أمثلة لنماذج المحاكاة في الاقتصاد. نمذجة محاكاة العمليات الاقتصادية

إذا تم تحديد ساعة واحدة ، وتم تعيين الرقم 7200 كمقياس ، فسيعمل النموذج بشكل أبطأ من العملية الحقيقية. علاوة على ذلك ، سيتم محاكاة ساعة واحدة من العملية الحقيقية في جهاز كمبيوتر لمدة ساعتين ، أي حوالي 2 مرات أبطأ. المقياس النسبي في هذه الحالة هو 2: 1

(انظر مقياس الوقت).

نموذج محاكاة(نموذج المحاكاة) - 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 ، يركز الاتجاه العلمي لعلوم الكمبيوتر على هذا التفسير لنمذجة المحاكاة ، وهناك تخصص أكاديمي مطابق في برامج درجة الماجستير في هذا المجال.

محاكاة (المحاكاة) - نوع شائع من النمذجة التناظرية يتم تنفيذه باستخدام مجموعة من الأدوات الرياضية وبرامج الكمبيوتر المقلدة الخاصة وتقنيات البرمجة التي تسمح ، من خلال عمليات مماثلة ، بإجراء دراسة مستهدفة لبنية ووظائف عملية معقدة حقيقية في ذاكرة الكمبيوتر في وضع "المحاكاة" ، قم بتحسين بعض معلماته.

نمذجة المحاكاة (الحاسوبية) للعمليات الاقتصادية - يستخدم عادة في حالتين:

1) لإدارة عملية تجارية معقدة ، عندما يتم استخدام نموذج المحاكاة لكائن اقتصادي مُدار كأداة في محيط نظام التحكم التكيفي الذي تم إنشاؤه على أساس تقنيات المعلومات (الكمبيوتر) ؛

2) عند إجراء تجارب مع النماذج المستمرة المنفصلة للأشياء الاقتصادية المعقدة للحصول على دينامياتها و "مراقبتها" فيها حالات طارئةالمرتبطة بالمخاطر ، التي تكون النمذجة الميدانية لها غير مرغوب فيها أو مستحيلة.

صمام يسد الطريق للمعاملات - نوع عقدة نموذج المحاكاة. لديه مفتاح الاسم. إذا تأثر الصمام بإشارة الانتظار منأي العقدة ، يغلق الصمام ولا يمكن لأي معاملات أن تمر من خلاله. تفتح إشارة rels من عقدة أخرى الصمام.

التحكم الجماعي في عملية المحاكاة - نوع خاص من التجارب مع نموذج محاكاة مستخدم في ألعاب الأعمالو في تمرينالشركات.

نمذجة الكمبيوتر نمذجة المحاكاة.

الحد الأقصى لمقياس الوقت المعجل - المقياس المحدد بالرقم "صفر". يتم تحديد وقت المحاكاة بحتة من خلال وقت المعالج لتنفيذ النموذج. المقياس النسبي في هذه الحالة له قيمة صغيرة جدًا ؛ يكاد يكون من المستحيل تحديد(انظر مقياس الوقت).

مقياس الوقت - رقم يحدد مدة محاكاة وحدة واحدة من وقت النموذج ، معاد حسابه بالثواني ، بالثواني من الوقت الحقيقي الفلكي أثناء تنفيذ النموذج. مقياس الوقت النسبي هو جزء يُظهر عدد وحدات وقت النموذج التي تناسب وحدة واحدة من وقت المعالج عند تنفيذ النموذج على جهاز كمبيوتر.

مدير الموارد (أو المدير) - نوع عقدة نموذج المحاكاة. لديه الاسم إدارة. يتحكم في تشغيل العقد من النوع المرفق. للتشغيل الصحيح للنموذج ، يكفي وجود مدير عقدة واحد: سيخدم جميع المستودعات دون انتهاك منطق النموذج. للتمييز بين الإحصائيات الخاصة بالمستودعات المختلفة للموارد القابلة للنقل ، يمكنك استخدام العديد منها عقد المدير.

طريقة مونت كارلو هي إحدى طرق الاختبارات الإحصائية التي يتم إجراؤها بمساعدة الكمبيوتر والبرامج - مستشعرات المتغيرات العشوائية الزائفة. في بعض الأحيان يتم استخدام اسم هذه الطريقة بشكل خاطئ كمرادف نمذجة المحاكاة.

نظام النمذجة (نظام المحاكاة - نظام محاكاة) - خاص البرمجيات، مصمم لإنشاء نماذج محاكاة وله الخصائص التالية:

إمكانية استخدام برامج المحاكاة بالتزامن مع برامج خاصةالنماذج والأساليب الاقتصادية والرياضية القائمة على نظرية التحكم ؛

طرق مفيدة لإجراء التحليل الهيكلي لعملية اقتصادية معقدة ؛

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

إمكانية إدخال نمط من التحسين المستمر عند الحصول على بيانات المخرجات (المؤشرات المالية الرئيسية ، والخصائص الزمنية والمكانية ، ومعايير المخاطر ، وما إلى ذلك) وإجراء تجربة متطرفة.

القانون العادي- قانون التوزيع المتغيرات العشوائية، والتي لها شكل متماثل (وظيفة غاوسي). في نماذج محاكاة العمليات الاقتصادية ، يتم استخدامه لنمذجة عمل متعدد المراحل معقد.

قانون إرلانج المعمم- قانون توزيع المتغيرات العشوائية التي لها شكل غير متماثل. يحتل موقعًا وسيطًا بين الأسي والعادي. في نماذج محاكاة العمليات الاقتصادية ، يتم استخدامه لنمذجة تدفقات مجموعة معقدة من التطبيقات (المتطلبات ، الأوامر).

قائمة الانتظار (مع أو بدون أولويات نسبية) - نوع عقدة نموذج المحاكاة. لديه اسم قائمة الانتظار. إذا لم تؤخذ الأولويات في الاعتبار ، فسيتم وضع المعاملات في قائمة الانتظار حسب ترتيب الوصول. عندما تؤخذ الأولويات في الاعتبار ، لا تصل المعاملة إلى "ذيل" قائمة الانتظار ، ولكن في نهاية مجموعة الأولوية الخاصة بها. يتم ترتيب مجموعات الأولوية من "رأس" قائمة الانتظار إلى "الذيل" بترتيب تنازلي للأولوية. إذا دخلت المعاملة في قائمة الانتظار ولم يكن لها مجموعة أولويات خاصة بها ، فستظهر على الفور مجموعة بهذه الأولوية: ستحتوي على معاملة واحدة وصلت حديثًا.

قائمة انتظار أولوية الفضاء - نوع عقدة نموذج المحاكاة. له اسم دينام. المعاملات التي تدخل قائمة الانتظار هذه مرتبطة بنقاط في الفضاء. يتم خدمة قائمة الانتظار بواسطة عقدة rgos خاصة تعمل في وضع الإزاحة المكانية. معنى خدمة المعاملات هو زيارة جميع النقاط في الفضاء التي ترتبط بها المعاملات (أو التي أتت منها). عند وصول كل معاملة جديدة ، إذا لم تكن الوحيدة في قائمة الانتظار ، تتم إعادة ترتيب قائمة الانتظار بحيث يكون المسار الإجمالي لزيارة النقاط في حده الأدنى (لا ينبغي اعتبار أن هذا يحل "مشكلة بائع متجول "). تسمى القاعدة المدروسة لتشغيل عقدة الدينام في الأدبيات "خوارزمية الإسعافات الأولية".

الهيكلية التعسفيةالعقدة - نوع العقدة لنموذج المحاكاة. لديه الاسم. ضروري لتبسيط طبقة معقدة للغاية من النموذج - "لفك" دائرة معقدة تقع على طبقة واحدة إلى مستويين (أو طبقات) مختلفة.

