نمذجة المحاكاة في الاقتصاد. مجالات تطبيق أساليب نمذجة المحاكاة

إرسال عملك الجيد في قاعدة المعرفة أمر بسيط. استخدم النموذج أدناه

سيكون الطلاب وطلاب الدراسات العليا والعلماء الشباب الذين يستخدمون قاعدة المعرفة في دراساتهم وعملهم ممتنين جدًا لك.

نشر على http://www.allbest.ru/

مشروع الدورة

الموضوع: "نمذجة الإنتاج و العمليات الاقتصادية»

حول موضوع: "محاكاة العمليات الاقتصادية"

مقدمة

1.1 مفهوم النمذجة

1.2 مفهوم النموذج

رابعا. الجزء العملي

4.1 بيان المشكلة

4.2 حل المشكلات

استنتاج

طلب

مقدمة

احتلت نمذجة المحاكاة ، والبرمجة الخطية ، وتحليل الانحدار ، من حيث المدى وتكرار الاستخدام ، منذ فترة طويلة المراكز الثلاثة الأولى بين جميع طرق أبحاث العمليات في الاقتصاد. في نمذجة المحاكاة ، تعيد الخوارزمية التي تنفذ النموذج إنتاج عملية عمل النظام في الزمان والمكان ، وتتم محاكاة الظواهر الأولية التي تشكل العملية مع الحفاظ على هيكلها الزمني المنطقي.

في الوقت الحاضر ، أصبحت النمذجة وسيلة فعالة إلى حد ما لحل المشكلات المعقدة لأتمتة البحث والتجارب والتصميم. ولكن لإتقان النمذجة كأداة عمل ، فإن إمكانياتها الواسعة وتطوير منهجية النمذجة بشكل أكبر ممكنة فقط مع التمكن الكامل للتقنيات والتكنولوجيا من أجل حل عملي لمشاكل نمذجة عمليات تشغيل الأنظمة على الكمبيوتر. تتم متابعة هذا الهدف من خلال ورشة العمل هذه ، والتي تركز على الأساليب والمبادئ والمراحل الرئيسية للنمذجة في إطار منهجية النمذجة العامة ، فضلاً عن مناقشة نمذجة متغيرات محددة للأنظمة وغرس المهارات في استخدام تقنية النمذجة في العملية تنفيذ نماذج عمل الأنظمة. يتم النظر في مشاكل الأنظمة الطابور، التي تستند إليها نماذج المحاكاة للأنظمة الاقتصادية والمعلوماتية والتكنولوجية والتقنية وغيرها. طرق النمذجة الاحتمالية المنفصلة والعشوائية كميات مستمرة، مما يجعل من الممكن مراعاة التأثيرات العشوائية على النظام عند نمذجة الأنظمة الاقتصادية.

تتزايد مطالب المجتمع الحديث على متخصص في مجال الاقتصاد بشكل مطرد. في الوقت الحاضر ، النشاط الناجح في جميع مجالات الاقتصاد تقريبًا غير ممكن دون نمذجة سلوك وديناميكيات تطور العمليات ، ودراسة ميزات تطوير الأشياء الاقتصادية ، والنظر في أدائها في ظروف مختلفة. يجب أن تكون البرامج والأجهزة هي المساعدين الأوائل هنا. بدلاً من التعلم من أخطائك أو من أخطاء الآخرين ، يُنصح بتوحيد معرفة الواقع والتحقق منه من خلال النتائج التي تم الحصول عليها على نماذج الكمبيوتر.

نمذجة المحاكاة هي الأكثر توضيحًا ؛ يتم استخدامها في الممارسة لنمذجة الكمبيوتر للخيارات لحل المواقف من أجل الحصول على الحلول الأكثر فاعلية للمشكلات. تسمح لك نمذجة المحاكاة بدراسة النظام الذي تم تحليله أو تصميمه وفقًا لمخطط البحث التشغيلي ، والذي يحتوي على خطوات مترابطة:

تطوير نموذج مفاهيمي ؛

التطوير وتنفيذ البرامج نموذج محاكاة;

التحقق من صحة وموثوقية النموذج وتقييم دقة نتائج المحاكاة ؛

التخطيط وإجراء التجارب ؛

· اتخاذ القرارات.

هذا يجعل من الممكن استخدام نمذجة المحاكاة كنهج عالمي لاتخاذ القرارات في ظل ظروف عدم اليقين ، مع الأخذ في الاعتبار العوامل التي يصعب إضفاء الطابع الرسمي عليها في النماذج ، وكذلك لتطبيق المبادئ الأساسية لنهج منهجي لحل المشاكل العملية.

يتم إعاقة التنفيذ الواسع لهذه الطريقة في الممارسة العملية بسبب الحاجة إلى إنشاء تطبيقات برمجية لنماذج المحاكاة التي تعيد إنشاء ديناميكيات النظام المحاكى في وقت النموذج.

على عكس الطرق التقليديةالبرمجة ، فإن تطوير نموذج محاكاة يتطلب إعادة هيكلة مبادئ التفكير. ليس من قبيل الصدفة أن المبادئ الأساسية لنمذجة المحاكاة أعطت دفعة لتطوير برمجة الكائنات. لذلك ، تهدف جهود مطوري برامج المحاكاة إلى تبسيط تطبيقات البرامج لنماذج المحاكاة: يتم إنشاء لغات وأنظمة متخصصة لهذه الأغراض.

لقد تغيرت أدوات برامج المحاكاة على مدى عدة أجيال في تطويرها ، من لغات النمذجة وأدوات أتمتة بناء النماذج إلى مولدات البرامج والأنظمة التفاعلية والذكية وأنظمة النمذجة الموزعة. الغرض الرئيسي من كل هذه الأدوات هو تقليل تعقيد إنشاء تطبيقات برمجية لنماذج المحاكاة وتجربة النماذج.

واحدة من أولى لغات النمذجة لتسهيل عملية كتابة برامج المحاكاة كانت لغة GPSS ، التي تم إنشاؤها كمنتج نهائي بواسطة Jeffrey Gordon في IBM في عام 1962. يوجد حاليًا مترجمون لأنظمة تشغيل DOS - GPSS / PC و OS / 2 و DOS - GPSS / H و Windows - GPSS World. يتيح لك تعلم هذه اللغة وإنشاء النماذج فهم مبادئ تطوير برامج المحاكاة وتعلم كيفية العمل مع نماذج المحاكاة.

GPSS (نظام محاكاة الأغراض العامة - نظام المحاكاة هدف عام) هي لغة نمذجة تُستخدم لبناء نماذج محاكاة منفصلة قائمة على الأحداث وإجراء تجارب باستخدام جهاز كمبيوتر شخصي.

نظام GPSS لغة ومترجم. مثل كل لغة ، فهي تحتوي على مفردات وقواعد يمكن من خلالها تطوير نماذج لأنواع معينة من الأنظمة.

1. المفاهيم الأساسية لنظرية نمذجة النظم والعمليات الاقتصادية

1.1 مفهوم النمذجة

تشير النمذجة إلى عملية بناء النماذج ودراستها وتطبيقها. ترتبط ارتباطًا وثيقًا بفئات مثل التجريد ، والقياس ، والفرضية ، وما إلى ذلك. تتضمن عملية النمذجة بالضرورة بناء التجريدات ، والاستنتاجات عن طريق القياس ، وبناء الفرضيات العلمية.

السمة الرئيسية للنمذجة هي أنها طريقة للإدراك غير المباشر بمساعدة كائنات الوكيل. يعمل النموذج كنوع من أدوات المعرفة التي يضعها الباحث بينه وبين الشيء ، وبمساعدته يدرس الشيء الذي يهمه. أي نظام اجتماعي اقتصادي هو نظام معقد تتفاعل فيه العشرات والمئات من العمليات الاقتصادية والتقنية والاجتماعية ، وتتغير باستمرار تحت تأثير الظروف الخارجية ، بما في ذلك التقدم العلمي والتكنولوجي. في ظل هذه الظروف ، تصبح إدارة النظم الاجتماعية والاقتصادية والإنتاجية مهمة صعبة للغاية تتطلب أدوات وأساليب خاصة. النمذجة هي إحدى الطرق الرئيسية للإدراك ، وهي شكل من أشكال انعكاس الواقع وتتكون من توضيح أو إعادة إنتاج خصائص معينة للأشياء والأشياء والظواهر الحقيقية باستخدام كائنات أو عمليات أو ظواهر أخرى أو استخدام وصف مجرد في شكل الصورة والتخطيط والخريطة ومجموعات المعادلات والخوارزميات والبرامج.

بالمعنى الأكثر عمومية ، يُفهم النموذج على أنه وصف منطقي (لفظي) أو رياضي للمكونات والوظائف التي تعكس الخصائص الأساسية للكائن أو العملية التي يتم نمذجتها ، وعادة ما تُعتبر أنظمة أو عناصر لنظام من نقطة معينة للعرض. يستخدم النموذج كصورة شرطية مصممة لتبسيط دراسة الكائن. من حيث المبدأ ، ليس فقط رياضي (رمزي) ، ولكن أيضًا نماذج ماديةومع ذلك ، فإن النماذج المادية لها قيمة توضيحية فقط.

هناك وجهتا نظر حول جوهر النمذجة:

* هذه هي دراسة كائنات المعرفة على النماذج ؛

* هذا هو بناء ودراسة نماذج للأشياء والظواهر الواقعية ، بالإضافة إلى الأشياء المفترضة (المشيدة).

تعتمد إمكانيات النمذجة ، أي نقل النتائج التي تم الحصول عليها أثناء بناء النموذج ودراسته ، إلى الأصل على حقيقة أن النموذج يعرض بمعنى معين (يعيد إنتاج ، نماذج ، يصف ، يقلد) بعض الميزات من موضوع اهتمام الباحث. النمذجة كشكل من أشكال انعكاس الواقع منتشرة على نطاق واسع ، والتصنيف الكامل إلى حد ما للأنواع المحتملة من النمذجة أمر صعب للغاية ، وذلك فقط بسبب غموض مفهوم "النموذج" ، والذي يستخدم على نطاق واسع ليس فقط في العلوم والتكنولوجيا ، ولكن أيضًا في الفن وفي الحياة اليومية.

كلمة "نموذج" تأتي من كلمة لاتينية"المعامل" يعني "القياس" ، "العينة". ارتبط معناها الأصلي بفن البناء ، وفي كل شيء تقريبًا اللغات الأوروبيةتم استخدامه للإشارة إلى صورة أو نموذج أولي ، أو شيء مشابه إلى حد ما لشيء آخر.

من بين الأنظمة الاجتماعية والاقتصادية ، من المستحسن تحديد نظام الإنتاج (PS) ، والذي يحتوي ، على عكس أنظمة الطبقات الأخرى ، على أنه أهم عنصر بوعي. يتصرف الشخص، الذي يؤدي وظائف الإدارة (صنع القرار ومراقبتها). وفقًا لهذا ، يمكن اعتبار الأقسام المختلفة للمؤسسات والشركات نفسها ومنظمات البحث والتصميم والجمعيات والصناعات ، وفي بعض الحالات ، الاقتصاد الوطني ككل ، على أنها PS.

تختلف طبيعة التشابه بين الكائن المنمذج والنموذج:

* مادي - الكائن والنموذج لهما نفس الشيء أو ما شابه الطبيعة الفيزيائية;

* هيكلي - يوجد تشابه بين بنية الكائن وهيكل النموذج ؛ * وظيفي - يؤدي الكائن والنموذج وظائف مماثلة مع التأثير المناسب ؛

* ديناميكي - هناك تطابق بين الحالات المتغيرة بشكل متتالي للكائن والنموذج ؛

* احتمالية - هناك تطابق بين العمليات الاحتمالية في الكائن والنموذج ؛

* هندسي - هناك تطابق بين الخصائص المكانية للشيء والنموذج.

تعد النمذجة واحدة من أكثر الطرق شيوعًا لدراسة العمليات والظواهر. تعتمد النمذجة على مبدأ القياس وتسمح لك بدراسة كائن في ظل ظروف معينة مع مراعاة وجهة النظر أحادية الجانب التي لا مفر منها. لا تتم دراسة الكائن الذي يصعب دراسته بشكل مباشر ، ولكن من خلال النظر في كائن آخر مشابه له ويمكن الوصول إليه بسهولة - نموذج. من خلال خصائص النموذج ، عادة ما يكون من الممكن الحكم على خصائص الكائن قيد الدراسة. ولكن ليس حول جميع الخصائص ، ولكن فقط عن تلك المتشابهة في كل من النموذج والكائن ، وفي نفس الوقت تعتبر مهمة للبحث.

تسمى هذه الخصائص أساسية. هل هناك حاجة للنمذجة الرياضية للاقتصاد؟ للاقتناع بذلك ، يكفي الإجابة على السؤال: هل من الممكن إكمال مشروع تقني بدون خطة عمل ، أي رسومات؟ نفس الوضع يحدث في الاقتصاد. هل يشترط إثبات الحاجة لاستخدام اقتصادي النماذج الرياضيةللقبول قرارات الإدارةفي مجال الاقتصاد؟

في ظل هذه الظروف ، يتبين أن النموذج الاقتصادي الرياضي هو الوسيلة الرئيسية للدراسة التجريبية للاقتصاد ، لأنه يمتلك الخصائص التالية:

* يقلد عملية اقتصادية حقيقية (أو سلوك كائن ما) ؛

* ذات تكلفة منخفضة نسبيًا ؛

* يمكن إعادة استخدامها ؛

* يأخذ في الاعتبار الظروف المختلفة لعمل الكائن.

يمكن للنموذج ويجب أن يعكس البنية الداخلية لكائن اقتصادي من وجهات نظر معينة (معينة) ، وإذا كان غير معروف ، فعندئذ فقط سلوكه ، باستخدام مبدأ "الصندوق الأسود".

في الأساس ، يمكن صياغة أي نموذج بثلاث طرق:

* نتيجة الملاحظة المباشرة ودراسة ظواهر الواقع (طريقة الظواهر) ؛

* العزلة عن نموذج أكثر عمومية (طريقة استنتاجية) ؛

* تعميمات لنماذج أكثر تحديدًا ( طريقة حثي، أي الإثبات بالاستقراء).

يمكن تصنيف النماذج ، اللانهائية في تنوعها ، وفقًا لمجموعة متنوعة من المعايير. بادئ ذي بدء ، يمكن تقسيم جميع النماذج إلى مادية ووصفية. ومع هؤلاء ومع آخرين ، نتعامل باستمرار. على وجه الخصوص ، تشتمل النماذج الوصفية على نماذج يتم فيها وصف الكائن الذي يتم تصميمه باستخدام الكلمات والرسومات والتبعيات الرياضية وما إلى ذلك. وتشمل هذه النماذج الأدب والفنون الجميلة والموسيقى.

