46

В данной задаче максимальное значение 0,43 и лучшей кандидатурой является М, но этот вывод может измениться, если согласовать оценки парных сравнений в матрице Ао .

3.7. Имитационное моделирование

Имитационное моделирование – это вид интеллектуальной деятельности, направленной на решение производственных проблем, а имитационная модель – это специальный программный комплекс, который позволяет имитировать деятельность сложного объекта. Имитационные модели можно разделить на модели для исследования, которые обычно используют на этапе проектирования системы управления, и модели для управления, которые применяют в процессе функционирования системы. Эти модели рассчитаны на машинную обработку, и с позиции использования компьютерных технологий они могут быть алгоритмом поиска решения, выраженным обычными итерационными вычислениями или разновидностью аналоговой модели, которая, используя процессы - аналоги имитирует структуру и функционирование сложной системы в памяти компьютера и может выполнять оптимизацию некоторых параметров. Второй способ модельного эксперимента называют также эволюционно-симулятивным моделированием. Методы имитации явлений, будучи в основном интуитивными, используют кибернетические модели, методы когнитивных карт, нечёткой логики и каузальной алгебры.

В имитационных моделях не обязательна запись модели в виде математических зависимостей, но в них должны отражаться логика и закономерности поведения моделируемого объекта во времени и пространстве, а для экономических систем ещё и финансовая динамика. При создании имитационных моделей используется специальное программное обеспечение с определённой технологией работы, набором языковых средств, сервисными программами и приёмами моделирования. Моделирующая система позволяет передавать результаты моделирования, используемые для принятия управленческих решений, из модели в базы данных информационной системы. Например, диалоговая компьютерная система «Таня» (В. Е. Лихтенштейн и В. И. Павлов) допускает информационный обмен с базами данных, текстовыми и графическими редакторами, что позволяет перехо-

47

дить к оптимизационным расчётам или применять разнообразные итерационные диалоговые процедуры для анализа многовариантных сценариев и решения комплексных задач. Система Pilgrim внедряет для этого в модель интерфейсы ODBC ─ Open Data Base Connectivity. Поэтому имитацион-

ную модель можно рассматривать как высокоуровневую информационную технологию для создания и модификаций модели и для эксплуатации созданной модели.

Технологический процесс создания имитационной модели разбивается на пять этапов:

-структурный анализ объекта или процесса;

-формализованное описание модели;

-построение модели;

-верификация параметров модели;

-проведение экстремального эксперимента.

Результатом структурного анализа является формализованное изображение имитационной модели в виде графа, имеющего многослойную иерархическую структуру. На втором этапе полученный граф описывается на специальном языке для последующей трансляции (например, GPSS, Pilgrim или ReThink). В двух последних системах возможно автоматизированное описание. Этап построения модели подразумевает трансляцию и редактирование связей, причём трансляция идёт либо в режиме интерпретации, либо в режиме компиляции. Верификация происходит на специально подобранных тестовых примерах. Анализ результатов имитации основан на использовании методов математической статистики. Для получения статистической достоверности результатов необходимо многократное повторение имитационных экспериментов, что требует больших временных затрат. Для имитации на компьютере случайных ситуаций используется метод Монте - Карло, базой которого является датчик случайных чисел. Реализованный на компьютере алгоритм формирования псевдослучайных чисел позволяет смоделировать любое вероятностное распределение, поэтому имитационные модели широко используются в системах массового обслуживания.

48

К основным объектам имитационной модели относятся: граф модели, транзакт, узел графа, событие, ресурс и пространство. Граф должен быть направленным. Транзакт – это динамическая единица любой модели,выражающая запрос на какое-либо обслуживание (требование перечислить деньги, приход покупателя в магазин, выход пассажира из автобуса, приказ руководителя). Узел графа – это центры обслуживания транзактов. Событием называется факт выхода из узла одного транзакта. Ресурсы могут иметь любую природу и характеризуются мощностью, остатком и дефицитом. Все эти объекты могут быть привязаны к точкам пространства (поверхность Земли, декартова плоскость и др.) и мигрировать в нём. Такие возможности позволяют считать имитационное моделирование универсальным методом и для управления сложным процессом и, особенно, при проведении экспериментов, изучении динамики процессов в экстренных ситуациях, связанных с рисками, натурное моделирование которых нежелательно или невозможно. К особому классу имитационных моделей относятся имитационные динамические модели, предложенные Дж. Форрестером. Они связаны с системной динамикой и используют идеи динамического программирования (язык DYNAMO).

