- •Цели и задачи дисциплины «Имитационное моделирование»
- •Тематика курса
- •Тема 1. Сущность, развитие и использование имитационного моделирования
- •Тема 2. Основные этапы построения имитационных моделей
- •Тема 3. Имитационная модель управления запасами
- •Тема 4. Метод Монте-Карло в имитационном моделировании
- •Тема 5. Генерирование случайных чисел и случайных величин во время машинной имитации
- •Тема 6. Планирование имитационных экспериментов
- •Тема 7. Общая и статистическая проверка результатов имитационных экспериментов
- •Тема 8. Планирование имитационных экспериментов в процессе исследования и оптимизации систем
- •Тема 1. Сущность, развитие и использование имитационного моделирования
- •1.1. Моделирование. Классификация видов моделирования.
- •Классификация видов моделирования:
- •1.2. Понятие имитационного моделирования.
- •1.3. Этапы развития имитационного моделирования.
- •1.4. Сферы применения имитационного моделирования.
- •1.5. Вопросы для самоконтроля по теме № 1.
- •Тема 2. Основные этапы построения имитационных моделей
- •2.1. Практическая реализация имитационного моделирования.
- •2.2. Основные этапы построения логической схемы имитационных моделей.
- •2.3. Вопросы для самоконтроля по теме №2.
- •Тема 3. Имитационная модель управления запасами
- •3.1. Задача оптимального управления запасами.
- •3.2. Детерминированная модель управления запасом.
- •3.3. Концептуальная модель оптимизации запасов.
- •3.4. Вопросы для самоконтроля по теме № 3.
- •Тема 4. Метод Монте-Карло в имитационном моделировании
- •4.1. Статистическое моделирование.
- •4.2. Метод Монте-Карло.
- •4.1. Вопросы для самоконтроля по теме № 4
- •Тема 5. Генерирование случайных чисел и случайных величин во время машинной имитации
- •5.1. Генератор случайных чисел.
- •5.2. Генерирование равномерной случайной последовательности чисел.
- •1. Табличный генератор.
- •2. Физический генератор.
- •3. Программный генератор
- •5.3. Имитация случайных событий.
- •5.4. Имитация дискретных случайных величин.
- •5.5. Имитация непрерывных случайных величин.
- •5.6. Вопросы для самоконтроля по теме № 5
- •Тема 6. Планирование имитационных экспериментов
- •6.1. Задачи планирования экспериментов.
- •6.2. Основные понятия и определение.
- •6.3. Управляемые и неуправляемые факторы.
- •6.3. Факторные планы.
- •Матрица планирования для
- •6.4. Вопросы для самоконтроля по теме № 6
- •Тема 7. Общая и статистическая проверка результатов имитационных экспериментов
- •7.1. Проверка однородности дисперсий.
- •7.2. Проверка адекватности модели.
- •7.3. Вопросы для самоконтроля по теме № 7.
- •Тема 8. Планирование имитационных экспериментов в процессе исследования и оптимизации систем
- •8.1. Планирование экспериментов при исследовании систем.
- •8.2. Планирование экспериментов для оптимизации систем.
- •8.3. Реализация имитационной модели средствами пакета имитационного моделирования дискретных систем gpss.
- •8.3.1. Структура системы моделирования gpss World
- •8.3.2. Объекты языка имитационного моделирования
- •Объекты gpss
- •8.3.3. Построение моделей с одноканальными устройствами, функционирующими в режиме занятия и освобождения устройства
- •8.3.4. Организация поступления транзактов в модель и удаления транзактов из нее
- •8.3.5. Разработка и эксплуатация моделей в gpss World. Создание объекта «Модель»
- •8.3.6. Стандартный отчет модели – структура файла report
- •8.3.7. Построение моделей.
- •8.4. Вопросы для самоконтроля по теме № 8
- •Используемая литература
- •Содержание.
1.4. Сферы применения имитационного моделирования.
Главные направления использование имитационного моделирования.
