в чем особенность имитационных моделей
Шпаргалка для ГОСов 2012 АСОИ
Имитационная модель – формальное описание логики функционирования исследуемой системы и взаимодействия отдельных ее элементов во времени, учитывающее наиболее существенные причинно-следственные связи, присущие системе и обеспечивающие проведение статических экспериментов.
Основные понятия имитационной модели:
Событие – мгновенное изменение элемента системы или состояния системы в целом
Работа – единичное действие системы по обработке входных данных
Процесс – логически связанный набор работ
Транзакт – сообщение, поступившее на вход извне.
Требования к имитационной модели:
имитационное моделирование является машинным методом моделирования благодаря развитию информационных технологий, что привело к появлению этого вида компьютерного моделирования. В имитационном моделировании важную роль играет не только проведение, но и планирование эксперимента на модели.
сущность имитационного моделирования:
В процессе имитационного моделирования исследователь имеет дело с четырьмя основными элементами:
Особенностью имитационного моделирования является то, что имитационная модель позволяет воспроизводить моделируемые объекты:
Отличительной особенностью метода имитационного моделирования является возможность описания и воспроизведения взаимодействия между различными элементами системы. Таким образом, чтобы составить имитационную модель, надо:
Ключевым моментом в имитационном моделировании является выделение и описание состояний системы. Система характеризуется набором переменных состояний, каждая комбинация которых описывает конкретное состояние. Следовательно, путем изменения значений этих переменных можно имитировать переход системы из одного состояния в другое. Таким образом, имитационное моделирование – это представление динамического поведения системы посредством продвижения ее от одного состояния к другому в соответствии с определенными правилами. Эти изменения состояний могут происходить либо непрерывно, либо в дискретные моменты времени. Имитационное моделирование есть динамическое отражение изменений состояния системы с течением времени.
При имитационном моделировании логическая структура реальной системы отображается в модели, а также имитируется динамика взаимодействий подсистем в моделируемой системе.
Свойства и области применения имитационных моделей
Сущность и особенности имитационного моделирования.
С точки зрения логики моделирования все математические модели делятся на 2 группы:
1) аналитические модели, представляющие собой математические выражения зависимости между входами и выходами;
2) имитационные модели – программы для ЭВМ, воспроизводящие поведение реальных объектов.
Важное преимущество имитационной модели по отношению к аналитической заключается в том, что за счет детализации ее можно сделать весьма близкой к моделируемому объекту. Однако такое приближение неизбежно связано с усложнением и большим временем разработки имитационной модели.
Имитационная система – совокупность моделей, имитирующих изучаемый процесс, это системы внутреннего и внешнего обеспечения (прикладного).
Виды имитационных моделей:
1) статические и динамические;
2) детерминированные и стохастические;
3) дискретные и непрерывные.
Имитационное моделирование реализует экономический эксперимент.
Имитационное моделирование применяется тогда, когда требуется имитация элементарных явлений, составляющих исследуемый процесс, при сохранении их логической структуры, последовательности протекания во времени, характера и состава информации о состоянии процесса.
Развитие имитационного моделирования идет параллельно с развитием ЭВМ.
Достоинства имитационного моделирования:
1. Возможность объединять традиционные математические и экспериментальные компьютерные методы.
2. Возможность исследовать объекты, физическое моделирование которых экономически нецелесообразно или невозможно.
3. Исследование еще не существующих объектов.
4. Исследование труднодоступных или ненаблюдаемых объектов.
7. Исследование плохо формализуемых экологических, социальных или экономических систем.
8. Исследование объектов практически любой сложности при большой детализации и снятии ограничений на вид функций распределения случайных величин.
Недостатки имитационного моделирования: большие затраты времени на сбор статистических данных, средства, связанные с эксплуатацией вычислительной техники (временные, стоимостные).
Свойства и области применения имитационных моделей.
Свойства имитационной модели:
1) Конечность. Модель, отражает оригинал лишь в конечном числе отношений и наделяется строго ограниченным числом свойств.
2) Упрощенность. Обусловлена конечностью модели и тем, что модель отражает главные свойства реального объекта, ограничены операционные средства.
3) Приближенность. Степень приближенности модели к реальному объекту может быть очень высокой или может изменяться в определенных пределах.
4) Адекватность. Рассматривается как мера эффективности достижения поставленной цели при моделировании, достаточная для достижения этой цели.
5) Истинность. Связано с решением вопроса о доступности объективной истинности субъективным познанием.