مقياس الوقت النسبي المتسارع - المقياس المعطى بالرقم بالثواني. هذا الرقم أقل من الوحدة الزمنية للطراز المختار. على سبيل المثال ، إذا حددت ساعة واحدة كوحدة لوقت النموذج ، وقمت بتعيين الرقم 0.1 كمقياس ، فسيعمل النموذج أسرع من العملية الحقيقية. علاوة على ذلك ، سيتم محاكاة ساعة واحدة من العملية الحقيقية في جهاز كمبيوتر لمدة 0.1 ثانية (مع مراعاة الأخطاء) ، أي حوالي 36000 مرة أسرع. المقياس النسبي هو 1: 36000(انظر مقياس الوقت).

الديناميات المكانية- نوع من ديناميكيات تطور العملية ، مما يجعل من الممكن مراقبة النزوح المكاني للموارد في الوقت المناسب. يتم دراستها في نماذج محاكاة للعمليات الاقتصادية (اللوجيستية) ، وكذلك أنظمة النقل.

الفضاء - كائن نموذجي يحاكي الفضاء الجغرافي (سطح الأرض) ، فكرة مبدعة(قد يتم تضمين الآخرين). يمكن إرفاق العقد والمعاملات والموارد بنقاط في الفضاء أو الترحيل فيها.

قانون موحد- قانون توزيع المتغيرات العشوائية والذي له شكل متماثل (مستطيل). في نماذج محاكاة العمليات الاقتصادية ، تُستخدم أحيانًا لمحاكاة العمل البسيط (على مرحلة واحدة) ، في الشؤون العسكرية - لمحاكاة توقيت مرور الطريق من قبل الوحدات ، ووقت حفر الخنادق وبناء التحصينات.

المدير المالي- نوع عقدة نموذج المحاكاة "محاسب رئيسي". لها اسم مباشر. يتحكم في تشغيل العقد من نوع الإرسال. للتشغيل الصحيح للنموذج ، تكفي عقدة واحدة مباشرة: ستخدم جميع الحسابات دون انتهاك منطق النموذج. يمكن استخدام العقد المباشرة المتعددة للتمييز بين الإحصائيات الخاصة بأجزاء مختلفة من النموذج المحاسبي الذي يتم تصميمه.

مقياس الوقت الحقيقي- المقياس المعطى برقم معبر عنه بالثواني. على سبيل المثال ، إذا تم تحديد ساعة واحدة كوحدة زمنية للنموذج وتم تعيين 3600 كمقياس ، فسيتم تنفيذ النموذج بسرعة العملية الحقيقية ، وستكون الفواصل الزمنية بين الأحداث في النموذج مساوية للوقت فترات زمنية بين الأحداث الحقيقية في الكائن المحاكى (مع ما يصل إلى تصحيحات للأخطاء عند ضبط البيانات الأولية). المقياس الزمني النسبي في هذه الحالة هو 1: 1 (انظر مقياس الوقت).

الموارد - كائن نموذجي لنموذج المحاكاة. بغض النظر عن طبيعتها في عملية النمذجة يمكن أن تتميز بثلاثة المعاملات الشاملة: القوة والتوازن والعجز. أنواع مختلفة من الموارد: المادية (القائمة ، المنقولة) ، المعلوماتية والنقدية.

الإشارة هي وظيفة خاصة تؤديها معاملة تقع في عقدة واحدة فيما يتعلق بعقدة أخرى لتغيير طريقة تشغيل الأخيرة.

نظام المحاكاة - تستخدم في بعض الأحيان كنظير للمصطلحنظام النمذجة(ليست ترجمة ناجحة إلى اللغة الروسية لمصطلح نظام محاكاة).

مستودع الموارد القابلة للنقل- نوع عقدة نموذج المحاكاة. له الاسم المرفق. يمثل مستودعا لبعض

جودة نفس النوع من الموارد. وحدات الموارد في الكمية الصحيحةيتم تخصيصها للمعاملات التي تصل إلى العقدة المرفقة إذا كان الباقي يسمح بإجراء هذه الصيانة. خلاف ذلك ، هناك قائمة انتظار. يتم ترحيل المعاملات التي تتلقى وحدات الموارد على طول الرسم البياني معها وإعادتها حسب الحاجة بطرق مختلفة: إما جميعًا معًا ، أو على دفعات صغيرة ، أو على دفعات. يتم ضمان التشغيل الصحيح للمستودع بواسطة عقدة خاصة - المدير.

الحدث هو كائن ديناميكي للنموذج يمثل حقيقة أن معاملة واحدة تركت العقدة. تحدث الأحداث دائمًا في نقاط زمنية معينة. يمكن أيضًا أن ترتبط بنقطة في الفضاء. الفترات الفاصلة بين حدثين متجاورين في النموذج هي ، كقاعدة عامة ، متغيرات عشوائية. من المستحيل عمليا لمطور نموذج إدارة الأحداث يدويًا (على سبيل المثال ، من برنامج). لذلك ، يتم إعطاء وظيفة إدارة الأحداث لبرنامج تحكم خاص - المنسق ، والذي يتم تقديمه تلقائيًا في النموذج.

تحليل العمليات الإنشائية- إضفاء الطابع الرسمي على هيكل عملية حقيقية معقدة عن طريق تحليلها إلى عمليات فرعية تؤدي وظائف معينة ولها روابط وظيفية متبادلة وفقًا للأسطورة التي طورها فريق الخبراء العامل. يمكن تقسيم العمليات الفرعية المحددة ، بدورها ، إلى عمليات فرعية وظيفية أخرى. يمكن تمثيل هيكل العملية العامة النموذجية كرسم بياني له بنية هرمية متعددة الطبقات. نتيجة لذلك ، تظهر صورة رسمية لنموذج المحاكاة في شكل رسوم بيانية.

العقدة الهيكلية لتخصيص الموارد - نوع عقدة نموذج المحاكاة. لها اسم الإيجار. مصمم لتبسيط جزء نموذج المحاكاة المرتبط بتشغيل المستودع. تم تصميم عملية المستودع على أساس طبقة هيكلية منفصلة للنموذج. تحدث استدعاءات هذه الطبقة للمدخلات المطلوبة من طبقات أخرى من عقدة الإيجار دون دمجها.

العقدة الهيكلية للمدفوعات المالية والاقتصادية - نوع عقدة نموذج المحاكاة. لديه اسم دفع. مصمم لتبسيط جزء من نموذج المحاكاة المرتبط بعمل المحاسبة. تم تصميم عمل المحاسبة على طبقة هيكلية منفصلة للنموذج. تحدث استدعاءات هذه الطبقة للمدخلات المطلوبة من طبقات أخرى من عقدة الدفع ، دون دمج هذه الطبقات.

حساب محاسبي- نوع عقدة نموذج المحاكاة. لديه اسم إرسال. المعاملة التي تدخل مثل هذه العقدة هي طلب لتحويل الأموال من حساب إلى حساب أو إلى قيد محاسبي. يتم تنظيم صحة العمل مع الحسابات بواسطة خاص

العقدة المباشرة التي تحاكي عمل المحاسبة. إذا كان رصيد الأموال في عقدة الإرسال كافياً للتحويل إلى حساب آخر ، فسيتم إجراء التحويل. خلاف ذلك ، يتم تشكيل قائمة انتظار المعاملات غير المخدومة في عقدة الإرسال.

المنهي - نوع عقدة نموذج المحاكاة. لديه مصطلح الاسم. يتم إتلاف المعاملة التي يتم إدخالها إلى المُنهي. في المنهي ، يتم إصلاح عمر المعاملة.

المعاملة عبارة عن كائن نموذج محاكاة ديناميكي يمثل طلبًا رسميًا لنوع من الخدمة. على عكس الطلبات العادية ، التي يتم أخذها في الاعتبار في تحليل نماذج قائمة الانتظار ، فإنها تحتوي على مجموعة من الخصائص والمعلمات الخاصة المتغيرة ديناميكيًا. يتم تحديد مسارات ترحيل المعاملات على طول الرسم البياني للنموذج من خلال منطق عمل مكونات النموذج في عقد الشبكة.

