6. Уточнення моделі і (або) оптимізація. Створення моделі – не самоціль, особливо в інженерній роботі. На основі розробленої моделі необхідно створити ефективний проект технічного об’єкта або системи.

Практичне використання моделі можливо лише після ретельного її дослідження та налагодження, в процесі яких необхідно не тільки вирішити завдання перевірки адекватності, ідентифікації параметрів, оцінки значимості параметрів, але і вибору оптимального їх значення.

Метою оптимізації є визначення найкращих структури і (або) параметрів виробів і процесів. У цьому випадку завдання автоматизованого проектування зазвичай ставиться в термінах математичного програмування (вибирається функція мети, призначаються проектні змінні, встановлюються обмеження) і вирішується як завдання пошуку екстремального значення обраної цільової функції. Зазвичай домагаються мінімізації функції мети. Наприклад, зниження маси, витрати матеріалу, часу обробки. Універсальної цільовою функцією є вартість, хоча розрахунок її для багатьох випадків моделювання дуже ускладнений.

Як правило, в інженерних задачах вимагається досягнення не абсолютного оптимуму, але раціонального проекту, який передбачає компроміс між одержуваним ефектом і витратами на його досягнення.

Виявлення значимих параметрів (і нехтування іншими) дозволяють зменшити розмірність простору параметрів. Воно базується на визначенні коефіцієнтів чутливості вихідних показників по відношенню до варіацій вхідних параметрів і представляє значну цінність при вирішенні задач оптимізації.

Завдання уточнення та модифікації моделей зазвичай вирішуються після накопичення певного досвіду роботи з моделлю. До них відносяться: спрощення, ускладнення, структурна зміна. Такі перетворення можуть бути як еквівалентними (проведеними з метою скорочення числа станів системи, кількості зв'язків і т.п.), так і нееквівалентного (істотне огрубіння закономірностей, виключення або введення додаткових факторів).

Найважливішим способом спрощення моделей є використання методів теорії подібності – зокрема, перехід від вихідних параметрів до меншого числа узагальнених. Зміна моделі відбивається як на потрібних обчислювальних ресурсах, так і на можливості одержання тих чи інших характеристик.

Переваги, недоліки та помилки моделювання.

Переваги комп’ютерного моделювання очевидні:

- Більшість із складних реальних технічних об’єктів і систем не можуть бути точно описані за допомогою аналітичних формул і співвідношень, тому комп’ютерне моделювання стає єдино можливим методом їх проектування.

- Моделювання дозволяє обчислити точні параметри виробу (масу, площу, обсяг і т.д.), оцінити експлуатаційні показники проектованої системи ще до її створення або матеріальної реалізації.

- Шляхом моделювання можна порівнювати пропоновані альтернативні варіанти проектів системи (або альтернативні стратегії процесів), щоб визначити, який з них більше відповідає зазначеним вимогам.

- Моделювання дозволяє вивчити тривалий інтервал функціонування системи (скажімо, економічної) в стислі терміни або, навпаки, вивчити більш докладно роботу системи в розгорнутий інтервал часу.

- Комп’ютерне моделювання дозволяє скоротити витрати і трудомісткість досліджень і розробок, у порівнянні з використанням матеріальних зразків і реальних технічних систем.

Перелік переваг моделювання легко можна продовжити, але більш важливим нам представляється зупинитися на можливих недоліках моделювання і небезпеках помилок.

Кожен з варіантів комп’ютерної моделі дозволяє отримати лише наближені оцінки справжніх характеристик модельованого об’єкта. Похибка моделювання може бути настільки велика, що навіть при вірних розрахунках отримані параметри виробу неприйнятні для практичного використання.

Однак за допомогою аналітичної моделі, в разі якщо вона підходить для вирішення даної задачі, часто можна легко отримати точніші, «справжні» характеристики моделі для різних наборів вхідних параметрів. Тому, якщо доступна або може бути легко розроблено аналітичну модель, адекватна системі, краще використовувати саме її, а не звертатися до комп’ютерного моделювання. Найчастіше, аналітичні співвідношення можна вивести для якогось окремого випадку. Тоді він може бути використаний як тест для доказу адекватності і точності універсальної комп’ютерної моделі.

Велике число даних, одержуваних в результаті дослідження за допомогою моделювання, або переконливий вплив реалістичною анімацією часто призводять до того, що результатами такого дослідження довіряють більше, ніж це виправдано. Якщо модель не є адекватним представленням системи, що вивчається, результати моделювання (якими б переконливими вони не здавалися) будуть містити мало корисної інформації про дійсну системі.

Приймаючи рішення, чи підходить дослідження за допомогою моделювання до конкретної ситуації, слід враховувати всі зазначені переваги та недоліки комп’ютерного моделювання.