К имитационному моделированию прибегают, когда:
1) дорого или невозможно экспериментировать на реальном объекте;
2) невозможно построить аналитическую модель: в системе есть время, причинные связи, последствие, нелинейности, стохастические (случайные) переменные;
3) необходимо сымитировать поведение системы во времени.
Цель имитационного моделирования состоит в воспроизведении поведения исследуемой системы на основе результатов анализа наиболее существенных взаимосвязей между ее элементами или другими словами — разработке симулятора исследуемой предметной области для проведения различных экспериментов.
Имитационное моделирование позволяет имитировать поведение системы во времени. Причём плюсом является то, что временем в модели можно управлять: замедлять в случае с быстропротекающими процессами и ускорять для моделирования систем с медленной изменчивостью. Можно имитировать поведение тех объектов, реальные эксперименты с которыми дороги, невозможны или опасны. С наступлением эпохи персональных компьютеров производство сложных и уникальных изделий, как правило, сопровождается компьютерным трёхмерным имитационным моделированием. Эта точная и относительно быстрая технология позволяет накопить все необходимые знания, оборудование и полуфабрикаты для будущего изделия до начала производства.
Можно выделить две разновидности имитации:
1) Метод Монте-Карло (метод статистических испытаний);
2) Метод имитационного моделирования (статистическое моделирование).
В чем особенность имитационных моделей
Основной особенностью имитационных моделей является то, что исследуемый процесс как бы копируется на вычислительной машине, поэтому имитационные модели, в отличие от моделей аналитических, позволяют [c.77]
Подчеркнем, что главная особенность имитационного исследования состоит в том, что в этом исследовании проводятся эксперименты, но только не с объектом, а с его математической моделью. Такое представление об имитации появилось в 60-х годах нашего столетия. Имитационные исследования используются для анализа сложных систем в таких непохожих областях науки, как исследование ядерных реакторов и изучение психологии человека, моделирование боевых действий и анализ биологических систем в природе, изучение распространения эпидемий и моделирование исторических процессов, автоматизированное проектирование сложных технических систем и оценка воздействия лечебных процедур на организм человека. Особенно важное место имитационные исследования занимают в анализе экономических процессов. В экономических исследованиях имитация используется в широком диапазоне задач, от отдельных вопросов массового обслуживания и оперативного планирования производства до изучения перспектив развития экономики нашей планеты в целом. Такое разнообразие задач затрудняет выработку каких-то единых, универсальных рекомендаций (тем более, что имитационные методы еще крайне молоды — они используются всего лишь около двадцати лет и сейчас бурно развиваются). Имитационное исследование в значительной степени остается задачей, требующей большой творческой активности и самостоятельности человека, их осуществляющего. Тем не менее, уже сейчас возможно выделить основные принципы проведения имитационных экспериментов, которым и будет посвящен этот раздел книги. [c.233]
При написании программы для проведения имитационных экспериментов с математической моделью изучаемого объекта при помощи ЭВМ возникает несколько специфических проблем, связанных с особенностями имитационных [c.256]
Любой эксперимент — реальный или имитационный (машинный) — можно в самом упрощенном виде отобразить таким уравнением отклика (имитационной моделью). Если в реальном эксперименте изучается, напр., воздействие метода премирования рабочих за качество продукции, то факторами будут уровни, условия и другие характеристики премий, уровни квалификации и другие особенности рабочих и т.д. О. — тот или иной показатель качества продукции, являющийся результатом действия указанных факторов. Функция ф — собственно то, что мы обычно ищем в подобном эксперименте —степень воздействия факторов в данном случае — зависимость результатов от использования той или иной системы премирования. [c.251]
В главе 2 рассматриваются вопросы построения финансовой имитационной модели предприятия. Модель состоит из ряда блоков, каждый из которых может быть настроен на особенности предприятия моделирование внешнего экономического окружения (инфляции, налогов и сборов, валютных курсов и др.) моделирование текущего (начального) состояния предприятия моделирование производственной и сбытовой деятельности моделирование финансовой отчетности и расчет финансовых и экономических коэффициентов (отчет о движении денежных средств, отчет о финансовых результатах и их использовании, проектный баланс, расчет коэффициентов финансовой оценки). [c.6]
Имитационная модель предприятия состоит из ряда блоков, каждый из которых может быть настроен на особенности предприятия или компании. Блоки имитационной модели предприятия по функциональному признаку могут быть разбиты на следующие группы [c.10]
