1.3.Этапы имитационного моделирования.

Вне зависимости от типа моделей (непрерывные и дискретные, детерминированные и стохастические и т.д.) имитационное моделирование включает в себя ряд основных этапов, представленных на рисунке 1 и является сложным итеративным процессом:

1. Формулировка проблемы и определение целей имитационного исследования Документированным результатом на этом этапе является составленное содержательное описание объекта моделирования;

2. Разработка концептуального описания. Результатом деятельности системного аналитика является концептуальная модель (или вербальное описание) и выбор способа формализации для заданного объекта моделирования.

3. Формализация имитационной модели. Составляется формальное описание объекта моделирования.

4. Программирование имитационной модели (разработка программы – имитатора). На этапе осуществляется выбор средств автоматизации моделирования, алгоритмизация, программирование и отладка имитационной модели.

5. Испытание и исследование модели, проверка модели. Проводится верификация модели, оценка адекватности, исследование свойств имитационной модели и другие процедуры комплексного тестирования разработанной модели.

6. Планирование и проведение имитационного эксперимента. На данном технологическом этапе осуществляется стратегическое и тактическое планирование имитационного эксперимента. Результатом является составленный и реализованный план эксперимента, заданные условия имитационного прогона для выбранного плана.

7. Анализ результатов моделирования. Исследователь проводит интерпретацию результатов моделирования и их использование – собственно принятие решений.

Рисунок 1 – Технологические этапы имитационного моделирования.

1.4.Формализованная схема процесса и моделирующий алгоритм.

I Схема разрабатывается в результате структуризации процесса и выделении модулей и связей между ними с учетом требований:

1) разложение сложной системы на более простые;

2) возможность математического описания каждого модуля;

3) возможность его программной реализации на компьютере за заданное время.

II После структуризации выбираются методы математического описания модулей исходя из их физической природы и особенностей оборудования.

III Построение управляющей блок – схемы и ее детализация, которая отражает последовательность операций, связанных с решением задачи.

Основные элементы схемы:

1)управляющая блок-схема;

2) описание каждого модуля: название решаемой задачи, математический метод описания, состав входных / выходных данных, числовые данные;

3) описание правил передачи управления от одного модуля к другому;

4) окончательный перечень искомых величин и исследование зависимостей;

5) системное время, которое моделирует течение времени в реальной системе.

Вывод: имитационное моделирование представляет собой комплекс программ, описывающих поведение каждого модуля и правила взаимодействия между ними.

Структура моделирующего алгоритма:

Возможно отсутствие отдельных блоков. Основное центральное звено алгоритма – это формализованная схема процесса, представляющая собой формализованное описание процедуры функционирования объекта и позволяющая определить значение выходных характеристик в зависимости от входных факторов. Все остальные блоки представляют внешнее математическое обеспечение процесса имитации.

Модель входа обеспечивает задание входных факторов. Динамические модели отражают изменение факторов во времени по заданной траектории а(t).

Модель входа обеспечивает накопление, обработку и анализ полученного множества случайных результатов на основе многократного просчета выходных характеристик при различных значениях детерминированных и случайных факторов. Эта модель включает критерии тактического планирования эксперимента.

Модель обратной связи позволяет на основе анализа полученных результатов изменять значения управляемых переменных. Реализуются функции стратегического планирования эксперимента.

Критерий оптимальности позволяет выбирать наилучшее значение управляемых переменных.