القانون الثلاثي- قانون توزيع المتغيرات العشوائية التي لها شكل متماثل (مثلث متساوي الساقين) أو شكل غير متماثل (مثلث عام). في نماذج المحاكاة عمليات المعلوماتتستخدم أحيانًا لنمذجة أوقات الوصول إلى قاعدة البيانات.

عقدة الخدمة مع العديد من القنوات المتوازية - نوع عقدة نموذج المحاكاة. لها اسم سيرف. يمكن أن تكون الخدمة بالترتيب الذي تدخل فيه المعاملة قناة مجانية ، أو وفقًا لقاعدة الأولوية المطلقة (مع انقطاع الخدمة).

العقد هي كائنات نموذج محاكاة تمثل مراكز خدمة المعاملات في الرسم البياني للمحاكاة (ولكن ليس بالضرورة الطابور). في العقد ، يمكن تأخير المعاملات وخدمتها وإنشاء مجموعات من المعاملات الجديدة وإتلاف المعاملات الأخرى. كل عقدة تنتج عملية مستقلة. يتم تنفيذ العمليات الحسابية بالتوازي وتنسيق بعضها البعض. يتم إجراؤها في نفس وقت النموذج ، وفي نفس المكان ، وتأخذ في الاعتبار الديناميكيات الزمنية والمكانية والمالية.

منشئ المعاملات المدارة (أو المضاعف) - نوع عقدة نموذج المحاكاة. له اسم يخلق. يسمح لك بإنشاء مجموعات جديدة من المعاملات.

عملية مضبوطة (مستمرة أو مكانية) - نوع عقدة نموذج المحاكاة. لها اسم rgos. تعمل هذه العقدة في ثلاثة أوضاع متنافية:

محاكاة عملية مستمرة مضبوطة (على سبيل المثال ،

في المفاعل) ؛

الوصول إلى موارد المعلومات التشغيلية ؛

الحركات المكانية (على سبيل المثال ، طائرة هليكوبتر).

مُنهي المعاملة المُدارة - نوع عقدة التقليد

عارضات ازياء. له الاسم حذف. إنه يدمر (أو يمتص) عددًا معينًا من المعاملات التي تنتمي إلى عائلة معينة. يتم تضمين متطلبات مثل هذا الإجراء في المعاملة المدمرة التي تصل إلى إدخال عقدة الحذف. ينتظر وصول معاملات العائلة المحددة إلى العقدة والقضاء عليها. بعد الامتصاص ، تترك عملية التدمير العقدة.

الديناميات المالية- نوع من ديناميكيات تطوير العملية ، مما يجعل من الممكن مراقبة التغيرات في الموارد والأموال والنتائج الرئيسية لنشاط كائن من الاقتصاد بمرور الوقت ، ويتم قياس المعلمات بوحدات نقدية. يتم دراسته في نماذج محاكاة للعمليات الاقتصادية.

القانون الأسي - قانون توزيع المتغيرات العشوائية ، والذي له شكل واضح غير متماثل (أسي مخمد). في نماذج محاكاة العمليات الاقتصادية ، يتم استخدامه لمحاكاة فترات استلام الطلبات (الطلبات) التي تتلقاها الشركة من العديد من عملاء السوق. في نظرية الموثوقية ، يتم استخدامه لنمذجة الفاصل الزمني بين عيبين متتاليين. في علوم الاتصالات والكمبيوتر - لنمذجة تدفق المعلومات (تدفقات بواسون).

المؤلفات

1. Anfilatov V. S. ، Emelyanov A. A. ، Kukushkin A. A. تحليل النظام في الإدارة / إد. أ. إميليانوف. - م: المالية والإحصاء ، 2001. - 368 ص.

2. بيرليانت أ. م. رسم الخرائط. - م ؛ مطبعة آسبكت ، 2001. - 336 ص.

3. Buslenko N. P. النمذجة أنظمة معقدة. - م: نوكا ، 1978. - 399 ص.

4. Varfolomeev V.I.النمذجة الحسابية للعناصر أنظمة اقتصادية. - م: المالية والإحصاء ، 2000. - 208 ص.

5. Gadzhinsky A. M. ورشة عمل حول اللوجستيات. - م: التسويق ، 2001. - 180 ص.

ب. Dijkstra E. تفاعل العمليات المتسلسلة // لغة البرمجة / Ed. F. Jenuy. - م: مير 1972. -

ص 9 - 86.

7. دوبروف أ.م ، شيتاريان ف.س ، تروشين إل آي.متعدد الأبعاد أساليب إحصائية. - م: المالية والإحصاء ، 2000. - 352 ص.

إميليانوف أ. نمذجة المحاكاة في إدارة المخاطر. - سانت بطرسبرغ: إنجيكون ، 2000. - 376 ص.

9. Emelyanov A. A.، Vlasova E. A. نمذجة المحاكاة في نظم المعلومات الاقتصادية. - م:دار النشر MESI ، 1998. -108 ص.

10. Emelyanov A. A.، Moshkina N. L.، Snykov V. P.التجميع الآلي للجداول التشغيلية أثناء مسح المناطق شديدة التلوث // تلوث التربة والبيئات المجاورة. وزن. 7. - سانت بطرسبرغ: Gidrometeoizdat ، 1991. - S. 46-57.

11. Kalyanoe G. N. CASE تحليل النظام الهيكلي (الأتمتة والتطبيق). - م: لوري ، 1996. - 241 ص.

12. KleinrockL. شبكات الاتصالات. التدفقات العشوائية وتأخيرات الرسائل. - م: نوكا ، 1970. - 255 ص.

13. Schtuglinski D، Wingow S، Shepherd J.البرمجة المرئية لـ Microsoft S-n- 6.0 للمحترفين. - سان بطرسبرج: بيتر ، الطبعة الروسية ، 2001. - 864 ص.

14. Kuzin L. T. ، Pluzhnikov L.K ، Belov B. N.الأساليب الرياضية في الاقتصاد وتنظيم الإنتاج. - م: دار النشر MEPhI ، 1968. - 220 ص.

15. V. D. Nalimov و I. A. Chernova ، الأساليب الإحصائية لتخطيط التجارب المتطرفة. - م: نوكا ، 1965. - 366 ص.

16. تجارب Naylor T. محاكاة الآلة مع نماذج النظم الاقتصادية. - م: مير ، 1975. - 392 ص.

17. أويكمان إي جي ، بوبوف إي في.إعادة هندسة الأعمال. - م: Finansy i statistika ، 1997. - 336 ص.

18. بريتزكر أ. مقدمة لنمذجة المحاكاة ولغة SLAM-P. - م: مير ، 1987. - 544 ص.

19. ساتي ت. عناصر نظرية الاصطفاف وتطبيقاتها. - م: سوف. راديو ، 1970. - 377 ص.

20. Cheremnykh S. V.، Semenov I. O.، Ruchkin V. S.تحليل هيكلي الأنظمة: GOER-technology. - م: المالية والإحصاء ، 2001. - 208 ص.

21. Chicherin I.N. تكلفة الحق في استئجار قطعة أرض والتفاعل مع المستثمرين // نظم المعلومات الاقتصادية لـ عتبة الحادي والعشرينمئة عام. - م: Izd-vo MESI ، 1999. - S. 229232.

22. شانون R. E. محاكاة النظم: العلم والفن. - م: مير 1978. - 420 ص.

