Общая методология моделирования

Выделение общих принципов, подходов к построению и исследованию моделей является предметом методологии моделирования. Создание единой теории моделирования (и проектирования) систем весьма проблематично.

Методология – исходные руководящие принципы, способы и формы деятельности. Методология не дает алгоритмически оформленной технологии создания моделей вообще - необходима содержательная последовательность действий при создании моделей конкретных объектов и явлений.

Общая методология – основные принципы построения моделей.

Частная методология – совокупность методов, приемов, способов построения моделей в конкретной области, основывается на законах этой конкретной области.

Общих правил построения моделей для различных дисциплин и задач практически не существует – нет единой теории систем, теории моделирования (и не может быть – достаточно высокий уровень обобщения приводит к формулировке общефилософских принципов).

Могут быть обобщены только некоторые общие схемы и принципы построения моделей в различных областях знаний, на основе которых разрабатываются конкретные правила и рекомендации по построению частных моделей в конкретных предметных областях.

Моделирование – искусство, интуиция, основанная на опыте^.

Модель можно рассматривать как детализацию и конкретизацию системы, т.е. понятия системы и модели взаимосвязаны: модель в определенной мере является упрощением объекта.

Фактически все разделы механики, физики, химии посвящены построению и исследованию математических моделей различных физических объектов и явлений. Разработка новых технических, экологических, организационных, экономических систем - это, по сути, построение их моделей, в частности, математических.

Несмотря на то, что создание любой новой модели – процесс творческий, близкий к искусству, существуют достаточно общие подходы, методы, «инструменты», пригодные для различных предметных областей, которые раскрывают «кухню»разработчиков математических моделей.

Проблема описания (моделирования) материального мира сводится, прежде всего, к описанию механизмов отбора, лежащих в основе причинности всех реальных движений материи, сужению множества виртуальных (мыслимых, согласуемых со связями) движений, отбору реальных движений из числа виртуальных.

Понятия модели как нечто универсальное, как способ исследования технических систем начали складываться в исследовании операций, кибернетике, информатике, системном анализе, затем и в других областях науки и техники. Все эти (и другие) дисциплины исследуют не саму систему, а ее модель, и в каждой из этих дисциплин сложились присущие им подходы к построению математических моделей.

При построении модели обычно учитываются только наиболее существенные для достижения поставленных целей моделирования факторы. Поэтому построенная модель не тождественна объекту-оригиналу.

Априори предполагается, что не учтенные при построении модели факторы оказывают малое влияние на поведение объекта по сравнению с выбранными факторами и поэтому, с точки зрения поставленных целей моделирования, построенная модель адекватна объекту-оригиналу. Однако в совокупности, не учтенные факторы, могут приводить к значительным различиям между объектом и его моделью, что приводит к необходимости отладки или оптимизации построенной модели после ее апробации на ряде тестовых примеров.

Если результаты дальнейшего моделирования удовлетворяют исследователя и могут служить основой для прогнозирования поведения или свойств исследуемого объекта, то говорят, что модель адекватна объекту - оригиналу. При этом адекватность модели зависит от целей моделирования и принятых при оптимизации критериев качества модели и построение идеально адекватной модели принципиально невозможно из-за практической невозможности учета бесконечного числа параметров объекта-оригинала.

Основной принцип построения моделей: свойства объекта исследуются на модели, сходство которой с объектом существенно, а различие несущественно (здесь главным становится вопрос о степени существенности сходства модели и объекта).