, когда повышение эффективности осуществляется за счет взаимовлияния деятельностей, участвующих в таких интегрированных бизнес-процессах, как бизнес-процесс разработки нового изделия и вывода его на рынок, бизнес-процесс сбыта и снабжения, бизнес-процесс обслуживания клиентов и т.п. Имитационные модели всегда динамические – это позволяет исследовать поведение моделируемого бизнес-процесса как развивающегося процесса по определенной траектории в течении некоторого периода модельного времени, что позволяет предсказывать будущие состояния, тенденции развития с учетом их взаимодействия и влияния факторов внешней среды, в условиях неопределенности. Бизнес-процессы, подобно сложным организационным структурам, характеризуются скорее не отдельными элементами, но отношениями между ними, не статическим бытием, но постоянным развитием. Системная динамика декларирует, что именно взаимодейтвия раскрывают поведенческую сложность и определяют нетривиальное поведение организационных структур, которые поддаются целенаправленному управлению. Системная динамика концентрирует внимание на взаимодействиях, возникающих в схемах рефлексивных контуров обратных связей, а управление взаимодействиями предлагает интерпретировать эффектами срабатываниями соответствующих процедур принятия решений, трансформирующих ресурсный потенциал организаций. Технология системной динамики предлагает средства полуконцептуального проектирования бизнес-процессов, позволяет формировать динамические варианты управленческих ситуаций «AS-IS”(как есть) и «TO-BE»(как должно быть») на ранних стадиях реализации проектов реинжиниринга. Бизнес-процесс может быть описан в терминах перемещающихся ресурсов, анализа взаимодействующих фондовых потоков. В модели выделяют наиболее важные аспекты поведения модели бизнес-процесса: Управление персоналом, управление финансами, обслуживание клиентов, управление качеством.
Заключение В работе продемонстрированы технологические возможности программ для исследования систем управления. Компьютерное моделирование является основным системо-образующим методом интеллектуального анализа данных, позволяющего исследовать сложные системы, выявлять скрытые закономерности, прогнозировать последствия принимаемых решений на компьютерной модели, а не на живых людях.
|
