Место моделирования в процессе принятия решений.
Определение модели. Классификация моделей и моделирования.
Практика свидетельствует, что самое лучшее средство для определения свойств объекта – натурный эксперимент, т.е. исследование свойств поведения объекта в нужных условиях, однако натурный эксперимент часто невозможен.
Таким образом, натурный эксперимент необходим, но часто невозможен. Выход из этого противоречия есть, и он называется «моделирование».
Моделирование – замещение исследуемого объекта-оригинала его условным образом или другим объектом (моделью) и изучение свойств оригинала путем исследования свойств модели.
Моделирование это:
– процесс создания или отыскания в природе объекта, который может заменить исследуемый объект.
– испытание, исследование модели;
– перенос полученных на модели сведений на оригинал, т.е. предписывание свойств модели оригиналу.
Каждая модель уникальна, т.к. создается в рамках решаемой задачи. Однако модели на практике классифицируют по различным признакам. В теории рассматривается много признаков классификации, и их количество не установилось. Тем не менее, актуальны следующие признаки классификации:
– характер моделируемой стороны объекта;
– характер процессов, протекающих в объекте;
– способ реализации модели.
Классификация моделей и моделирования по признаку «характер моделируемой стороны объекта»
В соответствии с этим признаком модели могут быть:
– функциональными/кибернетическими;
– структурными;
– информационными.
Функциональные модели отображают только поведение, функцию объекта. Моделируемый объект рассматривают как «черный ящик», имеющий входы и выходы. При функциональном моделировании наблюдают за выходом объекта при естественном или искусственном изменении входов модели. Строится модель поведения, абстрагируясь от наполнения объекта.
Структурное моделирование – это создание и исследование модели, структура которой подобна структуре исследуемого объекта. Структуру можно описать с помощью графа.
Считается, что если существуют эти три модели описания, удовлетворяющих требуемой исследователем точности, то система описана.
Классификация моделей и моделирования по признаку «характер процессов, протекающих в объекте»
Модели могут быть:
–детерминированными или стохастическими;
–дискретными, непрерывными и дискретно-непрерывными;
–статическими и динамическими.
Классификация моделей и моделирования по признаку «способ реализации модели»
Согласно признаку модели делятся на два обширных класса (рисунок 3).
Абстрактные модели представляют собой определенные конструкции из общепринятых знаков на бумаге или другом материальном носителе (либо компьютерная программа). Абстрактные модели могут быть символьными или математическими.
Символьная модель – это логический объект, замещающий реальный процесс и выражающий основные свойства его отношений с помощью определенной значимости.
Она может иметь самостоятельное значение, но, как правило, ее построение является начальным этапом любого другого моделирования.
Математическое моделирование – процесс создания соответствия объекта некоторой математической конструкции, называемой математической моделью и исследование модели, позволяющее получить характеристики объекта. Математические модели могут быть аналитическими, имитационными и смешанными.
Аналитические математические соотношения позволяют строить аналитические модели. Однако, на практике, построить полную аналитическую модель удается не всегда.
Имитационное моделирование представляет собой алгоритм, выполнение которого определяет последовательность смены состояний в системе и, таким образом, происходит моделирование систем. Имитационные модели достаточно просто учитывают влияние случайных факторов. Для аналитических моделей это серьезная проблема, поэтому из-за частого использования имитационных моделей моделирование процессов со случайными состояниями называют проверочным.
Материальное моделирование основано на применение модели в реальной технической конструкции. При этом возникают сложности с точностью моделирования и масштабированием.