تستخدم النماذج الاقتصادية والرياضية على نطاق واسع في إدارة العمليات الاقتصادية. لا يوجد تعريف راسخ للنموذج الاقتصادي الرياضي في الأدبيات. لنأخذ التعريف التالي كأساس. النموذج الاقتصادي الرياضي هو وصف رياضي لعملية أو كائن اقتصادي ، يتم تنفيذه من أجل دراستها أو إدارتها: سجل رياضي للمشكلة الاقتصادية التي يتم حلها (لذلك ، غالبًا ما يتم استخدام مصطلحات المهمة والنموذج كمرادفات).

يمكن أيضًا تصنيف النماذج وفقًا لمعايير أخرى:

* النماذج التي تصف الحالة اللحظية للاقتصاد تسمى ثابتة. تسمى النماذج التي تظهر تطور الكائن الذي يتم تصميمه بالديناميكية.

* النماذج التي يمكن بناؤها ليس فقط في شكل صيغ ( التمثيل التحليلي) ، ولكن أيضًا في شكل أمثلة عددية (تمثيل عددي) ، في شكل جداول (تمثيل مصفوفة) ، في شكل نوع خاص من الرسوم البيانية ، تمثيل الشبكة).

1.2 مفهوم النموذج

في الوقت الحاضر ، من المستحيل تسمية منطقة نشاط بشري لا تستخدم فيها أساليب النمذجة بدرجة أو بأخرى. وفي الوقت نفسه ، لا يوجد تعريف مقبول بشكل عام لمفهوم النموذج. في رأينا ، التعريف التالي يستحق الأفضلية: النموذج هو كائن من أي طبيعة يتم إنشاؤه بواسطة الباحث من أجل الحصول على معرفة جديدة حول الكائن الأصلي ويعكس فقط الخصائص الأساسية (من وجهة نظر المطور) للخصائص أصلي.

عند تحليل محتوى هذا التعريف ، يمكننا استخلاص الاستنتاجات التالية:

1) أي نموذج ذاتي يحمل طابع شخصية الباحث ؛

2) أي نموذج متماثل الشكل ، أي لا يعكس كل شيء ، بل يعكس فقط الخصائص الأساسية للموضوع الأصلي ؛

3) من الممكن وجود العديد من النماذج لنفس الكائن الأصلي ، تختلف في أهداف الدراسة ودرجة كفايتها.

يعتبر النموذج مناسبًا للكائن الأصلي إذا كان يعكس انتظام عملية تشغيل نظام حقيقي في البيئة الخارجية بدرجة كافية من التقريب على مستوى فهم العملية التي يصممها الباحث.

يمكن تقسيم النماذج الرياضية إلى تحليلية وخوارزمية (محاكاة) ومجتمعة. بالنسبة للنمذجة التحليلية ، من المميزات استخدام أنظمة المعادلات الجبرية أو التفاضلية أو التكاملية أو ذات الفروق المحدودة لوصف عمليات تشغيل النظام. يمكن التحقق من النموذج التحليلي بالطرق التالية:

أ) التحليلي ، عندما يسعون جاهدين للدخول فيه نظرة عامةالتبعيات الواضحة للخصائص المرغوبة ؛

ب) العددية ، عندما لا يتمكنون من حل المعادلات بشكل عام ، فإنهم يسعون للحصول على نتائج رقمية ببيانات أولية محددة ؛

ج) النوعية ، عندما يكون من الممكن إيجاد بعض خصائص الحل (على سبيل المثال ، لتقدير ثبات الحل) بدون حل بشكل واضح. في النمذجة الخوارزمية (المحاكاة) ، يتم وصف عملية عمل النظام في الوقت المناسب ، ويتم محاكاة الظواهر الأولية التي تشكل العملية ، مع الحفاظ على هيكلها المنطقي وتسلسلها في الوقت المناسب. يمكن أن تكون نماذج المحاكاة حتمية وإحصائية أيضًا.

تمت صياغة الهدف العام للنمذجة في عملية اتخاذ القرار في وقت سابق - وهذا هو تحديد (حساب) قيم مؤشر الأداء المحدد للاستراتيجيات المختلفة لإجراء عملية (أو خيارات لتنفيذ النظام المصمم). عند تطوير نموذج معين ، يجب تحسين الغرض من النمذجة مع مراعاة معيار الكفاءة المستخدم. وبالتالي ، يتم تحديد الغرض من النمذجة من خلال الغرض من العملية قيد الدراسة ، والطريقة المخططة لاستخدام نتائج الدراسة.

على سبيل المثال ، تتم صياغة موقف المشكلة الذي يتطلب اتخاذ قرار على النحو التالي: للعثور على متغير لإنشاء شبكة كمبيوتر يكون لها حد أدنى من التكلفة مع تلبية متطلبات الأداء والموثوقية. في هذه الحالة ، يكون الغرض من النمذجة هو العثور على معلمات الشبكة التي توفر الحد الأدنى لقيمة PE ، وهي التكلفة.

يمكن صياغة المشكلة بشكل مختلف: اختر أكثرها موثوقية من عدة متغيرات لتكوين شبكة الكمبيوتر. هنا ، يتم اختيار أحد مؤشرات الموثوقية (متوسط ​​الوقت بين حالات الفشل ، واحتمال التشغيل الخالي من الفشل ، وما إلى ذلك) باعتباره PE ، والغرض من النمذجة هو التقييم المقارن لخيارات الشبكة لهذا المؤشر.

تتيح لنا الأمثلة المقدمة أن نتذكر أن اختيار مؤشر الكفاءة في حد ذاته لا يحدد بعد "بنية" النموذج المستقبلي ، لأنه في هذه المرحلة لم تتم صياغة مفهومه ، أو ، كما يقولون ، النموذج المفاهيمي لـ لم يتم تعريف النظام قيد الدراسة.

ثانيًا. المفاهيم الأساسية لنظرية نمذجة النظم والعمليات الاقتصادية

2.1 تحسين وتطوير النظم الاقتصادية

نمذجة المحاكاة هي الطريقة الأقوى والأكثر عالمية لدراسة وتقييم فعالية الأنظمة التي يعتمد سلوكها على تأثير العوامل العشوائية. وتشمل هذه الأنظمة الطائرات، ومجموعات الحيوانات ، ومؤسسة تعمل في ظروف تتسم بعلاقات سوق ضعيفة التنظيم.

تعتمد نمذجة المحاكاة على تجربة إحصائية (طريقة مونت كارلو) ، والتي يكون تنفيذها مستحيلًا عمليًا دون استخدام تكنولوجيا الكمبيوتر. لذلك ، فإن أي نموذج محاكاة هو في النهاية منتج برمجي أكثر أو أقل تعقيدًا.

بالطبع ، مثل أي برنامج آخر ، يمكن تطوير نموذج المحاكاة على أي برنامج لغة عالميةالبرمجة ، حتى في لغة التجميع. ومع ذلك ، يواجه المطور المشكلات التالية في هذه الحالة:

* المعرفة مطلوبة ليس فقط في مجال الموضوع الذي ينتمي إليه النظام قيد الدراسة ، ولكن أيضًا بلغة البرمجة ، وعلى مستوى عالٍ بدرجة كافية ؛

* تطوير إجراءات محددة لتوفير تجربة إحصائية (توليد التأثيرات العشوائية ، التخطيط للتجربة ، معالجة النتائج) لا يستغرق وقتًا وجهدًا أقل من تطوير نموذج النظام نفسه.

وأخيرًا ، مشكلة أخرى ، ربما تكون أهم مشكلة. في العديد من المشكلات العملية ، ليس فقط (وليس كثيرًا) التقييم الكمي لكفاءة النظام هو ما يهم ، ولكن بالأحرى سلوكه في موقف معين. لمثل هذه الملاحظة ، يجب أن يكون لدى الباحث "نوافذ عرض" مناسبة يمكن إغلاقها إذا لزم الأمر ، والانتقال إلى مكان آخر ، وتغيير حجم وشكل الخصائص المرصودة ، وما إلى ذلك ، دون انتظار نهاية تجربة المحاكاة الحالية. يعمل نموذج المحاكاة في هذه الحالة كمصدر للإجابة على السؤال: "ماذا سيحدث إذا ...".

يعد تنفيذ مثل هذه الميزات بلغة برمجة عالمية مهمة صعبة للغاية. يوجد حاليًا عدد غير قليل من منتجات البرامج التي تسمح بعمليات النمذجة. تشمل هذه الباقات: Pilgrim و GPSS و Simplex وعدد من الباقات الأخرى.

في الوقت نفسه ، في الوقت الحالي ، يوجد في سوق تكنولوجيا الكمبيوتر الروسي منتج يجعل من الممكن حل هذه المشكلات بشكل فعال للغاية - حزمة MATLAB ، التي تحتوي على أداة النمذجة المرئية Simulink.

Simulink هي أداة تسمح لك بمحاكاة النظام بسرعة والحصول على مؤشرات للتأثير المتوقع ومقارنتها بالجهد المطلوب لتحقيقها.

هناك العديد من أنواع النماذج المختلفة: المادية ، والتناظرية ، والبديهية ، وما إلى ذلك. مكان خاصمن بينها النماذج الرياضية ، والتي ، وفقًا للأكاديمي أ. Samarsky ، "أعظم إنجاز للثورة العلمية والتكنولوجية في القرن العشرين." تنقسم النماذج الرياضية إلى مجموعتين: تحليلية وخوارزمية (تسمى أحيانًا المحاكاة).

في الوقت الحاضر ، من المستحيل تسمية منطقة النشاط البشري التي ، بدرجة أو بأخرى ، لن يتم استخدام أساليب النمذجة. النشاط الاقتصادي ليس استثناء. ومع ذلك ، في مجال محاكاة العمليات الاقتصادية ، لا تزال هناك بعض الصعوبات.

في رأينا ، يمكن تفسير هذا الظرف بالأسباب التالية.

1. تحدث العمليات الاقتصادية بشكل عفوي إلى حد كبير ، لا يمكن السيطرة عليها. إنهم لا يصلحون بشكل جيد لمحاولات السيطرة القوية من قبل القادة السياسيين وحكومات الدولة والاقتصاد على الصناعات الفردية واقتصاد البلاد ككل. لهذا السبب ، يصعب دراسة النظم الاقتصادية ووصفها بشكل رسمي.

2. المتخصصون في مجال الاقتصاد ، كقاعدة عامة ، ليس لديهم تدريب كاف في الرياضيات بشكل عام وفي القضايا النمذجة الرياضيةخاصه. معظمهم لا يعرفون كيفية وصف (إضفاء الطابع الرسمي) على العمليات الاقتصادية المرصودة. وهذا بدوره لا يسمح لنا بتحديد ما إذا كان هذا النموذج الرياضي أو ذاك مناسبًا للنظام الاقتصادي المدروس.

3. المتخصصين في مجال النمذجة الرياضية ، الذين ليس لديهم وصف رسمي للعملية الاقتصادية تحت تصرفهم ، لا يمكنهم إنشاء نموذج رياضي مناسب لها.

يمكن تقسيم النماذج الرياضية الحالية ، والتي تسمى عادةً نماذج الأنظمة الاقتصادية ، إلى ثلاث مجموعات.

تتضمن المجموعة الأولى نماذج تعكس بدقة إلى حد ما أي جانب من جوانب عملية اقتصادية معينة تحدث في نظام صغير نسبيًا. رياضيا ، هي علاقات بسيطة للغاية بين متغيرين أو ثلاثة متغيرات. عادةً ما تكون هذه معادلات جبرية من الدرجة الثانية أو الثالثة ، في الحالة القصوى ، نظام معادلات جبرية يتطلب استخدام طريقة التكرار لحل ( التقريبات المتتالية). يجدون التطبيق في الممارسة العملية ، ولكن لا يهم من وجهة نظر المتخصصين في مجال النمذجة الرياضية.

المجموعة الثانية تضم نماذج تصف العمليات الحقيقية التي تحدث في النظم الاقتصادية الصغيرة والمتوسطة الحجم ، والتي تخضع لتأثير العوامل العشوائية وغير المؤكدة. يتطلب تطوير مثل هذه النماذج وضع افتراضات لحل حالات عدم اليقين. على سبيل المثال ، من الضروري تحديد توزيعات المتغيرات العشوائية المتعلقة بمتغيرات الإدخال. تثير هذه العملية الاصطناعية ، إلى حد ما ، شكوكًا حول موثوقية نتائج المحاكاة. ومع ذلك ، لا توجد طريقة أخرى لإنشاء نموذج رياضي.

من بين النماذج في هذه المجموعة الأكثر انتشاراتلقت نماذج لما يسمى أنظمة الطابور. هناك نوعان من هذه النماذج: تحليلية ونماذج حسابية. لا تأخذ النماذج التحليلية في الاعتبار عمل العوامل العشوائية ، وبالتالي لا يمكن استخدامها إلا كنماذج تقريبية أولية. بمساعدة النماذج الحسابية ، يمكن وصف العملية قيد الدراسة بأي درجة من الدقة على مستوى فهمها من قبل صانع المشكلة.

المجموعة الثالثة تضم نماذج لأنظمة (الاقتصاد الكلي) الكبيرة والكبيرة جداً: مؤسسات وجمعيات تجارية وصناعية كبيرة ، قطاعات الاقتصاد الوطني واقتصاد البلاد ككل. يعد إنشاء نموذج رياضي لنظام اقتصادي بهذا المقياس مهمة معقدة. مشكلة علمية، والتي لا يمكن حلها إلا عن طريق مؤسسة بحثية كبيرة.

2.2 مكونات نموذج المحاكاة

النمذجة العددية تتعامل مع ثلاثة أنواع من القيم: البيانات الأولية ، والقيم المحسوبة للمتغيرات ، وقيم المعلمات. في ورقة Excel ، تحتل المصفوفات التي تحتوي على هذه القيم مناطق معزولة.

يتم الحصول على البيانات الحقيقية الأولية أو العينات أو سلسلة من الأرقام عن طريق الملاحظة الميدانية المباشرة أو في التجارب. في إطار إجراء النمذجة ، تظل دون تغيير (من الواضح أنه ، إذا لزم الأمر ، يمكنك استكمال مجموعات القيم أو تقليلها) ولعب دور مزدوج. يعمل بعضها (المتغيرات البيئية المستقلة ، X) كأساس لحساب متغيرات النموذج ؛ في أغلب الأحيان ، هذه هي خصائص العوامل الطبيعية (مجرى الوقت ، فترة الضوء ، درجة الحرارة ، وفرة الطعام ، جرعة المواد السامة ، أحجام الملوثات التي يتم تفريغها ، إلخ). الجزء الآخر من البيانات (المتغيرات التابعة للكائن ، Y) هو خاصية كمية للحالة أو ردود الفعل أو سلوك كائن البحث ، والتي تم الحصول عليها في ظل ظروف معينة ، تحت تأثير العوامل البيئية المسجلة. بالمعنى البيولوجي ، فإن المجموعة الأولى من المعاني مستقلة عن الثانية ؛ في المقابل ، تعتمد متغيرات الكائن على متغيرات البيئة. يتم إدخال البيانات في ورقة Excel من لوحة المفاتيح أو من ملف في وضع جدول البيانات العادي.

