Висхідне проектування

Загальну схему висхідного проектування імітаційних моделей засновано на поступовому відображенні елементів системи в моделі, починаючи з найнижчого рівня системи з наступним переходом до вищого. Такий підхід має істотний недолік, пов'язаний з тим, що, розглядаючи окремі елементи системи та намагаючись відобразити їх якомога детальніше в моделі, проектувальник може не бачити систему в цілому. Це може призвести до того, що під час побудови моделі найвищого рівня імітаційна модель може виявитись функціонально неповною, бо не були враховані взаємозв'язки між різними рівнями системи. Для усунення цього недоліку потрібно повертатись до моделей нижчих рівнів, що може перетворити проектування на малоефективний та довготривалий процес. Більш того, функціонально повна імітаційна модель усієї системи може бути так і не побудована.

Під час як низхідного, так і висхідного проектування з метою зменшення розмірності імітаційної моделі однотипні блоки можуть об'єднуватись у класи, причому кожний блок певного класу може мати свій алгоритм поведінки, відмінний від інших елементів. Найбільшої ефективності під час об'єднання елементів у класи можна досягти, застосовуючи низхідний метод проектування імітаційних моделей.

Отже, за результатами системного аналізу найбільш ефективним методом проектування імітаційних моделей є такий, який поєднує в собі в певній пропорції низхідне та ітераційне проектування. Розроблення інструментальних засобів проектування імітаційних моделей з використанням комп'ютерів привело до утворення автоматизованих систем проектування, в яких використовується метод інтерактивного проектування за участі людини і комп'ютера.

Основна цінність імітаційного моделювання полягає в тому, що воно ґрунтується на методології системного аналізу і дає змогу досліджувати проектовану або аналізовану систему з використанням технології операційного дослідження, яка включає такі взаємопов'язані етапи.

1. Формулювання проблеми і змістовна постановка задачі.

2. Розроблення концептуальної моделі.

3. Розроблення і програмна реалізація імітаційної моделі.

4. Перевірка правильності та достовірності моделі.

5. Організація та планування проведення експериментів.

6. Прийняття рішень за результатами моделювання.

Завдяки цьому імітаційне моделювання можна застосовувати як універсальний підхід до прийняття рішень в умовах невизначеності та до врахування в моделях факторів, які важко формалізуються. Слід мати на увазі, що реалізація імітаційної моделі та проведення експериментів на ній є трудомістким, дорогим процесом. Це вимагає значних витрат комп'ютерного часу, тому імітаційне моделювання слід використовувати тільки тоді, коли розроблення інших видів моделей не дає задовільних результатів. Тому вважають, що імітаційне моделювання є «силовим заходом».

5.3. Формулювання проблеми та змістовна постановка задачі

Типовими об'єктами моделювання є комп'ютерні, виробничі, транспортні, фінансові, складські та інші логістичні системи, які в більшості випадків застосовуються для вирішення задач проектування, модернізації, прогнозування та прийняття рішень. Імітаційне моделювання використовується також під час розроблення забезпечувальних і функціональних підсистем різних комп'ютеризованих систем керування і пов'язане, як звичайно, з методами аналізу та синтезу виробничих процесів, організацією та плануванням виробництва, системами збирання, обробки та відображення інформації. Імітаційне моделювання доцільно провадити, наприклад, для виконання таких завдань:

v вибір та обґрунтування технологічного маршруту виготовлення виробів;

v оцінювання страхових запасів на дільницях комплектації складального виробництва;

v дослідження роботи автоматизованого складу;

v вибір складу технологічного устаткування на дільниці за критерієм мінімізації часу обробки;

v вибір організаційної структури керування цехом підприємства;

v аналіз роботи системи збирання, передавання та обробки інформації;

v аналіз часу доступу користувачів до інформаційної бази;

v вибір комплексу технічних засобів для оброблення інформації в організації або на підприємстві.

З наведеного вище переліку завдань видно, що одна й та сама імітаційна модель має будуватись як багатоцільова, яка дає змогу розв'язувати кілька різних завдань, тобто вирішувати деяку проблему. Проблема відрізняється від завдання тим, що точні методи її розв'язування невідомі. Проблема завжди є комплексною і складається з кількох завдань.

Тому, формулюючи проблему, для розв'язання якої розробляється модель, потрібно в першу чергу визначити цілі моделювання, потім обстежити об'єкт моделювання (систему або процес), визначити межі, в яких провадитиметься дослідження. На цьому етапі моделювання широко залучаються фахівці, що мають досвід роботи з експлуатації системи і виступають експертами з розробки змістовної постановки задачі.

Після завершення цього етапу на змістовному рівні описуються основні характеристики системи, вхідні та вихідні змінні, їх взаємозв'язок, зовнішні впливи на систему, визначаються основні критерії функціонування системи та обмеження. Подальше уточнення та формалізацію моделі здійснюють на етапі створення концептуальної моделі.