Характеристика имитационных моделей

Множество математических моделей можно разбить на три подмножества: аналитические, имитационные и комбинированные (аналитико-имитационные) модели, которые соединяют в себе черты моделей первых двух подмножеств. Приведем сравнительный анализ аналитических и имитационных моделей.

Аналитической моделью (АМ) сложной системы называется совокупность функциональных соотношений или логических условий, описывающих связи между параметрами, переменными и показателями эффективности системы.

Условия применения АМ:

сравнительно простые системы;

системы, получаемые в результате упрощения реальных систем с целью изучения некоторых свойств системы.

К достоинствам АМ относятся: универсальность, высокая степень общности и значимости результатов. К недостаткам АМ относятся: чувствительность к степени сложности системы и неадекватность реальной системе.

Имитационной моделью (ИМ) сложной системы называются машинные программы (или алгоритмы), позволяющие имитировать на ЭВМ поведение отдельных элементов системы и связей между ними в течение заданного времени моделирования.

Эксперименты на ЭВМ с имитационной моделью называются имитационными (вычислительными) экспериментами.

Отличительные особенности ИМ:

при создании ИМ сложной системы законы функционирования всей системы в целом могут быть неизвестными (достаточно знания алгоритмов, описывающих поведение отдельных элементов системы и связей между ними);

в имитационной модели связи между параметрами и характеристиками системы выявляются, а значения исследуемых характеристик определяются в ходе имитационного эксперимента на ЭВМ.

Условия применения ИМ:

широкий класс систем практически любой сложности, аналитические модели которых частично или полностью не определенны;

в случаях, когда в силу сложности АМ ее практическое использование невозможно.

К достоинствам ИМ относятся:

часто единственно возможный метод исследования сложной системы;

возможность исследования системы на различных уровнях ее детализации;

возможность исследования динамики взаимодействия элементов системы во времени и пространстве;

возможность оценивания характеристик системы в определенные моменты времени.

К недостаткам ИМ относятся:

дороговизна, часто разработка «хорошей» ИМ обходится дороже создания АМ и требует больших временных затрат;

результаты имитационного моделирования обладают меньшей степенью общности по сравнению с АМ и не позволяют выявить общие закономерности функционирования классов систем;

не существует надежных методов оценки адекватности ИМ.