Последовательность разработки имитационных моделей

Последовательность разработки имитационных моделей

Технологическая схема разработки имитационной модели может быть представлена в виде этапов следующим образом.

Этап 1:разработка математического (или аналитического) описания моделируемого объекта и формулировка основных положений и требований к программной реализации имитационной модели. Здесь разработчик оценивает сложность модели, решает задачу выбора математических, аналитических и программных средств. Определяет основные пути проектирования имитационной модели. Этот этап называется составление концептуальной модели. Он включает следующие подэтапы:

• постановка задачи моделирования;

• представление результатов моделирования;

• интерпретация результатов моделирования;

• выдача рекомендаций по оптимизации режима работы реальной системы.

Перед проведением расчетов на ПК должен быть составлен план проведения эксперимента с указанием комбинаций переменных и параметров, для которых должно проводиться моделирование системы. Задача заключается в разработке оптимального плана эксперимента, реализация которого позволяет при сравнительно небольшом числе испытаний модели получить достоверные данные о закономерностях функционирования системы.

Результаты моделирования могут быть представлены в виде таблиц, графиков, диаграмм, схем и т.п.

Интерпретация результатов моделирования имеет целью переход от информации, полученной в результате машинного эксперимента с моделью, к выводам, касающимся процесса функционирования объекта-оригинала.

На основании анализа результатов моделирования принимается решение о том, при каких условиях система будет функционировать с наибольшей эффективностью.

Этап 2:выбор средств описания реального объекта, методов проектирования, среды программирования.

Этап 3:разработка и создание программной реализации имитационного расчета для одного шага имитации. Определение функций изменения имитационной модели на шаге. Для динамических моделей разрабатывается алгоритм изменения расчетной модели при переходе от одного шага имитации к другому.

Этап 4:определение среды и условия проведения имитационного эксперимента. Разрабатывается программа управления имитационным процессом и выдачи промежуточных и окончательных результатов эксперимента по заданному сценарию.

Этап 5:анализ вариантов сценариев, принятие решения о путях совершенствования модели, имитационного процесса и выбор новых (или уточнение старых) путей исследования.

Компьютерная реализация имитационной модели

Компьютерная реализация имитационной модели

Как вытекает из вышесказанного, имитационный эксперимент представляет собой многократный циклический процесс, в котором исследователь при помощи компьютерной модели проходит следующие стадии: ввод исходных данных, формирование условий имитационного сценария, проведение самого расчета, который может длиться от нескольких секунд до нескольких часов, сбор и сохранение результатов имитационного моделирования, анализ вариантов сценариев. Все эти стадии реализуются с помощью большого числа разнообразных операций обработки данных, требующих контакта (взаимодействия) человека с компьютером.

Очевидно, что для эффективной работы пользователя со сложной имитационной средой требуется организация рационального диалога между человеком и компьютером, с целью снижения загрузки на человека рутинными операциями и обеспечения комфортных условий для проведения анализа результатов и принятия решения.

Для этого создается диалоговая надстройка, которая берет на себя функции обучения, навигации и помощи пользователю на всех стадиях имитационного процесса. Концептуально диалоговая имитационная модель содержит следующие компоненты:

• база моделей, база входных и выходных данных, база сценариев - позволяют вести весь архив имитационного эксперимента и создают условия для дальнейшего глубокого и всестороннего анализа результатов моделирования (хранилище данных); среда имитационного моделирования - компьютерная среда, оснащенная специальным или типовым программным обеспечением, позволяющая создавать, корректировать имитационные модели заданного класса, получать и сохранять данные из хранилища данных;

• адаптивная диалоговая оболочка - выполняет функции обучения пользователей всем процедурам, как на этапах подготовки моде-ли, так и на этапах исполнения имитационного эксперимента, а также позволяет произвести ввод/вывод данных в хранилище, произвести аудит и администрирование хранящихся данных и сценариев.