Имитационное моделирование

В определенные моменты функционирования сложных систем возникает необходимость их исследования с целью получения представления о внутренних отношениях между их компонентами или вычисление их производительности в новых условиях эксплуатации.

Моделирование — метод решения задач, при использовании которого исследуемая система заменяется более простым объектом, описывающим реальную систему и называемым моделью.

Моделирование применяется в случаях, когда проведение экспериментов над реальной системой невозможно или нецелесообразно: например, по причине хрупкости или дороговизны создания прототипа либо из-за длительности проведения эксперимента в реальном масштабе времени.

Различают физическое и математическое моделирование. Примером физической модели является уменьшенная копия самолета, продуваемая в потоке воздуха. При использовании математического моделирования поведение системы описывается с помощью формул. Особым видом математических моделей являются имитационные модели.

Имитационная модель — это компьютерная программа, которая описывает структуру и воспроизводит поведение реальной системы во времени. Имитационная модель позволяет получать подробную статистику о различных аспектах функционирования системы в зависимости от входных данных.

Примеры моделирования:

Рассмотрение производственной компанией возможности построения больших дополнительных площадей для завода, если руководство не уверено, что потенциальный рост производительности сможет оправдать затраченные ресурсы. В этом случае применяется моделирование работы завода в его текущем состоянии с якобы построенными дополнительными площадями.

Примеры задач при решении которых моделирование эффективно:

  • проектирование и анализ производственных систем ;
  • определение требований к оборудованию и протоколам сетей связи, программному обеспечению различных компьютерных систем;
  • оценка различных систем вооружений и требований к их материально-техническому обеспечению;
  • проектирование и анализ работы транспортных систем, например автопарка, аэропорта, метрополитена;
  • оценка проектов создания организаций массового обслуживания, например заведения общепита, больницы, центры обработки заказов; 
  • модернизация различных процессов в деловой сфере; 
  • определение политики в системах управления запасами;
  • анализ финансовых и экономических систем.

Преимущества имитационного моделирования

Применение имитационных моделей дает множество преимуществ по сравнению с выполнением экспериментов над реальной системой и использованием других методов.

  • Стоимость. Допустим, компания уволила часть сотрудников, что в дальнейшем привело к снижению качества обслуживания и потери части клиентов. Принять обоснованное решение помогла бы имитационная модель, затраты на применение которой состоят лишь из цены программного обеспечения и стоимости консалтинговых услуг.

  • Время. В реальности оценить эффективность, например, новой сети распространения продукции или измененной структуры склада можно лишь через месяцы или даже годы. Имитационная модель позволяет определить оптимальность таких изменений за считанные минуты, необходимые для проведения эксперимента.

  • Повторяемость. Современная жизнь требует от организаций быстрой реакции на изменение ситуации на рынке. Например, прогноз объемов спроса продукции должен быть составлен в срок, и его изменения критичны. С помощью имитационной модели можно провести неограниченное количество экспериментов с разными параметрами, чтобы определить наилучший вариант.

  • Точность. Традиционные расчетные математические методы требуют применения высокой степени абстракции и не учитывают важные детали. Имитационное моделирование позволяет описать структуру системы и её процессы в естественном виде, не прибегая к использованию формул и строгих математических зависимостей.

  • Наглядность. Имитационная модель обладает возможностями визуализации процесса работы системы во времени, схематичного задания её структуры и выдачи результатов в графическом виде. Это позволяет наглядно представить полученное решение и донести заложенные в него идеи до клиента и коллег.

  • Универсальность. Имитационное моделирование позволяет решать задачи из любых областей: производства, логистики, финансов, здравоохранения и многих других. В каждом случае модель имитирует, воспроизводит, реальную жизнь и позволяет проводить широкий набор экспериментов без влияния на реальные объекты.

Если вам необходима консультация специалиста по имитационному моделированию обратитесь к нам.

Задать вопрос