Основные этапы имитационного моделирования.

А) В общем случае процесс имитационного моделирования должен включать 3 этапа: построение концептуальной, формальной и программной моделей. Причем сложность объекта исследования, что этап формализации должен являться одним из основных.

В укрупненном плане имитационное моделирование предполагает наличие следующих этапов:

1. Разработка концептуальной модели (цель и критерий);

· Постановка задачи, цели моделирования – формулировка проблемы

· определение системы – установление границ, ограничений и измерителей системы, подлежащей изучению

§ внутренней структуры системы

§ содержания взаимосвязей между ее элементами,

§ описание внешних воздействий

· формулировка модели – переход от реальной системы к некоторой логической схеме (абстрагирование)

2. Подготовка исходных данных (информационная модель объекта);

· отбор данных, необходимых для построения модели, и представление их в соответствующей форме (детерминированные и случайные величины)

3. Выбор средств моделирования;

4. Разработка программной модели;

· описание модели на языке, приемлемом для используемой ЭВМ

5. Проверка адекватности и корректировка модели;

· повышение до приемлемого уровня степени уверенности, с которой можно судить относительно корректности выводов о реальной системе, полученных на основании обращения к модели

6. Планирование экспериментов;

· стратегическое планирование – план эксперимента

· тактическое планирование – определение способа проведения каждой серии испытаний, предусмотренных планом

7. Собственно моделирование;

8. Анализ результатов моделирования и принятие решения.

· Интерпретация – построение выводов по данным, полученным в результате имитации

· Реализация – практическое использование результатов эксперимента

· Документирование – регистрация хода осуществления проекта, а также документирование процесса создания и использования модели

Концептуальная модель.

Для одной и той же системы можно составить множество моделей. Они будут отличаться:

·степенью детализации

·учета тех или иных особенностей и режимов функционирования,

· отражать определенную грань сущности системы,

·ориентироваться на исследование определенных ее свойств.

Поэтому все этапы имитационного моделирования пронизаны заранее сформулированной целью исследования.

1) Постановка задачи (цель исследования) – формулировка проблемы

·Эйнштейн – «правильная постановка задачи даже более важна, чем ее решение». На практике: руководство считает, что «некая проблема существует, но нельзя точно сформулировать, какая это проблема». На самом деле в этом нет ничего необычного, подобная ситуация описана в мировой практике – сильного аналитика отличает не умение использовать различные методы анализа, а умение быстро и четко формулировать проблему.

·Важно различать постановку проблемы и формулировку задачи. Правильная постановка проблемы может изменить задачи исследования, вплоть до отказа от применения моделирования.

·Очень важным аспектом данного этапа является - кто формулирует проблему и цель исследования (ЛПР). Почему? Как вы считаете?

·После формулировки проблемы - четкая формулировка задачи и цели исследования (построения модели). На практике постановка задачи – непрерывный процесс (по крайней мере, для первых этапов моделирования – построения концептуальной модели) – это порождает новую информацию (ограничения, задачи, возможные альтернативные варианты).

2) Определение концептуальной модели.

Итак, проблема понятна (есть объект исследования). Что дальше?

Определение границ системы. На первом шаге в концептуальной модели обычно в словесной форме приводятся сведения о природе и параметрах (характеристиках) элементарных явлений исследуемой системы, о виде и степени взаимодействия между ними, о месте и значении каждого элементарного явления в процессе функционирования системы. Две функциональные границы:

·граница, отделяющая проблему от всего остального мира;

·граница между системой и окружающей средой.

Этап 1 – может завершить моделирование – описание таково, что

·В удивительном большинстве случаев точное и последовательное описание системы - дефекты и «узкие» места системы стали очевидны

·Возможно использование не имитационных моделей. Например, аналитика отдельных узлов системы.

Далее собственно формируется описание, представляющее содержание концептуальной модели.

Концептуальная модель (содержательная модель) - это абстрактная модель, определяющая состав и структуру системы.

Следующим шагом на пути создания концептуальной модели служит выбор уровня детализации модели (стратификация). Модель системы представляется в виде совокупности частей (подсистем, элементов). В эту совокупность включаются все части, которые Mining – это в ближайшем будущем основной источник достоверных данных для исследования сложных социотехнических систем. Здесь существует две альтернативы:

·Использование данных непосредственно.

·(Главный путь) Использование теоретико-вероятностных или частотных распределений. Очевидно, что значительная часть параметров системы - это случайные величины. Особое значение имеет обоснование выбора адекватных законов распределения случайных величин, аппроксимация функций и т.д. COMOD технология, выявление закономерностей.

·Этот выбор имеет фундаментальное значение по двум причинам:

1) При использовании необработанных данных вы можете имитировать только прошлое: возможными будут только те события, которые уже случались, нет особенностей функционирования системы в будущем. Если объект статичен или цикличен это одно, а если нет!!! А одна из важнейших функций имитационной модели – прогноз.

2) Обязательно необходимы испытания на чувствительность выходных значений параметров модели к изменению используемых вероятностных распределений и табличных входных данных.

·Экспертные оценки. Когда нет достоверных экспериментальных и эмпирических данных (нет БД, новый объект), приходится полагаться на субъективные оценки.

·В таких случаях важно полагаться на мнение коллектива экспертов, а не одного лица. Знание моделируемого процесса и по возможности облеченных правом принятия решений.

·Для выявления индивидуальных точек зрения и формирование единого мнения существует несколько методов. Одним из наиболее полезных методов является метод.