Підготовка початкових даних для проведення процедури імітаційного моделювання

Тема 8

ХАРАКТЕРИСТИКА ЕТАПУ ПЕРЕВІРКИ РОБОТОЗДАТНОСТІ ІМІТАЦІЙНОЇ МОДЕЛІ

Після того як ІМ реалізована на ЕОМ, дослідник повинен виконати наступну послідовність дій:

- провести випробування роботоздатності розробленого програмного продукту;

- дослідити та перевірити точнісні властивості ІМ;

- розробити план проведення ІЕ;

- розробити правила експлуатації моделі як інструменту для дослідження властивостей та планування розвитку ОМ.

У даній темі ми будемо розглядати етап підготовки початкових даних для проведення процедури ІМД та принципи проведення операції верифікації ІМ.

Підготовка початкових даних для проведення процедури імітаційного моделювання

Як уже відзначалося, у складі структури ІМ розрізняють такі складові як елементи, компоненти, змінні, параметри, функціональні залежності, обмеження, цільові функції. Під елементами розуміють складові частини ОМ, які при обумовленому об'єднанні утворюють цей об’єкт. На реальний ОМ у процесі його функціонування впливає деяка множина G* змінних, які можна вимірювати, але їхніми значеннями не можна керувати, а також множина X* параметрів, значення яких дослідник може змінювати як у реальній системі, так і в ході проведення ІЕ. Припустимо, що на виході ОМ існує можливість вимірювання деякої множини Y* характеристик його функціонування (вихідних характеристик). Гіпотетично за цих умов існує деяка невідома досліднику функціональна залежність між вихідними характеристиками, змінними і параметрами системи, яку у неявному виді можна подати як Y* = φ*(Х*, G*). Модель об’єкту, у свою чергу, визначається як сукупність елементів, об'єднаних для виконання заданої функції Тут - відповідно вектори результатів функціонування моделі системи, значень параметрів моделювання та змінних моделі. Склад параметрів моделі та їх значень дослідник для проведення кожного окремого ІЕ може обирати довільно. Змінні моделі повинні приймати тільки ті значення, які характерні для реального ОМ за обраних умов його функціонування. Тому для організації процесу імітації варіації значень складових вектору повинні формуватися на основі реальної інформації про функціонування ОМ. З цією метою, як правило, вимірюються фактичні значення змінних G* (так зване зовнішнє навантаження) і результатів поведінки системи при заданих значеннях параметрів системи Q* (Q* є вибіркою відомих значень вектора X*).

Випробування ІМ починаються із завдання початкової інформації для моделювання. Для цього дослідник повинен визначити джерела, з яких можна отримати початкову інформацію та розробити методику їх збору.

Процедура визначення даних для завдання початкової інформації для моделювання залежить від того, який об’єкт підлягає моделюванню. Якщо ми моделюємо деяку реальну СС, то для набуття інформації про значення характеристик її функціонування, як правило, організується вимірювання значень вихідних змінних Y*_Q, робочого навантаження системи G* і параметрів функціонування системи Q*. У ході цих вимірювань визначаються кількісні характеристики (середні значення, максимальні та середні відхилення значень від середнього, тощо) кожної з компонент векторів G*, Q*, Y*_Q.

Таким чином, в ході проведення вказаних натурних експериментів за результатами вимірювання значень параметрів робочого навантаження G* реальної системи формується модель робочого навантаження G, яка буде використовуватися у процесі імітації. Ступінь відповідності моделі робочого навантаження G реальним характеристикам робочого навантаження G* визначається за допомогою вектору точностей подання її компонент і рівнем деталізації алгоритму системи, тобто точністю апроксимації залежності φ*(Х*, G*) функцією φ(Х, G), яку отримано як результат моделювання.

Якщо моделюванню підлягає система, яка проектується, або реальна система, для якої не можна з якихось причин організувати вимірювання її характеристик, то у таких випадках для набуття початкової інформації проводять вимірювання аналогічних характеристик систем-прототипів. Якщо таких прототипів не існує, то дослідник для досягнення поставленої мети змушений використовувати метод експертних оцінок. Такі методи у своїй основі містять велику частку суб’єктивізму, але ті способи, які використовують для обробки експертної інформації певним чином зводять дані таких експертних опитувань до досить пристойних об’єктивних оцінок.

Найчастіше для обробки експертних оцінок використовується метод Делфі. Це ітераційна процедура, яка дозволяє піддавати думку кожного експерта критиці з боку всіх інших фахівців, які беруть участь у процедурі опитування. Координатор опитування регулює процедуру аналізу думок і зберігає їх анонімність. Отримана групова оцінка значень характеристик усереднюється і доводиться до відома кожного члена групи експертів. У разі зміни точки зору будь-якого з експертів, він може скоректувати свою попередню оцінку, обґрунтувавши свою думку, якщо вона виходить за рамки загальноприйнятої. Членам групи повідомляються результати другого туру опитування і надається письмове пояснення визначених при цьому граничних значень характеристик процесу, який піддається аналізу. Після декількох подібних ітерацій координатор підбиває підсумок і завершує процедуру експертизи оцінок векторів G*, Q*, Y*_Q системи.

При побудові моделі робочого навантаження G за значеннями компонент вектора G*, які були отримані за допомогою їх вимірювання, або встановлених експертним шляхом, часто застосовуються статистичні методи перевірки гіпотез про близькість. Як задані характеристики якості моделі робочого навантаження на систему G використовуються рівень довіри β і вектор точностей моделювання цих змінних.