تعيد بيانات حساب النموذج إنتاج الحالة التي يمكن تصورها نظريًا للكائن ، والتي تحددها الحالة السابقة ، ومستوى العوامل البيئية المرصودة وتتميز بالمعلمات الرئيسية للعملية قيد الدراسة. في الحالة العادية ، عند حساب قيم النموذج (Y M i) لكل خطوة زمنية (i) ، المعلمات (A) ، خصائص الحالة السابقة (Y M i -1) والمستويات الحالية للعوامل البيئية (X ط) تستخدم:

Y M i = f (A، Y M i-1، X i، i) ،

و () - الشكل المقبول لنسبة المعلمات ومتغيرات البيئة ، نوع النموذج ،

أنا = 1 ، 2 ، ... تي أو أنا = 1 ، 2 ، ... ن.

تتيح حسابات خصائص النظام باستخدام صيغ النموذج لكل خطوة زمنية (لكل حالة) تكوين مجموعة من المتغيرات الصريحة للنموذج (Y M) ، والتي يجب أن تكرر بالضبط بنية مجموعة المتغيرات التابعة الحقيقية (Y) ، وهو أمر ضروري للضبط اللاحق لمعلمات النموذج. يتم إدخال الصيغ الخاصة بحساب متغيرات النموذج في خلايا ورقة Excel يدويًا (راجع قسم الأساليب المفيدة).

تشكل معلمات النموذج (أ) المجموعة الثالثة من القيم. يمكن تمثيل جميع المعلمات كمجموعة:

أ = (أ 1 ، أ 2 ، ... ، أ ي ، ... ، أ م) ،

حيث j - رقم المعلمة ،

م؟ الرقم الإجماليالمعلمات،

ووضعها في كتلة منفصلة. من الواضح أن عدد المعلمات يتم تحديده من خلال بنية صيغ النموذج المعتمدة.

يشغلون موقعًا منفصلًا في ورقة Excel ، ويلعبون الدور الأكثر أهمية في النمذجة. تهدف المعلمات إلى وصف الجوهر ، آلية تنفيذ الظواهر المرصودة. يجب أن يكون للمعلمات معنى بيولوجي (فيزيائي). بالنسبة لبعض المهام ، من الضروري مقارنة المعلمات المحسوبة لمصفوفات البيانات المختلفة. هذا يعني أنه يجب أحيانًا أن تكون مصحوبة بأخطاء إحصائية خاصة بهم.

تشكل العلاقات بين مكونات نظام المحاكاة وحدة وظيفية تركز على تحقيقها الغرض المشترك- تقدير معلمات النموذج (الشكل 2.6 ، الجدول 2.10). في تنفيذ الوظائف الفردية ، المشار إليها بواسطة الأسهم ، يتم تضمين العديد من العناصر في وقت واحد. من أجل عدم تشويش الصورة ، لا يعكس الرسم التخطيطي كتل التمثيل الرسومي والعشوائية. تم تصميم نظام المحاكاة لخدمة أي تغييرات في تصميم النموذج ، والتي ، إذا لزم الأمر ، يمكن أن يقوم بها الباحث. يتم عرض التركيبات الأساسية لأنظمة المحاكاة ، وكذلك الطرق الممكنة لتحللها وتكاملها ، في القسم "إطارات أنظمة المحاكاة".

محاكاة سلسلة اقتصادية

ثالثا. أساسيات المحاكاة

3.1 نموذج المحاكاة وخصائصه

نمذجة المحاكاة هي نوع من النمذجة التناظرية التي يتم تنفيذها باستخدام مجموعة من الأدوات الرياضية التي تحاكي بشكل خاص برامج الحاسوبوتقنيات البرمجة التي تسمح ، عن طريق العمليات المماثلة ، بإجراء دراسة مستهدفة لبنية ووظائف عملية معقدة حقيقية في ذاكرة الكمبيوتر في وضع "المحاكاة" ، لتحسين بعض معلماتها.

نموذج المحاكاة هو نموذج اقتصادي ورياضي يتم دراسته بالطرق التجريبية. تتكون التجربة من مراقبة نتائج الحسابات لمختلف القيم المعطاة للمتغيرات الخارجية المقدمة. نموذج المحاكاة هو نموذج ديناميكي بسبب حقيقة أنه يحتوي على مثل هذه المعلمة مثل الوقت. يُطلق على نموذج المحاكاة أيضًا حزمة برامج خاصة تسمح لك بمحاكاة نشاط أي كائن معقد. ارتبط ظهور نمذجة المحاكاة بـ "الموجة الجديدة" في نمذجة الاقتصاد الموضوعي. مشاكل العلوم الاقتصادية والممارسة في مجال الإدارة و التعليم الاقتصاديمن ناحية ، أدى نمو أداء الكمبيوتر من ناحية أخرى إلى الرغبة في توسيع نطاق الأساليب الاقتصادية والرياضية "الكلاسيكية". كان هناك بعض خيبة الأمل في قدرات النماذج المعيارية والتوازن والتحسين ونظرية اللعبة ، والتي استدعت في البداية حقيقة أنها تقدم جوًا من الوضوح المنطقي والموضوعية في العديد من مشاكل الإدارة الاقتصادية ، وأدت أيضًا إلى "معقولية". "(متوازن ، أمثل ، حل وسط). لم يكن من الممكن دائمًا فهم الأهداف المسبقة بشكل كامل ، بل والأكثر من ذلك ، إضفاء الطابع الرسمي على معيار الأمثل و (أو) القيود على الحلول الممكنة. لذلك ، بدأت العديد من المحاولات لتطبيق مثل هذه الأساليب تؤدي إلى حلول غير مقبولة ، على سبيل المثال ، غير قابلة للتحقيق (وإن كانت مثالية). وقد أدى التغلب على الصعوبات التي نشأت إلى التخلي عن إضفاء الطابع الرسمي الكامل (كما هو الحال في النماذج المعيارية) لإجراءات اتخاذ القرارات الاجتماعية والاقتصادية. بدأ إعطاء الأفضلية لتوليف معقول للقدرات الفكرية للخبير وقوة المعلومات للكمبيوتر ، والتي يتم تنفيذها عادة في الأنظمة التفاعلية. يتمثل أحد الاتجاهات في هذا الاتجاه في الانتقال إلى نماذج متعددة المعايير "شبه معيارية" بين الإنسان والآلة ، والثاني هو نقل مركز الثقل من النماذج الوصفية الموجهة إلى مخطط "قرار الشروط" إلى النماذج الوصفية التي تجيب على السؤال " ماذا سيحدث إذا ... ".

عادة ما يتم اللجوء إلى نمذجة المحاكاة في الحالات التي تكون فيها التبعيات بين عناصر الأنظمة المحاكاة معقدة للغاية وغير مؤكدة بحيث لا يمكن وصفها رسميًا بلغة الرياضيات الحديثة ، أي باستخدام النماذج التحليلية. وبالتالي ، يضطر الباحثون في الأنظمة المعقدة إلى استخدام نمذجة المحاكاة عندما تكون محضة طرق تحليليةإما غير قابل للتطبيق أو غير مقبول (بسبب تعقيد النماذج المعنية).

في نمذجة المحاكاة ، يتم استبدال العمليات الديناميكية للنظام الأصلي بعمليات تم تقليدها بواسطة خوارزمية النمذجة في النموذج المجرد ، ولكن بنفس نسب المدد والتسلسلات المنطقية والزمنية كما هو الحال في النظام الحقيقي. لذلك ، يمكن تسمية طريقة المحاكاة بالخوارزمية أو التشغيلية. بالمناسبة ، سيكون هذا الاسم أكثر نجاحًا ، لأن التقليد (المترجم من اللاتينية - التقليد) هو إعادة إنتاج شيء بوسائل اصطناعية ، أي النمذجة. في هذا الصدد ، فإن الاسم المستخدم حاليًا "نمذجة المحاكاة" هو اسم حشو. في عملية محاكاة أداء النظام قيد الدراسة ، كما هو الحال في التجربة مع الأصل نفسه ، يتم تسجيل أحداث وحالات معينة ، والتي يتم بموجبها حساب الخصائص الضرورية لجودة أداء النظام قيد الدراسة. بالنسبة للأنظمة ، على سبيل المثال ، خدمات المعلومات والحوسبة ، يمكن تعريف هذه الخصائص الديناميكية على النحو التالي:

* أداء أجهزة معالجة البيانات ؛

* طول طوابير الخدمة ؛

* وقت الانتظار للخدمة في قوائم الانتظار ؛

* عدد التطبيقات التي تركت النظام بدون خدمة.

في نمذجة المحاكاة ، يمكن إعادة إنتاج العمليات من أي درجة من التعقيد إذا تم تقديم وصفها بأي شكل: الصيغ أو الجداول أو الرسوم البيانية أو حتى لفظيًا. السمة الرئيسية لنماذج المحاكاة هي أن العملية قيد الدراسة ، كما كانت ، "تم نسخها" الحاسوبلذلك ، تسمح نماذج المحاكاة ، بخلاف النماذج التحليلية ، بما يلي:

* أخذ في الاعتبار في النماذج عددًا هائلاً من العوامل دون التبسيط والافتراضات الإجمالية (وبالتالي زيادة ملاءمة النموذج للنظام قيد الدراسة) ؛

* يكفي أن نأخذ في الحسبان ببساطة عامل عدم اليقين في النموذج ، الناجم عن الطبيعة العشوائية للعديد من متغيرات النموذج ؛

كل هذا يسمح لنا باستخلاص نتيجة طبيعية مفادها أنه يمكن إنشاء نماذج المحاكاة لفئة أكبر من الكائنات والعمليات.

3.2 جوهر المحاكاة

جوهر نمذجة المحاكاة هو التجريب الهادف لنموذج المحاكاة من خلال "اللعب" عليه بخيارات مختلفة لعمل النظام مع التحليل الاقتصادي المقابل. نلاحظ على الفور أنه يجب تقديم نتائج مثل هذه التجارب والتحليل الاقتصادي المقابل في شكل جداول ورسوم بيانية ورسوم بيانية وما إلى ذلك ، مما يبسط إلى حد كبير عملية صنع القرار بناءً على نتائج المحاكاة.

بعد أن أدرجنا أعلاه عددًا من مزايا نماذج المحاكاة ونمذجة المحاكاة ، نلاحظ أيضًا عيوبها ، والتي يجب تذكرها عند الاستخدام العملينمذجة المحاكاة. هو - هي:

* الافتقار إلى مبادئ جيدة التنظيم لبناء نماذج المحاكاة ، الأمر الذي يتطلب دراسة مهمة لكل حالة محددة من بنائها ؛

* الصعوبات المنهجية في البحث الحلول المثلى;

* زيادة متطلبات سرعة أجهزة الكمبيوتر التي يتم تنفيذ نماذج المحاكاة عليها ؛

* الصعوبات المرتبطة بجمع وإعداد الإحصائيات التمثيلية ؛

* تفرد نماذج المحاكاة التي لا تسمح باستخدام الجاهزة منتجات البرمجيات;

* تعقيد التحليل وفهم النتائج التي تم الحصول عليها نتيجة تجربة حسابية ؛

* إنفاق كبير إلى حد ما من الوقت والمال ، خاصة عند البحث عن المسارات المثلى لسلوك النظام قيد الدراسة.

عدد وجوهر هذه العيوب مثير للإعجاب للغاية. ومع ذلك ، نظرًا للاهتمام العلمي الكبير بهذه الأساليب وتطورها المكثف للغاية في السنوات الاخيرة، يمكننا أن نفترض بثقة أن العديد من عيوب نمذجة المحاكاة المذكورة أعلاه يمكن إزالتها من الناحية المفاهيمية والتطبيقية.

نمذجة المحاكاة لعملية خاضعة للرقابة أو كائن متحكم فيه هي تقنية معلومات عالية المستوى توفر نوعين من الإجراءات التي يتم تنفيذها باستخدام جهاز كمبيوتر:

1) العمل على إنشاء أو تعديل نموذج محاكاة ؛

2) تشغيل نموذج المحاكاة وتفسير النتائج.

عادة ما يتم تطبيق نمذجة محاكاة العمليات الاقتصادية في حالتين:

* لإدارة عملية تجارية معقدة ، عندما يتم استخدام نموذج محاكاة كائن اقتصادي مُدار كأداة في محيط نظام إدارة تكيفي تم إنشاؤه على أساس تكنولوجيا المعلومات ؛

* عند إجراء تجارب مع النماذج المستمرة المنفصلة للأشياء الاقتصادية المعقدة للحصول على دينامياتها وتتبعها فيها حالات طارئةالمرتبطة بالمخاطر ، والنمذجة الشاملة غير مرغوب فيها أو مستحيلة.

من الممكن تحديد المهام النموذجية التالية التي يتم حلها بواسطة أدوات نمذجة المحاكاة في إدارة الأشياء الاقتصادية:

* نمذجة العمليات اللوجستية لتحديد معايير الوقت والتكلفة ؛

* إدارة عملية تنفيذ مشروع استثماري في مراحل مختلفة من تنفيذه دورة الحياةمع الأخذ في الاعتبار المخاطر والتكتيكات المحتملة لتخصيص الأموال ؛

* تحليل عمليات المقاصة في عمل شبكة من المؤسسات الائتمانية (بما في ذلك التطبيق على عمليات التعويضات المتبادلة في ظروف روسيا. النظام المصرفي);

* التنبؤ بالنتائج المالية للمؤسسة لفترة زمنية محددة (مع تحليل ديناميكيات الرصيد في الحسابات) ؛

* إعادة هندسة أعمال مؤسسة مفلسة (تغيير هيكل وموارد مؤسسة مفلسة ، وبعد ذلك ، باستخدام نموذج محاكاة ، يمكنك التنبؤ بالنتائج المالية الرئيسية وتقديم توصيات بشأن جدوى خيار أو آخر لإعادة الإعمار ، الاستثمار أو الإقراض لأنشطة الإنتاج) ؛

يجب أن يتمتع نظام المحاكاة الذي يوفر إنشاء نماذج لحل المهام المذكورة أعلاه بالخصائص التالية:

* إمكانية استخدام برامج المحاكاة جنبًا إلى جنب مع النماذج والطرق الاقتصادية والرياضية الخاصة القائمة على نظرية الإدارة ؛

* طرق مفيدة لإجراء التحليل الهيكلي لعملية اقتصادية معقدة ؛

* القدرة على نمذجة العمليات المادية والنقدية والمعلوماتية وتدفقها ضمن نموذج واحد ، بشكل عام ، وقت النموذج ؛

* إمكانية إدخال نمط من التحسين المستمر عند الحصول على بيانات المخرجات (المؤشرات المالية الرئيسية ، الخصائص الزمنية والمكانية ، عوامل الخطر ، إلخ) وإجراء تجربة متطرفة.

