Príklad simulačného modelovania. Prečo potrebujeme simulačné modelovanie? Kde, v akých prípadoch sa používa metóda simulácie a na aký účel?

Pri tvorbe metodiky simulačného modelovania som potreboval porozumieť pojmom. Problémom bolo, že konvenčné výrazy neboli vhodné na opis štatistických údajov zozbieraných počas simulačného procesu. Podmienky: proces A procesné inštancie boli neprijateľné, pretože som nemohol pracovať v rámci Aristotelovej paradigmy. Aristotelova paradigma nezodpovedá hardvéru, ktorý som použil. Praktická aplikácia tejto techniky bola zároveň jednoduchá – modelovanie a simulácia obchodných objektov za účelom prijímania manažérskych rozhodnutí. Program vytvoril virtuálny objekt, ktorého popis pozostával z popisu scenárov a ich interakcie. Vo vnútri programu sa spúšťali scenáre a modelovali sa zdroje a ich interakcie.

Dovoľte mi pripomenúť, že:

Simulačné modelovanie- metóda skúmania predmetov, založená na tom, že skúmaný objekt je nahradený objektom simulujúcim. Experimenty sa vykonávajú so simulačným objektom (bez použitia experimentov na skutočnom objekte) a výsledkom je získanie informácií o objekte, ktorý sa skúma. Simulačný objekt je informačný objekt.

Účel simulačného modelovania- získanie približných znalostí o určitom parametri objektu bez priameho merania jeho hodnôt. Je jasné, že je to potrebné vtedy a len vtedy, ak meranie nie je možné, alebo to stojí viac ako simulácia. Navyše na štúdium tohto parametra môžeme použiť ďalšie známe parametre objektu a model jeho dizajnu. Za predpokladu, že návrhový model popisuje objekt pomerne presne, predpokladá sa, že štatistické rozdelenia hodnôt parametrov modelovacieho objektu získané počas simulácie sa budú do tej či onej miery zhodovať s rozdelením hodnôt parametrov skutočný objekt.

Je jasné, že použitý hardvér je štatistická matematika. Je jasné, že matematická štatistika nepoužíva výrazy inštancie a typy. Pracuje s objektmi a súpravami. V dôsledku toho som bol pri písaní metodiky nútený použiť logickú paradigmu, na základe ktorej bola vytvorená norma ISO 15926. Jej základom je prítomnosť objektov, tried a tried tried.

Príklady definícií:

Prevádzka

Udalosť


Obrázok ukazuje vzťah medzi entitami: udalosti sa zhromažďujú do tried udalostí. Trieda udalostí je opísaná pomocou objektu adresára „Events“. Udalosti jednej triedy sú znázornené na procesných diagramoch pomocou grafických prvkov. Na základe objektu adresára Events vytvára simulačný mechanizmus simulované udalosti.

Proces

  1. Simulovaný proces: Postupnosť simulovaných operácií. Je vhodné opísať túto postupnosť vo forme Ganttovho diagramu. Popis obsahuje udalosti. Napríklad udalosti: „začiatok procesu“ a „koniec procesu“.
  2. Proces simulácie: Objekt vytvorený na simuláciu modelovaného procesu. Tento objekt sa vytvára v pamäti počítača počas simulácie.
  3. Trieda simulovaných procesov: Súbor simulovaných procesov, kombinovaných podľa nejakej charakteristiky. Najbežnejším spojením je spojenie procesov, ktoré majú spoločný model. Ako model možno použiť procesný diagram vytvorený v akomkoľvek modelovom zápise: Process, Procedure, EPC, BPMN.
  4. Trieda simulačných procesov: Rôzne simulované procesy vytvorené v rámci simulácie na simuláciu činnosti.
  5. Proces ( ako objekt v adresári): Objekt adresára „Procesy.
  6. Proces ( procesný diagram): Model procesov jednej triedy vytvorený vo forme diagramu. Na základe tohto modelu sa vytvárajú simulujúce procesy.