23. Schreiber T. J. النمذجة على GPSS. - م: Mashinostroenie ، 1979. - 592 ص.

الفصل 1 الأسس النظرية للمحاكاة

1.3. استخدام قوانين توزيع المتغيرات العشوائية في محاكاة الاقتصاد

مشروع الدورة

الموضوع: "نمذجة الإنتاج والعمليات الاقتصادية"

حول موضوع: "محاكاة العمليات الاقتصادية"

مقدمة

1. المفاهيم الأساسية لنظرية نمذجة النظم والعمليات الاقتصادية

1 مفهوم النمذجة

1.2 مفهوم النموذج

ثانيًا. المفاهيم الأساسية لنظرية نمذجة النظم والعمليات الاقتصادية

2.1 تحسين وتطوير النظم الاقتصادية

2 مكونات نموذج المحاكاة

ثالثا. أساسيات المحاكاة

3.1 نموذج المحاكاة وخصائصه

2 جوهر المحاكاة

رابعا. الجزء العملي

1 بيان المشكلة

2 حل المشكلات

استنتاج

قائمة الأدب المستخدم

طلب

مقدمة

نمذجة المحاكاة والبرمجة الخطية و تحليل الانحدارمن حيث المدى وتكرار الاستخدام ، فقد احتلت منذ فترة طويلة المراكز الثلاثة الأولى بين جميع أساليب عمليات البحث 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 أنظمة الطابور ، والتي تعتمد عليها نماذج المحاكاة للأنظمة الاقتصادية والمعلوماتية والتكنولوجية والتقنية وغيرها. تم تحديد طرق النمذجة الاحتمالية للمتغيرات المستمرة المنفصلة والعشوائية ، 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 لمحاكاة الكمبيوتر لخيارات حل المواقف من أجل الحصول على أكثر حلول فعالةمشاكل. تسمح لك نمذجة المحاكاة بدراسة النظام الذي تم تحليله أو تصميمه وفقًا لمخطط البحث التشغيلي ، والذي يحتوي على خطوات مترابطة:

تطوير نموذج مفاهيمي ؛

تطوير وتنفيذ البرمجيات لنموذج المحاكاة ؛

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 طرق البرمجة التقليدية ، يتطلب تطوير نموذج المحاكاة 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 لـ أنظمة التشغيل DOS - GPSS / PC ، لنظام التشغيل OS / 2 و DOS - GPSS / H وللويندوز - GPSS World. يتيح لك تعلم هذه اللغة وإنشاء النماذج فهم مبادئ تطوير برامج المحاكاة ومعرفة كيفية العمل مع نماذج المحاكاة (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 النماذج الرياضية (علامة) ، ولكن أيضًا النماذج المادية قابلة للتطبيق في الاقتصاد ، ومع 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 ، وكذلك الكائنات 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 وتصنيف كامل إلى حد ما الأنواع الممكنةالنمذجة صعبة للغاية ، فقط بسبب غموض مفهوم "النموذج" ، والذي يستخدم على نطاق واسع ليس فقط في العلوم والتكنولوجيا ، ولكن أيضًا في الفن وفي الحياة اليومية.

تأتي كلمة "نموذج" من الكلمة اللاتينية "مقياس" ، والتي تعني "قياس" ، "عينة". 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 النظم الاجتماعية والاقتصادية ، من المستحسن تحديد نظام الإنتاج (PS) ، والذي ، على عكس أنظمة الفئات الأخرى ، يحتوي على عنصر رئيسي مهمشخص يتصرف بوعي يؤدي وظائف الإدارة (صنع القرار ومراقبته). وفقًا لهذا ، فإن الأقسام المختلفة للمؤسسات والشركات نفسها ومنظمات البحث والتصميم والجمعيات والصناعات و ، في حالات فرديةالاقتصاد الوطني ككل.

تختلف طبيعة التشابه بين الكائن المنمذج والنموذج:

المادية - الكائن والنموذج لهما نفس الطبيعة الفيزيائية أو متشابهة ؛

هيكلي - هناك تشابه بين هيكل الكائن وهيكل النموذج ؛ وظيفي - يؤدي الكائن والنموذج وظائف مماثلة مع التأثير المناسب ؛

ديناميكي - هناك تطابق بين الحالات المتغيرة على التوالي للكائن والنموذج ؛

احتمالية - هناك تطابق بين العمليات الاحتمالية في الكائن والنموذج ؛

هندسي - هناك تطابق بين الخصائص المكانية للكائن 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 إلى استخدام النماذج الاقتصادية والرياضية لاتخاذ القرارات الإدارية في مجال الاقتصاد؟

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

يحاكي عملية اقتصادية حقيقية (أو سلوك كائن ما) ؛

لها تكلفة منخفضة نسبيًا ؛

يمكن إعادة استخدامها ؛

يعتبر ظروف مختلفةأداء 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) ؛

عمليات الاستخراج من نموذج أكثر عمومية (طريقة استنتاجية) ؛

تعميمات لنماذج أكثر خصوصية (طريقة استقرائية ، أي إثبات 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 والرياضي - وصف رياضي لعملية أو كائن اقتصادي ، يتم تنفيذه لغرض دراستهم أو إدارتهم: سجل رياضي للمشكلة الاقتصادية التي يتم حلها (لذلك ، غالبًا ما يتم استخدام مصطلحات المهمة والنموذج كمرادفات).

يمكن أيضًا تصنيف النماذج وفقًا لمعايير أخرى:

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

النماذج التي يمكن بناؤها ليس فقط في شكل معادلات (تمثيل تحليلي) ، ولكن أيضًا في شكل أمثلة عددية (تمثيل رقمي) ، في شكل جداول (تمثيل مصفوفة) ، في شكل نوع خاص من الرسوم البيانية ( تمثيل الشبكة).

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:

) أي نموذج ذاتي ، يحمل طابع شخصية الباحث ؛

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

) 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) تحليلي ، عندما يسعون للحصول على تبعيات صريحة بشكل عام 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. تتضمن هذه الأنظمة طائرة ومجموعة من 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 محاكاة بأي لغة برمجة عالمية ، 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 من لغة البرمجة ، وعلى مستوى عالٍ بدرجة كافية ؛

إن 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 حاليا عدد غير قليل منتجات البرمجيات، مما يسمح بنمذجة العمليات. 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.

تحدث العمليات الاقتصادية بشكل عفوي لا يمكن السيطرة عليه. 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.

المتخصصون في مجال الاقتصاد ، كقاعدة عامة ، ليس لديهم تدريب رياضي كاف بشكل عام وعلى 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.

المتخصصون 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. عادة ما تكون هذه معادلات جبرية من الدرجة الثانية أو الثالثة ، في الحالة القصوى ، النظام المعادلات الجبرية، تتطلب حل تطبيق طريقة التكرار ( 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 نماذج هذه المجموعة ، يتم استخدام نماذج ما يسمى بأنظمة قائمة الانتظار على نطاق واسع. 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 الحجم مشكلة علمية معقدة ، ولا يمكن حلها إلا بواسطة 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) ،

حيث () هو الشكل المقبول لنسبة المعلمات والمتغيرات البيئية ، نوع النموذج ، = 1 ، 2 ، ... T أو i = 1 ، 2 ، ... n.

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 1 ، أ 2 ، ... ، أ ي ، ... ، أ م) ،

حيث j - رقم المعلمة ،

م - العدد الإجمالي للمعلمات ،

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 تحقيق هدف مشترك - 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

1 نموذج المحاكاة وخصائصه

نمذجة المحاكاة هي نوع من النمذجة التناظرية التي يتم تنفيذها باستخدام مجموعة من الأدوات الرياضية وبرامج المحاكاة الحاسوبية الخاصة وتقنيات البرمجة التي تسمح ، من خلال العمليات المماثلة ، بإجراء دراسة مستهدفة لبنية ووظائف عملية معقدة حقيقية في ذاكرة الكمبيوتر في وضع "المحاكاة" لتحسين بعض معاييره.

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. تسببت مشاكل العلوم الاقتصادية والممارسة في مجال الإدارة والتعليم الاقتصادي ، من ناحية ، ونمو أداء الكمبيوتر من ناحية أخرى ، في 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 "شبه معيارية" متعددة المعايير بين الإنسان والآلة ، والثاني هو نقل مركز الثقل من النماذج الوصفية التي تركز على مخطط "قرار الظروف" 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 الطرق التحليلية البحتة إما غير قابلة للتطبيق أو غير مقبولة (بسبب تعقيد النماذج المقابلة).

