 Содержание
Введение 2
1 Понятие и виды имитационной модели 4
2 Основные этапы исследования реальных систем на основе имитационного моделирования 7
3.Основные преимущества и недостатки имитационного моделирования 14
Заключение 16
Список использованных источников 17
Введение
Имитационное моделирование - разработка компьютерных моделей и постановка экспериментов на них.
Имитационное моделирование в наше время рыночных отношений, научных достижений – необходимость. Это позволяет решить такие задачи как: анализ взаимодействий отдельных элементов и подсистем, оптимизация управления, прогнозирование внутренних изменений под чьим-то влиянием.
Данная тема реферата актуальна на данный момент и будет актуально еще очень долго, так как исследование реальных систем с помощью имитационного моделирования доступно для всех, при специальном обучении, и помогает оптимизировать любую деятельность. Такие действия приведут к повышению показателей прибыли, если мы смотрим именно с финансовой точки зрения, повышение уровня технического прогресса, функциональное задействование рабочих ресурсов и ресурсов в общем.
Целью данного реферата заключается в изучении основных этапов исследования реальных систем на основе имитационного моделирования. Для этого надо решить следующие задачи: ознакомиться с понятием имитационного моделирования, их видами, изучить этапы исследования, выявить плюсы и минусы данного плана моделирования. Именно эти аспекты и будут рассмотрены в данном реферате.
1 Понятие и виды имитационной модели
Имитационное моделирование – представляет собой исследовательский метод, с помощью которого изучаемая система заменяется моделью, с необходимой точностью описывающей настоящую концепцию (выстроенная модель представляет движения таким образом, равно как они протекали бы во реальности), с которой ведутся исследования с целью извлечения данных о данной концепции. Подобную модель возможно «проиграть» во времени равно как с целью одной проверки, так и в случае установленного большого количества. Результаты станут устанавливаться беспорядочным характером действий. Согласно данным сведениям возможно приобрести достаточно стабильную статистику. Эксперимент с модификацией именуют имитацией (имитация – данное понимание сущности действа, никак не прибегая к экспериментам в настоящем предмете).
Имеется группа объектов, для которых согласно разным обстоятельствам никак не изобретены аналитические модели, формирование аналитической модели сознательно нереально, никак не изобретены способы постановления приобретенной модификации или постановления непостоянны. В данном случае аналитическая модель сменяется имитатором либо моделирующей модификацией. В различие с аналитической моделью постановления отличительных уравнений, в следствии каковых выходит формулировка, отчетливо предписывающая характеристики, которые оказывают большое влияние в имитационной концепции [1].
Имитационная модель должна отображать логику и закономерности действия моделируемого объекта в период (кратковременная кинетика) и пространстве (пластическая кинетика).
Имитационная модель формируется:
С целью управления трудными предпринимательскими действиями, чтобы установить их свойственные характеристики.
Присутствие проведение исследований над объектами в срочных моментах, сопряженных с рисками, в вариантах, если естественное прогнозирование не следует либо нереально.
Применение имитационного моделирования.
К имитационному моделированию прибегаю, если:
недешево либо нереально проводить эксперимент на настоящем объекте;
нереально создать имитационную модель в концепции имеется период, этиологические взаимосвязи, результат, нелинейности, вероятностные(неожиданные) неустойчивые;
следует смоделировать действия концепции во времени
Задача моделирующего прогнозирования заключается во воссоздании действия исследуемой концепции в базе итогов рассмотрения более значительных связей среди ее компонентов либо исследованию симулятора исследуемой настоящей сфере с целью выполнения разных исследований.
Виды имитационного моделирования.
Дискретно-событийное моделирование – аспект к прогнозированию, который предлагает отвлечься от постоянной натуры происшествий и анализировать только главные действия имитируемой концепции, как и: «ожидание», «обработка заказа», «движение с грузом», «разгрузка», и прочие. Дискретно-событийное моделирование более сформировано и обладает большой областью дополнений и концепция логистики общественного сервиса вплоть до автотранспортных и производственных концепций. Данный тип прогнозирования более подойдёт для решения задач прогнозирования производственных действий. Основан Джеффри Гордоном в 1960-х годах.
