Области применения имитационных моделей

 

Имитационное моделирование сложных систем часто является единственным практически реализуемым методом исследования процесса функционирования таких систем, особенно на этапе их проектирования. Имитационное моделирование целесообразно использовать в следующих случаях:

1. Для исследования системы S до того, как она спроектирована, с целью получения первоначальных оценок её структуры, характеристик, алгоритмов поведения.

2. На этапе проектирования для анализа и синтеза различных вариантов системы и выбора того варианта, который в наилучшей степени удовлетворяет критерию эффективности системы при заданных ограничениях.

3. На этапе эксплуатации системы для получения оценок её функционирования и составления прогноза эволюции системы.

 

Задача анализа

Дано: Структура системы: С_М, F_M, A_M, значения параметров H_{M ,} внешние воздействия X_M.

Определить: выходные характеристики – значения показателей эффективности Y_M.

Задача анализа включает задачи получения оценок

· вариантов структуры системы,

· эффективности различных алгоритмов управления системой,

· влияния изменения различных параметров системы.

 

Задача синтеза

Задачи синтеза подразделяются на структурный, алгоритмический, параметрический синтез. Требуется создать систему с заданными характеристиками Y_M при известных внешних воздействиях X_M и O_M, которая являлась бы оптимальной по некоторым показателям эффективности при заданных ограничениях.

Дано: Y_М, X_M, O_M, E_{M .}

Определить: С_М, F_M, A_M, H_{M .}

 

При рассмотрении показателей эффективности используются однокритериальная и многокритериальная оценки.

Однокритериальная оценка. Показатель эффективности системы оценивается по одному частному критерию y_opt,  а по остальным накладываются ограничения (7):

 

EM = yM opt

(7)

 

Многокритериальная оценка. Целевая функция (6) представляется в форме интегрального критерия, который связывает достаточно простой зависимостью показатель эффективности системы со всеми частными показателями эффективности. Наиболее распространенным является нормированный аддитивный критерий (8).

 

EM =

(8)

 

Функции (y_Mj)€[0,1] подобраны так, чтоб исключить размерность j-й характеристики.

Весовые коэффициенты b_j согласуют шкалы измерения различных характеристик:

В частном случае  функции (y_Mj) принимают линейную форму (9):

 

(9)