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 قوائم انتظار الخدمة ؛

وقت انتظار الخدمة في قوائم الانتظار ؛

عدد الطلبات 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:

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

يكفي أن نأخذ في الاعتبار ببساطة في النموذج عامل عدم اليقين 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.

2 جوهر المحاكاة

جوهر نمذجة المحاكاة هو التجريب الهادف مع نموذج المحاكاة من خلال "اللعب" عليه خيارات مختلفةأداء النظام مع التحليل الاقتصادي لكل منهما. 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 سرد عدد من مزايا نماذج المحاكاة ونمذجة المحاكاة أعلاه ، نلاحظ أيضًا عيوبها ، والتي يجب تذكرها في الاستخدام العملي لنمذجة المحاكاة. هو - هي:

عدم وجود مبادئ جيدة التنظيم لبناء نماذج المحاكاة ، الأمر الذي يتطلب دراسة مهمة لكل حالة محددة من بنائها ؛

الصعوبات المنهجية في إيجاد الحلول المثلى ؛

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

الصعوبات المرتبطة بجمع وإعداد الإحصاءات التمثيلية ؛

تفرد نماذج المحاكاة ، والتي لا تسمح باستخدام منتجات البرمجيات الجاهزة ؛

تعقيد التحليل وفهم النتائج التي تم الحصول عليها نتيجة لتجربة حسابية ؛

نفقات كبيرة بما فيه الكفاية 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 الأخيرة ، يمكن الافتراض بثقة أن العديد من العيوب المذكورة أعلاه لنمذجة المحاكاة 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:

- العمل على إنشاء أو تعديل نموذج المحاكاة ؛

) تشغيل نموذج المحاكاة وتفسير النتائج.

عادة ما يتم تطبيق نمذجة محاكاة العمليات الاقتصادية في حالتين:

لإدارة عملية تجارية معقدة ، عندما يتم استخدام نموذج المحاكاة لكائن 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 في حالات الطوارئ المرتبطة بالمخاطر ، والتي تكون النمذجة الطبيعية لها 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 معاملات الوقت والتكلفة ؛

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

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

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 والاستثمار أو إقراض أنشطة 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 تحليل هيكلي لعملية اقتصادية معقدة ؛

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

إمكانية إدخال أسلوب 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 قائمة انتظار (QS) ، أي الأنظمة التي ، من ناحية ، هناك متطلبات لأداء أي خدمات ، ومن ناحية أخرى ، يتم استيفاء هذه المتطلبات.

رابعا. الجزء العملي

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:

تحقق من الملاحظات الشاذة.

قم ببناء نموذج خطي Y (t) = a 0 + a 1 t ، يتم تقدير معلماته بواسطة المربعات الصغرى (Y (t)) - القيم المحسوبة والمحاكاة للسلسلة الزمنية).

قم بتقييم مدى كفاية النماذج المبنية باستخدام خصائص استقلالية المكون المتبقي والعشوائية والامتثال لقانون التوزيع العادي (عند استخدام معيار R / S ، خذ الحدود المجدولة 2.7-3.7).

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

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

قدم 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.

) بناء نموذج خطي ، يتم تقدير معلماته بواسطة OLS (- 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.

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.

2. التحقق من عشوائية مستويات سلسلة من المخلفات سوف يتم على أساس 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 - يتم تحديد مطابقة عدد من المخلفات لقانون التوزيع العادي باستخدام معيار RS - المعيار:

,

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.

4. التحقق من أن 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:

، أين

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. دعونا نأخذ قيمة مستوى الأهمية ، لذلك ، مستوى الثقةيساوي 70٪ ، ومعيار الطالب عند يساوي 1.12.

يتم حساب عرض فاصل الثقة بواسطة الصيغة:

، أين

(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 معبراً عنها بمصطلحات كمية ويتم تقديمها 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 ووسائل نمذجة المحاكاة ، والتي ترتبط بتحسين تقنيات المعلومات المستخدمة في أنظمة المحاكاة: التطوير قذائف رسوميةلبناء النماذج وتفسير نتائج مخرجات النمذجة ، واستخدام أدوات الوسائط المتعددة ، وحلول الإنترنت ، إلخ. تحليل إقتصادينمذجة المحاكاة هي الأداة الأكثر تنوعًا في مجال 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 ) معلمات النظام الجاري إنشاؤه والضرورية لضمان كفاءته وموثوقيته. 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. نمذجة المحاكاة تسمح لك أن تأخذ في الاعتبار عدد كبير منالتفاصيل الحقيقية لعمل الكائن المحاكى ولا غنى عنها في المراحل الأخيرة من إنشاء النظام ، عندما يتم حل جميع القضايا الإستراتيجية 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. يتطلب استخدام الأساليب الإحصائية ، وهو أمر لا مفر منه في نمذجة المحاكاة ، 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. منظمة تمارين عمليةيتعلم الطلاب طرق الحل مشاكل التحسين، والتي 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 ما يلي مهام نموذجية: مهمة النقل؛ مهمة تخصيص موارد المؤسسة ؛ مهمة وضع المعدات ، إلخ. 2) دراسة أساسيات نمذجة المحاكاة لأنظمة طابور الإنتاج وغير الإنتاج في بيئة GPSS World (عالم محاكاة نظام الأغراض العامة). المنهجية و أمور عمليةإنشاء 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: تخرج من المدرسه، 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 معملية) - أستانا ، فوليانت ، 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

الجدول 4.3

سحب الأرصدة

الجدول 4.6

الجدول 4.7

الجدول 4.9

جدول التنبؤ

على الرغم من أن طرق التحسين الكلاسيكية وطرق البرمجة الرياضية هي أدوات تحليلية قوية ، إلا أن عدد المشكلات الحقيقية التي يمكن صياغتها بطريقة لا توجد بها تناقضات مع الافتراضات الكامنة وراء هذه الأساليب صغير نسبيًا. في هذا الصدد ، لم تصبح النماذج التحليلية ، وقبل كل شيء ، نماذج البرمجة الرياضية أداة عملية لأنشطة الإدارة.

أدى تطور تكنولوجيا الكمبيوتر إلى ظهور اتجاه جديد في دراسة العمليات المعقدة - المحاكاة. تختلف طرق المحاكاة ، وهي فئة خاصة من النماذج الرياضية ، بشكل أساسي عن الأساليب التحليلية في أن أجهزة الكمبيوتر تلعب دورًا رئيسيًا في تنفيذها. لا تتمتع أجهزة الكمبيوتر من الجيل الثالث وحتى الجيل الرابع بسرعة وذاكرة هائلة فحسب ، بل تتمتع أيضًا بأجهزة خارجية متقدمة وبرامج مثالية. كل هذا يجعل من الممكن تنظيم الحوار بين الإنسان والآلة بشكل فعال داخل نظام المحاكاة.

تتمثل فكرة طريقة المحاكاة في أنه بدلاً من الوصف التحليلي للعلاقات بين المدخلات والحالات والمخرجات ، يتم إنشاء خوارزمية تعرض تسلسل تطوير العمليات داخل الكائن قيد الدراسة ، ثم سلوك الكائن يتم "تشغيله" على جهاز كمبيوتر. وتجدر الإشارة إلى أنه نظرًا لأن المحاكاة تتطلب غالبًا أجهزة كمبيوتر قوية وعينات كبيرة من البيانات الإحصائية ، فإن التكاليف المرتبطة بالمحاكاة تكون دائمًا مرتفعة مقارنة بالتكاليف المطلوبة لحل المشكلة على نموذج تحليلي صغير. لذلك ، في جميع الحالات ، يجب مقارنة تكاليف المال والوقت اللازمين للمحاكاة بقيمة المعلومات المتوقع الحصول عليها.

