Имеются различные подходы к имитационному моделирова нию (ИМ) [2-4, 6]. Предлагаются различные классификации ими тационных моделей [7, 9] и языков моделирования [2, 7 и др.]. Например, в [5, 8] предлагается многоаспектная классифи кация, в которой различают модели для исследования (на этапе проектирования системы) и для управления (в процессе функцио нирования системы); учитывается ряд признаков: фактор неопре деленности, фактор времени, тип связей между моделируемыми переменными и т.п., вид методов моделирования (детерминиро ванные, статистические, дискретные и др.), классы моделей (ста тические, динамические, непрерывные, нелинейные и т.п.). С позиции использования компьютерных технологий разли чают: 1) моделирование как обычные итерационные вычисления, выполняемые с помощью расчетных программ или табличного процессора; такие вычисления можно выполнять и без компью тера, используя «подручные средства»: калькулятор, правила арифметических действий, вспомогательные таблицы; 2) ИМ как разновидность аналогового моделирования, реа лизуемого с помощью набора математических инструментальных средств, специальных имитирующих компьютерных программ и технологий программирования, позволяющих посредством про цессов-аналогов провести целенаправленное исследование струк туры и функций реального сложного процесса в памяти компью тера в режиме «имитации», выполнить оптимизацию некоторых его параметров. В последнее время термин «имитационное моделирование» применяют в основном ко второму способу использования ком пьютерных технологий. Основная терминология. Имитационной моделью называется специальный программный комплекс, который позволяет ими тировать деятельность какого-либо сложного объекта. Он запус кает в компьютере параллельные взаимодействующие вычисли тельные процессы, которые являются по своим временнь1м параметрам (с точностью до масштабов времени и пространства) 235 аналогами исследуемых процессов. В странах, занимающих ли дирующее положение в создании новых компьютерных систем и технологий, научное направление Computer Science использует именно такую трактовку ИМ, а в программах магистерской под готовки по данному направлению имеется соответствующая учеб ная дисциплина. Имитационная модель отражает большое число параметров, логику и закономерности поведения моделируемого объекта во времени {временная динамика) и в пространстве {пространствен ная динамика). Моделирование объектов экономики дополнитель но связано с понятием финансовой динамики объекта. Имитационную модель нужно создавать. Для этого необхо димо специальное программное обеспечение - система модели рования (simulation system). Специфика такой системы определя ется технологией работы, набором языковых средств, сервисных программ и приемов моделирования. Система должна обладать свойствами: • проведения структурного анализа сложного процесса ин струментальными методами; • способностью моделирования материальных, информаци онных и денежных процессов в рамках единой модели, в общем модельном времени; • возможностью введения режима постоянного уточнения при получении выходных данных (временных и пространствен ных характеристик, параметров рисков, финансовых показате лей и др.) и проведении экстремального эксперимента. Моделирующая система позволяет передавать результаты моделирования, используемые для принятия управленческих ре шений, из модели в базы данных информационной системы (на пример, система Pilgrim внедряет для этого в модель интерфейсы ODBC - Open Data Base Connectivity). С точки зрения специалиста, создающего модель, ИМ конт ролируемого процесса или управляемого объекта - это высоко уровневая информационная технология, которая обеспечивает два вида действий, выполняемых с помощью компьютера: • работы по созданию или модификации имитационной мо дели; • эксплуатация имитационной модели и интерпретация ре зультатов. 236 Методологические особеииости моделирования. В отличие от других видов и способов математического моделирования с при менением компьютеров, ИМ имеет свою специфику: запуск в ком пьютере взаимодействующих вычислительных процессов, кото рые являются по своим временным параметрам - с точностью до масштабов времени и пространства - аналогами исследуемых процессов. ИМ как особая информационная технология состоит из сле дующих 5 основных этапов. 1. Структурный анализ процессов. Проводится формализация структуры сложного реального процесса путем разложения его на подпроцессы, выполняющие определенные функции и имею щие взаимные функциональные связи согласно легенде, разрабо танной рабочей экспертной группой. Выявленные подпроцессы, в свою очередь, могут разделяться на другие функциональные подпроцессы. Структура общего моделируемого процесса может быть представлена в виде графа, имеющего иерархическую мно гослойную структуру. В результате появляется формализованное изображение имитационной модели в графическом виде (упро щенный пример показан на рисунке). Слой 1 Модель "черный ящик" - ^ parent Т7^ Слой 2 СлойЗ Структурный анализ особенно эффективен при моделирова нии экономических процессов, где (в отличие от технических) 237 многие составляющие подпроцессы не имеют физической осно вы и протекают виртуально, поскольку оперируют с информаци ей, деньгами и логикой (законами) их обработки. 2. Формализованное описание модели. Графическое изображе ние имитационной модели, выполняемые каждым подпроцессом функции, условия взаимодействия всех подпроцессов и особен ности поведения моделируемого процесса (временная, простран ственная и финансовая динамика) должны быть описаны на специальном языке для последующей трансляции. Для этого су ществуют различные способы: • описание вручную на языке типа GPSS, Pilgrim и даже на Visual Basic. Последний очень прост, на нем можно запрограмми ровать элементарные модели, но он не подходит для разработки реальных моделей сложных экономических процессов, так как опи сание модели средствами GPSS или Pilgrim компактнее аналогич ной алгоритмической модели на Visual Basic в десятки-сотни раз; • автоматизированное описание с помощью компьютерного графического конструктора во время проведения структурного анализа, т.е. с очень незначительными затратами на программи рование. Такой конструктор, создающий описание модели, име ется в составе систем моделирования ReThink и Pilgrim. 3. Построение модели. Обычно это трансляция и редактиро вание связей - сборка модели. Трансляция осуществляется в одном из двух режимов: • в режиме интерпретации (характерном для систем типа GPSS, SLAM-II и ReThink); • в режиме компиляции, увеличивающем быстродействие модели (характерен для системы Pilgrim). 4. Верификация (калибровка) параметров модели, выполняе мая в соответствии с легендой, на основе которой построена мо дель, с помощью специально выбранных тестовых примеров. 5. Проведение экстремального эксперимента с применением регрессионных моделей (например, второго порядка) для опти мизации определенных параметров реального процесса. Эффек тивность применения имитационных моделей резко повышает ся, если разработчик предварительно знаком с методом Монте-Карло, с методологией проведения проверок статистичес ких гипотез, с регрессионным анализом.
Ви переглядаєте статтю (реферат): «ИМИТАЦИОННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ» з дисципліни «Теорія систем і системний аналіз в управлінні організаціями»