Záver

Ďakujem za tvoju pozornosť. Úprimne dúfam, že moje skúsenosti budú užitočné pre tých, ktorí chcú rozlišovať medzi vyššie uvedenými objektmi. Problém súčasného stavu v odvetví je taký, že entity pomenované jedným pojmom sa v mysliach analytikov prestávajú líšiť. Pokúsil som sa vám uviesť príklad, ako môžete myslieť a ako môžete zaviesť pojmy na rozlíšenie medzi rôznymi entitami. Dúfam, že čítanie bolo zaujímavé.

Ďalším príkladom v podstate strojovo založených modelov sú simulačné modely. Napriek tomu, že simulačné modelovanie sa stáva čoraz populárnejšou metódou na štúdium zložitých systémov a procesov, dnes neexistuje jednotná definícia simulačného modelu uznávaná všetkými výskumníkmi.

Z väčšiny používaných definícií vyplýva, že simulačný model je vytvorený a implementovaný pomocou súboru matematických a inštrumentálnych nástrojov, ktoré umožňujú pomocou počítača cielené výpočty charakteristík simulovaného procesu a optimalizáciu niektorých jeho parametrov.

Existujú aj extrémne uhly pohľadu. Jeden z nich je spojený s tvrdením, že simulačný model možno rozpoznať ako akýkoľvek logicko-matematický popis systému, ktorý je možné použiť pri výpočtových experimentoch. Z týchto pozícií sú výpočty spojené s rôznymi parametrami v čisto deterministických problémoch uznané ako simulačné modelovanie.

Zástancovia druhého extrémneho hľadiska veria, že simulačný model je nevyhnutne špeciálny softvérový balík, ktorý vám umožňuje simulovať aktivity akéhokoľvek komplexného objektu. „Simulačná metóda je experimentálna metóda na štúdium reálneho systému pomocou jeho počítačového modelu, ktorá spája vlastnosti experimentálneho prístupu a špecifické podmienky používania výpočtovej techniky. Simulačné modelovanie je metóda počítačového modelovania, v skutočnosti nikdy neexistovala bez počítača a až rozvoj informačných technológií viedol k zavedeniu tohto typu počítačového modelovania.“ Tento prístup popiera možnosť vytvorenia najjednoduchších simulačných modelov bez použitia počítača.

Definícia 1.9. Simulačný model- špeciálny typ informačných modelov, ktorý kombinuje prvky analytických, počítačových a analógových modelov, čo umožňuje pomocou postupnosti výpočtov a grafického zobrazenia výsledkov svojej práce reprodukovať (simulovať) procesy fungovania skúmaného objektu pri vystavení rôznym (zvyčajne náhodným) faktorom.

Simulačné modelovanie sa dnes používa na modelovanie obchodných procesov, dodávateľských reťazcov, vojen, populačnej dynamiky, historických procesov, konkurencie a iných procesov na predpovedanie dôsledkov manažérskych rozhodnutí v rôznych oblastiach. Simulačné modelovanie umožňuje študovať systémy akejkoľvek povahy, zložitosti a účelu a takmer s akoukoľvek mierou detailov, obmedzené len zložitosťou vývoja simulačného modelu a technickými možnosťami výpočtových nástrojov používaných na vykonávanie experimentov.

Simulačné modely, ktoré sú vyvinuté na riešenie moderných praktických problémov, zvyčajne obsahujú veľké množstvo komplexne interagujúcich stochastických prvkov, z ktorých každý je opísaný veľkým množstvom parametrov a podlieha stochastickým vplyvom. V týchto prípadoch je spravidla modelovanie v plnom rozsahu nežiaduce alebo nemožné a analytické riešenie je ťažké alebo tiež nemožné. Implementácia simulačného modelu si často vyžaduje organizáciu distribuovaných výpočtov. Z týchto dôvodov sú simulačné modely v podstate strojové modely.

Simulačný model predstavuje reprezentáciu modelu vo forme algoritmu implementovaného počítačovým programom, ktorého vykonávanie simuluje postupnosť zmien stavov v systéme a odráža tak správanie simulovaného systému alebo procesu.

Poznámka!

V prítomnosti náhodných faktorov sa získajú potrebné charakteristiky simulovaných procesov ako výsledok viacnásobného behu simulačného modelu a následného štatistického spracovania nahromadených informácií.

