2.3. Имитационное моделирование
Имитационное моделирование — это метод исследования, при котором изучаемая система заменяется моделью, с достаточной точностью описывающей реальную систему и с ней проводятся вычислительные эксперименты с целью получения информации об этой системе. Экспериментирование с моделью называют имитацией.
К имитационному моделированию прибегают, когда:
- дорого или невозможно экспериментировать на реальном объекте;
- невозможно построить аналитическую модель: в системе есть время, причинные связи, последствие, нелинейности, стохастические (случайные) переменные;
- необходимо сымитировать поведение системы во времени.
Перечислим преимущества имитационного моделирования
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.
Примеры имитационных моделей приведены на рисунке 2.3 и рисунке 2.4.
На рисунках изображен трохоидальный метод фрезования.
Рис.2.3. Трохоидальное фрезерование пазов
Трохоидальный метод - это очень эффективный способ обработки паза. Постоянное круговое движение используется для получения требуемой ширины паза. Этот метод был разработан для обработки пазов на высоких скоростях. Преимущества при применении трохоидального фрезерования, таковы что, может быть обработан паз шириной больше режущего диаметра инструмента. То есть пазы разных размеров могут эффективно обрабатываться одним и тем же инструментом. Использование небольшой радиальной глубины резания позволяет применять фрезы с малым шагом, что позволяет вести обработку на больших подачах и скоростях резания, чем при обычной фрезерной обработке паза.
Рис.2.4. Трохоидальное фрезерование лопатки
Более подробно об имитационном моделировании будет рассмотрено ниже.