Имитационное моделирование. Имитационное моделирование включает в себя

Имитационное моделирование включает в себя:

1. концептуальное моделирование (на ранних этапах формирования имитационной модели)

2. логико-математическое (включая методы искусственного интеллекта) – для целей описания отдельных подсистем модели, а также в процедурах обработки и анализа результатов вычислительного эксперимента и принятия решений.

3. физическое (натурное) моделирование (для проведения и планирования вычислительного эксперимента)

4. структурно-функциональное моделирование используется как при создании стратифицированного описания многомодельных комплексов, так и для формирования различных диаграммных представлений при создании имитационных моделей.

К имитационному моделированию относят

1. Агентное моделирование 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.

Цель агентных моделей – получить представление об этих глобальных правилах, общем поведении системы, исходя из предположений об индивидуальном, частном поведении ее отдельных активных объектов и взаимодействии этих объектов в системе.

Агент – некая сущность, обладающая активностью, автономным поведением, может принимать решения в соответствии с некоторым набором правил, взаимодействовать с окружением, а также самостоятельно изменяться.

2. Дискретно-событийное моделирование– подход к моделированию, не учитывающий непрерывной природы событий.

При таком подходе рассматривают только основные события моделируемой системы, такие как: «ожидание», «обработка заказа», «движение с грузом», «разгрузка» и другие.

Дискретно-событийное моделирование наиболее развито и имеет огромную сферу приложений – от логистики и систем массового обслуживания до транспортных и производственных систем. Этот вид моделирования наиболее подходит для моделирования производственных процессов. Основан Джеффри Гордоном в 1960х годах.

3. Системная динамика– вид моделирования, в котором для исследуемой системы строятся графические диаграммы причинных связей и глобальных влияний одних параметров на другие во времени, а затем созданная на основе этих диаграмм модель имитируется на компьютере.

С помощью системной динамики строят модели бизнес-процессов, развития города, модели производства, динамики популяции, экологии и развития эпидемии. Метод основан Форрестером в 1950 годах.

Условно имитационную модель можно представить в виде действующих, программно (или аппаратно) реализованных блоков. На рис.1 показана структу­ра имитационной модели.

 
 

Рис. 1. Структура имитационной модели.

Блок имитации внешних воздействий (БИВВ) форми­рует реализации случайных или детерминированных процессов, имитирующих воздействия внешней среды на объект.

Блок обработки результатов (БОР) пред­назначен для получения информативных характеристик исследуемого объекта.

Необходимая для этого информация поступает из блока математической модели объекта (БМО).

Блок управления имитационной моделью (БУИМ) реализует способ исследования имитационной модели, основное его назначение – автоматизация процесса проведения имитационных экспериментов.

В общем виде схема имитационной модели системы имеет вид:

Х1, Х2, ..., Хn – входы системы (входные переменные),

У1 У2,..., Уm - выходы системы (выходные переменные),

Z1, Z2, …Zl – переменные, характеризующие состояние системы.

α1, α2, … αk – параметры системы.

Входы и выходы осуществляют связь системы с внешней средой, т.е., с другими системами. Состояния Z1, Z2, …Zl фиксируют все изменения, происходящие в системе из-за прихода входных сигналов или по причине внутренних изменений, происходящих в системе.

Модель социально-экономического объекта, способного вырабатывать и корректировать цели своего функционирования, можно представить как обычную систему с дополнительными управляющими входами (рис).

g1, … управляющие сигналы.