نظام المحاكاة - إجراء حسابي يصف بشكل رسمي الكائن قيد الدراسة ويقلد سلوكه. عند تجميعها ، ليست هناك حاجة لتبسيط وصف الظاهرة ، وأحيانًا تجاهل حتى التفاصيل الأساسية ، من أجل الضغط عليها في إطار نموذج مناسب لتطبيق بعض الأساليب الرياضية المعروفة في التحليل. تتميز نمذجة المحاكاة بتقليد الظواهر الأولية التي تشكل العملية قيد الدراسة ، مع الحفاظ على هيكلها المنطقي ، وتسلسل التدفق في الوقت المناسب ، وطبيعة وتكوين المعلومات حول حالات العملية. النموذج في شكله منطقي - رياضي (خوارزمي).

يمكن تصنيف نماذج المحاكاة كفئة فرعية من النماذج الرياضية إلى: ثابت وديناميكي. حتمية واستوكاستك. منفصل ومستمر.

تفرض فئة المهمة متطلبات معينة على نموذج المحاكاة. لذلك ، على سبيل المثال ، في المحاكاة الثابتة ، يتكرر الحساب عدة مرات في ظل ظروف مختلفة للتجربة - دراسة السلوك "في فترة زمنية قصيرة معينة". تحاكي المحاكاة الديناميكية سلوك النظام "لفترة طويلة من الزمن" دون تغيير الظروف. باستخدام المحاكاة العشوائية ، يتم تضمين المتغيرات العشوائية مع قوانين التوزيع المعروفة في النموذج ؛ في المحاكاة القطعية ، هذه الاضطرابات غائبة ، أي تأثيرهم لا يؤخذ في الاعتبار.

يتوافق ترتيب بناء نموذج المحاكاة ودراسته ككل مع مخطط بناء ودراسة النماذج التحليلية. ومع ذلك ، فإن خصوصية نمذجة المحاكاة تؤدي إلى عدد من الميزات المحددة لتنفيذ مراحل معينة. توفر الأدبيات القائمة التالية للمراحل الرئيسية للمحاكاة:

تعريف النظام - إنشاء حدود وقيود ومقاييس لفعالية النظام المراد دراسته.

صياغة النموذج هي الانتقال من نظام حقيقي إلى مخطط منطقي ما (تجريد).

إعداد البيانات - اختيار البياناتالمطلوبة لبناء النموذج وتمثيلها بالشكل المناسب.

ترجمة النموذج - وصف النموذج باللغة المستخدمة للكمبيوتر المستخدم.

تقييم الكفاية هو زيادة إلى مستوى مقبول من درجة الثقة التي يمكن للمرء من خلالها الحكم على صحة الاستنتاجات حول النظام الحقيقي التي تم الحصول عليها على أساس الإشارة إلى النموذج.

التخطيط الاستراتيجي هو التخطيط للتجربة التي يجب أن توفر المعلومات اللازمة.

التخطيط التكتيكي - تحديد كيفية إجراء كل سلسلة من الاختبارات المنصوص عليها في خطة التجربة.

التجريب هو عملية إجراء محاكاة للحصول على البيانات المطلوبة وتحليل الحساسية.

التفسير - استخلاص النتائج من البيانات التي تم الحصول عليها عن طريق التقليد.

تطبيق - الاستخدام العملينموذج و (أو) نتائج المحاكاة.

التوثيق - تسجيل تقدم المشروع ونتائجه ، وكذلك توثيق عملية إنشاء النموذج واستخدامه

التوثيق وثيق الصلة بالتنفيذ. يمكن أن يؤدي التوثيق الدقيق والكامل لتطوير النموذج وتجربته إلى زيادة العمر الافتراضي للنموذج بشكل كبير وإمكانية التنفيذ الناجح ، ويسهل تعديل النموذج ويضمن إمكانية استخدامه حتى إذا لم تعد الأقسام المشاركة في تطوير النموذج موجودة. ، يمكن أن تساعد مطور النموذج على التعلم من أخطائهم.

كما يتضح من القائمة أعلاه ، يتم تسليط الضوء على مراحل تجارب التخطيط على النموذج. وهذا ليس مستغربا. بعد كل شيء ، محاكاة الكمبيوتر هي تجربة. يتم إجراء التحليل والبحث عن الحلول المثلى للنماذج الخوارزمية (وجميع نماذج المحاكاة تنتمي إلى هذه الفئة) بطريقة أو بأخرى من التحسين التجريبي على الكمبيوتر. الفرق الوحيد بين تجربة المحاكاة والتجربة مع كائن حقيقي هو أن تجربة المحاكاة يتم إجراؤها بنموذج نظام حقيقي ، وليس مع النظام نفسه.

مفهوم خوارزمية النمذجة وصياغتها

مخططات العملية

لمحاكاة عملية على جهاز كمبيوتر ، من الضروري تحويل نموذجها الرياضي إلى خوارزمية نمذجة خاصة ، وفقًا لأي معلومات سيتم إنشاؤها في الكمبيوتر الذي يصف الظواهر الأولية للعملية قيد الدراسة ، مع مراعاة اتصالاتها و التأثيرات المتبادلة. تتم طباعة جزء معين من المعلومات المتداولة واستخدامها لتحديد خصائص العملية المطلوب الحصول عليها نتيجة للمحاكاة (الشكل 4.1).

الرابط المركزي لخوارزمية النمذجة هو نموذج المحاكاة الفعلي - مخطط العملية المتولدة. المخطط الرسمي هو وصف رسمي لإجراء تشغيل كائن معقد في العملية قيد الدراسة ويسمح لأي قيم معينة لعوامل الإدخال للنموذج (المتغيرات - ، القطعية - ، عشوائي - ) حساب القيم العددية المقابلة لخصائص الإخراج
.

باقي النماذج (الشكل 4.1) عبارة عن برمجيات خارجية لعملية المحاكاة.

توفر نماذج الإدخال تعيين قيم معينة لعوامل الإدخال. تعتبر النماذج الثابتة للمدخلات الحتمية أولية: فهي عبارة عن صفائف من القيم الثابتة المقابلة لعوامل نموذجية معينة. توفر النماذج الديناميكية للمدخلات تغييرًا في قيم العوامل الحتمية في الوقت المناسب وفقًا لقانون معروف
.

نماذج من المدخلات العشوائية (بمعنى آخر ، مستشعرات الأرقام العشوائية) تحاكي وصول التأثيرات العشوائية عند إدخال الكائن قيد الدراسة بقوانين توزيع معينة (معروفة)
. تأخذ النماذج الديناميكية للمدخلات العشوائية في الاعتبار أن قوانين توزيع المتغيرات العشوائية هي وظائف زمنية ، أي لكل فترة زمنية ، سيكون شكل قانون التوزيع أو خصائصه (على سبيل المثال ، التوقع الرياضي ، والتشتت ، وما إلى ذلك) مختلفًا.

أرز. 4.1 هيكل خوارزمية المحاكاة لنموذج التحسين بعوامل عشوائية

نظرًا لحقيقة أن النتيجة التي تم الحصول عليها عند إعادة إنتاج تنفيذ واحد بسبب وجود عوامل عشوائية لا يمكن أن تميز العملية قيد الدراسة ككل ، فمن الضروري تحليل عدد كبير من هذه التطبيقات ، منذ ذلك الحين فقط ، وفقًا للقانون بأعداد كبيرة ، فإن التقديرات التي تم الحصول عليها تكتسب ثباتًا إحصائيًا ويمكن أخذها بدقة معينة كتقديرات للكميات غير المعروفة. يوفر نموذج المخرجات التراكم والتراكم والمعالجة والتحليل لمجموعة النتائج العشوائية التي تم الحصول عليها. للقيام بذلك ، بمساعدتها ، يتم تنظيم حساب متعدد لقيم خصائص الإخراج بقيم ثابتة للعوامل
و قيم مختلفةعوامل عشوائية (وفقًا لقوانين التوزيع المحددة) - "دورة وفقًا لـ ذ". في هذا الصدد ، يشتمل نموذج الإخراج على برامج للتخطيط التكتيكي لتجربة على جهاز كمبيوتر - تحديد طريقة إجراء كل سلسلة من عمليات التشغيل المقابلة لقيم محددة و . بالإضافة إلى ذلك ، يحل النموذج مشكلة معالجة القيم العشوائية لخصائص المخرجات ، ونتيجة لذلك يتم "تنظيفها" من تأثير العوامل العشوائية وتغذيتها إلى مدخلات النموذج. استجابة، بمعنى آخر. يطبق نموذج المخرجات اختزال مشكلة عشوائية إلى مشكلة حتمية باستخدام طريقة "المتوسط ​​فوق النتيجة".

