 |
Выбор инструментальной среды моделирования
|
|
|
|
Современные тенденции в области имитационного моделирования [5] связаны с развитием проблемно-ориентированных систем, созданием встроенных средств для интеграции моделей в единый модельный комплекс; технологический уровень современных систем моделирования характеризуется большим выбором базовых концепций формализации и структуризации моделируемых систем, развитыми графическими интерфейсами и анимационным выводом результатов. Имитационные системы имеют средства для передачи информации из баз данных и других систем, или имеют доступ к процедурным языкам, что позволяет легко выполнять вычисления, связанные с планированием факторных экспериментов, автоматизированной оптимизацией и др.
Анализ рынка информационных технологий позволяет выявить следующие основные тенденции в области современных систем моделирования, наиболее существенные из которых рассмотрим ниже.
В качестве доминирующих базовых концепций формализации и структуризации в современных системах моделирования используются:
- для дискретного моделирования – системы, основанные на описании процессов (process description) или на сетевых концептах (network paradigms), - (Extend, Arena, ProModel, Witness, Taylor, Gpss/H-Proof и др.);
- для систем, ориентированных на непрерывное моделирование – модели и методы системной динамики, - (Powersim, Vensim, Dynamo, Stella, Ithink и др.)
Причем, в мощных системах, с целью расширения их функциональности присутствуют альтернативные концепции формализации. Так, например, в системах Powersim, Ithink встроен аппарат дискретного моделирования, и, наоборот, в системах Extend, ProcessModel реализована поддержка, правда, довольно слабая, непрерывного моделирования.
Большинство систем моделирования имеют удобный, легко интерпретируемый графический интерфейс, системные потоковые диаграммы или блок-схемы реализуются на идеографическом уровне, т.е. рисуются, параметры моделей определяются через подменю. Сохраняются элементы программирования (на языках общего назначения или объектно-ориентированных) для отдельных элементов модели или создания специализированных блоков подготовленным пользователем, так называемое авторское моделирование (например, в системе Extend существует встроенный язык Modl для создания специализированных блоков).
|
|
|
Имитационные системы становятся все более проблемно-ориентированными. Известны системы моделирования производственных систем различного назначения (TOMAC, SIRE и др.), медицинского обслуживания (MEDMODEL), в области телекоммуникаций (COMNET) и др. Для этого в проблемно-ориентированные системы моделирования включаются абстрактные элементы, языковые конструкции и наборы понятий, взятые непосредственно из предметной области исследований. Определенные преимущества имеют системы моделирования, декларирующие свою проблемную ориентацию, например, пакет Rethink, ориентирующийся на реинжиниринг. Все это, конечно, влияет на доступность и привлекательность имитационного моделирования.
В современных системах моделирования появляется некоторый инструментарий для создания стратифицированных моделей. Стратификация систем, являясь общим принципом системного моделирования, реализуется в технологии имитационного моделирования либо путем детализации, итерационной процедуры эволюции имитационной модели, - либо путем создания комплекса взаимосвязанных моделей, с развитыми информационными и имплицитными связями между моделями. Стратифицированные модели представляют собой машинно-ориентированные понятия, предполагающие конструирование баз данных и знаний, над которыми определены вычислительные процессы решения задач системного анализа и принятия решения. Разработчики систем моделирования используют различные подходы для реализации стратифицированных моделей. Ряд программных продуктов, такие как AUTOMOD, ProModel, TAYLOR, WITNESS и др. поддерживают интеграцию моделей на основе создания вложенных структур. В системах Arena, Extend реализован подход к стратификации, основанный на построении иерархических многоуровневых структур. Наиболее перспективным является структурно-функциональный подход, реализованный, например, в системах моделирования Ithink, Rethink, базирующийся на методологии структурного анализа и проектирования. При такой технологии есть возможность для реализации нескольких уровней представления моделей, - высоко-уровневое представление в виде блок-схем, с использованием CASE- средств, а на нижнем уровне модели могут отображаться, например, потоковыми схемами и диаграммами.
|
|
|
Новая методология научного исследования в компьютерном моделировании, предполагающая организацию и проведение вычислительного эксперимента на имитационной модели, требует серьёзной математической и информационной поддержки процесса системного моделирования, особенно в части вычислительных процедур, связанных с планированием эксперимента, оптимизацией, организации работы с большим объёмом данных в процедурах принятия решений. Многие системы моделирования обеспечены средствами для интеграции с другими программными средами, осуществляют доступ к процедурным языкам, связанным с кодом имитационной модели, для реализации специальных вычислений, доступа к базам данных (подход Simulation Data Base).
