Этапы построения имитационных моделей

Процедура построения имитационных моделей заключается в вы­полнении этапов работ в следующей последовательности.

1.Содержательное описание объекта моделирования в виде системы, постановка задачи и формирование целей.

2.Формализация задачи, построение структуры модели, определение целевых функций и критериев достижения целей.

3.Выбор методов моделирования для конкретных элементов моделируемой системы.

4.Построение модели, разработка моделирующего алгоритма и апробация на контрольном примере, необходимая корректировка модели.

5.Моделирование системы, включая планирование имитационных реализаций, имитирование входных и управляющих сигналов, помех, пробных и несанкционированных воздействий на те или иные атрибуты системы, вычисление различных статистических характеристик.

6.Анализ результатов моделирования, выбор наиболее эффективной структуры и стратегии поведения моделируемой системы с учетом наиболее вероятных входных или возмущающих воздействий.

7.Подготовка отчета об имитационном моделировании в терминах данного объекта или процесса и планирование внедрения результатов моделирования в практику.

 

При выполнении всех вышеназванных этапов построения имита­ционных моделей целесообразно использовать системный подход.

Суть его при моделировании объекта заключается в проведении определенной последовательности операций. Для реализации сис­темного подхода необходимы следующие действия:

—изучить и выделить все главные и второстепенные черты и свой­ства объекта;

—расположить их в определенной последовательности друг за другом;

—указать их взаимосвязи, характеристики взаимосвязей;

—четко поставить (построив «дерево» целей) цель исследования или моделирования объекта;

—определить критерии (показатели) достижения цели;

—выбрать основные черты и свойства, которые следует учитывать при исследовании или моделировании в соответствии с поставлен­ной целью;

—разработать методы и средства достижения цели;

—определить необходимые для этого ресурсы;

—построить план достижения целей исследования или моделиро­вания объекта;

—осуществить исследование или моделирование.

Системный подход позволяет анализировать различные варианты и способы моделирования, исследовать применимость того или ино­го математического аппарата. Применение системного подхода дает больше шансов на построение эффективной экономико-математи­ческой модели.

Часто имитационное моделирование сопоставляют с имитацион­ной системой, состоящей из совокупности:

—имитационных моделей,отображающих определенные черты, свойства или части «большой системы» и позволяющих отвечать на вопрос: что будет при данных условиях и принятом решении? (пря­мая задача моделирования);

—экспертов и экспертных процедур,необходимых для анализа и оценки различных решений, отбрасывания заведомо слабых реше­ний, построения сценариев развития событий, выработки целей и критериев;

—языков ЭВМ,на основе которых осуществляется двусторонний контакт экспертов с ЭВМ. Эксперт задает исходные данные, меняет структуру моделей, задает вопросы ЭВМ при помощи специальных языков моделирования.

Таким образом, имитационная система состоит из трех выше­названных элементов.

Имитационные модели [5, 19, 36, 43] представляют собой сложные программы для компьютера, описывающие поведение компонентов системы и взаимодействие между ними. Обсчет этой программы при различных исходных данных позволяет имитировать динамические процессы, происходящие в реальной системе. В результате исследо­вания модели, являющейся аналогом реального объекта, получают количественные характеристики, отображающие его поведение при заданных условиях (исходных данных).

Изменяя исходные данные моделирования, можно получить дос­товерную информацию о поведении объекта в той или иной ситуа­ции. Эти данные впоследствии могут быть использованы для разра­ботки теории поведения объекта.

Реализация имитационных моделей обычно начинается с по­строения скелетной модели,т.е. модели, отображающей только те характеристики объекта, без которых функционирование модели невозможно. Все синтетические (неосновные) характеристики и по­казатели, включая способы формирования управляющих сигналов, и несанкционированные воздействия моделируются отдельными бло­ками и включаются в имитационную модель по мере необходимости провести то или иное исследование.

Эксперты и экспертные процедуры представляют собой определен­ные коллективы людей, работающих по сформулированным прави­лам. Существует большое число методик экспертного анализа, вклю­чающих способы формирования экспертных групп, методики или правила их деятельности, например экспертные системы Дел фи, Паттерн и т.п.

Языки ЭВМ при имитационном моделировании могут приме­няться как универсальные, так и специализированные, например, типа Mathcad, УАИМ.

Завершая исследование базовых проблем и основ имитационного моделирования, укажем, что в последующих главах мы уделим основ­ное внимание углубленному изучению наиболее сложных проблем имитационного моделирования, мало освещенных в литературе. Наиболее важные из них — методы формирования реальных входных сигналов, выбор эффективных схем имитационного моделирования ре­альных систем, создание единого языка (не математического) имита­ционного моделирования и реальные примеры имитационных моде­лей сложных экономических систем.