العديد من الأنظمة الاقتصادية هي في الأساس أنظمة انتظار (QS) ، أي الأنظمة التي توجد فيها ، من ناحية ، متطلبات لأداء أي خدمات ، ومن ناحية أخرى ، يتم استيفاء هذه المتطلبات.

رابعا. الجزء العملي

4.1 بيان المشكلة

تحقق من ديناميكيات مؤشر اقتصادي بناءً على تحليل سلسلة زمنية أحادية البعد.

تم تسجيل الطلب Y (t) (مليون روبل) لموارد ائتمان الشركة المالية لمدة تسعة أسابيع متتالية. يتم عرض السلسلة الزمنية Y (t) لهذا المؤشر في الجدول.

مطلوب:

1. تحقق من الملاحظات الشاذة.

2. بناء نموذج خطي Y (t) = a 0 + a 1 t ، يتم تقدير معلماتها بواسطة LSM (Y (t)) - القيم المحسوبة والمحاكاة للسلسلة الزمنية).

3. تقييم مدى كفاية النماذج المبنية باستخدام خصائص استقلالية المكون المتبقي والعشوائية والمطابقة القانون العاديالتوزيع (عند استخدام معيار R / S ، خذ حدودًا مجدولة من 2.7 إلى 3.7).

4. قم بتقييم دقة النماذج بناءً على استخدام متوسط ​​خطأ التقريب النسبي.

5. استنادًا إلى النموذجين اللذين تم إنشاؤهما ، قم بتنفيذ توقعات الطلب للأسبوعين المقبلين (احسب فاصل الثقة للتنبؤ بمستوى ثقة p = 70٪)

6. اعرض القيم الفعلية للمؤشر ونتائج النمذجة والتنبؤ بيانياً.

4.2 حل المشكلات

واحد). يؤدي وجود الملاحظات الشاذة إلى تشويه نتائج المحاكاة ، لذلك من الضروري التأكد من عدم وجود بيانات شاذة. للقيام بذلك ، نستخدم طريقة إيروين ونجد الرقم المميز () (الجدول 4.1).

تتم مقارنة القيم المحسوبة بالقيم الجدولية لمعيار إيروين ، وإذا كانت أكبر من القيم المجدولة ، فإن القيمة المقابلة لمستوى السلسلة تعتبر غير طبيعية.

الملحق 1 (الجدول 4.1)

تمت مقارنة جميع القيم التي تم الحصول عليها مع القيم المجدولة ، ولا تتجاوزها ، أي لا توجد ملاحظات شاذة.

2) بناء نموذج خطي ، يتم تقدير معلماته بواسطة المربعات الصغرى (- القيم المحسوبة والمحاكاة للسلسلة الزمنية).

للقيام بذلك ، نستخدم تحليل البيانات في Excel.

الملحق 1 (الشكل 4.2). الشكل 4.1)

يتم تضمين نتيجة تحليل الانحدار في الجدول

الملحق 1 (الجدول 4.2 و 4.3.)

في العمود الثاني من الجدول. يحتوي 4.3 على معاملات معادلة الانحدار أ 0 ، و 1 ، في العمود الثالث - الأخطاء المعيارية لمعاملات معادلة الانحدار ، وفي الرابع - ت - الإحصائيات المستخدمة لاختبار أهمية معاملات معادلة الانحدار .

معادلة انحدار الاعتماد (الطلب على موارد الائتمان) في (الوقت) لها الشكل.

الملحق 1 (الشكل 4.5)

3) تقييم مدى كفاية النماذج المبنية.

3.1. دعنا نتحقق من الاستقلال (عدم وجود ارتباط تلقائي) باستخدام معيار Durbin-Watson d وفقًا للصيغة:

الملحق 1 (الجدول 4.4)

لان تقع القيمة المحسوبة d ضمن الفترة من 0 إلى d 1 ، أي في النطاق من 0 إلى 1.08 ، ثم لا يتم استيفاء خاصية الاستقلال ، تحتوي مستويات سلسلة من القيم المتبقية على الارتباط التلقائي. لذلك ، فإن النموذج غير مناسب في هذا المعيار.

3.2 سوف نتحقق من عشوائية مستويات سلسلة من المخلفات بناءً على معيار نقاط التحول. ص>

عدد نقاط التحول هو 6.

الملحق 1 (الشكل 4.5)

تم استيفاء عدم المساواة (6> 2). لذلك ، يتم إرضاء خاصية العشوائية. النموذج مناسب لهذا المعيار.

3.3 يتم تحديد مطابقة عدد من المخلفات لقانون التوزيع العادي باستخدام معيار RS:

الحد الأقصى لعدد المخلفات ،

الحد الأدنى لمستوى سلسلة المخلفات ،

الانحراف المعياري،

تقع القيمة المحسوبة ضمن الفاصل الزمني (2.7-3.7) ، وبالتالي ، يتم استيفاء خاصية التوزيع الطبيعي. النموذج مناسب لهذا المعيار.

3.4. التحقق مما إذا كان التوقع الرياضي لمستويات سلسلة من البقايا يساوي صفرًا.

لذلك ، في حالتنا ، يتم استيفاء الفرضية المتعلقة بمساواة التوقع الرياضي لقيم السلسلة المتبقية إلى الصفر.

يلخص الجدول 4.3 تحليلات عدد من المخلفات.

الملحق 1 (الجدول 4.6)

4) تقدير دقة النموذج بناءً على استخدام متوسط ​​خطأ التقريب النسبي.

لتقييم دقة النموذج الناتج ، سنستخدم مؤشر خطأ التقريب النسبي ، والذي يتم حسابه بواسطة الصيغة:

حساب خطأ التقريب النسبي

الملحق 1 (الجدول 4.7)

إذا كان الخطأ المحسوب بالصيغة لا يتجاوز 15٪ ، فإن دقة النموذج تعتبر مقبولة.

5) وفقًا للنموذج الذي تم إنشاؤه ، قم بتنفيذ توقعات الطلب للأسبوعين المقبلين (احسب فاصل الثقة للتنبؤ بمستوى ثقة p = 70٪).

دعنا نستخدم وظيفة Excel STUDRASP.

الملحق 1 (الجدول 4.8)

لإنشاء توقع الفاصل الزمني ، نحسب فاصل الثقة. نحن نأخذ قيمة مستوى الأهمية ، لذلك ، مستوى الثقةيساوي 70٪ ، ومعيار الطالب عند 1.12.

يتم حساب عرض فاصل الثقة بواسطة الصيغة:

(تجد من الجدول 4.1)

نحسب الحدود العليا والسفلى للتنبؤ (الجدول 4.11).

الملحق 1 (الجدول 4.9)

6) عرض القيم الفعلية للمؤشر ونتائج النمذجة والتنبؤ بيانياً.

دعنا نحول الرسم البياني للتحديد ، ونكمله ببيانات التنبؤ.

الملحق 1 (الجدول 4.10)

استنتاج

يُعرَّف النموذج الاقتصادي بأنه نظام من الظواهر الاقتصادية المترابطة التي يتم التعبير عنها في الخصائص الكميةوممثلة في نظام المعادلات ، أي هو نظام لوصف رياضي رسمي. من أجل دراسة هادفة للظواهر والعمليات الاقتصادية وصياغة الاستنتاجات الاقتصادية - النظرية والعملية على حد سواء ، فمن المستحسن استخدام طريقة النمذجة الرياضية. يظهر اهتمام خاص في طرق وأدوات نمذجة المحاكاة ، والتي ترتبط بتحسين تقنيات المعلومات المستخدمة في أنظمة المحاكاة: تطوير الأصداف الرسومية لبناء النماذج وتفسير نتائج مخرجات النمذجة ، واستخدام أدوات الوسائط المتعددة ، والإنترنت الحلول ، إلخ. في التحليل الاقتصادي ، تعد محاكاة المحاكاة الأداة الأكثر تنوعًا في التخطيط المالي والاستراتيجي وتخطيط الأعمال وإدارة الإنتاج والتصميم. النمذجة الرياضية للأنظمة الاقتصادية أهم خصائص النمذجة الرياضية هي عالميتها. تسمح هذه الطريقة ، في مراحل تصميم وتطوير نظام اقتصادي ، بتكوين إصدارات مختلفة من نموذجها ، لإجراء تجارب متعددة مع المتغيرات التي تم الحصول عليها من النموذج من أجل تحديد (بناءً على المعايير المحددة لعمل النظام ) المعلمات النظام الذي تم إنشاؤهضرورية لضمان كفاءتها وموثوقيتها. هذا لا يتطلب شراء أو إنتاج أي معدات أو أجهزة لإجراء العملية الحسابية التالية: ما عليك سوى تغيير القيم العددية للمعلمات ، الشروط الأوليةوأنماط تشغيل النظم الاقتصادية المعقدة المدروسة.

من الناحية المنهجية ، تشتمل النمذجة الرياضية على ثلاثة أنواع رئيسية: النمذجة التحليلية والمحاكاة والنمذجة المركبة (المحاكاة التحليلية). يعطي الحل التحليلي ، إن أمكن ، صورة أكثر اكتمالاً وتوضيحًا ، مما يجعل من الممكن الحصول على اعتماد نتائج المحاكاة على مجموعة البيانات الأولية. في هذه الحالة ، يجب على المرء أن ينتقل إلى استخدام نماذج المحاكاة. يسمح لك نموذج المحاكاة ، من حيث المبدأ ، بإعادة إنتاج العملية الكاملة لعمل النظام الاقتصادي مع الحفاظ على الهيكل المنطقي ، والاتصال بين الظواهر وتسلسل تدفقها في الوقت المناسب. تتيح نمذجة المحاكاة مراعاة عدد كبير من التفاصيل الحقيقية لعمل الكائن المحاكى ولا غنى عنها في المراحل الأخيرة من إنشاء النظام ، عندما يتم حل جميع المشكلات الاستراتيجية بالفعل. يمكن ملاحظة أن نمذجة المحاكاة مصممة لحل مشاكل حساب خصائص النظام. يجب أن يكون عدد الخيارات المراد تقييمها صغيرًا نسبيًا ، لأن تنفيذ المحاكاة لكل خيار لبناء نظام اقتصادي يتطلب موارد حاسوبية كبيرة. الحقيقة هي أن السمة الأساسية لنمذجة المحاكاة هي حقيقة أنه من أجل الحصول على نتائج ذات مغزى ، من الضروري استخدام الأساليب الإحصائية. يتطلب هذا النهج التكرار المتكرر للعملية المحاكاة مع تغيير قيم العوامل العشوائية ، متبوعًا بالمتوسط ​​الإحصائي (المعالجة) لنتائج الحسابات الفردية الفردية. طلب أساليب إحصائية، وهو أمر لا مفر منه في نمذجة المحاكاة ، يتطلب الكثير من وقت الكمبيوتر والموارد الحسابية.

عيب آخر لطريقة نمذجة المحاكاة هو حقيقة أنه لإنشاء نماذج ذات مغزى كاف للنظام الاقتصادي (وفي تلك المراحل من إنشاء نظام اقتصادي عند استخدام نمذجة المحاكاة ، هناك حاجة إلى نماذج مفصلة للغاية وذات مغزى) ، جهود مفاهيمية وبرمجية كبيرة مطلوبة. تتيح لك النمذجة المدمجة الجمع بين مزايا النمذجة التحليلية والمحاكاة. لزيادة موثوقية النتائج ، يجب استخدام نهج مشترك يعتمد على مجموعة من أساليب النمذجة التحليلية والمحاكاة. في هذه الحالة ، يجب تطبيق الأساليب التحليلية في مراحل تحليل الخصائص وتوليف النظام الأمثل. وبالتالي ، من وجهة نظرنا ، هناك حاجة إلى نظام تدريب شامل للطلاب في وسائل وطرق كل من النمذجة التحليلية والمحاكاة. تنظيم الفصول العملية يتعلم الطلاب طرقًا لحل مشكلات التحسين التي تنحصر في مشاكل البرمجة الخطية. يرجع اختيار طريقة النمذجة هذه إلى بساطة ووضوح كل من الصياغة الهادفة للمشكلات ذات الصلة وطرق حلها. في عملية أداء العمل المخبري ، يحل الطلاب المهام النموذجية التالية: مهمة النقل؛ مهمة تخصيص موارد المؤسسة ؛ مهمة وضع المعدات ، إلخ. 2) دراسة أساسيات نمذجة محاكاة الإنتاج و أنظمة الإنتاجالاصطفاف في بيئة GPSS World (عالم محاكاة نظام الأغراض العامة). يتم النظر في القضايا المنهجية والعملية لإنشاء واستخدام نماذج المحاكاة في تحليل وتصميم النظم الاقتصادية المعقدة واتخاذ القرار في تنفيذ الأنشطة التجارية والتسويقية. يتم دراسة طرق وصف وإضفاء الطابع الرسمي على أنظمة المحاكاة ، ومراحل وتكنولوجيا بناء واستخدام نماذج المحاكاة ، وتنظيم الدراسات التجريبية المستهدفة على نماذج المحاكاة.