Všimnite si, že z pohľadu vedeckého vedca je legitímne interpretovať simulačné modelovanie ako informačnú technológiu: „Simulačné modelovanie riadeného procesu alebo riadeného objektu je informačná technológia na vysokej úrovni, ktorá poskytuje dva typy akcií vykonávaných pomocou počítač:

  • 1) práca na vytvorení alebo úprave simulačného modelu;
  • 2) prevádzka simulačného modelu a interpretácia výsledkov.“

Modulárny princíp konštrukcie simulačného modelu. Simulačné modelovanie teda predpokladá prítomnosť skonštruovaných logicko-matematických modelov, ktoré popisujú skúmaný systém v spojení s vonkajším prostredím, reprodukciu procesov v ňom prebiehajúcich pri zachovaní ich logickej štruktúry a postupnosti v čase pomocou výpočtovej techniky. Najracionálnejšie je postaviť simulačný model fungovania systému na modulárnom princípe. V tomto prípade možno identifikovať tri vzájomne prepojené bloky modulov takéhoto modelu (obr. 1.7).

Ryža. 1.7.

Hlavná časť algoritmického modelu je implementovaná v bloku pre simuláciu procesov fungovania objektov (blok 2). Tu sa organizuje odpočítavanie času modelu, reprodukuje sa logika a dynamika interakcie prvkov modelu a vykonávajú sa experimenty na zhromažďovanie údajov potrebných na výpočet odhadov charakteristík fungovania objektu. Simulačný blok náhodných vplyvov (blok 1) sa používa na generovanie hodnôt náhodných premenných a procesov. Zahŕňa generátory štandardných rozdelení a nástroje na implementáciu algoritmov na modelovanie náhodných javov s požadovanými vlastnosťami. V bloku spracovania výsledkov simulácie (blok 3) sa vypočítajú aktuálne a konečné hodnoty charakteristík, ktoré tvoria výsledky experimentov s modelom. Takéto experimenty môžu pozostávať z riešenia súvisiacich problémov, vrátane optimalizačných alebo inverzných problémov.

  • Lychkina II. II. vyhláška. op.
  • Distribuovaná výpočtová technika je spôsob riešenia náročných výpočtových problémov pomocou viacerých počítačov, najčastejšie spojených do paralelného výpočtového systému.
  • Emelyanov A. A., Vlasova E. A., Duma R. V. Simulačné modelovanie ekonomických procesov. M.: Financie a štatistika, 2006. S. 6.

Model je abstraktný popis systému, ktorého mieru podrobnosti si určuje výskumník sám. Osoba rozhoduje o tom, či je daný prvok systému podstatný, a teda či bude zahrnutý do popisu systému. Toto rozhodnutie sa robí s prihliadnutím na účel vývoja modelu. Úspech modelovania závisí od toho, ako dobre je výskumník schopný identifikovať základné prvky a vzťahy medzi nimi.

Systém sa považuje za systém pozostávajúci z mnohých vzájomne súvisiacich prvkov kombinovaných na vykonávanie špecifickej funkcie. Definícia systému je do značnej miery subjektívna, t.j. závisí nielen od účelu spracovania modelu, ale aj od toho, kto presne systém definuje.

Proces modelovania teda začína definovaním cieľa vývoja modelu, na základe ktorého hranice systému A požadovaná úroveň detailov simulované procesy. Zvolená úroveň podrobnosti by mala umožniť abstrahovať od aspektov fungovania reálneho systému, ktoré nie sú presne definované z dôvodu nedostatku informácií. Okrem toho musí popis systému obsahovať kritériá efektívnosti systému a hodnotené alternatívne riešenia, ktoré možno považovať za súčasť modelu alebo ako jeho vstupy. Za modelové výstupy sa považujú hodnotenia alternatívnych riešení na základe daných výkonnostných kritérií. Hodnotenie alternatív si zvyčajne vyžaduje zmeny v popise systému a tým aj reštrukturalizáciu modelu. Preto je v praxi proces budovania modelu iteratívny. Akonáhle je možné urobiť odporúčania na základe posúdenia alternatív, môže sa začať implementácia výsledkov modelovania. Odporúčania by zároveň mali jasne formulovať hlavné rozhodnutia a podmienky ich vykonávania.

