Советов Б.Я., Яковлев С.А. Моделирование систем (2001) (1186219), страница 7

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 7)

д.26В основе любого вида моделирования лежит некоторая модель,имеющая соответствие, базирующееся на некотором общем качест­ве, которое характеризует реальный объект. Объективно реальныйобъект обладает некоторой формальной структурой, поэтому длялюбой модели характерно наличие некоторой структуры, соответ­ствующей формальной структуре реального объекта, либо изуча­емой стороне этого объекта.В основе моделирования лежат информационные процессы, по­скольку само создание модели М базируется на информации о ре­альном объекте.

В процессе реализации модели получается инфор­мация о данном объекте, одновременно в процессе экспериментас моделью вводится управляющая информация, существенное ме­сто занимает обработка полученных результатов, т. е. информациялежит в основе всего процесса моделирования [36,37].Характеристики моделей систем. В качестве объекта моделирова­ния выступают сложные организационно-технические системы, ко­торые можно отнести к классу больших систем. Более того, посвоему содержанию и созданная модель М также становится систе­мой S(M) и тоже может быть отнесена к классу больших систем,для которых характерно следующее [35, 37].1.

Цель функционирования, которая определяет степень целена­правленности поведения модели М. В этом случае модели могутбыть разделены на одноцелевые, предназначенные для решенияодной задачи, и многоцелевые, позволяющие разрешить или рас­смотреть ряд сторон функционирования реального объекта.2.

Сложность, которую, учитывая, что модель М является сово­купностью отдельных элементов и связей между ними, можнооценить по общему числу элементов в системе и связей между ними.По разнообразию элементов можно выделить ряд уровней иерар­хии, отдельные функциональные подсистемы в модели М, рядвходов и выходов и т. д., т. е. понятие сложности может бытьидентифицировано по целому ряду признаков.3. Целостность, указывающая на то, что создаваемая модельМ является одной целостной системой S(M), включает в себябольшое количество составных частей (элементов), находящихсяв сложной взаимосвязи друг с другом.4. Неопределенность, которая проявляется в системе: посостоянию системы, возможности достижения поставленной цели,методам, решения задач, достоверности исходной информации ит.

д. Основной характеристикой неопределенности служит такая ме­ра информации, как энтропия, позволяющая в ряде случаев оценитьколичество управляющей информации, необходимой для достиже­ния заданного состояния системы. При моделировании основнаяцель — получение требуемого соответствия модели реальномуобъекту и в этом смысле количество управляющей информациив модели можно также оценить с помощью энтропии и найтито предельное минимальное количество, которое необходимо для27получения требуемого результата с заданной достоверностью. Та­ким образом, понятие неопределенности, характеризующее боль­шую систему, применимо к модели М и является одним из ееосновных признаков [35].5. Поведенческая страта, которая позволяет оценить эффектив­ность достижения системой поставленной цели.

В зависимости отналичия случайных воздействий можно различать детерминирован­ные и стохастические системы, по своему поведению — непрерыв­ные и дискретные и т. д. Поведенческая страта рассмотрения систе­мы S позволяет применительно к модели М оценить эффективностьпостроенной модели, а также точность и достоверность полученныхпри этом результатов.

Очевидно, что поведение модели М не обя­зательно совпадает с поведением реального объекта, причем частомоделирование может быть реализовано на базе иного материаль­ного носителя [44].6. Адаптивность, которая является свойством высокоорганизо­ванной системы. Благодаря адаптивности удается приспособитьсяк различным внешним возмущающим факторам в широком диапа­зоне изменения воздействий внешней среды.

Применительно в мо­дели существенна возможность ее адаптации в широком спектревозмущающих воздействий, а также изучение поведения моделив изменяющихся условиях, близких к реальным. Надо отметить, чтосущественным может оказаться вопрос устойчивости модели к раз­личным возмущающим воздействиям. Поскольку модель М —сложная система, весьма важны вопросы, связанные с ее сущест­вованием, т. е. вопросы живучести, надежности и т. д. [50, 54].7. Организационная структура системы моделирования, кото­рая во многом зависит от сложности модели и степени совершенст­ва средств моделирования. Одним из последних достижений в об­ласти моделирования можно считать возможность использованияимитационных моделей для проведения машинных экспериментов.Необходимы оптимальная организационная структура комплексатехнических средств, информационного, математического и про­граммного обеспечений системы моделирования S'(M), оптималь­ная организация процесса моделирования, поскольку следует об­ращать особое внимание на время моделирования и точность полу­чаемых результатов.8.

