3. Имитационная модель

Имитационная модель в отличие от аналитической представляет собой не законченную систему уравнений, а развернутую схему сдетально описанной структурой и поведением изучаемого объекта.

Для имитационного моделирования характерно воспроизведение явлений, описываемых моделью, с сохранением их логической структуры, последовательности чередования во времени, взаимо­связей между параметрами и переменными исследуемой системы.

Имитационные модели предназначены для получения инфор­мации о моделируемой системе и выработки в последующем соот­ветствующих оценок, пригодных для формирования решений. В качестве примера рассмотрим имитационную систему согласования производства и потребления в многоотраслевой экономике (рис.3.1).

Система имеет два формализованных блока; имитации материального производства и имитации сферы потребления. В системе предусмотрен экспериментатор, который может распоряжаться несколькими параметрами управления: распределением между отраслями капиталовложений, темпами накопления, оплатой труда — зарплатоемкостью единицы продукции, оптовыми и розничными ценами.

Экспериментатор осуществляет активный диалог с ЭВМ. Используется информация о корректировочных показателях расчетного спроса на вид продукции и его конечного производства отраслью. Если показатель превышает единицу, значит, спрос на продукт выше предложения, если меньше единицы, то наоборот. Коррек­тировочные показатели и темпы роста валовой продукции по отраслям анализируются экспериментатором с позиции недопустимости, Если они нуждаются в изменении, экспериментатор можетменять тот или иной параметр управления. Например, меняется распределение капиталовложений или совокупный доход населе­ния (через отраслевые коэффициенты зарллатоемкости) или масштабы цен. Блоками определяются новые корректировочные пока­затели. Как только экспериментатор приходит к выводу о достиже­нии удовлетворительного соотношения производства и потребления он переводит систему к расчетам на следующий год.

Рис. 3.1. Структурная схема имитационной модели.

Таким образом, работа человеко-машинной имитационной системы позволяет находить варианты прогноза, обеспечивающие наилучшее соотношение между денежными доходами населении и объемами предлагаемых товаров и услуг. Варьирование управляю­щих параметров, оценка промежуточных и выбор окончательного решения возлагаются на экспериментатора, множество возможных вариантов решения рассчитывается на ЭВМ.

Имитационная деловая игра представляет собой дальнейшее развитие имитационной системы и включает в себя наряду с ос­новными элементами (имитационной моделью и средствами ана­лиза и обработки результатов имитации) специальные инструктивные и другие средства, регламентирующие воздействия экспертов-экспериментаторов, которые принимают решения и заинтересованы в достижении наилучших результатов функционированиямоделируемой системы в будущем.

Игрокам должна предоставляться возможность осуществлять в произвольные моменты времени запрос информации из широкого класса данных. При создании игровой имитационной модели принято, прежде всего, разрабатывать систему мотивации игроков и сценарий игры (описание ролей содержится в должностных инструкциях). Одна часть моделей такого рода рассчитана на использова­ние компьютеров, другая — на безмашинную имитацию.

Игровые имитационные модели могут строиться для объектов любого уровня: от участка цеха до народного хозяйства в целом. Создание хорошей модели требует больших затрат времени (до нескольких лет) и обходится недешево, прогнозирование с ее помощью, т.е. проведение игры, также требует серьезных усилий, таккак число участников игры может доходить до нескольких сотен. Однако, эти затраты оправданы, ибо такие модели позволяют по­лучить прогноз там, где никакой другой метод не работает.

Имитационное моделирование имеет ряд преимуществ:

• возможность применения более адекватных реально функционирующим объектам моделей и почти неограниченного экспериментирования с моделью при различных допущениях;

• сравнительно легкое привнесение в модель факторов неопределенности, случайного характера многих переменных;

• сравнительно легкое отражение динамики процессов, временных параметров, сроков, запаздывании.

Поскольку ИМ могут учитывать и неформализованные связи и характеристики прогнозируемой системы (объекта), они способны наиболее адекватно отобразить ее развитие. Но именно описание таких неформализованных характеристик и представляет основную трудность при построении имитационных моделей.

Особенно важно, что динамические ИМ позволяют делать вы­воды об основных чертах развития системы, которые не зависят существенно от начальных условий. Эти выводы, конечно, затем детализируются с помощью других методов прогнозирования.

В то же время разработка и программирование для ЭВМ имитационных моделей сопряжены обычно с весьма большими затрата­ми труда и времени, так как каждая из них по-своему уникальна.

Процесс прогнозирования на основе имитационного моделирования включает в себя несколько основных этапов:

постановку задачи исследования, изучение прогнозируемой системы, сбор эмпирической информации, выделение основных проблем моделирования;

формирование имитационной модели, выбор структуры и прин­ципов описаний модели и ее подмоделей, а также допустимых уп­рощений, измеряемых параметров и критериев качества моделей; оценку адекватности имитационной модели и проверку досто­верности и пригодности моделирующего алгоритма по степени со­гласованности и допустимости результатов контрольных экспери­ментов с входными данными;

планирование многовариантных экспериментов, выбор функциональных характеристик прогнозируемой системы для исследования, определение методов обработки результатов экспериментов;

работу с моделью, проведение расчетов и имитационных экспериментов;

анализ результатов, формирование выводов по данным моделирования, окончательную разработку прогноза.

Следует отметить, что режим эксплуатации имитационной системы можно трансформировать в форму имитационной деловой игры. Для этого необходимо, чтобы, во-первых, в имитационном эксперименте участвовала группа экспертов-экспериментаторов, а, во-вторых, были описаны и регламентированы действия участников в виде отдельных правил игры. В имитационном эксперименте основной задачей каждого участника является конструирование из возможных вариантов некоторой стратегии, обеспечивающей по его мнению достижение наилучших результатов.