Системная динамика – модель прогнозирования, где для исследуемой концепции возводятся графические диаграммы этиологических взаимодействий, а также массовых воздействий на одни характеристики в прочие периоды, но потом разработанная в базе данных диаграмм форма подражает в ПК. По сути, такого рода тип прогнозирования более других поможет осознать сущность совершающегося раскрытия причинно-следственных взаимодействий между объектами и действиями. С поддержкой целевой динамики создают модификации предпринимательских действий, развитие мегаполиса, модели производства, динамики популяции, экологии и развитие эпидемии. Метод основан Джеем Форрестером в 1950 годах.
Агентное моделирование – относительно современное (1990-е-2000-е ггю) направленность в моделирующем прогнозировании, которое применяется с целью изучения рассредоточенных концепций, кинетика функционирования которых определяется не массовыми инструментами и законами (ровно как и в иных парадигмах прогнозирования), но напротив, если данные массовые принципы и законы считаются итогом персональной активности членов группы. Целью агентных моделей является приобретение предствления о данных массовых законах, совокупном действии концепции, отталкиваясь от гипотез о персональном, частном поведении её отдельных действующих объектов и содействии данных объекта в концепции. Агент – определённая суть, имеющая инициативность, обладающая независимостью действий, способен осуществлять постановления в согласовании с определенным комплектом законом, взаимодействовать с обществом, но кроме того еще и меняться без помощи других [2].
2 Основные этапы исследования реальных систем на основе имитационного моделирования
Имитационное моделирование как особая информационная технология состоит из следующих основных этапов.
1.Структурный анализ процессов. Ведется официализация структуры трудного настоящего хода линией распада его на подпроцессы, использующие конкретные функции и обладающие обоюдным многофункциональным взаимодействием в соответствии с легендой, исследованной рабочей командой. Обнаруженные подпроцессы, в свою очередь, имеют шансы делиться в прочие многофункциональные подпроцессы.
Состав единого имитируемого хода способен являться в виде раздела, обладающего иерархическую многослойную структуру, в следствии возникает формализованная картинка имитационной модели в графическом варианте. Высоко-структурное исследование в особенности результативен при моделировании финансовых действий, где многочисленные элементы подпроцесса никак не обладают физиологической основы и проходят условно, так как опираются на данные, средствами и логикой (законами) их обработки.
2.Формализованное описание модели. Графическая картинка имитационной модели, функции, производимые любым подпроцессом, требования взаимодействия абсолютно всех подпроцессов и характерные черты действий имитируемого хода (временная, пространственная и финансовая динамика) обязаны являться описаны в особом стиле с целью дальнейшей трансляции.
3.Построение модели. Как правило, данная передача и исправление взаимосвязей (монтаж модификации), проверка (сортировка) характеристик .
Передача исполняется в разных режимах: в порядке интерпретации, либо в порядке компиляции.
Любо порядок обладает собственными характерными чертами. Порядок интерпретации легче в осуществлении. Особая многоцелевая программа-интерпретатор в основе формализованного отражения модификации пускает все без исключения моделирующей подпрограммы.
Этот порядок никак не приводит к получению единичному имитирующему проекту, который возможно было бы предоставить либо реализовать клиенту (реализовать пришлось бы форму и концепцию прогнозирования, что не всегда возможно).
Порядок компиляции труднее реализуется в присутствии моделирующей концепции, но данное не усложняет процедуру исследования модификации.
В следствии, возможно приобрести раздельную имитирующую программу, которая функционирует вне зависимости концепции прогнозирования в варианте единичного программного провианта.
Проверка (сортировка) характеристик модификации производится в согласовании с легендой, в основе которой создана модель, с поддержкой намеренно подобранных испытательных образцов.
4. Осуществление экстремального опыта с целью оптимизации конкретных характеристик настоящего процесса.