В данном разделе мы познакомились с основными функциональными возможностями программного комплекса ТЭО-ИНВЕСТ. В следующих разделах будут детально описаны блоки имитационной модели и особенности их использования для решения практических задач на предприятии. [c.37]
В ТЭО-ИНВЕСТ расчет производственных издержек осуществляется в нескольких блоках имитационной модели предприятия. Предусмотрена настройка модели на особенности технологии производственно-сбытовой деятельности предприятия и структуры производственных издержек. В зависимости от моделируемой программы производства и продаж задаются данные, на основе которых по периодам вычисляются текущие затраты, связанные с производственной деятельностью предприятия. Производственные издержки включают расчет [c.57]
Основным средством построения финансовой модели предприятия является программный комплекс ТЭО-ИНВЕСТ, который позволяет моделировать технологические и финансовые особенности предприятия в виде единой имитационной модели. Заметим, что в ТЭО-ИНВЕСТ также могут использоваться оптимизационные модели. [c.208]
Особенности поведения предприятия, связанные со стохастическим и законами принятия решения в системе оптовой торговли средствами производства, можно исследовать при помощи имитационных моделей с использованием метода машинного моделирования [4]. Имитацию поведения предприятия проведем при заключении данным предприятием договоров с поставщиками и потребителями и при совершении акта продажи своей продукции. При заключении договоров предполагается, что предприятие заявило потребителям количество и номенклатуру продукции, которую ему выгодно выпускать с точки зрения максимума прибыли. С другой стороны, оно сделало заказ поставщикам на ресурсы, необходимые для этого состава и объема выпуска продукции. В процессе формирования договоров случайным является поведение поставщиков и потребителей. Предполагается, что поставщики с некоторым заданным законом распределения вероятностей принимают или не принимают заказы на ресурсы. Аналогично потребители с некоторым заданным законом распределения вероятностей принимают или не принимают заявки на заказ соответствующего вида средств производства. Причем отказ в принятии заказа или заявки на заказ может быть (в большинстве случаев будет именно так) не только полным, но и частичным. Используя способность ЭВМ формировать случайные числа, можно имитировать поведение предприятия при различной реакции внешней среды (потребителей и поставщиков). Экономически вполне оправданно считать, что вероятность величины отказа поставщиков и потребителей распределена по показательному закону. Действительно, с возрастанием величины отказа его вероятность уменьшается, причем это уменьшение происходит явно быстрее, чем по линейному закону. Задавая, кроме того, вероятность той или иной реакции данного предприятия на поведение поставщиков и потребителей при формировании договоров, можно получить приближенную картину его функционирования при разных характеристиках внешней среды и его внутренних характеристиках. Операторная схема и блок-схема моделирующего алгоритма для данной имитационной модели имеют следующий вид [c.90]
Другой особенностью модели является возможность оценивать остаточные ошибки, долю тестируемых дуг и время на исправление ошибок, что позволит прогнозировать этап тестирования. Наиболее вероятной рекомендацией для применения имитационной модели будет процесс разработки отдельного модуля. [c.255]
Хотя процесс построения имитационных моделей прост, и сделать это можно с помощью многих программных пакетов, следует учесть следующие особенности. [c.1067]
В первой главе — Проблемы и основы имитационного моделирования сложных экономических объектов и процессов рассматриваются важные вопросы, связанные с формированием у читателя имитационного мышления, без которого построение имитационных моделей невозможно. Здесь описываются трудности, возникающие при моделировании сложных объектов, проблемы взаимодействия постановщиков задач и математиков, их реализующих, раскрываются особенности и возможности имитационного подхода, различия аналитического и имитационного моделирования, а также основные понятия, применяемые при имитационном моделировании. В этой главе фактически излагаются основы системного исследования объектов (системного подхода), формализуются определения системы, организации, структуры и составляющие их элементов, вводятся категории управления, надежности, самоорганизации и т.п., рассматриваются этапы построения имитационных моделей. [c.8]
Вторая глава — Особенности и возможности сопряжения имитационных моделей с внешней средой рассматривает проблематику [c.8]
Данный материал можно назвать учебно-методическим при изучении курсов экономико-математических методов и моделей различных специализаций. Процессы, связанные с правильным сопряжением экономико-математических моделей с внешней средой достаточно сложны и крайне редко излагаются в учебной литературе. Особенно это касается формирования многокритериальных целевых функций и критериев достижения целей, не связанных с конкретными математическими методами. Эта глава рекомендуется специалистам, осуществляющим постановку и формализацию конкретных экономико-математических и, в частности, имитационных моделей. [c.9]
