Развитие методологии имитационных исследований сложных экономических систем (1142216), страница 18
Текст из файла (страница 18)
Какправило, при проведении исследования (на разных этапах) пользователь вынужденприменять не одну, а несколько программных систем и использовать ручныеоперации. Например:•Этап обработки статистики может выполняться с помощью профессиональныхсистем обработки статистических данных. Например, ППП СТАТИСТИКА [11],SPSS [18] , SAS [132-133], Stat::Fit [154], ExpertFit [134] и др.;•Этап разработки и отладки моделей – на общецелевых языках имитационногомоделирования.
Например, SIMULA [31], GPSS [125], [34], SIMSCRIPT [79],AnyLogic [54] и др.;•Этап проведения экспериментов с моделью – с использованием программпланирования экспериментов и оптимизации имеющихся в тех же пакетахобработки статистики или отдельно написанных программ. Например, OptQuest[160], , IOSO [101], [143], Vanguard Global Optimizer [103], SAS/OR [132-133].Конечно, традиционный подход все время видоизменяется. В частности, он всебольше и больше автоматизируется.
В настоящее время процесс ИИСС чаще всегоразбивается на несколько последовательных частей, границы которых обусловлены81используемыми программными комплексами. И количество этих программ всеувеличивается. Не остается практически ни одного действия исследователя в процессеИИСС, который не был бы автоматизирован. Но происходит это достаточно бессистемно.Отличительной особенностью этой автоматизации является то, что в большинстве своемновые программы создают не разработчики средств ИМ, а сторонние разработчики –профессионалы в узких областях ИИСС.
В итоге не существует комплексного подхода кавтоматизации процесса ИИСС. Поэтому приходится изучать программы стороннихразработчиков и каким-то образом самостоятельно вовлекать их в процесс ИИСС. Этоприводит к ряду неудобств – необходимости самостоятельно изучать их возможности инавыки работы, а также осуществлять информационную стыковку программ по входу ивыходу.В целом качество проведения исследований с применением все большегоколичества программ, безусловно, увеличивается. Также происходит и некотороеуменьшение времени проведения ИИСС.НовцеломкардинальныхизмененийтрадиционногопроцессаИИСС,сформулированного Р. Шенноном [124], к настоящему времени не произошло.Имитационные исследования продолжают оставатьсяограниченным для массовогоприменения средством – за счет остающихся высоких требований к профессиональнойквалификации исполнителей ИИСС, высокой стоимости многих составляющих егокомпонентов и большой длительности исследования.Для понимания состояния вопроса и понимания задач по модернизациитрадиционной методологии ИИСС дадим краткую характеристику всех этапов.Этап 1 - «Формулировка проблемы»На этапе 1 исследователю необходимо представить в виде совокупности множеств:S = (S,Ц,A,Z,Q,U,Х,Y).
Такое описание характеризует цели и задачи, структуру, связи испособы взаимодействия, алгоритмы функционирования системы, входные данные ивыходные показатели исследуемой системы.Далее необходимо понять, что мы хотим получить в результате работы системы.Т.е. необходимо сформулировать показатели работы системы как функции от входныхданных f(xi,t). И тогда можно сформулировать основную цель и задачи системы в видеряда оптимизационных задач типа:yi(t)=f(xi,t)где границы вариации параметровmin(max),ci<xi<bi i=1,n а tϵT(2.1)82При этом жестко не фиксируются характеристики системы S, перечень показателейи вид оптимизационных задач.
Т.е. мы получаем первые приближенные оценки множеств(S,Ц,A,Z,Q,U,Х,Y)*********(S ,Ц ,A ,Z ,Q ,U ,Х ,Y )(2.2)и составляющих их элементов. На первом этапе исследователь определяет лишьначальные контуры системы и задачи исследования, которые на последующих этапахбудут уточняться и детализироваться.В целом описание каждого из этих множеств сложно формализуемо. Носуществуют самые разнообразные методы, позволяющие сделать этот процесс болееопределенным, регламентируемым и формализованным.В целом задача формирования целей, функций и показателей модели в системахимитации пока не автоматизирована. Сейчас при традиционном подходе исследовательформирует цель, функции и показатели вручную.Практическим результатом данного этапа является формализованная постановказадачи и ее текстовое описание, сформулированное в технических требованиях или втехническом задании.
В самом общем виде этап «Процесс формулировки проблемы»приведен на рисунке 2.2.Заявка на исследование и общие сведения о системеЗаказчикмоделиОбщее ознакомление ссистемойСистема,требующаяисследованиеРазработчик моделиРабочее взаимодействие Заказчика и РазработчикаСогласованные требования кисследованию и заключениесоглашения на работыИсточник: составлено авторомРисунок 2.2 – Этап «Процесс формулировки проблемы».При составлении технического задания требуется поиск компромисса междуЗаказчиком и Исполнителем по техническим, организационным и финансовым вопросам.Из самых общих рекомендаций к данному этапу можно отметить ответственностьИсполнителя за результат, а вследствие этого при составлении и утверждениитехнического задания он должен действовать в соответствии со следующими правилами:1.Не браться за задачу, решение которой он не знает;832.Четко и однозначно сформулировать цель и задачи исследования;3.Добиваться занесения в техническое задание ответственности Заказчика запредоставление исходных данных для модели;4.Четко определять в качестве параметров будущей модели максимально возможный(и минимально требуемый) уровень детализации системы в модели;5.Определить перечень и форму предоставления показателей функционированиямодели.Длительность работ на данном этапе (T1) в большей степени зависит от желания ивозможностей сторон найти согласованные решения.
