Обзор программных систем имитационного моделирования

Правила и способы реализации моделей на ЭВМ

Можно сформулировать следующие эвристические правила и способы машинного моделирования.

Правила построения:

1) сопоставление точности и сложности модели;

2) соизмеримость погрешностей моделирования и описания;

3) достаточность набора элементов модели;

4) наглядность модели для исследователя и пользователя;

5) реализация блочного представления модели;

6) специализация модели для конкретных условий.

Способы:

1) параллельное моделирование вариантов системы;

2) минимальный обмен информацией между блоками модели;

3) упрощение модели по критерию интерпретации;

4) удаление блоков с модификацией критерия;

5) замена зависимых воздействий независимыми;

6) проверка точности на условных моделях;

7) проверка точности по сходимости результатов;

8) сравнение моделей различной сложности.

Сложность реальных экономических процессов и обилие противоречивых условий существования этих процессов (от 100 до 1000) приводит к тому, что если воспользоваться алгоритмическим языком (Basic, Fortran и др.) для создания имитационной модели, то сложность такой программы будет велика, а логика модели слишком запутана.

Кроме того, для создания такой модели требуется большое время, поэтому ИМ применялось ранее в основном в научных исследованиях. Однако, в середине 70-х годов появились первые инструментальные средства ИМ, обладающие собственными языковыми средствами. Самая мощная из них – система GPSS.

В период 1980–1990-х гг. имитационное моделирование стало активно использоваться, и появилось порядка 20 различных систем, наиболее распространенные из них GASP-IV, SIMULA-67, GPSS-V, SLAM-II.

Система SIMULA-67 по своим возможностям подобна GASP-IV, но предоставляет пользователю язык структурного программирования, похожий на Алгол-67, но в этих средствах нет блоков для имитации пространственной динамики моделируемого процесса.

Система GPSS предоставила пользователю законченную высокоуровневую информационную технологию создания имитационных моделей. Однако эта система имела три основных недостатка:

1) разработчик не мог включать непрерывные динамические компоненты в модель, даже используя свои внешние подпрограммы, написанные на языке FORTRAN или Assembler;

2) отсутствовали средства имитации пространственных процессов;

3) система была чисто интерпретирующей, что снижало быстродействие моделей.

В период 1990-2000-х гг. можно выделить следующие распространенные пакеты:

- Process Charter (США);

- Powersim-2.01 (Норвегия);

- Ithink-3 (США);

- Extend+BPR-3.1 (США);

- ReThing (США);

- Pilgrim (Россия).

Пакет Pilgrim обладает широким спектром возможностей имитации временной, пространственной и финансовой динамики моделируемых объектов. С его помощью можно создавать дискретно-непрерывные модели. В текст модели можно вставлять любые блоки с помощью стандартного языка С++. Модели в системе компилируются и имеют высокое быстродействие, что важно для обработки управленческих решений и выборе вариантов сверхускоренном масштабе времени. Система имеет сравнительно невысокую стоимость.

В конце 1990-х гг. в России разработаны новые системы:

- пакет РДО (Ресурсы – Действия – Операции) – МГТУ им. Баумана;

- система СИМПАС (СИстема Моделирования на ПАСкале) - МГТУ им. Баумана;

- пятая версия Pilgrim (МЭСИ и несколько компьютерных фирм).