§ 6.2. Применение имитационного моделирования

Рекомендуется использовать имитационное моделирование в следующих случаях:

1. Если не существует законченной постановки задачи исследования и идет процесс познания объекта моделирования. Имитационная модель служит средством изучения явления.

2. Если аналитические методы имеются, но математические процессы сложны и трудоемки, и имитационное моделирование дает более простой способ решения задачи.

3. Когда кроме оценки влияния параметров (переменных) процесса или системы желательно осуществить наблюдение за поведением компонент (элементов) процесса или системы (ПС) в течение определенного периода.

4. Когда имитационное моделирование оказывается единственным способом исследования сложной системы из-за невозможности наблюдения явлений в реальных условиях (реакции термоядерного синтеза, исследования космического пространства).

5. Когда необходимо контролировать протекание процессов или поведение систем путем замедления или ускорения явлений в ходе имитации.

6. При подготовке специалистов для новой техники, когда на имитационных моделях обеспечивается возможность приобретения навыков в эксплуатации новой техники.

7. Когда изучаются новые ситуации в РПС. В этом случае имитация служит для проверки новых стратегий и правил проведения натурных экспериментов.

8. Когда особое значение имеет последовательность событий в проектируемых программных системах, и модель используется для предсказания узких мест в функционировании РПС.

Обычно 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.

С помощью имитационного моделирования можно ответить на множество вопросов, возникающих в момент принятия решения об изменениях в процессах, происходящих в бизнесе:

• Как изменится рентабельность бизнеса?

• Как проведенные изменения отразятся на производительности технологического оборудования и персонала?

• Какие дополнительные инвестиции потребуется сделать?

• Каков срок окупаемости производимых инвестиций?

Очень часто эти вопросы остаются без ответов до тех пор, пока предполагаемые изменения не будут осуществлены. Но после того как изменения проделаны, цена исправления ошибочных решений становится значительно выше. Имитационное моделирование дает возможность тестировать разные идеи, «проигрывая» их на компьютерной модели, что намного дешевле, чем проводить множество испытаний и исправлений ошибок на реальных процессах.

Типичные примеры сфер деятельности, где может быть с выгодой применено имитационное моделирование:

1. Производство. Особенно эффективно его применение при строительстве нового производства любой отрасли: машиностроение, металлургия, нефтехимическая промышленность, деревообработка и др.

2. Расширение и модернизация существующего производства.

3. Постановка на производство новой продукции.

4. Проектирование системы транспортировки угля, руды из шахты на поверхность и далее к потребителям.

5. Организация логистической системы, состоящей из дистрибутивных центров, складов, транспортных средств.

6. Строительство транспортного узла.

7. Технико-экономическое обоснование внедрения автоматизированных систем оперативным управлением производством, складом, транспортным предприятием.

8. Бизнес - процессы

9. Боевые действия

10. Динамика населения

11. Дорожное движение

12. ИТ-инфраструктура

13. Математическое моделирование исторических процессов

14. Пешеходная динамика

15. Рынок и конкуренция

16. Сервисные центры

17. Цепочки поставок

18. Уличное движение

19. Управление проектами

20. Экономика здравоохранения

21. Экосистема

22. Информационная безопасность

Одна из причин для того, чтобы использовать имитационное моделирование – это повышение уровня автоматизации производства, нацеленное на повышение производительности, качества продукции и на снижение затрат, приведшее к увеличению сложности производственных систем. А проблемы, возникающие в системах такой сложности, могут быть проанализированы только с применением компьютерного моделирования. Еще одна причина в том, что применение анимации в моделировании повысило возможность большего понимания имитационных моделей неспециалистами в моделировании, т.е. руководителями, менеджерами и инженерами-производственниками.

Имитация, как метод решения нетривиальных задач, получила начальное развитие в связи с созданием ЭВМ в 1950х — 1960х годах.