قائمة الأدب المستخدم

رئيسي

1. Akulich I.L. البرمجة الرياضية في الأمثلة والمهام. - م: المدرسة العليا 1986

2. فلاسوف إم بي ، شيمكو بي. نمذجة العمليات الاقتصادية. - روستوف أون دون ، فينيكس - 2005 (كتاب إلكتروني)

3. يافورسكي في في ، أميروف أ. المعلوماتية الاقتصادية ونظم المعلومات ( ورشة المختبر) - أستانا ، تومي ، 2008

4. Simonovich S.V. علوم الكمبيوتر ، بيتر ، 2003

5. فوروبيوف ن. نظرية اللعبة للاقتصاديين - علم التحكم الآلي. - م .: Nauka ، 1985 (كتاب إلكتروني)

6. Alesinskaya T.V. الأساليب والنماذج الاقتصادية الرياضية. - تاجان روج ، 2002 (كتاب إلكتروني)

7. غيرشورن أ. البرمجة الرياضية وتطبيقاتها في الحسابات الاقتصادية. م. الاقتصاد ، 1968

بالإضافة إلى ذلك

1. داربينيان م. الأسهم السلعية في التجارة وتحسينها. - ماجستير في الاقتصاد 1978

2. جونستون د. الأساليب الاقتصادية. - م: المالية والإحصاء ، 1960

3. Epishin Yu.G. الأساليب الاقتصادية والرياضية والتخطيط تعاون المستهلك. - م: الاقتصاد 1975

4. Zhitnikov S.A. ، Birzhanova Z.N. ، Ashirbekova B.M. الأساليب والنماذج الاقتصادية الرياضية: كتاب مدرسي. - كاراغاندا ، دار نشر جامعة الكويت ، 1998

5. Zamkov O.O. ، Tolstopyatenko A.V. ، Cheremnykh Yu.N. الأساليب الرياضية في الاقتصاد. - م: ديس ، 1997

6. Ivanilov Yu.P.، Lotov A.V. الأساليب الرياضية في الاقتصاد. - م: نوكا ، 1979

7. Kalinina V.N. ، Pankin A.V. إحصائيات الرياضيات. م: 1998

8. Kolemaev V.A. الاقتصاد الرياضي. م ، 1998

9. Kremer N.Sh. ، Putko B.A. ، Trishin IM ، Fridman M.N. بحوث العمليات في الاقتصاد. كتاب مدرسي - م: البنوك والبورصات ، UNITI ، 1997

10. Spirin A.A.، Fomin G.P. الأساليب والنماذج الاقتصادية الرياضية في التجارة. - م: الاقتصاد ، 1998

المرفقات 1

الجدول 4.1

الجدول 4.2

وثائق مماثلة

النمذجة الاقتصادية القياسية لتكلفة الشقق في منطقة موسكو. دراسة ديناميات مؤشر اقتصادي بناءً على تحليل سلسلة زمنية أحادية البعد. معلمات الانحدار الزوجي الخطي. تقييم مدى كفاية النموذج وتنفيذ التوقعات.

الاختبار ، تمت إضافة 09/07/2011


النمذجة الاقتصادية القياسية لتكلفة الشقق في منطقة موسكو. مصفوفة معاملات الارتباط المزدوجة. حساب معاملات انحدار الزوج الخطي. دراسة ديناميات مؤشر اقتصادي بناءً على تحليل سلسلة زمنية أحادية البعد.

الاختبار ، تمت إضافة 01/19/2011


دراسة مفهوم نمذجة المحاكاة. نموذج محاكاة السلاسل الزمنية. تحليل مؤشرات ديناميات تطوير العمليات الاقتصادية. مستويات شاذة من السلسلة. الارتباط التلقائي والتأخر الزمني. تقييم مدى كفاية ودقة نماذج الاتجاه.

ورقة مصطلح ، تمت إضافة 12/26/2014


دراسة وممارسة مهارات النمذجة الرياضية للعمليات العشوائية ؛ دراسة نماذج حقيقيةوأنظمة تستخدم نوعين من النماذج: تحليلية ونماذج محاكاة. طرق التحليل الرئيسية: التشتت ، الارتباط ، الانحدار.

ورقة مصطلح ، تمت الإضافة في 01/19/2016


جوهر ومحتوى طريقة النمذجة ، مفهوم النموذج. تطبيق الأساليب الرياضية للتنبؤ بالظواهر الاقتصادية وتحليلها ، وإنشاء النماذج النظرية. السمات الرئيسية المميزة لبناء نموذج رياضي اقتصادي.

العمل الرقابي ، تمت إضافة 02/02/2013


تقسيم النمذجة إلى فئتين رئيسيتين - المادية والمثالية. مستويان أساسيان للعمليات الاقتصادية في جميع النظم الاقتصادية. النماذج الرياضية المثالية في الاقتصاد ، وتطبيق أساليب التحسين والمحاكاة.

الملخص ، تمت الإضافة في 06/11/2010


تشابه الشكل - الأساس المنهجيالنمذجة. أشكال تمثيل الأنظمة. تسلسل تطور النموذج الرياضي. النموذج كوسيلة للتحليل الاقتصادي. نمذجة نظم المعلومات. مفهوم نمذجة المحاكاة.

العرض التقديمي ، تمت الإضافة بتاريخ 12/19/2013


الأسس النظرية للتنبؤ الرياضي لترويج أدوات الاستثمار. مفهوم نظام المحاكاة. مراحل بناء نماذج العمليات الاقتصادية. خصائص شركة ذات مسؤولية محدودة "بريانسك كابيتال". تقييم مدى كفاية النموذج.

ورقة مصطلح ، تمت إضافتها في 11/20/2013


نمذجة المحاكاة كطريقة لتحليل النظم الاقتصادية. مسح ما قبل المشروع لشركة تقدم خدمات الطباعة. يذاكر نظام معينباستخدام نموذج عملية ماركوف. حساب وقت الخدمة لطلب واحد.

ورقة مصطلح ، تمت إضافة 10/23/2010


تطبيق طرق التحسين لحل مشاكل إنتاجية واقتصادية وإدارية محددة باستخدام النمذجة الاقتصادية والرياضية الكمية. حل النموذج الرياضي للكائن قيد الدراسة باستخدام برنامج Excel.

• Emelyanov A.A.، Vlasova E.A.، Duma R.V. نمذجة محاكاة العمليات الاقتصادية. م: المالية والإحصاء ، 2002.
• ألكساندروفسكي إن إم ، إيغوروف س.ف. ، كوزين ر. أنظمة التحكم التكيفية للعمليات التكنولوجية المعقدة. م: NRE ، 1973.
• بوسلينكو ن. نمذجة الأنظمة المعقدة. موسكو: نوكا ، 1978.
• GOST 24.702؟ 85. فعالية أنظمة التحكم المؤتمتة. أحكام أساسية. ؟ موسكو: دار نشر المعايير ، 1985.
• Emelyanov A.A.، Vlasova E.A.، Duma R.V. نمذجة المحاكاة في نظم المعلومات الاقتصادية. الدورة التعليمية. - م: MESI ، 1996.
• إميليانوف أ. تقنية لتطوير وتحليل البرامج الخاضعة للرقابة. موسكو: دار نشر AtomInform ، 1984.
• إميليانوف أ. أنظمة محاكاة منفصلة ومنفصلة عمليات مستمرة(بيلجريم). 10785338.00027-01 92 01-LU. تفير: التنقل ، 1992.
• ليبايف ف. ، ياشكوف س. كفاءة طرق تنظيم العملية الحسابية لأنظمة التحكم الآلي. م: المالية والإحصاء ، 1975.
• Nazin A.V. ، Poznyak A.S. الاختيار التكيفي للخيارات. موسكو: نوكا ، 1986.
• Pritsker A. مقدمة لنمذجة المحاكاة ولغة SLAM P.M: Mir ، 1987.
• روبرت ف. النماذج الرياضية المنفصلة مع تطبيقات للمشاكل الاجتماعية والبيولوجية والبيئية. موسكو: نوكا ، 1986.
• محاكاة نظام شانون ر: العلم والفن. م: مير ، 1978.
• نمذجة محاكاة العوامل العشوائية [نص]: طريقة. تعليمات للتمارين العملية في دورة "محاكاة العمليات الاقتصادية" / فورونيج. حالة تكنول. أكاد. شركات إيه إس دوبروفين ، إم إي سيمينوف. فورونيج ، 2005. 32 ص.
• أفاناسييف ، إم يو. بحوث العمليات في الاقتصاد: نماذج ، مهام ، حلول [نص]: كتاب مدرسي. بدل / M. Yu. Afanasiev، B. P. Suvorov. - م: INFRA-M، 2003. - 444 ص. (سلسلة التعليم العالي).
• Varfolomeev، V. I. النمذجة الحسابية لعناصر النظم الاقتصادية [نص]: ورشة عمل: كتاب مدرسي. بدل / V. I. Varfolomeev، S. V. Nazarov؛ إد. إس في نزاروفا. - م: المالية والإحصاء ، 2004. - 264 ص.
• Emelyanov، A. A. نمذجة المحاكاة في نظم المعلومات الاقتصادية [نص] / A. A. Emelyanov، E. A. Vlasova، R. V. Duma؛ إد. أ. إميليانوفا. - م: المالية والإحصاء ، 2002.
• Maksimey، I. V. محاكاة الكمبيوتر [نص] / I. V. Maksimey. - م: راديو واتصالات 1988. - 232 ص.
• Naylor، T. تجارب محاكاة الآلة مع نماذج النظم الاقتصادية [نص] / T. Naylor. - م: مير ، 1975.
• Fomin، GP أنظمة ونماذج الطابور في الأنشطة التجارية [نص]: كتاب مدرسي. البدل / G. P. Fomin. - م: المالية والإحصاء ، 2000.
• Buslenko، N. P. نمذجة الأنظمة المعقدة [نص] / N. P. Buslenko. - م: نوكا ، 1978.
• Novikov، O. A. الأسئلة التطبيقية لنظرية الطابور [نص] / O. A. Novikov، S. I. Petukhov. - م: الإذاعة السوفيتية ، 1969. - 400 ص.
• ريوردان ، ج. أنظمة الطابور الاحتمالية [نص] / ج. ريوردان. - م: اتصالات 1966. - 184 ص.
• سوفيتوف ، ب. يا أنظمة النمذجة [نص]: كتاب مدرسي للجامعات / ب. يا سوفيتوف ، س. أ. ياكوفليف. - م: المدرسة العليا 1998.
• شانون ، ر. محاكاة الأنظمة - الفن والعلم [نص] / ر. شانون. - م: مير 1978.
• حمدي أحمد طه الفصل الثامن عشر. المحاكاة // مقدمة في بحوث العمليات = بحوث العمليات: مقدمة. - الطبعة السابعة. - م: "ويليامز" ، 2007.
• Strogalev V. P.، Tolkacheva I. O. نمذجة المحاكاة. - MSTU im. بومان ، 2008.
• نمذجة المحاكاة منخفضة أ ، كيلتون دبليو. سانت بطرسبرغ: دار النشر: بيتر ، 2004. - 848 ص.

طريقة نمذجة المحاكاة وخصائصها. نموذج المحاكاة: تمثيل هيكل وديناميكيات النظام المحاكى

طريقة نمذجة المحاكاة هي طريقة تجريبية لدراسة نظام حقيقي باستخدام نموذج الكمبيوتر الخاص به ، والذي يجمع بين ميزات النهج التجريبي والشروط المحددة لاستخدام تكنولوجيا الكمبيوتر.

نمذجة المحاكاة هي طريقة لنمذجة الكمبيوتر ، في الواقع ، بدون جهاز كمبيوتر ، لم تكن موجودة أبدًا ، وأدى تطوير تكنولوجيا المعلومات فقط إلى ظهور هذا النوع من النمذجة الحاسوبية. يركز التعريف أعلاه على الطبيعة التجريبية للتقليد ، واستخدام أسلوب المحاكاة في البحث (يتم إجراء التجارب مع النموذج). في الواقع ، في المحاكاة دورا هامالا يلعب فقط السلوك ، ولكن أيضًا التخطيط للتجربة على النموذج. ومع ذلك ، فإن هذا التعريف لا يوضح ما هو نموذج المحاكاة نفسه. دعنا نحاول معرفة خصائص نموذج المحاكاة ، ما هو جوهر نمذجة المحاكاة.

في عملية نمذجة المحاكاة (الشكل 1.2) ، يتعامل الباحث مع أربعة عناصر رئيسية:

• نظام حقيقي
• النموذج المنطقي الرياضي للكائن الذي يتم نمذجته ؛
• نموذج المحاكاة (الآلة) ؛
• يتم توجيه الكمبيوتر الذي تجري عليه المحاكاة

تجربة حسابية.

يدرس الباحث النظام الحقيقي ويطور نموذجًا منطقيًا رياضيًا للنظام الحقيقي. تشير طبيعة المحاكاة للدراسة إلى الوجود النماذج المنطقية أو المنطقية الرياضية ،وصف العملية المدروسة (النظام). أن تكون قابلة للتحقيق آليًا ، بناءً على نموذج منطقي رياضي نظام معقدتحت التشيد خوارزمية النمذجة، الذي يصف هيكل ومنطق تفاعل العناصر في النظام.

أرز. 1.2

تنفيذ برمجيات خوارزمية النمذجة هو نموذج محاكاة.يتم تجميعها باستخدام أدوات أتمتة النمذجة. ستتم مناقشة تقنية أدوات نمذجة المحاكاة والنمذجة - اللغات وأنظمة النمذجة المستخدمة لتنفيذ نماذج المحاكاة - بمزيد من التفصيل في الفصل. 3. بعد ذلك ، يتم إعداد وتنفيذ تجربة حسابية موجهة على نموذج محاكاة ، ونتيجة لذلك يتم جمع ومعالجة المعلومات اللازمة لاتخاذ القرارات من أجل التأثير على النظام الحقيقي.

فوق عرفنا النظام كمجموعة من العناصر المتفاعلة التي تعمل في الوقت المناسب.

تملي الطبيعة المركبة لنظام معقد تمثيل نموذجه في شكل ثلاثي A ، S ، T> ، حيث لكن -مجموعة من العناصر (بما في ذلك بيئة خارجية); س-مجموعة من الروابط المقبولة بين العناصر (هيكل نموذجي) ؛ تي -مجموعة من النقاط في الوقت المناسب.

تتمثل إحدى ميزات نمذجة المحاكاة في أن نموذج المحاكاة يسمح لك بإعادة إنتاج الكائنات المحاكاة مع الحفاظ على هيكلها المنطقي وخصائصها السلوكية ، أي ديناميات تفاعلات العناصر.

في نمذجة المحاكاة ، يتم عرض هيكل النظام المحاكى مباشرة في النموذج ، ويتم تشغيل عمليات تشغيله (محاكاة) على النموذج المركب. يتكون بناء نموذج المحاكاة من وصف بنية وعمل الكائن أو النظام الذي يتم نمذجته.

هناك مكونان في وصف نموذج المحاكاة:

• وصف ثابت للنظام، وهو في الأساس وصف لهيكلها. عند تطوير نموذج محاكاة ، من الضروري إجراء تحليل هيكلي لعمليات المحاكاة ، وتحديد تكوين عناصر النموذج ؛
• وصف ديناميكي للنظام ،أو وصف لديناميات تفاعلات عناصرها. عند تجميعها ، في الواقع ، من الضروري بناء نموذج وظيفي يعرض العمليات الديناميكية المحاكاة.

كانت فكرة الطريقة من وجهة نظر تطبيق برمجياتها على النحو التالي. ماذا لو ارتبطت عناصر النظام ببعض مكونات البرنامج ، وحالات هذه العناصر موصوفة باستخدام متغيرات الحالة. حسب التعريف ، تتفاعل العناصر (أو تتبادل المعلومات) ، مما يعني أنه يمكن تنفيذ خوارزمية لعمل العناصر الفردية وتفاعلها وفقًا لقواعد تشغيلية معينة - خوارزمية النمذجة. بالإضافة إلى ذلك ، توجد العناصر في الوقت المناسب ، مما يعني أنه من الضروري تحديد خوارزمية لتغيير متغيرات الحالة. يتم تنفيذ الديناميات في نماذج المحاكاة باستخدام آلية لتقديم وقت النموذج.