Если отбросить работы, несвязанные с анализом системы, и бюрократические проволочки, то обычно на данный этаптребуется от недели до месяца.Этап 2 - «Определение границ системы»Далее начинаются работы в соответствии с техническими требованиями итехническим заданием. Т.е. производится уточнение и наполнение содержанием описания,сделанного на первом этапе, формула 2.3.**********(S ,Ц ,A ,Z ,Q ,U ,Х ,Y )**************(S ,Ц ,A , Z ,Q ,U ,Х ,Y )(2.3)Следует отметить, что это будет очень большой объем уточнений. На данном этапепроводится основная аналитическая работа по фактическому описанию и детализациимодели.Множество целей и задач модели Ц**будет откорректировано на этом этапенезначительно, возможно уточнение нюансов и расширение описаний отдельныхэлементов.Далее Разработчиком модели проводится детальное обследование спецификаций ихарактеристик системы.
Уточнение описания системы с точки зрения ее размерности играниц. Определяется состав, число и сложность составляющих систему объектов.Описываются основные и наиболее значимые свойства этих объектов. Уточняетсянеобходимость рассмотрения взаимосвязей объектов и детализации их структуры,наличие требуемых исходных данных и их размерность.Результатом этой работы будет существенное расширение описания уровнядетализации системы. В частности во множестве A**будет описан набор типовых**элементарных блоков (ТЭБ) – (Ai ), которые будут описывать систему в модели. Причемэто будет, в том числе, и описание всех необходимых характеристик каждого ТЭБ –jjjвходов (xi ), связей (Qi), свойств (zi ), управляющих воздействий (Ui), выходов (yi ).
На84основании созданных ТЭБ и их характеристик строитсяматрица взаимосвязей иструктурная схема модели. В самом общем виде эта последовательность действийпоказана на рисунке 2.3.x1j1 ……A1(t)y1j1…x2j2 …(Q1,Z1,U1)001(Qn,100111101An(t)…y2j2Zn,Un)2413Источник: составлено авторомРисунок 2.3 – Пример процесса построения структурной схемы модели.Результатом данного анализа должно быть некоторое структурированное описаниеисследуемой системы и ее объектов в виде подробной спецификации. На основе этогоописания принимается решение выбрать в качестве метода исследования ИМ, или можноприменить другой более простой метод, например, аналитическое моделирование. ВЗаказчик моделиЗатребованные разработчикомданные о системеСистема,требующаяисследованиеДетальное обследованиеи мониторинг системыРазработчик моделисамом общем виде работы, проводимые на данном этапе, представлены на рисунке 2.4.ДетальныеспецификациисистемыПредметнаяобластьИсточник: составлено авторомРисунок 2.4 – Этап «Определение границ системы».Длительность данного этапа (T2) очень сильно зависит от квалификации ивозможностей Разработчика.
Конечно, влияет на это и сложность системы, чем системасложнее, тем дольше требуется времени на ее изучение. Заказчик исследования может85существенно уменьшить время проведения этого этапа своевременным предоставлениемнеобходимой информации и допуском Разработчика к исходным данным системы.
Какправило, это очень длительный этап. Его длительность может составлять от одного донескольких месяцев.Этап 3 – «Формулирование модели»При выборе в качестве метода исследования ИМ разработчик приступает кформулированию уже самой модели на основе результатов этапов 1 и 2. Перед началомданного этапа осуществляется выбор языка или системы ИМ для разработки модели.Обычно разработчик выбирает то средство, которое он лучше знает. Это позволяетбыстрее и качественнее разработать модель.
Кроме этого, он более уверен в адекватностимодели.Обычно в процессе исполнения этапа 2 создается структурная схема или блоксхема модели, определяются основные параметры и объекты модели. И только послеэтого разрабатывается текст модели на языке ИМ. В некоторых современных системахисследователь полностью освобожден от работы с текстами модели, а оперирует только сграфическим представлением модели, т.е. фактически этапы 2 и 3 исполняются в рамкаходной программы.После завершения составления модели необходимо ее отладить в программнойсреде данного языка ИМ. Завершается этот этап созданием оттранслированного безошибок текста модели. В целом процесс действий разработчика на данном этапе показанРазработчик моделиРазработка текста моделиСистема ИМВыбор системы ИМТекст моделиПредварительнаяотладка моделиИсправление ошибокна рисунке 2.5.Отлаженная и готовая квводу данных модельИсточник: составлено авторомРисунок 2.5 – Этап «Формулирование модели».Следует отметить, что на данном этапе производится лишь предварительнаяотладка модели, без апробации на реальных исходных данных.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
