3.2. Этапы имитационного моделирования

Процесс имитационного моделирования можно условно разделить на три следующих последовательно выполняемых этапа:

1. Построение математической (концептуальной) модели;

2. Разработка моделирующего алгоритма и построение имитационной модели;

3. Исследование системы с помощью концептуальной модели (проведение имитационных экспериментов, обработка и интерпретация результатов).

Процесс имитационного моделирования не является строго поступательным. Между этапами существует и обратная связь, обеспечивающая уточнение, корректировку и учет дополнительной информации при разработке и использовании имита­ционной модели.

Дадим краткую характеристику каждому из этапов.

Этап 1.

На основании изучения содержательного описания системы, составленного в терминах предметной области, осуществляется переход к математической (концептуальной) модели.

Концептуальная модель сложной системы представляет собой упрощенное математическое или алгоритмическое описание сложной системы.

Построение концептуальной модели включает 5 взаимосвязанных этапов.

1.1. Постановка задачи и формулировка целей исследова­ния.

1.2. Анализ системы: разбиение (декомпозиция) системы на элементы, допускающие удобное математическое или алгоритмическое описание; определение связей между элементами.

1.3. Определение параметров, переменных и возможных состояний системы, установление областей изменения для них.

1.4. Выбор показателей эффективности функционирования системы.

1.5. Описание концептуальной модели системы и проверка ее адекватности: использование математических моделей, проверка гипотез, предложений и математических соотношений.

Этап 2.

На данном этапе осуществляется переход от концептуальной модели к моделирующему алгоритму и имитационной модели. Этот переход осуществляется в 5 основных этапов.

1. Выбор способа имитации, а также вычислительных и программных средств реализации имитационной модели .

2. Построение логической схемы моделирующего алгоритма.

3. Алгоритмизация математических моделей, описывающих поведение элементов системы и связей между ними в рамках выбранного способа имитации.

4. Разработка имитационной модели, т.е. программирова­ние моделирующего алгоритма.

2.5.Отладка, тестирование и проверка адекватности имитационной модели.

Этап 3.

Использование ИМ осуществляется в три этапа.

1. Планирование имитационных экспериментов .

2. Проведение имитационных экспериментов.

3. Обработка, анализ и интерпретация результатов моделирования.

Имитационные модели могут использоваться для решения различных задач исследования систем.

Задача 1. Оценивание значений показателей эффективности функционирования системы.

Задача 2. Исследование относительного влияния различных факторов на значения выходных характеристик системы.

Задача 3 Оценивание функциональной зависимости выходных характеристик системы от входных факторов.

Задача 4. Сравнение эффективности функционирования сис­темы для различных значений параметров .

Задача 5. Оптимизация системы, т.е. нахождение таких параметров системы, при которых показатели эффективности функционирования сис­темы принимают максимальные или минимальные значения (экстремальный эксперимент).

Вид эксперимента влияет не только на выбор схемы формализации модели, но также на построение плана эксперимента и выбор метода обработки его результатов.

С точки зрения организации взаимодействия исследователя с моделью в ходе эксперимента ИМ делятся на автоматические и диалоговые.

Автоматическими называются ИМ, взаимодействие пользователя с которыми сводится только к вводу исходной информации и управлению началом и окончанием работы моделей.

Диалоговыми называются ИМ, позволяющие исследователю активно управлять ходом моделирования.