Имитационное моделирование как подход

Имитационное (ситуационное) моделирование – это метод, позволяющий строить модели, описывающих процессов так, как они проходили бы в действительности.

Такое модель можно «проиграть» во времени как диодного испытания, так и заданного их множеством; при этом результаты будут определяться случайным характером процессов.

Имитационное моделирование - это метод исследования, при котором изучаемая система, заменяется моделью с достаточной точностью, описывающий реальную систему с которой проводятся элементы с целью получения информации об этой системе.

Экспериментирование с моделью называется имитацией.

Имитация – это постижение сути явления, ни прибегая к экспериментам на реальном объекте.

К имитационному моделированию прибегают в таких случаях, когда:

1) Дорого или невозможно экспериментировать на реальном объекте;

2) Невозможно построить аналитическую модель; в системе есть время, причинные связи последствия, нелинейности, переменные;

3) Необходимо симистировать поведение системы во времени.

Майкл Хамер и Джеймс Чампи – признанные специалисты в области РПБ, в Своей книги «Реинжиниринг корпорации» отмечают, что только около 30% изученных ими проектов реорганизации предприятия завершились успешно. Одна из главных причин столь низкого уровня результативности заключается в том, что анализ на основе которого строиться оценки эффективности часто проводятся только с помощью потоковых диаграмм и электронных таблиц. Потоковые диаграммы и электронные таблицы адекватно отвечают на вопрос «Что?», но они не могут отвечать на вопрос «Где?», «когда» и «как». Бизнес процессы сложны и динамичны, их невозможно понять, используя одни лишь потоковые диаграммы и электронные таблицы.

В то же время у фирм, организаций есть возможность закрепить за имитационным моделированием статус стандартного инструментария для проведения РПБ.

Имитационное моделирование является единственным методом, который обеспечивает как точный анализ, так и визуального представления альтернативных вариантов.

Цель имитационного моделирования состоит в воспроизведении поведения исследуемой системы на основе резервов анализа, наиболее существенных взаимосвязей между ее элементами или другими словами, разработки симулятора исследуемой предметной области для проведения различных экспериментов.

Имитационное моделирование позволяет имитировать поведение системы во времени. Достоинством такого подхода является то, что временем в модели можно управлять:

Замедлять, в случае с быстропротекающими процессами или ускорять для модели с медленной изменчивостью.

С наступлением эпохи ПК производство сложных и уникальных изделий, как правило сопровождается компьютерным трехмерным имитационным моделированием.

Виды имитационного моделирования

1) Агентное моделирование (1990-в последнее время) используется для исследования децентрализованных систем, динамика функционирования которых определяется не глобальными правилами и законами, а наоборот, когда эти глобальные правила и законы являются результатом индивидуальной активности членов группы.

Агент – некая сущность, обладающая активностью, может принимать решения в соответствии с некоторым набором правил, взаимодействовать с окружением и т.д.

2) Дискретно-событийное моделирование – это подход к моделированию, предполагающий абстрагироваться от непрерывной природы событий и рассматривать только основные события моделируемой системы (ожидание, обработка заказа, движение с грузом). Данный вид моделирования наиболее подходит для моделирования производственных процессов, основан в 1960г.

3) Системная динамика – для исследуемой системы строятся графические диаграммы причинных связей и глобальных влияний одних параметров на другие во времени, а затем созданная на основе диаграмм модель имитируется на компьютере. С помощью системной динамики строятся модели бизнес процессов, модели производства, модели динамики популяции и другие. Данный подход появился в 1950 году.

Инструментарий для имитационного моделирования.

В последнее время разработан целый ряд новых программных инструментов для моделирования бизнес процессов. В большинстве этих продуктов бизнес процессы описываются с использованием графических символов или объектов.

(# последовательность прямоугольников и стрелок)

Программные инструменты имитационного моделирования бизнес-процессов можно разбить на 3 категории:

1) Инструментарий имитационного моделирования – основанный на потоковых данных. Данные модели наиболее просты в изучении. Например «Optima», «Process charter»

2) Инструментарий динамического моделирования позволяет отображать модели, состоящие из специфических, логических структур, таких как: потоки, стеки, уровни и т.д.

«Power sim», «Ayting»

3) Инструментарий дискретно-событийного имитационного моделирования- позволяет моделировать поток объектов (продуктов) и предоставляет возможности анимации, что позволяет пользователю производить наблюдение за движением в системе потоковых объектов.

# «Service model», «Sim process»

Таким образом присутствие в экономико-математических моделях материального, финансового и социального факторов требует применение инструментов имитационного моделирования на соответственном модельном уровне. Следует отметить, что традиционные подходы в имитационном моделировании практически не получили существенного развития за последние 40 лет, тогда как в разработке программных систем произошли изменения радикально изменившие принципы работы со сложными системами (объектно-ориентированное моделирование, агентное моделирование и т.д)