В более мощных пакетах осуществляется интеграция через дополнительное программное обеспечение со специализированными блоками различного назначения. Это могут быть блоки анализа входных данных, гибкие средства анализа чувствительности, позволяющие осуществлять многократные прогоны с различными входными данными (в системах GPSS/H-PROOF, ProModel и др.). Перспективно создание систем моделирования с функционально широкими, ориентированными на специфику имитационного моделирования, блоками оптимизации (в этом смысле показательны системы WITNESS, TAYLOR). Интеграция программных систем, кстати, может осуществляться и на других уровнях, например, имитационное моделирование плюс логистики, что актуально, в частности, при реализации ресурсных моделей балансового типа.
|
|
|
Реализуемый в ряде систем многопользовательский режим, применение интерактивного распределенного моделирования, разработки в области взаимодействия имитационного моделирования с Интернетом, расширяют возможности имитационного моделирования, позволяя отрабатывать совместные или конкурирующие стратегии различным компаниям.
Таблица 2.4 Технологические характеристики современных систем моделирования
| Система моделиро-вания | Производи-тель ПО | Приложения | Моделирующая среда и поддержка | |||
| Графическая конструкция ИМ | Авторское моделирование, программи-рование моделей | Анимация (в реал. времени) | Поддержка анализа результатов | |||
| ARENA | System Modeling Corporation | Производство, анализ бизнес-процессов, дискретное моделирование | Блок-схемы | + | + | + |
| EXTEND | Imagine That, Inc. | Стратегическое планирование, бизнес-моделирование | Компоновочные блоки, непрерывные и дискретные модели | + язык Modl | + | Анализ чувствитель-ности |
| GPSS/H-PROOF | Wolverine Software Corporation | Общего назначения, производство, транспорт и др. | Блок-схемы | + | + | ANOVA |
| ITHINK ANALYST | High Performance System, Inc. | Управление финансовыми потоками, реинжиниринг предприятий, банков, инвестиционных компаний и др. | CASE-средства, потоковые диаграммы | + | + | Анализ чувствитель-ности |
| PROCESS MODEL | PROMODEL Corporation | Общее производство, реинжиниринг | Блок-схемы, дискретное моделирование | -- | -- | + |
| SIMUL8 | Visual Thinking International | Универсальное средство имитации дискретных процессов | -- | Объектно-ориентирован-ное программи-рование | + | + |
| TAYLOR SIMULATION SOFTWARE | F&H SimulationInc. | Производство, стоимостный анализ | Блок-схемы, дискретное моделирование | -- | + | + |
| WITNESS | Lanner Group Inc. | Бизнес-планирование, производство, финансы | + | + | + | + Блок оптимизации |
| VENSIM | Ventana Systems | Модели системной динамики | Потоковые диаграммы | -- | + | + |
| POWERSIM | Powersim Co. | Непрерывное моделирование | Потоковые диаграммы | -- | + | -- |
| DYNAMO | Expectation Software | Модели системной динамики вычислительного типа | Блок-схемы | -- | -- | -- |
Лаборатория тестирования газеты InformationWeek провела испытание нескольких пакетов имитационного моделирования, предназначенных для инженеров и других пользователей, в том числе следующих пакетов, поддерживающих методы системной динамики:
|
|
|
- Powersim Studio 2001 фирмы Modell Data AS (Норвегия);
- Ithink 3.0.61 производства High Performance Systems (США);
Кроме того, автором был проведен анализ пакета моделирования Vensim 5.0 и сравнение его возможностей с другими пакетами.
В результате сравнения были сделаны следующие выводы:
|
|
|