Другая особенность имитационного моделирования — разрешение конфликта между математиком, который не знает в достаточной мере объект как специалист, и специалистом (практиком) по данному объекту, не владеющим профессионально математическими методами. Как правило, при построении имитационной модели математик использует сравнительно простые математические схемы, описывающие объект по частям, а практик подсказывает, как расчленить объект на более или менее независимые части, как осуществить их сопряжение, и задает реальные, желаемые или пробные параметры внешних воздействий на имитационную модель объекта. [c.15]
Понятие целевых функций и критериев достижения целей были даны выше (см. с. 29—30), поэтому укажем только на особенности введения целевых функций в имитационные модели. Для каждого элемента модели может быть определена целевая функция с учетом критерия ее достижения. Например, целевая функция элемента, поддерживающего уровень запаса бензина на рынке автомобильного топлива, может быть выбрана в виде определенной нормативной величины, а критерий ее достижения задан интервалом, центр которого и есть нормативная величина запаса. [c.34]
ОСОБЕННОСТИ И ВОЗМОЖНОСТИ СОПРЯЖЕНИЯ ИМИТАЦИОННЫХ МОДЕЛЕЙ С ВНЕШНЕЙ СРЕДОЙ [c.45]
Формализованное описание модели. Графическое изображение имитационной модели, функции, выполняемые каждым подпроцессом, условия взаимодействия всех подпроцессов и особенности поведения моделируемого процесса (временная, пространственная и финансовая динамика) должны быть описаны на специальном языке для последующей трансляций. Для этого существуют различные способы [c.16]
Это соотношение позволяет отслеживать появление групповых потоков в реальных системах или в их имитационных моделях. Особенность обобщенного распределения Эрланга заключается в том, что его применение позволяет выполнить расчет на худший случай (при перегрузках). [c.50]
Рассмотрен набор языковых средств описания структуры имитационной модели, логики ее работы и функциональных особенностей моделируемых процессов. Эти средства представляют собой [c.126]
Установить временные и финансовые параметры этих особенностей с помощью только аналитических методов и теории бухгалтерского учета невозможно. Но структурный анализ процесса реализации проекта позволяет построить имитационную модель. 338 [c.338]
Еще до официального признания в рамках государственной политики необходимости перехода от планово-распределительной системы с командно-административными принципами управления к рыночным отношениям было известно, что дать полное формализованное описание системы управления для сложных систем практически невозможно. Причиной этому являются протекающие в управляемой системе (или внешней для нее среде) процессы, при описании которых не удается воспользоваться информацией об их внутренней структуре или принципах формирования, а также недоступность информации и чрезмерные затраты на ее получение. Это особенно характерно для рыночной экономики и при ее формировании. Поэтому в настоящей работе наибольшее внимание уделено методикам, которые позволяют принимать и обосновывать решения при неопределенности экономических данных и ситуаций, недостатке фактической информации об окружающей среде, ее перспективах, что вызывает наибольшие затруднения у специалистов в условиях рыночных отношений. Это вариантные методы математического анализа возможных линий поведения и связанных с ними исходов. Среди них в настоящей главе рассмотрены теория игр, разновидность имитационной модели, теория графов, эвристические методы при использовании методов экспертных оценок, теория вероятностей в сочетании с другими методами. В составе аналитических расчетов задействованы также приемы факторного анализа, балансовых методов и др. [c.55]
Многие исследователи считают, что наиболее приемлемыми имитационными моделями для описания целевых разработок в рамках научно-технического прогресса являются модели, основанные на графах. Практическая роль графических методов и моделей особенно возросла в управлении экономикой в настоящее время в связи с автоматизацией вычислений и последующих отображений их результатов на графопостроителях, экранах дисплеев или выведенных на печать в виде различных сетей (сетевых моделей), деревьев решений, деревьев [c.58]
Во-вторых, построение имитационных моделей в ряде случаев предшествует построению оптимизационных аналитических моделей, поскольку прежде чем оптимизировать функционирование той или иной системы, необходимо понять особенности этого функционирования. В этих случаях предварительные исследования на имитационных моделях часто дают возможность построения достаточно простых и эффективных аналитических моделей. [c.78]
