Классификация и структура компьютерных моделей

В различных областях науки моделирование является бесспорным рабочим и связующим инструментом. Вместе с тем некоторые экономисты-практики ставят под сомнение значимость моделей, особенно для экономики предприятия. Такая оценка математических теорий и моделей игнорирует тот факт, что даже лучший менеджер мыслит моделями, поскольку постоянно может держать в поле зрения лишь немногие и сильно агрегированные взаимосвязи окружающей его реальности. Довольно часто “здравый человеческий смысл” приводит к крайним заблуждениям. Даже многолетний практический опыт и предпринимательское чутье могут оказаться недостаточными в условиях непрерывной экономической динамики, выдвигающей все новые требования.

Моделирование – это представление некоторых характеристик поведения физической или абстрактной системы поведением другой системы, например, представление физического явления с помощью операций, выполняемых ЭВМ. Модель – это объект, заместитель или описание моделируемого объекта, отражающий те свойства моделируемого объекта, которые интересуют исследователя. Среди моделей, применяемых в экономических исследованиях с использованием ЭВМ, можно выделить следующие:

– детерминированные модели – модели, отображающие предопределенные процессы, в ко-торых отсутствуют случайные воздействия;

– стохастические модели – модели, отображающие вероятностные процессы, в которых присутствуют средние характеристики случайных воздействий.

Кроме того, могут использоваться аналоговые модели – модели, в которых свойства реаль-ного объекта представляются некоторыми другими свойствами аналогичного по поведению объекта.

Цель моделирования – исследование свойств реальных объектов с помощью моделей для осмысления реальных связей и закономерностей, которое помогает упорядочить нечеткие или противоречивые понятия.

Моделирование может производиться с помощью инструментальной системы моделиро-вания (ИСМ) – программно – технической системы, предназначенной для моделирования процес-сов в конкретной предметной области. ИСМ – это способ построения модели и взаимодействия исследователя с моделью объекта исследования посредством связанных между собой уровней представления информации об окружающем мире, предметах, процессах, ощущениях.

ИСМ может использоваться для моделирования элементов, сложных систем, конструкций, процессов для различных областей естествознания, экономики, социальных систем и др. ИСМ позволяет:

– представлять реальный мир объектов, например, в виде графических образов;

– моделировать поведение этих объектов и управлять ими в реальном масштабе времени;

– эмулировать практически любую из известных программных систем.

Являясь средой, в которой пользователь реализует идеи из своей сферы профессиональной деятельности, ИСМ может обеспечивать моделирование и управление процессами на графи-ческом, математическом, алгоритмическом и вербальном уровнях. Как правило, моделирование осуществляется автоматически посредством скрытых от пользователя математически достоверных вычислений и алгоритмических процедур.

В развитых, современных ИСМ природа объектов принципиальной роли не имеет. Это могут быть:

– дискретные или аналоговые элементы и системы;

– динамические или статические объекты;

– биологические, социальные, физические, технические и т.п. объекты.

Важно, чтобы эти объекты могли взаимодействовать по функциям и свойствам друг с другом. Элементы взаимодействуют в рамках создаваемой модели, определяя ее поведение и системные свойства, реагируют и влияют на окружающую среду.

ИСМ предназначены для обеспечения исследователя, аналитика или других пользователей вычислительными мощностями ЭВМ с целью:

– конструирования сложных систем, проектов или процессов их составляющих (например, дорожная сеть транспорта, химический процесс, действия и расположение в пространстве, общество, среда и т.п.);

– динамического и статического моделирования систем;

– исследования (анализ и синтез) различных свойств систем;

– получения конечного результата расчета, задачи, ответа на вопрос в условном, схемном, натурализованном, графическом, цифровом виде;

– создания исследовательских программ и методик с помощью средств, удобных пользователю, – алгоритмических, логических, алгебраических, графических и т.д.

ИСМ позволяют общаться с компьютером в привычной для пользователя предметной, а не программной среде. Они отличаются следующими возможностями:

– свободным интерфейсом манипуляции с объектами мира пользователя (передвижение объектов в пространстве и их компоновка в системы);

– настройкой на конкретные предметные области (миры);

– гибкостью языка общения и разнообразием описания элементов мира, отсутствием специального синтаксиса и нотаций.

Рассмотрим в качестве примера содержание одной ИСМ, в комплект которой входит набор готовых адаптируемых моделей (потоковых схем), используемых как в качестве демонстрацион-ных и учебных примеров, так и как действующие прототипы реальных систем. Схемы собраны в соответствующие папки по степени сложности описываемых моделей и области их применения. Далее приводится описание возможностей этих моделей.

Модель А применяется для исследования процессов управления в сфере социального обеспечения. Модель имитирует взаимоотношение Минздрава, в ведении которого находится сеть государственных лечебных учреждений, с фондом, обеспечивающим надзор и уход за престаре-лыми, больными и умственно отсталыми пациентами на дому. В результате имитационных экспериментов и анализа деятельности служб (за определенный период) могут быть рационально спланированы взаимные нагрузки, усовершенствованы организационные формы, выявлены, смягчены и устранены явные недостатки и погрешности. Так, на модели находит свое отражение и при имитировании получает количественную оценку ситуация, когда потенциальные пациенты службы фонда оказываются на долгосрочном обслуживании в больницах Минздрава или когда ожидаемые поступления из бюджета не могут удовлетворить всех заявок по социальному обслуживанию клиентов на дому.

Модель Б имитирует функционирование крупной промышленной компании, включая подмодели:

– производство и отгрузка продукции;

– рынок и обработка заказов;

– ценообразование;

– финансы.

Деятельность компании исследуется на временном интервале в 5 лет, итоговый график показывает соотношение кривых между выполняемыми заказами на продукцию и совокупным чистым доходом. Модель характеризуется как лаборатория исследования политики компании и принятия решений.