Simulačné modelovanie(v širšom zmysle) je proces konštrukcie modelu reálneho systému a uskutočňovanie experimentov na tomto modeli s cieľom buď pochopiť správanie systému alebo vyhodnotiť (v rámci uložených obmedzení) rôzne stratégie, ktoré zabezpečujú fungovanie tohto systému. .

Simulačné modelovanie(v užšom zmysle) je reprezentácia dynamického správania systému jeho pohybom z jedného stavu do druhého v súlade so známymi prevádzkovými pravidlami (algoritmy).

Na vytvorenie simulačného modelu je teda potrebné identifikovať a popísať stav systému a algoritmy (pravidlá) na jeho zmenu. To sa potom zapíše pomocou nejakého modelovacieho nástroja (algoritmický jazyk, špecializovaný jazyk) a spracuje sa na počítači.

Simulačný model(IM) je logicko-matematický popis systému, ktorý je možné použiť pri experimentoch na digitálnom počítači.

MI možno použiť na navrhovanie, analýzu a hodnotenie fungovania systémov. S IM sa vykonávajú strojové experimenty, ktoré nám umožňujú vyvodiť závery o správaní systému:

· pri absencii jeho konštrukcie, ak ide o navrhnutý systém;

· bez zasahovania do jeho fungovania, ak ide o existujúci systém, ktorého experimentovanie je nemožné alebo nežiaduce (vysoké náklady, nebezpečenstvo);

· bez zničenia systému, ak je účelom experimentu zistiť vplyv naň.

Proces vytvárania simulačného modelu možno stručne znázorniť takto ( Obr.2):

Obr.2. Schéma tvorby simulačného modelu

Záver: IM sa vyznačuje reprodukciou javov opísaných formalizovaným procesným diagramom, zachovávajúc ich logickú štruktúru, postupnosť striedania v čase a niekedy aj fyzický obsah.

Simulačné modelovanie (IM) na počítači je široko používané pri štúdiu a riadení komplexných diskrétnych systémov (CDS) a procesov, ktoré sa v nich vyskytujú. Medzi takéto systémy patria hospodárske a priemyselné zariadenia, námorné prístavy, letiská, komplexy čerpania ropy a plynu, zavlažovacie systémy, softvér pre komplexné riadiace systémy, počítačové siete a mnohé ďalšie. Široké používanie IM sa vysvetľuje tým, že veľkosť riešených problémov a nedostatočná formalizovateľnosť zložitých systémov neumožňujú použitie striktných optimalizačných metód.

Pod imitácia budeme rozumieť numerickej metóde vykonávania počítačových experimentov s matematickými modelmi, ktoré popisujú správanie zložitých systémov počas dlhého časového obdobia.

Simulačný experiment je zobrazenie procesu vyskytujúceho sa v KBÚ počas dlhého časového obdobia (minúta, mesiac, rok atď.), ktoré zvyčajne trvá niekoľko sekúnd alebo minút prevádzkového času počítača. Existujú však problémy, pri ktorých je potrebné pri modelovaní vykonať toľko výpočtov (spravidla ide o problémy súvisiace s riadiacimi systémami, podporou modelovania pre prijímanie optimálnych rozhodnutí, vývoj efektívnych stratégií riadenia a pod.), že IM funguje pomalšie ako skutočný systém. Preto schopnosť simulovať dlhú dobu prevádzky VTS v krátkom čase nie je to najdôležitejšie, čo simulácia poskytuje.

Možnosti simulácie:

1. S IM sa vykonávajú strojové experimenty, ktoré nám umožňujú vyvodiť závery o správaní systému:

· bez jeho konštrukcie, ak ide o navrhnutý systém;

· bez zásahu do jeho fungovania, ak ide o existujúci systém, ktorého experimentovanie je nemožné alebo nežiaduce (drahé, nebezpečné);

· bez jeho zničenia, ak je účelom experimentu zistiť maximálny dopad na systém.

2. Experimentálne skúmajte komplexné interakcie v rámci systému a pochopte logiku jeho fungovania.

4. Študujte vplyv vonkajších a vnútorných náhodných porúch.