Основным преимуществом имитационных моделей по сравнению с аналитическими моделями является возможность решения задач исключительной сложности. Такие особенности сложной системы как [c.11]
Дешевые средства создания диаграмм и описания потоков работ (категории 1 и 2) рекомендуется использовать в начале реинжиниринга, пока не выявлены особенности конкретного проекта и не получен материал, достаточный для принятия решения о закупке более дорогого многофункционального ИС. К достоинствам этих средств можно отнести их простоту и ясность, благодаря которым с ними могут работать непрограммирующие бизнесмены. Средства имитационного моделирования и анимации (категория 3) обеспечивают наиболее полный анализ динамики бизнес-процессов, а также «прозрачность» представления моделей бизнеса. При использовании этих средств сначала создаются детальные модели бизнес-процессов компании. Имитационные модели описывают не только потоки сущностей, информации и управления, но и различные метрики (например, частоту появления заявок, время выполнения каждой рабочей процедуры, возможно, с учетом случайных отклонений). Затем модели [c.247]
Если же есть неопределенные воздействия (особенно если неопределенные воздействия отражают присутствие противника в изучаемом объекте), то исследован г е часто проводят в виде имитационной игры, в которой сразу несколько игроков воздействуют на изучаемую модель в диалоговом режиме. В этой главе мы остановимся на анализе моделей, в которых внешними воздействиями являются управление и случайные воздействия. [c.235]
Основные этапы исследования экономических процессов на основе их математических моделей были кратко описаны в первой главе книги. Сейчас мы снова вернемся к ним, рассмотрев их с позиций имитационного эксперимента. Это позволит читателю, с одной стороны, более подробно изучить этапы модельного (в данном случае — имитационного) исследования, и, с другой стороны, лучше оценить особенности проведения прикладных имитационных экспериментов. [c.238]
Имитационные модели широко применялись в практической деятельности страны в 60—80-е годы и давали, как правило, эффективные решения для многих задач в рамках регионов, отраслей, конкретных предприятий и в военном деле. В этот период были накоплены большие теоретические результаты и получен практический опыт применения имитационных моделей. Особенно интенсивно применялись модели этого типа после опубликования работ члена-корреспондента АН СССР Н.П. Бусленко, начиная с 60-х гг. и до 1985-87 гг. Он и его ученики стали развивать не только и даже не столько математические аспекты имитационного моделирования, сколько методологию и методику имитационного моделирования. [c.5]
Характерная особенность формирования данной двухкритериальной целевой функции состоит в том, что целевая функция генерируется имитационной процедурой, что является специфической особенностью имитационного подхода к моделированию. Данная имитационная процедура позволяет варьировать степень предпочтения между экономическим и внеэкономическим критериями за счет изменения шага приоритета для ранжированного ряда значений Wt. При шаге приоритета 100% внеэкономический критерий не действует, как при шаге 0% не действует экономический критерий. Меняя шаг приоритета, можно подобрать наиболее приемлемую для конкретного объекта модель распределения ресурсов. [c.94]
Относительно хорошее действие наивного метода 1 (особенно в серии 1) не столь необъяснимо, как может показаться. Это в значительной степени объясняется природой наших моделированных функций затрат и спроса, как показано в Приложении Б. Поразительная прибыльность метода 1 свидетельствует о некоторой смещенности в нашей имитационной модели она послужила основой для анализа в приложениях. [c.468]
Следующая особенность имитационных процессов в системах принятия решений при управлении, в основе которых лежат логико-лингвистические модели, состоит в том, что интерес представляют не только статистические данные, накапливаемые в процессе моделирования (например, средние времена ожиданий или длины очередей объектов, ждущих обслуживания), но и динамика одной конкретной ситуации, причем изменяются не только (и не столько) какие-то числовые параметры, но и структурные описания (например, отношения, реализуемые между отдельными элементами, входящими в описание ситуации). Все это приводит к необходимости при построении Экстраполятора для систем ситуационного управления использовать возможности, содержащиеся не только в традиционных языках для имитационного моделирования, но и в языках, характерных для описания и трансформации описаний ситуаций. [c.245]
Известно, что экономическая наука может совершенствовать процесс управления экономикой двумя путями — рационализацией управления и учебой управленческих кадров разного уровня. Одним из наиболее эффективных способов повышения квалификации управленца является его участие в управленческих имитационных играх, особенно, с использованием имитационных моделей тех систем, подсистем и надсистем, в управлении которыми он участвует. [c.110]