السمة المميزة لطريقة المحاكاة هي القدرة على وصف وإعادة إنتاج التفاعل بين العناصر المختلفة للنظام. وبالتالي ، من أجل إنشاء نموذج محاكاة ، من الضروري:

• 1) تقديم نظام حقيقي (عملية) كمجموعة من العناصر المتفاعلة ؛
• 2) وصف خوارزميًا أداء العناصر الفردية ؛
• 3) وصف عملية تفاعل العناصر المختلفة فيما بينها ومع البيئة الخارجية.

النقطة الأساسية في نمذجة المحاكاة هي اختيار ووصف حالات النظام. يتميز النظام بمجموعة من متغيرات الحالة ، كل مجموعة منها تصف حالة معينة. لذلك ، من خلال تغيير قيم هذه المتغيرات ، من الممكن محاكاة انتقال النظام من حالة إلى أخرى. وبالتالي ، فإن المحاكاة هي تمثيل السلوك الديناميكي للنظام عن طريق نقله من حالة إلى أخرى وفقًا لقواعد تشغيل محددة جيدًا. يمكن أن تحدث هذه التغييرات في الحالة إما بشكل مستمر أو في أوقات منفصلة. نمذجة المحاكاة هي انعكاس ديناميكي للتغييرات في حالة النظام بمرور الوقت.

لذلك ، اكتشفنا أنه أثناء المحاكاة ، يتم عرض الهيكل المنطقي لنظام حقيقي في النموذج ، كما تتم محاكاة ديناميكيات تفاعلات النظام الفرعي في النظام المحاكي. هذه ميزة مهمة ، ولكنها ليست الميزة الوحيدة لنموذج المحاكاة ، الذي حدد مسبقًا تاريخيًا اسم الطريقة غير الناجحة تمامًا ، في رأينا ( نمذجة المحاكاة) ، والتي يشير إليها الباحثون بشكل أكثر شيوعًا باسم نمذجة الأنظمة.

مفهوم الوقت النموذجي. آلية تقديم وقت النموذج. نماذج المحاكاة المنفصلة والمستمرة

لوصف ديناميات العمليات المحاكاة في نمذجة المحاكاة ، فإن آلية لتقديم وقت النموذج.هذه الآليات مدمجة في برامج التحكم لأي نظام محاكاة.

إذا قام الكمبيوتر بمحاكاة سلوك أحد مكونات النظام ، فيمكن تنفيذ الإجراءات في نموذج المحاكاة بالتتابع ، عن طريق إعادة حساب إحداثيات الوقت. لتوفير محاكاة للأحداث المتوازية لنظام حقيقي ، يتم تقديم بعض المتغيرات العالمية (ضمان تزامن جميع الأحداث في النظام) / 0 ، وهو ما يسمى وقت النموذج (أو النظام).

هناك طريقتان رئيسيتان للتغيير tQ:

• 1) خطوة بخطوة (يتم تطبيق فترات زمنية ثابتة لتغيير وقت النموذج) ؛
• 2) حدث على حدة (مستخدمة فترات متغيرةيتغير وقت النموذج ، بينما يقاس حجم الخطوة بالفاصل الزمني حتى الحدث التالي).

متي طريقة خطوة بخطوةيحدث تقدم الوقت بأقل طول ثابت ممكن للخطوة (المبدأ A /). هذه الخوارزميات ليست فعالة للغاية من حيث استخدام وقت الآلة لتنفيذها.

في طريقة الحدث(المبدأ "حالات خاصة")تتغير إحداثيات الوقت فقط عندما تتغير حالة النظام. في طرق كل حدث على حدة ، يكون طول خطوة التحول الزمني هو أقصى حد ممكن. وقت النموذج من اللحظة الحاليةيتغير حتى المرة التالية التي يقع فيها الحدث التالي. يفضل استخدام طريقة كل حدث على حدة إذا كان تواتر الأحداث منخفضًا ، فإن طول الخطوة الكبير سيؤدي إلى تسريع وقت المحاكاة. يتم استخدام طريقة حدث بحدث عندما يتم توزيع الأحداث التي تحدث في النظام بشكل غير متساو على محور الوقت وتظهر في فترات زمنية كبيرة. في الممارسة العملية ، يتم استخدام طريقة الحدث على حدة على نطاق واسع.

يتم استخدام طريقة الخطوة الثابتة إذا:

• يتم وصف قانون التغيير مع الوقت بواسطة معادلات تكاملية تفاضلية. مثال نموذجي: حل المعادلات التكاملية التفاضلية بطريقة عددية. في مثل هذه الطرق ، تكون خطوة النمذجة مساوية لخطوة التكامل. عند استخدامها ، فإن ديناميكيات النموذج هي تقريب منفصل للعمليات المستمرة الحقيقية ؛
• يتم توزيع الأحداث بالتساوي ويمكنك اختيار خطوة تغيير إحداثيات الوقت ؛
• من الصعب التنبؤ بحدوث أحداث معينة ؛
• هناك الكثير من الأحداث وتظهر في مجموعات.

وبالتالي ، نظرًا للطبيعة المتسلسلة لمعالجة المعلومات في الكمبيوتر ، يتم تحويل العمليات المتوازية التي تحدث في النموذج إلى عمليات متسلسلة باستخدام الآلية المدروسة. تسمى طريقة التمثيل هذه بعملية شبه متوازية.

يرتبط أبسط تصنيف للأنواع الرئيسية لنماذج المحاكاة باستخدام هاتين الطريقتين لتقدم وقت النموذج. هناك نماذج محاكاة مستمرة ومنفصلة ومستمرة.

في نماذج المحاكاة المستمرةتتغير المتغيرات باستمرار ، تتغير حالة النظام المحاكي كدالة مستمرة للوقت ، وكقاعدة عامة ، يتم وصف هذا التغيير بواسطة أنظمة المعادلات التفاضلية. وفقًا لذلك ، يعتمد تقدم وقت النموذج على الطرق العددية لحل المعادلات التفاضلية.

في نماذج محاكاة منفصلةتتغير المتغيرات بشكل منفصل في لحظات معينة من وقت المحاكاة (حدوث الأحداث). ديناميات النماذج المنفصلة هي عملية انتقال من لحظة الحدث التالي إلى لحظة الحدث التالي.

نظرًا لأنه في الأنظمة الحقيقية ، لا يمكن فصل العمليات المستمرة والمنفصلة في كثير من الأحيان ، نماذج منفصلة مستمرة ،التي تجمع بين آليات تقدم الوقت المميزة لهاتين العمليتين.

مشاكل التخطيط الاستراتيجي والتكتيكي لتجربة المحاكاة. تجربة حسابية موجهة على نموذج محاكاة

لذلك قررنا ذلك منهجية المحاكاةهو تحليل النظام. هذا هو الأخير الذي يعطي الحق في نوع النمذجة المدروس ليتم تسميته بنمذجة النظام.

في بداية هذا القسم ، قدمنا ​​مفهومًا عامًا لطريقة نمذجة المحاكاة وعرّفناها بأنها طريقة تجريبية لدراسة نظام حقيقي باستخدام نموذج المحاكاة الخاص به. لاحظ أن مفهوم الطريقة دائمًا ما يكون أوسع من مفهوم "نموذج المحاكاة".

دعونا نفكر في ميزات هذه الطريقة التجريبية (طريقة بحث المحاكاة). بالمناسبة ، الكلمات محاكاة"،" التجربة "،" التقليد "لخطة واحدة. كما أن الطبيعة التجريبية للتقليد حددت سلفًا أصل اسم الطريقة. لذلك ، فإن الهدف من أي بحث هو معرفة أكبر قدر ممكن عن النظام قيد الدراسة ، لجمع وتحليل المعلومات اللازمة لاتخاذ القرار. إن جوهر دراسة نظام حقيقي باستخدام نموذج المحاكاة الخاص به هو الحصول على (جمع) البيانات حول أداء النظام نتيجة تجربة على نموذج المحاكاة.

نماذج المحاكاة هي نماذج تشغيل لها مدخلات ومخرجات. بمعنى ، إذا قمت بتطبيق قيم معلمات معينة على إدخال نموذج المحاكاة ، يمكنك الحصول على نتيجة صالحة لهذه القيم فقط. في الممارسة العملية ، يواجه الباحث الميزة المحددة التالية لنمذجة المحاكاة. يعطي نموذج المحاكاة نتائج صالحة فقط لـ قيم معينةالمعلمات والمتغيرات والعلاقات الهيكلية المضمنة في برنامج المحاكاة. يعني تغيير المعلمة أو العلاقة أنه يجب تشغيل المحاكي مرة أخرى. لذلك ، للحصول على معلومات ضروريةأو النتائج ، من الضروري تشغيل نماذج المحاكاة وليس حلها. نموذج المحاكاة غير قادر على تشكيل الحل الخاص به بالشكل الذي يحدث فيه في النماذج التحليلية (انظر الطريقة الحسابية للبحث) ، ولكن يمكن أن يكون بمثابة وسيلة لتحليل سلوك النظام في ظل الظروف التي يحددها المجرب.

للتوضيح ، ضع في اعتبارك الحالات الحتمية والعشوائية.

حالة عشوائية.نموذج المحاكاة هو أداة ملائمة لدراسة الأنظمة العشوائية. الأنظمة العشوائية هي الأنظمة التي تعتمد ديناميكياتها على عوامل عشوائية ؛ وعادة ما توصف متغيرات المدخلات والمخرجات للنموذج العشوائي بالمتغيرات العشوائية والوظائف والعمليات والتسلسلات. دعونا نفكر في السمات الرئيسية لعمليات النمذجة مع الأخذ في الاعتبار عمل العوامل العشوائية (هنا يتم تنفيذ الأفكار المعروفة لطريقة الاختبارات الإحصائية ، طريقة مونت كارلو). ستكون نتائج المحاكاة التي تم الحصول عليها عند إعادة إنتاج إدراك واحد للعمليات ، بسبب عمل العوامل العشوائية ، بمثابة تحقيق لعمليات عشوائية ولن تكون قادرة على التوصيف الموضوعي للكائن قيد الدراسة. لذلك ، عادةً ما يتم تحديد القيم المرغوبة في دراسة العمليات عن طريق المحاكاة على أنها قيم متوسطة بناءً على بيانات عدد كبير من عمليات التنفيذ (مشكلة تقدير). لذلك ، تحتوي التجربة على النموذج على العديد من التطبيقات ، والتشغيل ، وتنطوي على التقدير بمجموع البيانات (العينة). من الواضح أنه (وفقًا لقانون الأعداد الكبيرة) كلما زاد عدد الإدراك ، زادت التقديرات التي تم الحصول عليها للحصول على الاستقرار الإحصائي.

لذلك ، في حالة النظام العشوائي ، من الضروري جمع وتقييم البيانات الإحصائية عند إخراج نموذج المحاكاة ، ومن أجل ذلك ، تنفيذ سلسلة من العمليات والمعالجة الإحصائية لنتائج المحاكاة.

حالة حتمية. فيفي هذه الحالة ، يكفي تنفيذ تشغيل واحد مع مجموعة محددة من المعلمات.

تخيل الآن أن أهداف النمذجة هي: دراسة النظام في ظل ظروف مختلفة ، وتقييم البدائل ، والعثور على اعتماد مخرجات النموذج على عدد من المعلمات ، وأخيرًا البحث عن المتغير الأمثل. في هذه الحالات ، يمكن للباحث اختراق ميزات عمل النظام المحاكي عن طريق تغيير قيم المعلمات عند إدخال النموذج ، أثناء إجراء العديد من عمليات تشغيل الكمبيوتر لنموذج المحاكاة.

وبالتالي ، فإن إجراء تجارب مع نموذج على جهاز كمبيوتر يتكون من إجراء العديد من عمليات تشغيل الكمبيوتر من أجل جمع وتجميع ومعالجة البيانات حول أداء النظام. تسمح لك نمذجة المحاكاة باستكشاف نموذج نظام حقيقي من أجل دراسة سلوكه من خلال عمليات تشغيل متعددة على جهاز كمبيوتر في ظل ظروف مختلفة لتشغيل نظام حقيقي.

هنا تنشأ المشاكل التالية: كيفية جمع هذه البيانات ، وإجراء سلسلة من عمليات التشغيل ، وكيفية تنظيم الهدف دراسة الطيار. يمكن أن يكون الناتج الذي تم الحصول عليه نتيجة لهذه التجارب كبيرًا جدًا. كيف يتم معالجتها؟ يمكن أن تتحول معالجتها ودراستها إلى مشكلة مستقلة ، أكثر صعوبة بكثير من مهمة التقدير الإحصائي.

في نمذجة المحاكاة ، ليس فقط السلوك ، ولكن أيضًا التخطيط لتجربة المحاكاة وفقًا لهدف الدراسة. وبالتالي ، فإن الباحث الذي يستخدم طرق المحاكاة يواجه دائمًا مشكلة تنظيم تجربة ، أي اختيار طريقة لجمع المعلومات تعطي الحجم المطلوب (لتحقيق هدف الدراسة) بأقل تكلفة (عدد مرات التشغيل الإضافي هو تكلفة إضافية لوقت الآلة). تتمثل المهمة الرئيسية في تقليل الوقت المستغرق في تشغيل النموذج ، لتقليل وقت الكمبيوتر للمحاكاة ، مما يعكس تكلفة مورد وقت الكمبيوتر لإجراء عدد كبير من عمليات تشغيل المحاكاة. هذه المشكلة تسمى تخطيط استراتيجيدراسة المحاكاة. لحلها ، يتم استخدام طرق تخطيط التجربة ، وتحليل الانحدار ، وما إلى ذلك ، والتي سيتم مناقشتها بالتفصيل في القسم 3.4.

التخطيط الاستراتيجي هو تطوير خطة تجريبية فعالة ، ونتيجة لذلك يتم توضيح العلاقة بين المتغيرات الخاضعة للرقابة ، أو تم العثور على مجموعة من قيم المتغيرات الخاضعة للرقابة التي تقلل أو تزيد من استجابة (مخرجات) نموذج محاكاة.

جنبا إلى جنب مع مفهوم الاستراتيجية هناك المفهوم التخطيط التكتيكي،والتي تتعلق بتحديد كيفية إجراء عمليات المحاكاة الموضحة في خطة التجربة: كيفية إجراء كل تشغيل ضمن إطار عمل خطة التجربة المصممة. هنا ، يتم حل مهام تحديد مدة التشغيل وتقييم دقة نتائج المحاكاة وما إلى ذلك.

ستسمى مثل هذه التجارب مع نموذج المحاكاة التجارب الحسابية الموجهة.

تسمى تجربة المحاكاة ، التي يتم تحديد محتواها من خلال دراسة تحليلية أولية (أي جزء لا يتجزأ من تجربة حسابية) ونتائجها موثوقة ومبررة رياضيًا ، توجيه التجربة الحسابية.