5. Skúmajte mieru vplyvu parametrov systému na ukazovatele výkonnosti.

6. Testovať nové stratégie riadenia a rozhodovania v operatívnom riadení.

7. Predvídať a plánovať fungovanie systému v budúcnosti.

8. Vykonajte školenie zamestnancov.

Základom simulačného experimentu je model simulovaného systému.

IM bol vyvinutý na modelovanie zložitých stochastických systémov – diskrétnych, spojitých, kombinovaných.

Modelovanie znamená, že po sebe idúce časové momenty sú špecifikované a stav modelu je vypočítaný počítačom postupne v každom z týchto časových momentov. Na to je potrebné nastaviť pravidlo (algoritmus) na prechod modelu z jedného stavu do druhého, teda transformáciu:

kde je stav modelu v -tom čase, čo je vektor.

Uveďme do úvahy:

Vektor stavu vonkajšieho prostredia (vstup modelu) v danom čase,

Riadiaci vektor v tom čase.

Potom sa IM určí zadaním operátora, pomocou ktorého môžete určiť stav modelu v nasledujúcom okamihu na základe stavu v aktuálnom okamihu, riadiacich vektorov a vonkajšieho prostredia:

Túto transformáciu píšeme v opakujúcej sa forme:

Operátor definuje simulačný model komplexného systému s jeho štruktúrou a parametrami.

Dôležitou výhodou IM je schopnosť brať do úvahy nekontrolované faktory modelovaného objektu, ktorými sú vektor:

Potom máme:

Simulačný model je logicko-matematický popis systému, ktorý je možné použiť pri experimentoch na počítači.

Obr.3. Zloženie IM komplexného systému

Vráťme sa k problému simulačného modelovania zložitého systému, podmienečne zdôraznime v IM: model riadeného objektu, model riadiaceho systému a model vnútorných náhodných porúch (Obr.3).

Vstupy modelu riadeného objektu sú rozdelené na riadené riadené a nekontrolované nekontrolované poruchy. Tie sú generované snímačmi náhodných čísel podľa daného distribučného zákona. Riadenie je zase výstupom modelu riadiaceho systému a poruchy sú výstupom snímačov náhodného čísla (model vnútorných porúch).

Tu je algoritmus riadiaceho systému.

Simulácia vám umožňuje študovať správanie simulovaného objektu počas dlhého časového obdobia – dynamická simulácia. V tomto prípade, ako je uvedené vyššie, sa interpretuje ako číslo okamihu v čase. Okrem toho môžete študovať správanie systému v určitom časovom bode - statická simulácia, potom sa považuje za číslo štátu.

Pomocou dynamickej simulácie sa čas môže meniť v konštantných a premenlivých krokoch ( Obr.4):

Obr.4. Dynamická simulácia

Tu g i– momenty udalostí vo VTS, g * i– momenty udalostí počas dynamickej simulácie s konštantným krokom, g i- momenty udalostí v premenlivom kroku.

Pri konštantnom kroku je implementácia jednoduchšia, ale presnosť je nižšia a pri výpočte stavu modelu môžu byť prázdne (teda extra) časové body.

S premenlivými krokmi sa čas posúva od udalosti k udalosti. Táto metóda je presnejšou reprodukciou procesu, neexistujú žiadne zbytočné výpočty, ale je náročnejšia na implementáciu.

Základné ustanovenia, vyplývajúce z toho, čo bolo povedané:

1. MI je numerická metóda a mala by sa použiť, ak nemožno použiť iné metódy. Pre komplexné systémy je to v súčasnosti hlavná výskumná metóda.

2. Imitácia je experiment, to znamená, že pri jeho uskutočňovaní treba využiť teóriu plánovania experimentu a spracovania jeho výsledkov.

3. Čím presnejšie je popísané správanie modelovaného objektu, tým presnejší je model požadovaný. Čím je model presnejší, tým je zložitejší a vyžaduje viac počítačových zdrojov a času na výskum. Preto je potrebné hľadať kompromis medzi presnosťou modelu a jeho jednoduchosťou.

