Методы моделирования. 
Системы поддержки принятия решений. 
Часть 1

В разделе приводится обзор существующих методов применяемых при решении задач анализа, моделирования и принятия решений в предметных областях процессов преобразования ресурсов и ОТС.

Имитационное моделирование

В качестве основы для создания СДМС в данной книге предлагается использовать средства и методы имитационного моделирования (ИМ).

Имитационное моделирование — это разработка компьютерных моделей и постановка экспериментов на них. Целью моделирования в конечном счете является принятие адекватных (т.е. обоснованных, целесообразных и реализуемых) управленческих решений. Компьютерное моделирование становится сегодня обязательным этапом в принятии ответственных решений во всех областях деятельности человека в связи с усложнением систем, в рамках которых человек должен действовать и которыми он должен управлять. Знание концепций, принципов и возможностей ИМ, умение строить и использовать модели являются необходимыми требованиями к инженеру, менеджеру, бизнес-аналитику [6].

В английском языке для обозначения процесса моделирования используются два различных слова: modeling и simulate. При этом первому слову соответствует процесс проектирования, создания модели устройства или предметной области. Под имитацией (simulate) понимают исследование (испытание, прогонку) модели. Процесс имитации невозможен без предварительного создания модели. В свою очередь последующая имитация накладывает ограничения на язык и способы описания модели. Исходя из вышесказанного ИМ можно рассматривать как один из способов моделирования, который предполагает дальнейшее исследование. Отличительной чертой неимитационных моделей является их статичность, поэтому к ним можно отнести языки описания декларативных знаний или данных. Примерами могут являться фактографические системы (базы данных) и модели БД (реляционная, объектная), CASE системы проектирования ERwin и Rational Rose и соответствующие им модели и языки IDEFX1, UML [16].

Имитационное моделирование может применяться в самых различных сферах деятельности. Ниже приведен список задач, при решении которых моделирование особенно эффективно [54]:

• — проектирование и анализ производственных систем;
• — оценка различных систем вооружений и требований к их материально-техническому обеспечению;
• — определение требований к оборудованию и протоколам сетей связи;
• — определение требований к оборудованию и программному обеспечению различных компьютерных систем;
• — проектирование и анализ работы транспортных систем, например аэропортов, автомагистралей, портов и метрополитена;
• — оценка проектов создания различных организаций массового обслуживания, например центров обработки заказов, заведений быстрого питания, больниц, отделений связи;
• — модернизация различных процессов в деловой сфере;
• — определение политики в системах управления запасами;
• — анализ финансовых и экономических систем.

Моделирование насчитывает в настоящее время четыре основных направления: моделирование динамических систем 113—141, дискретно-событийное моделирование [2, 13−14, 54], системная динамика [15] и агентное моделирование [1; 6; 17; 36]. Имитационная модель организационно-технической системы в силу сложной структуры должна быть иерархической, что позволит в свою очередь применять к ней теории иерархических и мультиагентных систем [36; 55].

Теоретической базой создания средств ИМ являются широко распространенные математические схемы описания динамических процессов (расширенные сети Петри [14], системы массового обслуживания [14; 56], модели системной динамики [ 15]). Новый подход к моделированию динамических процессов, к которым относятся цепочки поставок (логистика), технологические, производственные, организационные и бизнес-процессы, предлагает концепция процессов преобразования ресурсов [25; 36; 55], синтезированная на базе вышеупомянутых математических схем.

Системы имитационного моделирования (СИМ) можно разделить на два класса — универсальные и проблемно-ориентированные. Проблемно-ориентированные СИМ имеют одно важное преимущество — они снижают требования к конечному пользователю в области программирования, т. е., с точки зрения внедрения и применения на предприятиях, в организациях и бизнесе, имеют больший шанс на выживание. Результаты разработки СИМ, ориентированной на моделирование ситуаций в производственно-экономических системах, представлены в [16; 36; 55]. К распространенным в настоящее время проблемно-ориентированным СИМ в области дискретных процессов преобразования ресурсов относятся следующие: AnyLogic [1; 6; 57−59], Arena [60], BPsim. MAS [36; 55; 62], ARIS [4; 18], ReThink [10; 61].