يسمح نموذج التغذية الراجعة ، بناءً على تحليل نتائج المحاكاة التي تم الحصول عليها ، بتغيير قيم متغيرات التحكم ، وتحقيق وظيفة التخطيط الاستراتيجي لتجربة المحاكاة. عند استخدام طرق نظرية التخطيط الأمثل للتجربة ، فإن إحدى وظائف نموذج التغذية الراجعة هي تقديم نتائج المحاكاة في شكل تحليلي - لتحديد مستويات وظيفة الاستجابة (أو السطح المميز). عند التحسين ، يحسب نموذج الإخراج بناءً على قيم خصائص الإخراج ؟؟؟ قيمة دالة موضوعية
ويؤدي استخدام طريقة التحسين الرقمي هذه أو تلك إلى تغيير قيم متغيرات التحكم لتحديد أفضل القيم من وجهة نظر الوظيفة الهدف.

إجراء لتطوير مخطط عملية رسمي

يتكون إجراء تطوير مخطط رسمي من هيكلة كائن إلى وحدات ؛ اختيار مخطط رياضي لوصف رسمي لتشغيل كل وحدة ؛ تشكيل معلومات المدخلات والمخرجات لكل وحدة ؛ تطوير مخطط كتلة التحكم للنموذج لعرض تفاعل الوحدات الفردية فيه.

عند هيكلة كائن ما ، يتم تقسيم الكائن المعقد إلى أجزاء مستقلة نسبيًا - وحدات - ويتم إصلاح الروابط بينها. يُنصح ببناء الكائن أثناء النمذجة بطريقة يتم فيها تقسيم حل مشكلة معقدة إلى عدد من الحلول الأبسط بناءً على إمكانيات الوصف الرياضي للوحدات الفردية والتنفيذ العملي للنموذج على تكنولوجيا الكمبيوتر الحالية في وقت معين. يتم اختيار العناصر (الأنظمة الفرعية للكائن) من الكائن قيد الدراسة ودمجها في كتلة مستقلة نسبيًا (وحدة) على أساس النماذج الوظيفية والإجرائية المعلوماتية للكائن فقط عند إنشاء الإمكانية الأساسية لـ بناء علاقات رياضية بين معلمات هذه العناصر والخصائص الوسيطة أو الخرجية للكائن. في هذا الصدد ، لا تحدد الوظائف ولا مدخلات ومخرجات العناصر الفردية الحقيقية بالضرورة حدود الوحدة ، على الرغم من أن هذه هي العوامل الأكثر أهمية بشكل عام. يمكن تعديل مخطط هيكلة الكائن الناتج من وجهة نظر الخبرة أو سهولة نقل المعلومات في خوارزمية مطبقة على الكمبيوتر.

علاوة على ذلك ، بالنسبة لكل وحدة مطابقة للعملية الأولية التي تحدث في الكائن ، يتم إجراء اختيار تقريبي لطريقة الوصف الرياضي ، والتي سيتم على أساسها بناء نموذج التشغيل المقابل. أساس اختيار طريقة الوصف الرياضي هو معرفة الطبيعة الفيزيائية لعمل العنصر الموصوف وخصائص الكمبيوتر الذي تم التخطيط للمحاكاة عليه. عند تطوير التبعيات الأصلية ، يلعب دور أساسي خبرة عملية، حدس وإبداع المطور.

لكل وحدة مختارة ، يتم تحديد قائمة بكل من المتاحة والضرورية لتنفيذ الطريقة المقترحة للوصف الرياضي للمعلومات ، ومصادرها والمرسلون إليها.

يتم دمج الوحدات في نموذج واحد يعتمد على نماذج التشغيل ونماذج المعلومات الإجرائية الواردة في الوصف الهادف للمهمة. في الممارسة العملية ، يتم حل هذه المشكلة عن طريق إنشاء مخطط كتلة التحكم للنموذج ، والذي يعطي تسلسلًا مرتبًا للعمليات المرتبطة بحل المشكلة. في ذلك ، يتم الإشارة إلى الوحدات الفردية بواسطة مستطيلات ، يتم فيها كتابة أسماء المهام التي تم حلها فيها. في هذا المستوى ، يوضح المخطط الانسيابي "ما يجب القيام به" ، ولكن بدون أي تفاصيل ، على سبيل المثال لا تحدد "كيفية التنفيذ". يُشار إلى تسلسل الحل والاعتماد المتبادل بين المهام الأولية الفردية بواسطة الأسهم الموجهة ، بما في ذلك الشروط المنطقية التي تحدد إجراء عمليات نقل التحكم. يتيح مخطط الكتلة هذا تغطية العملية بأكملها في ديناميكياتها وعلاقة الظواهر الفردية ، كونها خطة عمل ، يتم بموجبها توجيه جهود فريق فناني الأداء لتصميم النموذج ككل.

في عملية إنشاء مخطط كتلة التحكم ، يتم تنسيق مدخلات ومخرجات الوحدات الفردية مع بعضها البعض ، ويتم ربط المعلومات الخاصة بهم باستخدام شجرة معلمات الأهداف التي تم الحصول عليها مسبقًا. تتبع الطريقة العملية لتطوير مخطط كتلة التحكم مباشرة من الغرض الذي تم تصميمه من أجله ، أي يكفي أن نقدم بشكل كامل وواضح أداء نظام معقد حقيقي في كل تنوع تفاعل الظواهر المكونة. يُنصح بتسجيل مخطط كتلة التحكم في شكل المشغل.

بعد إنشاء مخطط كتلة التحكم ، يتم تفصيل محتوى الوحدات الفردية. يحتوي المخطط الانسيابي المفصل على تحسينات غير موجودة في المخطط الانسيابي المعمم. إنه يوضح بالفعل ليس فقط ما يجب القيام به ، ولكن أيضًا كيفية القيام به ، ويقدم إرشادات مفصلة لا لبس فيها حول كيفية تنفيذ هذا الإجراء أو ذاك ، وكيفية تنفيذ العملية أو تنفيذ وظيفة معينة.

عند إنشاء مخطط رسمي ، يجب مراعاة ما يلي. في أي نموذج للأداء ، يمكن أن تتم العمليات التالية: الحصول على المعلومات اللازمة للإدارة ، والحركة ، و "الإنتاج" ، أي العملية الرئيسية المحاكاة والدعم (اللوجستي ، والطاقة ، والإصلاح ، والنقل ، وما إلى ذلك).

يعتبر النظر في كل هذه الكلية مسألة معقدة للغاية. لذلك ، عند بناء نموذج لشيء ما ، فإنه على وجه التحديد "إنتاج" ، أي تم وصف ذلك الذي تم تعيين مهمة الدراسة من أجله بشكل كامل. لمراعاة تأثير العمليات الصغيرة ، يتم استكمال نموذج العملية الرئيسي بنماذج الإدخال التي تحاكي التأثير على العملية قيد الدراسة لعمليات الحركة ، والتوفير ، وما إلى ذلك ، لعوامل عشوائية مختلفة. مخرجات هذه النماذج البسيطة نوعًا ما هي قيم خصائص البيئة ، وهي مدخلات لنموذج "الإنتاج".