بوصة. 3 سننظر بالتفصيل في القضايا العملية لتنظيم وإجراء تجارب حسابية موجهة على نموذج محاكاة.

المخطط التكنولوجي العام وإمكانيات ونطاق نمذجة المحاكاة

بتلخيص منطقنا ، يمكننا تقديمه في الشكل الأكثر عمومية مخطط تكنولوجينمذجة المحاكاة (الشكل 1.3). (ستتم مناقشة تقنية المحاكاة بمزيد من التفصيل في الفصل 3.)

أرز. 1.3

• 1 - نظام حقيقي 2 - بناء نموذج رياضي منطقي.
• 3 - تطوير خوارزمية النمذجة ؛ 4 - بناء نموذج محاكاة (آلة) ؛ 5 - تخطيط وإجراء تجارب المحاكاة. 6 - معالجة وتحليل النتائج. 7- استنتاجات حول سلوك النظام الحقيقي (اتخاذ القرار)

دعونا نفكر في إمكانيات طريقة نمذجة المحاكاة التي أدت إلى تطبيقها على نطاق واسع في مختلف المجالات. تجد نمذجة المحاكاة تقليديًا تطبيقًا في مجموعة واسعة من الدراسات الاقتصادية: نمذجة أنظمة الإنتاج والخدمات اللوجستية وعلم الاجتماع والعلوم السياسية ؛ نمذجة أنظمة النقل والمعلومات والاتصالات ، وأخيراً النمذجة العالمية للعمليات العالمية.

تسمح طريقة نمذجة المحاكاة بحل المشكلات ذات التعقيد الاستثنائي ، وتوفر تقليدًا لأي عمليات معقدة ومتنوعة ، باستخدام كمية كبيرةالعناصر ، يمكن وصف التبعيات الوظيفية الفردية في مثل هذه النماذج بعلاقات رياضية مرهقة للغاية. لذلك ، يتم استخدام نمذجة المحاكاة بشكل فعال في مشاكل دراسة الأنظمة ذات البنية المعقدة من أجل حل مشكلات محددة.

يحتوي نموذج المحاكاة على عناصر من العمل المستمر والمنفصل ، لذلك يتم استخدامه لدراسة الأنظمة الديناميكية ، عندما يكون تحليل الاختناقات مطلوبًا ، ودراسة ديناميات الأداء ، عندما يكون من المرغوب فيه مراقبة العملية على نموذج المحاكاة لبعض زمن

نمذجة المحاكاة هي أداة فعالة لدراسة الأنظمة العشوائية ، عندما يتأثر النظام قيد الدراسة بالعديد من العوامل العشوائية ذات الطبيعة المعقدة (النماذج الرياضية لهذه الفئة من الأنظمة لها قدرات محدودة). من الممكن إجراء البحوث في ظل ظروف عدم اليقين ، مع وجود بيانات غير كاملة وغير دقيقة.

نمذجة المحاكاة هي الرابط الأساسي الأكثر قيمة في أنظمة دعم القرار ، لأنها تتيح لك استكشاف عدد كبير من البدائل (خيارات القرار) ، ولعب سيناريوهات مختلفة لأي إدخال. الميزة الرئيسية لنمذجة المحاكاة هي أن الباحث ، من أجل اختبار استراتيجيات جديدة واتخاذ القرارات ، أثناء دراسة المواقف المحتملة ، يمكنه دائمًا الحصول على إجابة على السؤال "ماذا سيحدث إذا؟ ... ". يسمح لك نموذج المحاكاة بالتنبؤ عندما يتعلق الأمر بالنظام الذي يتم تصميمه أو يتم دراسة عمليات التطوير ، أي عندما لا يوجد النظام الحقيقي.

في نموذج المحاكاة ، يمكن توفير مستوى مختلف (بما في ذلك عالي جدًا) من تفاصيل العمليات المحاكاة. في الوقت نفسه ، يتم إنشاء النموذج على مراحل ، بشكل تدريجي ، دون تغييرات كبيرة ، تطوريًا.

أ. إيميليانوف

إي إيه فلاسوفا رف دوما

محاكاة

النمذجة

اقتصادي

العمليات

حرره دكتور في الاقتصاد د. إميليانوفا

في التعليم في المعلوماتية التطبيقية كوسيلة تعليمية للطلاب ،

الطلاب في تخصص "المعلوماتية التطبيقية (حسب المنطقة)" ،

أ أيضًا في تخصصات الكمبيوتر الأخرى

والاتجاهات

موسكو "المالية والإحصاءات" 2002

UDC 330.45: 004.942 (075.8) LBC 65v6ya73

المراجعون:

قسم "نظم المعلومات في الاقتصاد" الأورال حالة جامعة الاقتصاد(رئيس القسم أ.ف. شوريكوف ،

دكتوراه في العلوم الفيزيائية والرياضية (أستاذ) ؛

في. فولكوفا ،

دكتوراه في العلوم الاقتصادية ، أستاذ ولاية سانت بطرسبرغ

جامعة تقنية ، أكاديمي الأكاديمية الدوليةعلوم التعليم العالي

إميليانوف أ. وإلخ.

E60 محاكاة العمليات الاقتصادية: Proc. البدل / A.A. إميليانوف ، إ. فلاسوفا ، ر. فكر؛ إد. أ. إميليانوف. - م: المالية والإحصاء ، 2002. - 368 ص: م.

ردمك 5-279-02572-0

ممثلة المفاهيم الحديثةبناء نظام نمذجة ، وأشياء رسمية مثل المواد والموارد المعلوماتية والنقدية ، بالإضافة إلى أدوات اللغة لإنشاء نماذج المحاكاة ، وتقنيات إنشائها ، وتصحيح الأخطاء والتشغيل باستخدام تقنية CASE لبناء النماذج "بدون برمجة". يتم عرض ميزات النمذجة في الفضاء الجغرافي - مع الإشارة إلى الخرائط أو الخطط. وصف تخطيط التجارب المتطرفة.

لطلاب الجامعات الذين يدرسون في تخصصات "المعلوماتية التطبيقية (حسب المناطق)" و "الدعم الرياضي وإدارة نظم المعلومات" ، بالإضافة إلى تخصصات الكمبيوتر الأخرى ومجالات التعليم المهني العالي

مقدمة

لقد مرت أكثر من 25 عامًا على نشر كتاب T. Naylor "تجارب محاكاة الآلة مع نماذج الأنظمة الاقتصادية" باللغة الروسية. منذ ذلك الحين ، خضعت طرق محاكاة نمذجة العمليات الاقتصادية لتغييرات كبيرة. أصبح تطبيقها في النشاط الاقتصادي مختلفًا. كتب منفصلة نشرت في السنوات الأخيرة (على سبيل المثال ، حول استخدام GPSS في الهندسة والتكنولوجيا ، حول النمذجة الحسابية لعناصر الأنظمة الاقتصادية في Visual Basic) تكرر مفاهيم نمذجة المحاكاة منذ 30 عامًا باستخدام أدوات برمجية جديدة ، ولكنها لا تعكس ما حدث. التغييرات.

الغرض من هذا الكتاب هو تغطية شاملة لمقاربات وأساليب استخدام نمذجة المحاكاة في النشاط الاقتصادي للمشروع والتي ظهرت في السنوات الأخيرة ، والأدوات الجديدة التي توفر للاقتصادي مجموعة متنوعة من الفرص.

يبدأ البرنامج التعليمي بوصف الأسس النظريةنمذجة المحاكاة. بعد ذلك ، يتم النظر في أحد المفاهيم الحديثة لبناء نظام النمذجة. ترد لغة وصف النماذج. تم وصف تقنية إنشاء النماذج وتصحيحها وتشغيلها باستخدام تقنية CASE لإنشاء نماذج "بدون برمجة" - بمساعدة مصمم رسومات الحوار. هناك فصل خاص مكرس لنمذجة المحاكاة في الفضاء الجغرافي مع الإشارة إلى أقاليم المناطق الاقتصادية. يتم النظر في أسئلة تجارب التخطيط الأمثل ، أي إيجاد المعلمات المنطقية للعمليات بمساعدة نماذج المحاكاة. يحتوي الفصل الأخير على مجموعة من نماذج المحاكاة المصححة لأغراض مختلفة ، والتي يمكن أن تكون مساعدة جيدة لفئات مختلفة من القراء. سوف يساعدون المعلمين على التطور يعمل المختبروالتكليفات. طلاب الجامعات ، وكذلك طلاب الدراسات العليا والمتخصصون الذين يدرسون بشكل مستقل هذا النوع من النمذجة الحاسوبية ، هم

سيسمح لك بالانتقال بسرعة إلى النمذجة العملية في مجال موضوعك.

في نهاية كل فصل توجد ملخصات وقائمة مراجعة للتقييم الذاتي. قاموس موجزيسهل فهرس المصطلحات والموضوع أيضًا استيعاب مادة الكتاب.

تمت كتابة الكتاب المدرسي باستخدام الخبرة المكتسبة من قبل المؤلفين في عملية تدريس التخصصات الأكاديمية المتعلقة بنمذجة المحاكاة ، وإدارة المخاطر ، وبحوث أنظمة الإدارة ، قيد الإعداد والنشر في الجامعات وسائل تعليميةومواد التدريس. الكتاب يعكس نتائج حقوق التأليف والنشر بحث علميوالتطورات.

أ. إميليانوف ، دكتور في الاقتصاد ، رئيس القسم النظرية العامةأنظمة و تحليل النظام»MESI - الفصول 1 - 3 ، 6 ، 7 ، 8 (الأقسام 8.1 - 8.3 ، 8.6 ، 8.7) والتحرير العام للكتاب.

إي. فلاسوفا ، محاضر أول ، قسم نظرية النظم العامة وتحليل النظام ، MESI - الفصلين 4 و 8 (الأقسام 8.4 و 8.5).

R.V. دوما مرشح العلوم الاقتصادية المتخصص الرائد في شركة "بيزنس كونسول" - الفصل الخامس.

يمكن التوصية بالكتاب المدرسي للطلاب الذين يدرسون في تخصصات الكمبيوتر والتوجيهات ، ويمكن أن يكون مفيدًا في إعداد مدراء متخصصين وماجستير في برامج ماجستير إدارة الأعمال (MBA - ماجستير في إدارة الأعمال).

للدراسة الذاتية للكتاب ، يجب أن يكون القارئ على دراية بالمعلوماتية ، وأساسيات البرمجة ، رياضيات أعلى، نظرية الاحتمالات ، الإحصاء الرياضي ، الجبر الخطي ، النظرية الاقتصاديةومسك الدفاتر.

المقدمة

محاكاة(من اللغة الإنجليزية. عملية في ذاكرة الكمبيوتر في وضع المحاكاة ، وتحسين بعض معلماتها.

نموذج محاكاةتسمى حزمة برامج خاصة تسمح لك بمحاكاة نشاط أي كائن معقد. يطلق عمليات حسابية تفاعلية متوازية في الكمبيوتر ، وهي نظائر للعمليات قيد الدراسة من حيث معلماتها الزمنية (دقيقة لمقاييس الوقت والمكان). في البلدان التي تحتل مكانة رائدة في إنشاء أنظمة وتقنيات كمبيوتر جديدة ، يستخدم الاتجاه العلمي لعلوم الكمبيوتر مثل هذا التفسير لنمذجة المحاكاة ، وفي برامج درجة الماجستير في هذا الاتجاههناك تخصص أكاديمي مناسب.

وتجدر الإشارة إلى أن أي نمذجة في أساسها المنهجي عناصر لتقليد الواقع بمساعدة نوع من الرمزية (الرياضيات) أو نظائرها. لذلك ، في بعض الأحيان في الجامعات الروسية ، بدأ يطلق على نمذجة المحاكاة سلسلة هادفة من الحسابات متعددة المتغيرات التي يتم إجراؤها على جهاز كمبيوتر باستخدام النماذج والأساليب الاقتصادية والرياضية. ومع ذلك ، من وجهة نظر تكنولوجيا الكمبيوتر ، فإن مثل هذه النمذجة (النمذجة) هي حسابات عادية يتم إجراؤها باستخدام برامج الحساب أو معالج جداول بيانات Excel.

يمكن إجراء الحسابات الرياضية (بما في ذلك الجداول) بدون جهاز كمبيوتر: باستخدام آلة حاسبة ، خط لوغاريتمي ، قواعد عمليات حسابيةوالجداول الإضافية. لكن المحاكاة هي عمل حاسوبي بحت لا يمكن القيام به بوسائل مرتجلة.

لذلك ، غالبًا ما يستخدم مرادف لهذا النوع من النمذجة

نمذجة الكمبيوتر.

يجب إنشاء نموذج محاكاة. هذا يتطلب خاص البرمجيات - نظام المحاكاة(نظام محاكاة). يتم تحديد خصوصية مثل هذا النظام من خلال تقنية التشغيل ومجموعة من أدوات اللغة وبرامج الخدمة وتقنيات النمذجة.

يجب أن يعكس نموذج المحاكاة عددًا كبيرًا من المعلمات والمنطق وأنماط سلوك الكائن المحاكى في الوقت المناسب. (ديناميات زمنية)وفي الفضاء (الديناميات المكانية).ترتبط نمذجة كائنات الاقتصاد بالمفهوم

الديناميات المالية للكائن.

من وجهة نظر متخصص (عالم كمبيوتر - اقتصادي ، عالم رياضيات - مبرمج - اقتصادي - عالم رياضيات) ، نمذجة المحاكاةالعملية الخاضعة للرقابة أو الكائن المتحكم فيه عبارة عن تقنية معلومات عالية المستوى توفر نوعين من الإجراءات التي يقوم بها الكمبيوتر:

1) العمل على إنشاء أو تعديل نموذج محاكاة ؛

2) تشغيل نموذج المحاكاة وتفسير النتائج.

تُستخدم نمذجة المحاكاة (الحاسوبية) للعمليات الاقتصادية عادةً في حالتين:

لإدارة المجمععملية تجارية عندما يتم استخدام نموذج محاكاة لعنصر اقتصادي خاضع للرقابة كأداة في محيط نظام التحكم التكيفي الذي تم إنشاؤه على أساس تقنيات المعلومات (الكمبيوتر) ؛

عند تجربةالنماذج المستمرة المنفصلة للأشياء الاقتصادية المعقدة للحصول على ديناميكياتها وتتبعها في حالات الطوارئ المرتبطة بالمخاطر ، والتي يكون نمذجة النطاق الكامل لها غير مرغوب فيه أو مستحيل.

