Подход к управлению успешным исследованием системы методами имитационного моделирования

На рис. представлены этапы построения имитационной модели (они уже были приведены ранее). Далее более подробно рассматриваются рекомендации А. Лоу[74] по проведению каждого из этапов. Приведённая ниже информация используется А. Лоу при чтении курса лекций.

Этапы исследования имитационной модели Далее приводится описание действий на каждом из семи шагов.

Шаг 1. Формулировка задачи.

• * Задача формулируется лицом, принимающим решение
• — Задача может быть сформулирована нечетко либо только на качественном уровне.
• — Обычно задача формулируется итеративно.
• * Организационное совещание таких проектов возглавляются руководителем проекта, в присутствие аналитика в области имитационного моделирования и эксперта в данной предметной области. На собрании обсуждаются следующие положения:
• — Общие цели исследования.
• — Специфические вопросы, на которые необходимо ответить во время исследования (без такой специфики невозможно определить необходимый уровень детализации).
• — Критерии качества, используемые для определения эффективности различных конфигураций системы.
• — Размеры системы.
• — Моделируемая конфигурация системы.
• — Изучаемый временной кадр и необходимый ресурсы (люди, компьютеры и т. д.)

Шаг 2. Сбор данных и создание концептуальной модели.

• * Сбор информации о макете системы и способе эксплуатации.
• * Сбор данных для определения параметров модели и распределении вероятностей (например, для времени отказов и времени восстановления машины).
• * Документация допущений модели, алгоритмов, краткое изложение данных на письменной концептуальной модели.
• * Уровень детализации модели должен зависеть от следующего:
• — Цели проекта
• — Критерий решения задачи
• — Доступность данных
• — Технические ограничения
• — Мнения экспертов в данной предметной области
• — Временные и финансовые ограничения
• — Между моделью и системой не должно быть соотношения один-к-одному.
• — Степень достоверности.
• — Сбор данных о рабочих характеристиках (выходных) на основе существующей системы (если таковая существует) для последующей валидации модели на шаге 5.

Шаг 3. Определение валидности концептуальной модели.

• * Структурированный просмотр концептуальной модели в присутствии руководителя проекта, аналитика и эксперта. Этот просмотр называется валидацией концептуальной модели.
• * Если в концептуальной модели выявлены ошибки или упущения, которые есть практически всегда, то до того как приступить к этапу программирования необходимо обновить модель.

Шаг 4. Программирование модели.

• * Программирование модели на коммерческих пакетах для имитационного моделирования или на универсальных языках программирования (например, С, С++ или Java).
• * Проверка (откладка) программы.

Шаг 5. Определение валидности запрограммированной модели.

• * При наличии реальной системы необходимо сравнить выходные данные имитационной модели с соответствующими выходными данными реальной модели (см. шаг 2). Этот процесс называется валидацией результатов.
• * Независимо от того, существует ли реальная система или нет, аналитик по имитационному моделированию и эксперт в данной предметной области должны просмотреть результаты моделирования на корректность. Если результаты согласуются с тем, какими они должны быть в реальной системе, то говорят, что имитационная модель имеет внешнюю (лицевую) валидность.
• * Для определения параметров модели, более всего влияющих на критерии качества, необходимо произвести анализ чувствительности. Полученные параметры требуют более тщательного моделирования.

Шаг 6. Проектирование, управление и анализ экспериментов.

• * Для каждой исследуемой конфигурации системы необходимо выбрать временные параметры (выходы) такие как время работы, время разогрева системы и количество независимых репликаций модели.
• * Проанализировать результаты и решить, нужны ли дополнительные эксперименты.

Шаг 7. Документирование и представление результатов моделирования.

• * Документация модели (и связанных с ней исследования) должна включать в себя концептуальную модель (необходима для дальнейшего переиспользования модели), детальное описание программы и результаты данного исследования.
• * Для повышения надежности модели окончательное представление исследования должно включать в себя анимацию и описание обсуждений процесса построения/валидации модели.