Príklady úloh na riešenie: analýza návrhov systémov v rôznych fázach, analýza existujúcich systémov, použitie v riadiacich systémoch, použitie v optimalizačných systémoch atď.

Nižšie uvedený príklad možno použiť na vyriešenie veľkého množstva problémov. Napríklad problémy riadenia ľudských a technických zdrojov. Simulácia pomôže každej obchodnej spoločnosti znížiť náklady na materiál, personál a vybavenie.

Nájdenie optimálneho počtu zamestnancov, aby klientom poskytovali požadovanú úroveň služieb

V prvej fáze je stanovené hlavné kritérium pre úroveň služieb v banke - priemerná veľkosť frontu. Ďalej sa vyberú vhodné parametre systému na nastavenie parametrov modelu: počet klientov, intenzita ich príchodu, čas prijatia jedného klienta a prirodzené odchýlky od priemerných hodnôt, ktoré sa periodicky vyskytujú, napríklad špičky a komplexné požiadavky klientov.

Potom sa vytvorí vývojový diagram, ktorý zodpovedá štruktúre pobočky banky a obchodným procesom. Model berie do úvahy iba faktory, ktoré ovplyvňujú analyzovaný problém. Napríklad prítomnosť servisného oddelenia právnickej osoby alebo úverového oddelenia nemá vplyv na obsluhujúce fyzické osoby, pretože tieto oddelenia sú fyzicky a funkčne oddelené.


Nakoniec po načítaní vstupných údajov do modelu prebehne simulácia a je možné vidieť fungovanie pobočky banky v dynamike, čo umožňuje spracovať a analyzovať výsledky. Ak priemerná veľkosť frontu zákazníkov presiahne stanovený limit, potom sa zvýši počet dostupných zamestnancov a experiment sa zopakuje. Tento proces sa môže vykonávať automaticky, kým sa nenájde optimálne riešenie.

Simulačné modelovanie

Simulačné modelovanie (situačné modelovanie)- metóda, ktorá umožňuje zostaviť modely popisujúce procesy tak, ako by prebiehali v skutočnosti. Takýto model je možné „prehrať“ v priebehu času pre jeden test aj pre daný súbor. V tomto prípade budú výsledky určené náhodným charakterom procesov. Z týchto údajov možno získať pomerne stabilné štatistiky.

Simulačné modelovanie je výskumná metóda, pri ktorej sa skúmaný systém nahrádza modelom, ktorý dostatočne presne popisuje reálny systém, s ktorým sa vykonávajú experimenty za účelom získania informácií o tomto systéme. Experimentovanie s modelom sa nazýva imitácia (imitácia je pochopenie podstaty javu bez uchyľovania sa k experimentom na skutočnom objekte).

Simulačné modelovanie je špeciálny prípad matematického modelovania. Existuje trieda objektov, pre ktoré z rôznych dôvodov neboli vyvinuté analytické modely, alebo neboli vyvinuté metódy na riešenie výsledného modelu. V tomto prípade je analytický model nahradený simulátorom alebo simulačným modelom.

Simulačné modelovanie sa niekedy označuje ako získavanie čiastočných numerických riešení formulovaného problému na základe analytických riešení alebo pomocou numerických metód.

Simulačný model je logický a matematický popis objektu, ktorý možno použiť na experimentovanie na počítači za účelom navrhovania, analýzy a hodnotenia fungovania objektu.

Aplikácia simulačného modelovania

Simulačné modelovanie sa používa, keď:

  • je drahé alebo nemožné experimentovať na skutočnom objekte;
  • nie je možné zostaviť analytický model: systém má čas, kauzálne vzťahy, dôsledky, nelinearity, stochastické (náhodné) premenné;
  • je potrebné simulovať správanie systému v čase.

Účelom simulačného modelovania je reprodukovať správanie skúmaného systému na základe výsledkov analýzy najvýznamnejších vzťahov medzi jeho prvkami alebo, inými slovami, vyvinúť simulátor. simulačné modelovanie) predmetnej oblasti na vykonávanie rôznych experimentov.