من الممكن تحديد المهام النموذجية التالية التي يتم حلها عن طريق نمذجة المحاكاة في إدارة الأشياء الاقتصادية:

نمذجة العمليات اللوجستية لتحديد معاملات الوقت والتكلفة ؛

إدارة عملية تنفيذ مشروع استثماري في مراحل مختلفة من دورة حياته ، مع مراعاة المخاطر والأساليب المحتملة لصرف الأموال ؛

تحليل عمليات المقاصة في عمل شبكة من مؤسسات الائتمان (بما في ذلك التطبيق على عمليات التعويضات المتبادلة في ظروف النظام المصرفي الروسي) ؛

التنبؤ بالنتائج المالية للمؤسسة لفترة زمنية محددة (مع تحليل الرصيد الديناميكي للحسابات) ؛

إعادة هندسة الأعمالمؤسسة معسرة (تغيير هيكل وموارد المؤسسة المفلسة ، وبعد ذلك ، باستخدام نموذج المحاكاة ، من الممكن وضع توقعات للنتائج المالية الرئيسية وتقديم توصيات حول جدوى هذا النوع أو ذاك من إعادة الإعمار والاستثمار ، أو إقراض أنشطة الإنتاج) ؛

تحليل الخصائص التكيفية واستمرارية نظام المعلومات المصرفية الإقليمية الحاسوبية (على سبيل المثال ، خارج الترتيب جزئيًا نتيجة كارثة طبيعيةأظهر نظام التسويات والمدفوعات الإلكترونية بعد الزلزال الكارثي في ​​عام 1995 في جزر اليابان الوسطى قدرة عالية على البقاء: استؤنفت العمليات بعد بضعة أيام) ؛

تقييم الموثوقية ومعلمات التأخير في نظام معلومات اقتصادي مركزي مع وصول جماعي (على سبيل المثال نظام مبيعات تذاكر الطيران ، مع الأخذ في الاعتبار عيوب التنظيم المادي لقواعد البيانات وأعطال المعدات) ؛

تحليل المعلمات التشغيلية لنظام إدارة المعلومات الموزعة متعدد المستويات في الإدارات ، مع مراعاة البنية غير المتجانسة وعرض النطاق الترددي لقنوات الاتصال ونقص التنظيم المادي لقاعدة البيانات الموزعة في المراكز الإقليمية ؛

نمذجة تصرفات مجموعة مروحيات (ساعي) في منطقة متأثرة بكارثة طبيعية أو حادث صناعي كبير ؛

تحليل نموذج شبكة PERT (تقنية تقييم البرامج والمراجعة) لمشاريع استبدال وتعديل معدات الإنتاج ، مع مراعاة حدوث الأعطال ؛

تحليل عمل مؤسسة النقل بالسيارات العاملة في مجال النقل التجاري للبضائع ، مع مراعاة خصوصيات السلع والتدفقات النقدية في المنطقة ؛

حساب معلمات الموثوقية والتأخير في معالجة المعلومات في نظام المعلومات المصرفية.

القائمة أعلاه غير كاملة وتغطي تلك الأمثلة على استخدام نماذج المحاكاة الموضحة في الأدبيات أو التي يستخدمها المؤلفون في الممارسة العملية. المجال الفعلي لتطبيق جهاز نمذجة المحاكاة ليس له حدود مرئية. على سبيل المثال ، أصبح إنقاذ رواد الفضاء الأمريكيين في حالة الطوارئ على مركبة الفضاء أبولو ممكنًا فقط بسبب "تشغيل" خيارات الإنقاذ المختلفة على نماذج المجمع الفضائي.

يجب أن يتمتع نظام المحاكاة الذي يوفر إنشاء نماذج لحل المشكلات المذكورة أعلاه بالخصائص التالية:

إمكانية استخدام برامج المحاكاة جنبًا إلى جنب مع النماذج والطرق الاقتصادية والرياضية الخاصة القائمة على نظرية التحكم ؛ "

طرق مفيدة لإجراء التحليل الهيكلي لعملية اقتصادية معقدة ؛

القدرة على نمذجة العمليات المادية والنقدية والمعلوماتية وتدفقها ضمن نموذج واحد ، في وقت نموذج مشترك ؛

إمكانية إدخال أسلوب التحسين المستمر عند الحصول على بيانات المخرجات (المؤشرات المالية الرئيسية ، الخصائص الزمنية والمكانية ، بارامترات المخاطر

و إلخ) وإجراء تجربة متطرفة.

مرجع التاريخ.نمذجة محاكاة العمليات الاقتصادية هي نوع من النمذجة الاقتصادية والرياضية. ومع ذلك ، فإن هذا النوع من النمذجة يعتمد إلى حد كبير على تكنولوجيا الكمبيوتر. تطورت العديد من أنظمة المحاكاة ، التي تم تطويرها أيديولوجيًا في السبعينيات والثمانينيات ، جنبًا إلى جنب مع تكنولوجيا الكمبيوتر وأنظمة التشغيل (على سبيل المثال ، GPSS - نظام محاكاة الأغراض العامة) وتستخدم الآن بشكل فعال على منصات الكمبيوتر الجديدة. بالإضافة إلى ذلك ، في أواخر التسعينيات ظهرت أنظمة النمذجة الجديدة بشكل أساسي ، والتي لم يكن من الممكن أن تظهر مفاهيمها في وقت سابق - باستخدام أجهزة الكمبيوتر وأنظمة التشغيل في السبعينيات والثمانينيات.

1. الفترة 1970-1980 كان T. Naylor أول من استخدم أساليب نمذجة المحاكاة لتحليل العمليات الاقتصادية. لمدة عقدين من الزمن ، محاولات لاستخدام هذا النوع من النمذجة في الإدارة الحقيقية للاقتصاد

كانت العمليات عرضية بسبب تعقيد إضفاء الطابع الرسمي على العمليات الاقتصادية:

لم يكن هناك دعم لغوي رسمي في برنامج الكمبيوتر لوصف العمليات الأولية ووظائفها في عقد شبكة عشوائية معقدة من العمليات الاقتصادية

مع مع مراعاة هيكلها الهرمي ؛

لم تكن هناك طرق رسمية لتحليل النظام الهيكلي ضرورية للتحلل الهرمي (متعدد الطبقات) لعملية محاكاة حقيقية إلى مكونات أولية في النموذج.

تم استخدام الطرق الحسابية المقترحة خلال هذه السنوات لنمذجة المحاكاة بشكل متقطع للأسباب التالية:

كانت تستغرق وقتًا طويلاً لإنشاء نماذج للعمليات المعقدة (كانت هناك حاجة إلى تكاليف برمجة كبيرة جدًا) ؛

عند نمذجة مكونات بسيطة للعمليات ، استسلموا للحلول الرياضية في شكل تحليلي ، تم الحصول عليها من خلال طرق نظرية الطابور. كانت النماذج التحليلية أسهل بكثير في التنفيذ في شكل برامج كمبيوتر.

لا يزال النهج الحسابي مستخدمًا في بعض الجامعات لدراسة أساسيات نمذجة عناصر النظم الاقتصادية.

يؤدي تعقيد العمليات الاقتصادية الحقيقية ووفرة الشروط المتناقضة لوجود هذه العمليات (من المئات إلى الآلاف) إلى النتيجة التالية. إذا استخدمنا النهج الحسابي عند إنشاء نموذج محاكاة باستخدام لغات عاديةالبرمجة (Basic، Fortran

و إلخ) ، فسيكون تعقيد وحجم برامج النمذجة كبيرًا جدًا ، وسيكون منطق النموذج مربكًا للغاية. يتطلب إنشاء نموذج المحاكاة هذا فترة زمنية طويلة (أحيانًا سنوات عديدة). لذلك ، تم استخدام نمذجة المحاكاة بشكل أساسي فقط في الأنشطة العلمية.

ومع ذلك ، في منتصف السبعينيات ظهرت أدوات نمذجة المحاكاة المتقدمة تقنيًا إلى حد ما ، والتي لها أدواتها الخاصة اللغة تعني. أقوىها هو نظام GPSS. جعل من الممكن إنشاء نماذج للعمليات والأشياء الخاضعة للرقابة ، بشكل أساسي للأغراض التقنية أو التكنولوجية.

2. الفترة 1980-1990 بدأ استخدام أنظمة نمذجة المحاكاة بشكل أكثر نشاطًا في الثمانينيات ، عندما كان أكثر من 20 عامًا أنظمة مختلفة. كانت الأنظمة الأكثر شيوعًا هي GASP-IV و SIMULA-67 و GPSS-V و SLAM-II ، والتي ، مع ذلك ، كان لها العديد من العيوب.

قدم نظام GASP-IV للمستخدم لغة برمجة منظمة مماثلة لـ Fortran ، ومجموعة من الطرق لنمذجة الأحداث للأنظمة الفرعية المنفصلة للنموذج ونمذجة الأنظمة الفرعية المستمرة باستخدام معادلات متغيرة الحالة ، بالإضافة إلى مولدات الأرقام العشوائية الزائفة.

يتشابه نظام SIMULA-67 في قدراته مع GASP-IV ، ولكنه يوفر للمستخدم لغة برمجة منظمة مماثلة لـ Algol-60.

تعتمد فعالية النماذج التي تم إنشاؤها باستخدام أنظمة GASP-IV و SIMULA-67 إلى حد كبير على مهارة مطور النموذج. على سبيل المثال ، تم تفويض الاهتمام بفصل عمليات المحاكاة المستقلة بالكامل إلى المطور - متخصص ذو خلفية رياضية عالية. لذلك ، تم استخدام هذا النظام بشكل أساسي في المنظمات العلمية فقط.

في نظامي GASP-IV و SIMULA-67 ، لم تكن هناك أدوات مناسبة لمحاكاة الديناميات المكانية لعملية المحاكاة.

زود نظام GPSS-V المستخدم بتقنية معلومات كاملة عالية المستوى لإنشاء نماذج المحاكاة. يحتوي هذا النظام على وسائل لوصف رسمي للعمليات المنفصلة المتوازية في شكل شرطي الصور الرسوميةأو باستخدام عوامل تشغيل اللغة الأم. يتم تنسيق العمليات تلقائيًا في وقت نموذج واحد. يمكن للمستخدم ، إذا لزم الأمر ، إدخال قواعده الخاصة لمزامنة الأحداث. هناك أدوات لإدارة النموذج والتصحيح الديناميكي وأتمتة معالجة النتائج. ومع ذلك ، كان لهذا النظام ثلاثة أوجه قصور رئيسية:

لا يمكن للمطور تضمين مكونات ديناميكية مستمرة في النموذج ، حتى باستخدام إجراءاته الخارجية المكتوبة بلغة PL / 1 أو Fortran أو Assembly ؛

لم تكن هناك وسيلة لمحاكاة العمليات المكانية

كان النظام تفسيريًا بحتًا ، مما قلل بشكل كبير من أداء النماذج.

تصبح العمليات طريقة تسمح لك ببناء أنماط تصف العمليات كما لو كانت تعمل بالفعل. بتطبيقها ، من الممكن الحصول على إحصائيات مستقرة وموثوقة. بناءً على هذه البيانات ، يمكنك اختيار أفضل طريقة لتطوير المنظمة.

طريقة المحاكاة هي طريقة بحث يتم فيها نظام محددسيتم استبداله بواحد يتمتع بدقة كافية في وصف الحقيقي. يجب إجراء التجارب معه من أجل الحصول على معلومات موثوقة. سيسمح لنا هذا الإجراء بفهم جوهر الظاهرة ، دون اللجوء في هذه الحالة إلى ذلك تغيير حقيقيكائن حتى الوقت المطلوب.

نمذجة المحاكاة للعمليات التجارية هي حالة خاصة للنمذجة الرياضية. الحقيقة هي أن هناك فئة من الكائنات لم يتم تطوير النماذج التحليلية من أجلها لأسباب مختلفة. أو بالنسبة لهم ، لا يوجد نظام طرق لتطبيق حل مبتكر. في مثل هذه الحالات ، يتم استخدام نمذجة المحاكاة للعمليات الاقتصادية.

يتم استخدامه في الحالات التي:

• من المكلف إجراء تجارب مع كائن حقيقي ؛
• من المستحيل بناء نموذج تحليلي لأسباب مختلفة ؛
• من الضروري الحصول على النتيجة وتقييم "سلوكها" مع مراعاة الإطار الزمني.

عمليات التقليد لها عدة أنواع. دعونا نفكر فيها بمزيد من التفصيل.

النمذجة القائمة على الوكيل هي اتجاه مبتكر، والذي يستخدم على نطاق واسع لاستكشاف الأنظمة اللامركزية. لا يتم تحديد ديناميكيات عملها من خلال القوانين والقواعد العالمية ، ولكن على العكس من ذلك ، تصبح هذه المبادئ نتيجة للأنشطة الفردية لأعضاء هذه المجموعة.

لذلك ، في هذه القضية، والغرض والأهداف من النماذج هو الحصول على أفكار حول هذه المبادئ الأساسية ، وسلوك النظام المختار. ولكن سيكون من الضروري الانطلاق من الافتراضات حول الفرد ، والسلوك الخاص لأشياءه الفردية ، وكذلك علاقاتهم في الأنظمة.

يصبح الوكيل كيانًا خاصًا له نشاط واستقلالية في السلوك ، ويكون قادرًا على اتخاذ القرارات وتطبيقها وفقًا لمجموعة من القواعد المحددة ، والتفاعل مع البيئة الحالية ، وتغيير نفسه بشكل مستقل.

نمذجة الأحداث المنفصلة هي نهج نمذجة يقترح التجريد من الأحداث الحالية من خلال النظر في مجموعة من الأحداث الأساسية في النظام. نحن نتحدث عن "الانتظار" و "معالجة الطلبات" و "التحرك مع الحمولة" و "التفريغ" وما إلى ذلك. تم تطوير مثل هذه النمذجة بشكل جيد للغاية ولها نطاق كبير من التطبيقات - من أنظمة الخدمات اللوجستية إلى أنظمة الإنتاج والنقل. بشكل عام ، يمكن أن تكون الطريقة مناسبة بشكل مثالي لأي موقف ؛ تأسست من قبل J. Gordon في منتصف القرن العشرين.

ديناميات النظام هي محاكاة للعمليات الاقتصادية ، عندما يتم إنشاء الرسوم البيانية والرسوم البيانية والحسابات للكائن قيد الدراسة ، مما يعكس العلاقات السببية والتأثيرات العالمية لبعض المعايير على أخرى في فترة زمنية معينة. علاوة على ذلك ، يتم محاكاة النظام الذي تم إنشاؤه على أساسها على جهاز كمبيوتر. بفضل هذا ، هناك فرصة حقيقية لفهم جوهر ما يحدث ، ولتحديد العلاقات القائمة بين السبب والنتيجة بين الظواهر والأشياء. تساعد ديناميكيات النظام في بناء نماذج للتنمية الحضرية والعمليات التجارية وأنظمة الإنتاج وتطوير البيئة والسكان والأوبئة وما إلى ذلك.