Вероятен иной аспект к установлению ключевых этапов моделирования:
Разработка имитационной модели;
Разработка методики моделирования (составление плана моделирующего эксперимента);
Программная реализация модели (подбор средств ― многоцелевых стилей программирования или специальных стилей моделирования);
Выполнение имитационного моделирования, анализ и обобщение результатов, принятие решений [4].
Проанализируем детально каждый из данных этапов.
1.Создание имитационной модели считается более ответственным этапом от тщательности проработки которого находится в зависимости полный последующий результат имитационного моделирования. Очередность работ на данном этапе последующая:
1.1 Установление проблемы и её исследование.
1.2 Установление условий к данным.
1.3Получеие нужных данных.
1.4 Выдвижение гипотез и принятие допущений.
1.5 Установление главного содержания модели.
1.6 Установление характеристик, неустойчивых и критериев производительности модели.
1.7 Представление концептуальной модели и контроль ее правдивости.
1.8 Создание логической структурной схемы (блок-схемы).
1.1 Установление проблемы и ее исследование являются основными шагами присутствию исследованию имитационной модели. С этой целью надо отыскать применимое либо наилучшее разрешение проблемы, следует понимать, в чем она заключается [5].
В главную очередность следует удостовериться в самом наличии задачи. Первоначальной формулировке характерна неясность, по этой причине следует хорошо исследовать вопрос, уточняя постановку проблемы.
Определение проблемы должно предоставлять точное понимание о её масштабе и спектре фактического использования итогов. Абсолютное определение проблемы обязано включать характеризующую формулировку и методологию её решения.
В характеризующую формулировку входят:
принятия сравнительно жизни и обоснования задачи;
список проблематичных задач, сопряжённых с заключением проблемы;
исследование масштабности проблемы и вероятных пределов её использования;
разделение начальной проблемы на единичные подзадачи.
Методика (процедура) постановления проблемы содержит:
конструкцию приоритетности и последовательности постановления проблемы;
установление вероятных способов постановления подзадач;
подтверждение условий требуемых расходов работы (создание и настройка проектов, вспомогательные работы) и механического периода;
формирование календарного (сетевого) графика исполнения работ.
1.2 Установление условий к данным, нужных с целью количественного и высококачественного отображения входных сведений, потребует решения соответствующих проблем:
какие сведения способны расцениваться нужными;
какой список источников данных;
в котором варианте следует дать;
какими способами рационально подвергать обработке сведения?
В случае неосуществимости приобрести конкретные сведения, следует отыскать пути ее смены или создать иной вид постановления проблемы.
Под сбором данных (подэтап 1.3) подразумевают их приобретение и оценивание. Приобрести сведение возможно просмотром публикаций, рассмотрением производственных ключей, обрабатыванием бумаг и сведений, подготовкой предшествующих и обрабатыванием опытных сведений, экспертным путем. Приобретенные сведения должны быть оценена с точки зрения её соотношения решаемой проблемы и комфорта применения, но кроме этого отфильтрована от лишних и случайных сведений.
В случае нехватки данных выставляют гипотезы и получают дозволения (подэтап 1.4). Гипотезы замещают незнакомые закономерности формирования концепции и доопределяют постановку проблемы. Подтверждая гипотезы, приобретают наиболее чёткое понимание о решении проблемы. Допущения, т.е. принятия, которые на время (вплоть до определения правды) являются точными, принимают в случае недоступности либо неосуществимости извлечения конкретных сведений. Дозволения дают возможность изменить осложнённые и трудноучитываемые величины в комфортные с целью применения.
1.5 Главная сущность модификации разрабатывается с учетом повышенных гипотез и производственных гипотез. Присутствие данных следует учитывать черты настоящей ситуации, самой проблемы и средств ее решения. Разглядывая настоящую ситуацию, ровно как компонент присутствие формировании модели, следует установить:
функции концепции и методы их осуществлении;
детерминированные и недетерминированные функции;
аппроксимацию данных функций в модели;
воздействие условий сферы на работу концепции;
методы взаимодействия человека и концепции, человека и среды, концепции и среды;
аппроксимацию данных взаимодействий в модели [6].
