Технологии проектирования имитационных моделей предприятия
Реструктуризация производства, повышение качества продукции, снижение производственных и логистических расходов, моделирование жизненного цикла новой продукции, максимальный учет требований и пожеланий клиентов - вот далеко не исчерпывающий перечень проблем, полноценное решение которых вряд ли возможно без использования имитационных моделей.
При имитационном моделировании, которое применяется для изучения очень сложных систем, реализующий модель алгоритм воспроизводит на ЭВМ процесс функционирования систем, причем имитируются элементарные явления и, составляющие процесса с сохранением их логической структуры и последовательности протекания во времени.
Различие между аналитическими и имитационными моделями достаточно условно и определяется возможностями математического аппарата.
Следует особо отметить метод кибернетического моделирования, который был предложен Н. Винером в виде схемы так называемого «черного ящика». В нем отсутствует непосредственное подобие процессов, происходящих в моделях, реальным физическим процессам. В этом случае рассматривают объект-модель как «черный ящик», имеющий ряд входов и выходов, и моделируют некоторые связи между ними.
Чаще всего при использовании кибернетического метода проводят анализ поведенческой стороны объекта при различных воздействиях внешней среды.
В современном имитационном моделировании сформировались и наиболее широко применяются три основных подхода - дискретно-событийное моделирование, системная динамика и агентное моделирование.
Аппарат системной динамики обычно оперирует непрерывными во времени процессами, а дискретно-событийное и агентное моделирование чаще всего используются для дискретных во времени процессов. С другой стороны, системная динамика предполагает максимальный уровень абстракции модели, дискретно-событийное моделирование отражает абстракции низкого и среднего уровня. Агентное моделирование может применяться на любом уровне модели любого масштаба.
Дискретно-событийное моделирование.
Дискретно-событийное моделирование обязано своим рождением Дж. Гордону, который в начале 1960-х спроектировал и реализовал на мэйнфреймах IBM систему GPSS. Основной объект в этой системе - пассивный транзакт (заявка на обслуживание), который может определенным образом представлять собой работников, детали, сырье, документы, сигналы и т. п. «Перемещаясь» по модели, транзакты становятся в очереди к одноканальным и многоканальным устройствам, захватывают и освобождают эти устройства, расщепляются, уничтожаются и т. д. Таким образом, дискретно-событийную модель можно рассматривать как глобальную схему обслуживания заявок. Аналитические результаты для большого количества частных случаев таких моделей рассматриваются в теории массового обслуживания.
Сегодня существует целый ряд инструментов, поддерживающих такой подход в моделировании: GPSS/PC, GPSS/H, GPSS World, Object GPSS, Arena, SimProcess, Enterprise Dynamics, Auto-Mod и др. World - типичный современный представитель GPSS-семейства, реализованный для работы в среде MS Windows. Наличие встроенных инструментов статистической обработки результатов моделирования, встроенного языка программирования расчетов PLUS и др. позволяет создавать средствами GPSS World не только простые обучающие модели, но и более полезные приложения.