Управляемость модели, вытекающая из необходимости обес­печивать управление со стороны экспериментаторов для получениявозможности рассмотрения протекания процесса в различных усло­виях, имитирующих реальные. В этом смысле наличие многихуправляемых параметров и переменных модели в реализованнойсистеме моделирования дает возможность поставить широкий экс­перимент и получить обширный спектр результатов [16, 45].

Управ­ляемость системы тесно связана и со степенью автоматизациимоделирования. В настоящее время получили применение системымоделирования, отличающиеся высокой степенью автоматизации28процесса моделирования, когда наряду с программными средст­вами управления машинным моделированием используется возмо­жность мультимедийного общения исследователя с процессом мо­делирования.9. Возможность развития модели, которая исходя из современ­ного уровня науки и техники позволяет создавать мощные системымоделирования S(M) для исследования многих сторон функциони­рования реального объекта.

Однако нельзя при создании системымоделирования ограничиваться только задачами сегодняшнего дня.Необходимо предусматривать возможность развития системы мо­делирования как по горизонтали в смысле расширения спектраизучаемых функций, так и по вертикали в смысле расширения числаподсистем, т. е. созданная система моделирования должна позво­лять применять новые современные методы и средства. Естествен­но, что интеллектуальная система моделирования может функци­онировать только совместно с коллективом людей, поэтому к нейпредъявляют эргономические требования [45, 50, 54].Цели моделирования систем. Одним из наиболее важных аспек­тов построения систем моделирования является проблема цели.Любую модель строят в зависимости от цели, которую ставитперед ней исследователь, поэтому одна из основных проблем примоделировании — это проблема целевого назначения.

Подобиепроцесса, протекающего в модели М, реальному процессу являетсяне целью, а условием правильного функционирования модели, и по­этому в качестве цели должна быть поставлена задача изучениякакой-либо стороны функционирования объекта.Для упрощения модели М цели делят на подцели и создаютболее эффективные виды моделей в зависимости от полученныхподцелей моделирования. Можно указать целый ряд примеров це­лей моделирования в области сложных систем. Например, для АСУпредприятием весьма существенно изучение процессов оператив­ного управления производством, оперативно-календарного плани­рования, перспективного планирования и здесь также могут бытьуспешно использованы методы моделирования [11, 35, 37].Если цель моделирования ясна, то возникает следующая пробле­ма, а именно проблема построения модели М. Построение моделиоказывается возможным, если имеется информация или выдвинутыгипотезы относительно структуры, алгоритмов и параметров ис­следуемого объекта.

На основании их изучения осуществляетсяидентификация объекта. В настоящее время широко применяютразличные способы оценки параметров: по методу наименьшихквадратов, по методу максимального правдоподобия, байесовские,марковские оценки [10, 13, 18, 22].Если модель М построена, то следующей проблемой можносчитать проблему работы с ней, т. е. реализацию модели, основные29задачи которой — минимизация времени получения конечных ре­зультатов и обеспечение их достоверности.Для правильно построенной модели М характерным являетсято, что она выявляет лишь те закономерности, которые нужныисследователю, и не рассматривает свойства системы S, не сущест­венные для данного исследования.

Следует отметить, что оригинали модель должны быть одновременно сходны по одним признаками различны по другим, что позволяет выделить наиболее важныеизучаемые свойства. В этом смысле модель выступает как некото­рый «заместитель» оригинала, обеспечивающий фиксацию и изуче­ние лишь некоторых свойств реального объекта.Таким образом, характеризуя проблему моделирования в це­лом, необходимо учитывать, что от постановки задачи моделирова­ния до интерпретации полученных результатов существует большаягруппа сложных научно-технических проблем, к основным из кото­рых можно отнести следующие: идентификацию реальных объек­тов, выбор вида моделей, построение моделей и их машиннуюреализацию, взаимодействие исследователя с моделью в ходе ма­шинного эксперимента, проверку правильности полученных в ходемоделирования результатов, выявление основных закономерностей,исследованных в процессе моделирования. В зависимости отобъекта моделирования и вида используемой модели эти проблемымогут иметь разную значимость.В одних случаях наиболее сложной оказывается идентификация,в других — проблема построения формальной структуры объекта.Возможны трудности и при реализации модели, особенно в случаеимитационного моделирования больших систем.

Характеристики

Список файлов книги