Подходы имитационного моделирования

Имитационное моделирование включает в себя следующие подходы:

ь Системная динамика ь Дискретно-событийное моделирование ь Агентное моделирование.

Рис. 4 Виды имитационного моделирования

Системная динамика стала результатом исследований конца 1950;х годов Джея Форрестера. Данные исследование были нацелены на изучение зависимости внутренних факторов (организационной структуры) предприятия и эффективности деятельности компании. В основе данного метода лежит описание процессов, протекающих в системе в рамках дифференциальных уравнений, обращенных к форме Коши. В целом, метод необходим для изучения поведения сложных систем в динамике. Он использует высокий уровень абстракции, так как отдельные элементы рассматриваются исключительно в масштабах работы целой системы, особое внимание уделяется изучению связей между элементами. Рассматривая с позиции системной динамики, поведение системы представляется как множество взаимно влияющих задержек и обратных связей: положительных и отрицательных. Так как модель, построенная при помощи описанного метода, работает с количественными агрегатными показателями, то объекты, расположенные в одном накопители неотличимы — их индивидуальные характеристики опускаются. Поэтому работая с данным методом, необходимо учитывать только глобальные зависимости системы. Системная динамикаэто верхнеуровневое представление системы.

Дискретно-событийное моделирование рассматривает процессы как последовательность событий, для этого используется транзакции и блоки-объекты. Еще в 1961 году Джефри Гордон воплотил идею дискретно-событийного моделирования в GPSS. Значительным достижением языка GPSS стала реализация такой методики как потоковое моделирование. Который нашел широкое использование и развитие в последующем в различных программных продуктах. Система представляется как продвигающийся по структурной диаграмме поток сущностей. Кроме того, поведение этих сущностей может быть обусловлено нахождением в очереди, конкуренцией с другими сущностями за захват ресурсов и покиданием системы. Моделирование с дискретными событиями наиболее развито и реализовано большим количеством программных средств, так как имеет огромную сферу применения. Производственные процессы наиболее точно описываются именно с помощью применению этого подхода. Данный тип моделирования используется при среднем или низком уровне абстракции: каждый объект рассматривается отдельно, однако большая часть детальных параметров опускается.

Агентное моделирование. В первую очередь, детально определяется каждый отдельный агент: задается ряд параметров его характеризующих. После чего ряд агентов помещается в глобальную среду. Таким образом, что поведение каждого отдельного агента влияет на поведение системы в целом. А сама модель является множеством взаимодействующих объектов.

Данный подход моделирования стал результатом исследований децентрализованных систем, проводимых в 90-е годы XX века. Данный метод использует направленность не сверху вниз, как предыдущие методы, а наоборот функционирование отдельных агентов определяет глобальные правила, существующие в системе. Задача создателя модели: изучить и проанализировать эти глобальные правила на основе предположений о поведении отдельных агентов и их взаимодействии.

Таким образом, выбор метода зависит от структуры системы, поведение которой планируется имитировать.