Контрольные вопросы и задания

1.Для каких целей проводится оценка сложных систем?

2.Что такое шкала?

3.Какая шкала называется номинальной?

4.Когда применяется ранговая шкала?

5.Какие правила следует соблюдать при работе с величинами, измеренными в разных шкалах?

6.Какие основные формулы осреднения показателей используются при оценке систем?

7.Приведите примеры использования среднеарифметического, среднегеометрического и среднегармонического.

8.Какие критерии качества систем Вы знаете?

9.Охарактеризуйте качественные методы оценивания систем.

49

10.Где на практике применяются методы типа сценариев?

11.Какие методы относятся к методам экспертных оценок?

12.Какие методы морфологического исследования Вы знаете?

13.Каким условиям должны удовлетворять матрицы парных сравнений?

14.Для чего используется метод анализа иерархий?

15.В чём суть метода Монте - Карло?

16.Охарактеризуйте процесс создания имитационной модели.

17.Какие характеристики позволяет получить имитационная модель?

18.Как сгенерировать таблицу случайных чисел?

4.Методики анализа целей и функций СУ

4.1.Классификация целей

Цель – заранее мыслимый результат сознательной деятельности человека (БСЭ). С другой стороны, цель определяется как вариант удовлетворения исходной потребности. Потребность – это то, что связывает человека и всё живое с внешней средой как условие обеспечения его жизнедеятельности и существования. Наконец, цель – совокупное представление о некоторой модели будущего результата. Мечта – это цель, не обеспеченная средствами её достижения. Соотношение между целью, характером деятельности и видом результата можно проследить, если рассмотреть созерцательную деятельность (нет цели ─ нет результата), экспериментальную деятельность (есть цель, но результат не определен), исследовательскую деятельность (есть цель, но результат может быть полезным или нет) и производственную деятельность (есть цель и известен результат). Причинно - следственная связь выглядит следующим образом:

Потребность → цель → процесс → результат.

Свойства цели:

-цель находится в непосредственной зависимости от потребности и является её прямым следствием;

-выбор цели сугубо субъективен (основан на конкретном знании индивида или сообщества);

-цель конкретна;

50

-цель всегда несёт в себе элемент неопределённости, что приводит к рассогласованию фактически полученного результата и той модели, которая была сформулирована;

-наличие неопределённости в исходной модели делает цель средством оценки будущего результата.

К видам задания целей относятся: требуемое конечное состояние системы; требуемый порядок смены состояний (движения) системы; требуемое «направление» движения системы без фиксации конечной точки.

Для правильной формулировки целей необходимо учитывать и изучать закономерности целеобразования. Различают закономерности возникновения и формулирования целей и закономерности формирования структур целей. Первые указывают на зависимость представления о цели (или о её формулировке) от стадии познания объекта или процесса; на зависимость цели от внешних и внутренних факторов (при этом, для закрытых систем - цель внешняя, а для открытых – цели формируются внутри); на возможность сведения задачи формулирования общей цели к задаче структуризации цели или декомпозиции. Коллективно формулируемая структура помогает достичь одинакового понимания общей цели всеми исполнителями. Этапу определения целей организации предшествуют этапы определения миссии организации, системы ценностей, которых она придерживается, и стратегии её развития.

Миссия организации – это основная общая цель организации, причина её существования.

Стратегия призвана обеспечить осуществление миссии, т.е. выживание

иразвитие организации.

Стратегические цели используются для долговременной политики развития организации, тактические – для решения оперативных задач управления организацией.

Классификация целей, предложенная А. И. Пригожиным, включает це- ли-задания, цели-ориентиры и цели-системы. Другую классификацию предлагает В. Р. Веснин. Он разделяет цели на стратегические и тактические ─ по степени важности для организации; на экономические, социальные, научные и технические – по содержанию; по сфере реализации –