Классическая технология моделирования.
Классическая технология моделирования подразделяется на:
– пооперационная технология (одна операция);
– процедурная технология (совокупность взаимосвязанных операций, выполняющих целевую функцию);
– этап моделирования (совокупность процедур);
– фаза моделирования (совокупность этапов);
– целостная технология (совокупность фаз).
Сам процесс моделирования по классической технологии представляется двумя фазами: создание модели и использование модели. Каждая фаза подразделяется на некоторые шаги, которые необходимо последовательно выполнить для достижения результата.
Фазы моделирования:
1. Фаза осмысления и осознания необходимости и целесообразности использования методологии и технологии моделирования(латентная)
2. Фаза создания модели
3. Фаза использования модели
Фаза осмысления и осознания необходимости и целесообразности:
На этой фазе в качестве побудительного мотива выступает осознанная потребность или необходимость реализовать эту потребность → т. е. получить результат. Анализ потребности может быть осуществлён либо в случае, когда сама потребность очевидна(мы её ясно видим, но для достижения результата её реализации необходимо затратить определённые усилия, т. е. непосредственно нереализуема), второй случай, когда потребность не определена (существует, но не осознаваема).
Второй случай — на основе анализа принято решение, о тех или иных методах или способах достижения конечного результата, в достаточно простых случаях, при осознании потребности и средств её достижения возможно простое решение задачи. Если же потребность неопределенна, сложность достижения конечного результата высока, т. е. В тех случаях, когда имеет место сложная задача, то одним из возможных методов получения результата, а иногда и единственным методом является моделирование. Для принятия решения о целесообразности и необходимости использования моделирования необходимо провести дальнейшее исследование, анализ затрат и оценку эффективности этих затрат в случае положительного ответа на поставленные вопросы принимается решение о использовании моделирования как метода решения сложной, поставленной, сформулированной, неопределённой, нечёткой задачи.
Создание модели:
Рассмотрим фазу создания модели.
1) Необходимо определить объект моделирования. Рассматриваются цели на достижение которых направлены все действия по моделированию. Объекты всегда характеризуются некоторой структурой, некоторым поведением или функцией и организацией. Поэтому моделированию может подлежать каждый из названных аспектов в отдельности и любое их сочетание. При этом необходимо помнить что в модели должны быть отражены условия взаимодействия предмета моделирования с окружающей его внешней средой. С учетом определения объекта, согласно формулируемым целям формулируется задача моделирования ( или несколько задач (основная и вспомогательные)). Формировать задачу моделирования целесообразно в соответствии с её концептуальной моделью, которая задаётся кортежем включающем 4 многосортных множества:
1. Большая сигма
2. Цели задачи Z; (A)im; (G)oal
3. Условия при которых решение задачи реализуется C.
4. Совокупность данных и знаний J
Сущность задачи моделирования, второй кортеж: условия решения задачи Cp=<Mp,Ap,Fip,Пp>
2)Определение метода моделирования
Определение средств реализации метода. Методы делятся на физические и математические. С учетом целей, задач, методов, и средств, разрабатывается алгоритм решения и его программная реализация, одновременно определяются требования к конечному результату моделирования по показателям качества и эффективности. Осуществляется тестирования программы. Если тест удачен переходят к документированию через все шаги. Создание модели окончено
Выделим некоторые основные пункты, задействованные в этапе создания модели:
1) определение потребности в решении задачи;
2) определяется необходимость и целесообразность модельного подхода;
3) формулируются цели моделирования;
4) исходя из целей определяют задачи моделирования;
5) в соответствии с целями и задачами определяют объект моделирования (оригинал), а так же окружающую его среду;
6) если объект определен, то уточняются и формулируются задачи моделирования;
7) исходя из целей и задач проводится анализ объекта моделирования и осуществляется содержательное описание;
8) по результатам анализа и описания определяется метод моделирования;
9) в соответствии с предшествующими пунктами формируется модель;
10) осуществляется тестирование (проверка на адекватность) модели (данные по показателям адекватности определяются на этапе формулирования задачи моделирования);
11) если модель адекватна, то завершается данная фаза, в противном случае проводится анализ причин несоответствия модели и в зависимости от результатов анализа идет возврат на тот или иной шаг создания модели;
Использование модели:
Анализ задачи моделирования(вторичный). В результате анализа определяется требования к исходным данным для её решения. Определяется оптимальное использование исходных данных. Исходные данные вариабельны). Формируются наборы исходных данных для вариабельности модельного эксперимента. Разрабатывается план проведения модельного эксперимента, для плана рекомендуется использовать теорию планирования эксперимента. Такая теория даёт возможность при минимальном прогоне модели определить наилучший результат. (Томас Нейлор «Планирование модельных экспериментов»). Осуществление модельного эксперимента и прогон модели в рамках планирования эксперимента. После получения набора данных, происходит анализ результатов моделирования. Возможно несколько методов анализа, построение рядов по убыванию(возрастанию), оценивание наиболее существенных параметров и характеристик, оптимизация полученных результатов, например отбор нескольких результатов с лучшими показателями и попытка свести всё к одному. Если данные получены, процесс моделирования завершается. Если же действия не дают желаемого результата, то анализируются причины и возврат на те этапы, которые по результатам анализа не удовлетворяют конечному результату. Замечание: если мы используем математические методы моделирования то включаются этапы построения математической модели, компонент системы, обобщенной математической модели всей системы.
Замечание2: для сложных систем возможно применение в качестве исходных математических моделей агрегативные модули Н.П. Бусленко. Такие модули разработаны на основе теории метода пространства состояний и инвариантны к любому компоненту моделируемой системы. Каждый модуль программируется и представляется программным модулем в который загружается соответствующие данные объекта оригинала. Связь и взаимодействие таких агрегатов формируется либо по объекту оригиналу, либо по его характеристикам.
Выделим некоторые основные пункты, задействованные в этапе использования модели:
1) уточнение и корректировка задачи моделирования;
2) определение и уточнение исходных данных для решения задачи моделирования;
3) планирование решения задачи моделирования;
4) проведение модельного эксперимента в задаче моделирования;
5) анализ и оценка результатов задачи моделирования по соответствующему критерию результатов моделирования;
6) если результаты не удовлетворяют, то проводится анализ причин и корректировка соответствующих исходных данных.
При различных сочетаниях результатов моделирования формируется парадигма результатов моделирования, причем такая парадигма включает только те результаты, которые удовлетворяют результатам моделирования, но их качество различно. Далее происходит сопоставительный анализ результатов и выбор наилучшего, либо оптимизация некоторого рационального результата за счет включения в него наилучших свойств других результатов.
Конец формы