Начальный этап описания имитационной модели - определение параметров (подэтап 1.6) и факторов системы, непосредственно связанных с моделируемой ситуацией, а также выявление переменных величин, которые в процессе функционирования имитационной модели могут приобретать разные значения. Переменные величины решаемой задачи состоят из случайных величин (например, количество бракованных деталей в партии выпуска), регулируемых, которые называются переменными управления или управляющими параметрами (момент времени выдачи и объем заказа на поставку ресурса в системах управления запасами), и нерегулируемых (например, количество деталей, которые необходимо изготовить в цехе на протяжении планового периода).
Выбор критериев эффективности представляет собой наиболее ответственный этап в задачах оптимизации систем. Если эти критерии установлены, то с помощью имитационной модели определяются оптимальные значения переменных управления.
Концептуальная модель - это абстрактная модель, отражающая структуру моделируемой системы, свойства её элементов, а также причинно-следственные связи системы в рамках целей исследования. Она является формальным описанием моделируемой системы, отображающим концепцию (восприятие, систему взглядов на определенный процесс).
Концептуальная модель основывается на всех описанных ранее этапах работы по построению информационной модели и может быть реализована математическими и программными средствами. Чаще всего концептуальную модель записывают в виде множества исходных предпосылок.
Уровень детализации модели зависит от таких факторов: цели проекта, критериев оценки эффективности, доступности данных, достоверности результатов, мнений экспертов по данной проблеме, технических, финансовых и временных ограничений.
Достоверность концептуальной модели может быть проверена в следующем порядке:
выяснение замысла модели и целесообразности ее создания;
выявление связи замысла модели и целесообразности ее построения с детерминированными, вероятностными и средними значениями характеристик модели;
исследование принятых аппроксимаций реальных процессов;
рассмотрение критериев эффективности;
исследование принятых предположений и гипотез;
установление связи с реальными процессами;
изучение системы и возмущающих факторов внешней среды;
установление достоверности информации и её источников, используемых при построении модели;
рассмотрение процедуры в целом в связи с формулировкой задачи;
рассмотрение постановки задачи.
Этап проверки правильности создания концептуальной модели часто называют валидацией, а этап проверки правильности её реализации (например, в виде компьютерной программы) – верификацией.
Создание логической структурной схемы является заключительным этапом построения имитационной модели. Логическая структурная схема имитационной модели представляет собой упорядоченное и наглядное изображение процесса, в котором определены не только действия, а и порядок их выполнения. Логическая схема имитационной модели обычно создается по модульному (блочному) принципу, то есть в виде совокупности стандартных блоков-модулей. Модульное построение схем имитационных моделей обеспечивает их гибкость [7].
3.Основные преимущества и недостатки имитационного моделирования
Использование имитационных моделей представляет большое число положительных сторон согласно сопоставлению с исполнением исследований над настоящей концепцией и применением иных способов.
Цена. Предположим, фирма уволила долю работников, что в последующем приведет к уменьшению качества сервиса и утраты доли покупателей. Осуществить аргументированное решение помогла бы имитационная модель, расходы в использовании которой заключается только в стоимости программного обеспечения и цены консультационных услуг.
Период. В действительности дать оценку результативности, к примеру, новейшей сети распространения продукта либо модифицированной структуры базы возможно только посредством через месяцы, либо даже годы. Моделирующая форма даёт возможность установить приемлемость подобных перемен за считанные минуты, требуемые с целью выполнения опыта.
Цикличность. Нынешняя жизнедеятельность потребует с учреждений стремительной взаимодействия в переменных условиях на рынке. К примеру, мониторинг размеров спроса продукта обязан являться составлен в период, также его перемены критичны. С поддержкой моделирующей модификации возможно осуществить безграничное число исследований с различными параметрами, для того чтобы установить оптимальный вид.
Точность. Классические вычисления точные способы требуют использования значительного уровня абстракции и никак не принимают во внимание значимые элементы. Имитационное моделирование даёт возможность изложить структуру концепцию и её движения в натуральном варианте, никак не прибегая к применению формул и жёстких точных связей.