1. Прогнозирование развития национальных экономик. Процессы, которые происходят в масштабах отдельной страны, весьма сложные. Ведь они связаны с действием динамических и стохастических факторов, имеют очень много входных и выходных параметров, зависимость между которыми и их взаимовлияние не всегда можно описать формальными методами. Поэтому наиболее эффективным и надежным методом изучения и прогнозирование развития национальных экономик есть машинная имитация.
Например, известный американский ученый Томас Нейлор, автор распространенной в бывшем Советском Союзе книги «Машинные имитационные эксперименты с моделями экономических систем», в статье «Влияние имитационного моделирования на советские экономические реформы», написанной под впечатлениями от нескольких посещений Москвы, отмечал:
«... Все горбачевские реформы, включая реформу внешней торговли, денежную и банковскую реформы, хозяйственный расчет и политические реформы, были объектом интенсивного имитационного анализа на протяжении значительного отрезка времени... Все экономические, политические и внешнеполитические реформы были объектами бесчисленных имитационных экспериментов более чем за 10 лет до прихода Горбачева к власти». Была создана интерактивная компьютерная имитационная игра, которая использовалась для демонстрации эффектов от введения гибких цен, стимулов и децентрализованного управления, которые сказывались на производительности работы, частоте прогулов, а также на обороте товаров и денежного средства.
Велись и имитационные исследования для оценивания возможностей создания советского финансового сектора, который включал бы банки капитала риска, промышленные облигации, а также финансовые рынки и конвертируемый рубль. И все это было на три года раньше, чем Горбачев пришел к власти.
Имитационные эксперименты не ограничивались лишь экономическими проблемами. Были созданы имитационные модели, которые касалось серьезных социальных проблем, в частности алкоголизма и высокого уровня смертности, в частности детской, низкого уровня рождаемости и т. п.
2. Создание важных народнохозяйственных проектов. К важнейшим народнохозяйственным проектам принадлежат, транспортная система региона, строительство каналов (например, известный проект каналу Дунай - Днепр), создание больших производственных систем, проектирование, строительство и реконструкция атомных станций и т.п.
3. Разработка и внедрение информационных систем разного назначения. Например, относительно создания информационных систем в менеджменте (автоматизированных систем управление) можно выделить такие направления применения машинной имитации:
- создание отдельных модулей автоматизированных рабочих мест (АРМ) на базе имитационной модели для быстрого поиска решения путем имитации производственных ситуаций;
- разработка автоматизированных информационно-поисковых систем;
- моделирование структур управления в условиях АСУ;
- решение оптимизационных функциональных задач в информационной системе, например задач календарного планирования, создание оптимальных запасов и т.п.;
- моделирование автоматизированных систем обработки данных;
- использование машинной имитации для решения сложных задач в интеллектуальных информационных системах;
- автоматизация проектирования информационных систем в менеджменте.
4. Создание системы обороны страны и планирование воинских операций.
5. Охрана окружающей среды. При сооружении промышленных объектов всегда неопределенным является вопрос влияния результатов функционирования будущих производств на экологию среды. Поэтому целесообразно создавать имитационную модель, чтоб свести к минимуму вредных последствий производства. Известна, например, имитационная модель сохранения флоры и фауны Азовского моря в условиях, когда значительная часть воды Дона используется для хозяйственных потребностях, а дефицит воды в Азовском море покрывается за счет прихода солённых вод Черного моря.
6. Обучение и подготовка кадров. Достаточно, эффективно машинное моделирование применяется в автоматизированных обучающих системах. Такие системы дают возможность усилить мотивированность познавательного процесса и его эмоциональность; создать у студентов или слушателей чувства эффекта реальности моделированной ситуации; получить немедленную реакцию системы на заданные действия; дополнить оценки действиям и знаниям, которые получают студенты благодаря преподавателю, самооценкой с позиции критериев эффективности обучающей системы; совершить непосредственно переход от теоретических знаний до получения практических навыков.