Simulačné modelovanie vám umožňuje simulovať správanie systému v čase. Výhodou navyše je, že čas v modeli je možné riadiť: spomaliť v prípade rýchlych procesov a zrýchliť pri modelovaní systémov s pomalou variabilitou. Je možné napodobniť správanie tých predmetov, s ktorými sú skutočné experimenty drahé, nemožné alebo nebezpečné. S príchodom éry osobných počítačov je výroba zložitých a jedinečných produktov zvyčajne sprevádzaná počítačovým trojrozmerným simulačným modelovaním. Táto presná a pomerne rýchla technológia umožňuje nahromadiť všetky potrebné znalosti, vybavenie a polotovary pre budúci výrobok ešte pred začatím výroby. Počítačové 3D modelovanie už nie je nezvyčajné ani pre malé firmy.

Imitácia, ako metóda riešenia netriviálnych problémov, dostala svoj počiatočný vývoj v súvislosti s tvorbou počítačov v 50. - 60. rokoch 20. storočia.

Existujú dva typy imitácie:

  • metóda Monte Carlo (štatistická testovacia metóda);
  • Metóda simulačného modelovania (štatistické modelovanie).

Typy simulácií

Tri simulačné prístupy

Simulačné prístupy na škále abstrakcie

  • Modelovanie založené na agentoch je relatívne nový (90.-2000. roky) smer v simulačnom modelovaní, ktorý sa používa na štúdium decentralizovaných systémov, ktorých dynamika fungovania nie je určená globálnymi pravidlami a zákonmi (ako v iných modelovacích paradigmách), ale naopak, keď tieto globálne pravidlá a zákony sú výsledkom individuálnej činnosti členov skupiny. Účelom modelov založených na agentoch je získať pochopenie týchto globálnych pravidiel, všeobecného správania systému na základe predpokladov o jednotlivcovi, súkromného správania jeho jednotlivých aktívnych objektov a interakcie týchto objektov v systéme. Agent je určitý subjekt, ktorý má aktivitu, autonómne správanie, môže sa rozhodovať v súlade s určitým súborom pravidiel, interagovať s prostredím a tiež sa nezávisle meniť.
  • Modelovanie diskrétnych udalostí je prístup k modelovaniu, ktorý navrhuje abstrahovať od nepretržitej povahy udalostí a brať do úvahy iba hlavné udalosti simulovaného systému, ako je „čakanie“, „spracovanie objednávky“, „pohyb s nákladom“, „vyloženie“ a ďalšie. Diskrétne modelovanie udalostí je najrozvinutejšie a má obrovskú škálu aplikácií – od logistických a čakacích systémov až po dopravné a výrobné systémy. Tento typ modelovania je najvhodnejší na modelovanie výrobných procesov. Založil ju Jeffrey Gordon v 60. rokoch 20. storočia.
  • Systémová dynamika je modelovacia paradigma, kde sa pre skúmaný systém skonštruujú grafické diagramy kauzálnych vzťahov a globálnych vplyvov niektorých parametrov na iné v čase a následne sa model vytvorený na základe týchto diagramov simuluje na počítači. V skutočnosti tento typ modelovania, viac ako všetky ostatné paradigmy, pomáha pochopiť podstatu neustálej identifikácie vzťahov príčin a následkov medzi objektmi a javmi. Pomocou systémovej dynamiky sa budujú modely obchodných procesov, rozvoja mesta, produkčné modely, populačná dynamika, ekológia a epidemický rozvoj. Metódu založil Jay Forrester v roku 1950.

Oblasti použitia

  • Populačná dynamika
  • IT infraštruktúra
  • Matematické modelovanie historických procesov
  • Dynamika chodca
  • Trh a konkurencia
  • Servisné strediská
  • Zásobovacie reťazce
  • Doprava
  • Ekonomika zdravia

Bezplatné simulačné systémy

pozri tiež

  • Modelovanie siete

Poznámky

Literatúra

  • Hemdi A. Taha Kapitola 18. Simulačné modelovanie// Úvod do operačného výskumu = Operačný výskum: Úvod. - 7. vyd. - M.: "Williams", 2007. - s. 697-737. - ISBN 0-13-032374-8
  • Strogalev V.P., Tolkacheva I.O. Simulačné modelovanie. - MSTU im. Bauman, 2008. - S. 697-737. -