Показательность. Имитационная модель владеет способностями визуализации хода деятельности концепции в период, схематичного задания её структуры и выдачи итогов в графическом варианте. Это даёт возможность четко вообразить приобретенное разрешение и сообщение включающие в него мысли до покупателей и сотрудников.
Многофункциональность. Имитационное моделирование даёт возможность регулировать проблемы с различных сторон: производства, логистики, финансов, здравоохранения и многих других. В любом случае форма моделирует, воссоздаёт, настоящую жизнедеятельность также даёт возможность осуществлять обширный комплект исследований в отсутствии воздействия в настоящие предметы.
Однако имитационное моделирование наравне с плюсами обладает и недостатки:
создание оптимальной имитационной модели зачастую стоит дороже формирования умозаключительной модификации и потребует крупных скоротечных расходов;
способен быть, что имитационная модель неточна (что случается зачастую), и мы не в состоянии определить уровень данной неточности;
нередко ученые обращаются к имитационному моделированию, никак не показывая этих проблем, с которыми они сталкиваются и делают при этом несколько погрешностей методологического характера.
И, тем не менее, имитационное моделирование считается одним с наиболее обширно применяемых способов при решении вопросов синтеза и рассмотрения трудных действий и концепций [8].
Заключение
Компьютерное прогнозирование считается главным системообразующим способом умственного рассмотрения сведений, дозволяющего изучить непростые концепции, обнаруживать тайные закономерности, давать прогноз результаты принимаемых заключений в компьютерной модификации, но никак не в активных людях.
С целью изучения использованы способы цельного анализа также компьютерного прогнозирования, реализуемые в базе модификаций целой динамики также нынешних технологичных концепций прогнозирования. Была изобретена моделирующая форма концепции, что дает возможность давать прогноз динамику ключевых характеристик концепции.
Необходимо выделить то, что невзирая на разнообразие созданных модификаций и наличие пакетов проектов с целью выполнения альтернативных расчетов, оптимизационные проблемы в республике носят, равно как принцип, исследовательский вид. Основными факторами, удерживающими их введение в практику прогнозных и плановых расчетов равно как в макро-, так и в микроуровне, считаются:
несоответствие разрабатываемых модификаций настоящим финансовым действиям;
недостаток экспертов-практиков, хорошо обладающих прогнозированием финансовых также общественных действий также способами оптимизации;
вопрос информативного предоставления.
Мы изучили главные вопросы имитационного моделирования, ознакомились с определением, видами, изучили этапы исследования и делаем вывод, что в современных условиях невозможно обойтись без имитационного моделирования.
Список использованных источников
Азиз, Х. Математическое моделирование пластовых систем / Х. Азиз. - М.: Регулярная и хаотическая динамика, Институт компьютерных исследований, 2017. – 229 c.
Акопов, А.С. Имитационное моделирование: Учебник и практикум для академического бакалавриата / А.С. Акопов. - Люберцы: Юрайт, 2016. - 389 c.
Афонин, В. В. Моделирование систем / В.В. Афонин, С.А. Федосин. - М.: Интернет-университет информационных технологий, Бином. Лаборатория знаний, 2015. - 232 c.
Булыгина, О.В. Имитационное моделирование в экономике и управлении: Учебник / О.В. Булыгина, А.А. Емельянов, Н.З. Емельянова. - М.: Инфра-М, 2017. - 447 c.
Варжапетян, А.Г. Имитационное моделирование на GPSS/H / А.Г. Варжапетян. - М.: Вузовская книга, 2007. - 424 c.
Вьюненко, Л.Ф. Имитационное моделирование: Учебник и практикум для академического бакалавриата / Л.Ф. Вьюненко, М.В. Михайлов, Т.Н. Первозванская. - Люберцы: Юрайт, 2016. - 283 c.
Герасимова, Дарья Имитационное моделирование как инструмент оптимизации производства / Дарья Герасимова. - М.: LAP Lambert Academic Publishing, 2013. - 104 c.
|
Скачать 74.94 Kb.