Раздел 2. Имитационное моделирование

Содержание

2.1. Применение имитационного моделирования

2.2. Имитация и ее разновидности

2.3. Виды имитационного моделирования.

2.4. Области применения.

2.5. Популярные системы имитационного моделирования

Вопросы для самоконтроля

2.1. Применение имитационного моделирования

Имитационная модель представляет собой программу, реализованную на компьютере, описывающую функционирование элементов моделируемой системы, их связь между собой и внешней средой. Поэтому имитационную модель следует называть компьютерной моделью и имитационное моделирование - компьютерным моделированием. Термин "имитационное моделирование" прижился и широко используется в отечественной технической и научной литературе

Цель имитационного моделирования состоит в воспроизведении поведения исследуемой системы на основе результатов анализа наиболее существенных взаимосвязей между ее элементами или другими словами — разработке симулятора (англ. simulation modeling) исследуемой предметной области для проведения различных экспериментов.

Имитационное моделирование целесообразно применять при наличии условий:

1) дорого, невозможно или опасно экспериментировать на реальном объекте;

2) аналитические методы имеются, но очень сложны и трудоемки, а имитационное моделирование дает более простой способ решения;

3) аналитические решения имеются, но их реализация невозможна из-за недостаточной подготовки имеющегося персонала. В этом случае сопоставляются затраты на работу с имитационным моделированием и затраты на приглашение специалистов со стороны;

4) невозможно построить аналитическую модель: в системе есть время, причинные связи, последствие, нелинейности, стохастические (случайные) переменные;

5) имитационное моделирование может быть единственно возможным вследствие трудности постановки эксперимента и наблюдения явлений в реальных условиях (наблюдение за поведением космических кораблей);

6) может понадобиться сжатие шкалы времени (как замедление, так и ускорение; например, исследование проблемы развития городов). Имитационное моделирование позволяет имитировать поведение системы во времени. Причём плюсом является то, что временем в модели можно управлять: замедлять в случае с быстропротекающими процессами и ускорять для моделирования систем с медленной изменчивостью.

Вышеперечисленные условия можно определять как значимые преимущества применения имитационных моделей. Также можно заметить, что имитационное моделирование – непревзойденное средство создания средств обучения в виде тренажеров, симуляторов и другого. С помощью имитационного моделирования можно разыграть реальные процессы и ситуации, которые помогут исследователю понять и прочувствовать проблему, что стимулирует процесс поиска нововведений. Благодаря этому, порядка 30% из всех используемых на практике моделей – имитационные модели.

Вместе с тем имитационное моделирование обладает рядом недостатков.

Во-первых, имитационное моделирование представляет собой весьма дорогостоящий процесс, требующий существенных затрат временных ресурсов и привлечения высококвалифицированных специалистов.

Во-вторых, в процессе моделирования не представляется возможным получить точный результат. При этом оценка точности может быть выполнена путем анализа чувствительности модели к изменению определенных параметров.

В-третьих, имитационное моделирование в действительности не отражает полного положения вещей. Данный факт необходимо учитывать при анализе исследуемого объекта (процесса).