59.Машинне імітування.

Машинна імітація – числовий метод проведення на ЕОМ експерименту над математичною моделлю досліджуваної системи. Машинну імітацію застосовують переважно у тих випадках, коли аналітичні розв’язки проблеми отримати неможливо, а здійснювати експерименти на реальній системі недоцільно.

Основою машинної імітації є модель системи, над якою здійснюють експеримент з метою отримання інформації щодо реальної системи. Під час оцінювання ефективності управлінського рішення можна скористатися одним з трьох варіантів. По-перше, можна (хоча б теоретично) здійснити експерименти на реальній системі. Отримання різних варіантів управлінських рішень, оцінка їхньої ефективності робить фактично неприйнятним цей шлях хоча б з погляду довготривалості виконання експерименту, динамічності в розвитку реальної системи і параметрів, які визначають цей розвиток. По-друге, якщо існує інформація щодо функціонування системи в минулому, то можна здійснити експеримент за цією інформацією з метою прогнозування функціонування системи у майбутньому. Якщо ж немає змоги здійснити такий експеримент або ж інформація, яка описує функціонування системи у минулому, має значну частку впливу випадкового чинника, необхідно використати останній, третій варіант – побудувати модель системи і здійснити її дослідження з метою оцінювання реакції системи на допустимі варіанти управлінських рішень.

Побудувати математичні моделі економічних систем чи виробничих ситуацій, для аналізу яких можна використати аналітичні методи, вдається досить рідко. Тому експерименти за допомогою машинних імітацій є значно поширенішими і значно дієвішими.

Машинна імітація – експеримент. А це вимагає особливої уваги щодо планування експерименту та оброблення його результатів.

Хоча ЕОМ не є необхідним інструментом виконання експерименту на моделі, проте використання ЕОМ забезпечує необхідну швидкість і точність розрахунків, робить експерименти економічно виправданими.

Імітаційним експериментом над моделями економічних систем завдяки ЕОМ вважають процедуру, яка складається з таких етапів:

1. Постановка задачі. Експеримент необхідно розпочинати з визначення мети дослідження і ситуації, яку аналізують, тобто необхідно сформулювати запитання, які потребують відповіді, або сформулювати гіпотези, які необхідно перевірити, або виявити

впливи, які потрібно оцінити.

2. Створення моделі об’єкта дослідження у межах прийнятих припущень. Це складний і творчий процес. Він передбачає визначеність щодо ендогенних змінних умов та обмежень, що характеризують ситуацію, в якій перебуває об’єкт дослідження, щодо складності і ефективності моделі, щодо затрат часу і ресурсів на складання машинних програм для ЕОМ.

3. Планування і підготовка експерименту на ЕОМ. Планування експерименту передбачає вирішення проблем стохастичної збіжності, проблеми обсягу, проблеми узгодженості плану експерименту з його метою, проблеми вибору змінних реакції.

Підготовка експерименту передбачає програмну забезпеченість процесу виконання експерименту на ЕОМ.

Сюди належать складання програми для ЕОМ, організація вводу інформації щодо початкових умов, генерування даних, яких не вистачає. Розроблено значну кількість різноманітних алгоритмічних мов імітації, навіть спеціальних машинних мов для опису алгоритмів імітації функціонування різноманітних об’єктів дослідження. Наприклад, мова СИМУЛЕЙТ створена для імітації економічних систем, мови СИМСКРИПТ і GPSS/360 призначені переважно описувати задачі із теорії масового обслуговування.

4. Виконання експерименту. Дослідник, визначившись щодо чинників (екзогенних, вхідних змінних) і реакцій (ендогенних, вихідних змінних), розкриває міру впливу чинника на реакцію і робить висновок щодо цього впливу для кожного рівня всього діапазону зміни чинника. Якщо досліджують експериментально усі рівні чинників, то чинник називають фіксованим; якщо ж досліджують тільки випадкову вибірку із множини рівнів чинника, то його називають випадковим. Використовуючи випадкові чинники, можна зробити лише імовірнісні висновки щодо тих рівнів, які під час експерименту не проаналізовано. Виконання експерименту вимагає вирішення проблеми чималої кількості чинників, беручи до уваги те, що кількість комбінацій чинників дорівнює добутку числа рівнів усіх чинників експерименту.

5. Опрацювання та аналіз результатів експерименту. Переважно з метою опрацювання результатів експерименту використовують методи дисперсійного чи регресивного аналізу.

Серед спеціальних варіантів дисперсійного аналізу виокремлюють: критерій F, множинне порівняння, множинне упорядкування, спектральний аналіз, послідовний аналіз, непараметричні методи. Подальшого поширення набувають імітаційні ділові ігри, у

яких експерименти здійснюють за допомогою математичної моделі, реалізованої на ЕОМ, і спеціалістів, які виробляють управлінські рішення в процесі модельного експериментування

над системою чи об’єктом вивчення. Такий спосіб імітацій використовують щодо дослідження складних систем, процесів, які не підлягають формальному описові, а також щодо навчання персоналу і підготовки спеціалістів. У методах моделювання використовують моделі будь-якої природи – від розрахункових до алгоритмічних машинних

моделей, які реалізують у вигляді програм на ЕОМ.

Машинні моделі є найхарактернішими для системного аналізу, тобто для цілісного вивчення складних систем, різновиди компонентів яких описують з використанням різноманітного

математичного апарату: диференціальних рівнянь, випадкових функцій, логічних функцій тощо.

Необхідну цілісність досягають у машинних моделях дискретизацією досліджуваних процесів, яка дає змогу сумістити в одній машинній програмі багатоваріантні машинні описи й методи аналізу.

Машинне моделювання є основою дослідження складних систем як на стадії проектування, так і на шляху природних досліджень і експлуатації.

В усіх випадках достовірність і своєчасність результатів дослідження залежать від того, чи вдасться побудувати модель, адекватну до об’єкта дослідження за характеристиками, які аналізують, і достатньо просту для того, щоб її можна було побудувати і дослідити у визначений термін.

Опис системи як сукупності числових рівнянь, запропонованих на ЕОМ, хоча і не дає змоги на базі строгих математичних методів одержати оптимальне рішення, проте дає змогу оцінити множину різних стратегій та описати їхні наслідки.

Імітування економічних процесів – метод дослідження, який полягає в імітації процесу функціонування систем і об’єктів, розвитку ситуацій і процесів, дії схем і алгоритмів з метою

визначення характеристик поведінки об’єкта дослідження.

У багатьох випадках залежності між характеристиками, які описують досліджений об’єкт, і чинники, які регламентують його функціонування та розвиток, виявляються нечітко або не підлягають кількісному описові за допомогою математичних формул і залежностей. У такому випадку побудова математичних оптимізаційних моделей дуже ускладнена або й неможлива, і задля проведення експериментів відтворюють, імітують завдяки ЕОМ проходження процесу чи залежність зміни результатів функціонування досліджуваного об’єкта від вхідних параметрів.

Метод імітаційного моделювання реалізують через створення програмного алгоритму процесу функціонування об’єкта дослідження чи розвитку ситуації з урахуванням обраного рівня деталізації. Водночас випробування моделі може дати лише значення певного показника за заданими значеннями умов і обмежень. Одержання формальних або графічних залежностей показників від умов і обмежень потребує багаторазових випробувань.