وبالتالي ، فإن المخطط الرسمي الناتج يحتوي على مخطط كتلة التحكم للعملية ، ووصفًا لكل وحدة (اسم المشكلة الأولية التي يجب حلها ، والطريقة الرياضية للوصف ، وتكوين معلومات الإدخال والإخراج ، والبيانات الرقمية) ، وصف لقواعد نقل التحكم من وحدة إلى أخرى ، والقائمة النهائية للقيم المطلوبة والتبعيات التي تم التحقق منها. يعمل المخطط الرسمي للعملية كأساس لمزيد من إضفاء الطابع الرسمي على نموذج المحاكاة وتجميع برنامج حساب الكمبيوتر الذي يسمح لك بحساب قيم خصائص الإخراج للكائن لأي قيم معينة للرقابة المعلمات والظروف الأولية والخصائص البيئية.

مبادئ بناء نماذج المحاكاة

الخوارزميات

نموذج المحاكاة هو ، كقاعدة عامة ، نموذج ديناميكي يعكس تسلسل العمليات الأولية وتفاعل العناصر الفردية على طول المحور الزمني "للنموذج" ر م .

عملية تشغيل كائن لفترة زمنية معينة تييمكن تمثيلها كتسلسل عشوائي من لحظات زمنية منفصلة . في كل من هذه اللحظات ، تحدث تغييرات في حالات عناصر الكائن ، وفي الفترة الفاصلة بينها ، لا تحدث أي تغييرات في الحالة.

عند إنشاء مخطط عملية رسمي ، يجب استيفاء القاعدة المتكررة التالية: حدث يقع في وقت واحد ، يمكن تشكيلها فقط بعد نمذجة جميع الأحداث التي حدثت في الوقت الحالي . خلاف ذلك ، قد تكون نتيجة المحاكاة غير صحيحة.

يمكن تنفيذ هذه القاعدة بطرق مختلفة.

1. النمذجة المستندة إلى الوقت بخطوة حتمية ("مبدأ
") في النمذجة المستندة إلى الوقت بخطوة حتمية ، تبحث الخوارزمية في وقت واحد من خلال جميع عناصر النظام على فترات زمنية صغيرة بما فيه الكفاية (خطوة المحاكاة) وتحلل جميع التفاعلات الممكنة بين العناصر. للقيام بذلك ، يتم تحديد الحد الأدنى للفاصل الزمني الذي لا يمكن خلاله تغيير حالة أي عنصر من عناصر النظام ؛ قيمة مفصلة
اتخذت كخطوة النمذجة.

تتكون طريقة النمذجة بخطوة حتمية من مجموعة من الإجراءات المتكررة بشكل متكرر:

"مبدأ
»هو المبدأ الأكثر عالمية لبناء خوارزميات النمذجة ، ويغطي فئة واسعة جدًا من الكائنات المعقدة الحقيقية وعناصرها ذات الطبيعة المنفصلة والمستمرة. في الوقت نفسه ، يعد هذا المبدأ غير اقتصادي للغاية من وجهة نظر استهلاك وقت تشغيل الكمبيوتر - لفترة طويلة ، لا يمكن لأي من عناصر النظام تغيير حالته وسيتم إهدار عمليات تشغيل النموذج.

2. محاكاة حديثة بخطوة عشوائية (محاكاة بواسطة حالات "خاصة"). عند النظر في الأنظمة الأكثر تعقيدًا ، يمكن العثور على نوعين من حالات النظام: 1) حالات عادية (غير فردية) يكون فيها النظام معظم الوقت ، و 2) حالات خاصة مميزة للنظام في بعض النقاط الزمنية ، متزامنة مع اللحظات التي تدخل فيها التأثيرات من النظام إلى بيئة النظام ، وخروج إحدى خصائص النظام إلى حدود منطقة الوجود ، إلخ. على سبيل المثال ، الجهاز يعمل - حالة طبيعية ، الجهاز مكسور - حالة خاصة. يمكن اعتبار أي تغيير مفاجئ في حالة كائن ما في النمذجة بمثابة انتقال إلى حالة "خاصة" جديدة.

النمذجة المستندة إلى الوقت بخطوة عشوائية (من حدث إلى حدث) هي أن خوارزمية النمذجة تفحص نماذج عناصر النظام فقط في مثل هذه اللحظات في الوقت الذي تتغير فيه حالة النظام قيد الدراسة. في تلك اللحظات التي يجب أن يغير فيها نموذج أي عنصر من عناصر النظام حالته ، يتم فحص نموذج هذا العنصر المعين ، ومع مراعاة الترابط بين العناصر ، يتم تصحيح حالة نموذج النظام بأكمله. مدة الخطوة
هي قيمة عشوائية. هذه الطريقة تختلف عن "مبدأ
»بحقيقة أنه يتضمن إجراء تحديد اللحظة الزمنية المقابلة لأقرب حالة خاصة حسب الخصائص المعروفة للحالات السابقة.

3. طريقة التطبيق. عند نمذجة معالجة الطلبات المتسلسلة ، يكون من الملائم في بعض الأحيان بناء خوارزميات النمذجة بطريقة الطلب حسب التطبيق ، حيث يتم تتبع مرور كل طلب (التفاصيل ، ناقل المعلومات) من دخوله إلى النظام إلى الخروج منه النظام. بعد ذلك ، توفر الخوارزمية الانتقال إلى النظر في التطبيق التالي. تعد خوارزميات النمذجة هذه اقتصادية للغاية ولا تتطلب تدابير خاصة لمراعاة الحالات الخاصة للنظام. ومع ذلك ، لا يمكن استخدام هذه الطريقة إلا في النماذج البسيطة في حالات الطلبات المتتالية التي لا تتقدم على بعضها البعض منذ ذلك الحين خلاف ذلك ، يصبح من الصعب للغاية مراعاة تفاعل التطبيقات التي تدخل النظام.

يمكن بناء خوارزميات النمذجة على عدة مبادئ في نفس الوقت. على سبيل المثال ، يعتمد الهيكل العام لخوارزمية النمذجة على مبدأ الحالات الخاصة ، وبين الحالات الخاصة لجميع التطبيقات ، يتم تنفيذ طريقة التطبيق.

هيكل خوارزمية النمذجة ، كما تظهر الممارسة ، له خصائص مرتبطة بفئات ضيقة من أنواع معينة من الأنظمة والمهام التي يهدف النموذج من أجلها.

الغرض من دراسة الانضباط هو تكوين الطلاب معرفة نظريةوالمهارات العملية في تطبيق أساليب المحاكاة في الاقتصاد والإدارة والأعمال. في عملية دراسة الدورة ، يتعرف الطلاب على وسائل نمذجة المحاكاة لعمليات تشغيل النظم الاقتصادية ، وإتقان طرق نمذجة المحاكاة ، والمراحل النموذجية لعمليات النمذجة التي تشكل "سلسلة": بناء نموذج مفاهيمي و إضفاء الطابع الرسمي عليها - خوارزمية النموذج وتنفيذه بالحاسوب - تجربة المحاكاة وتفسير نتائج المحاكاة ؛ إتقان المهارات العملية لتنفيذ خوارزميات النمذجة لدراسة خصائص وسلوك النظم الاقتصادية المعقدة.

لدراسة مقرر "محاكاة العمليات الاقتصادية" ، يجب أن يعرف الطالب نظرية النظم و تحليل النظاموالاقتصاد والرياضيات ونظرية الاحتمالات والإحصاء الرياضي والبرمجة وأيضًا مهارات استخدام الكمبيوتر.
يعتمد الانضباط على التخصصات التي سبق دراستها "الاقتصاد" ، "الرياضيات. التحليل الرياضي"،" نظرية الاحتمالات "،" نظرية الإحصاء "،" الرياضيات. الجبر الخطي "،" الرياضيات. الرياضيات المنفصلة "،" الطرق العددية"،" المعلوماتية والبرمجة "،" الأساليب عالية المستوى للمعلوماتية والبرمجة "،" نظرية نظم المعلومات الاقتصادية "،" طرق التحسين "،" نظرية النظم وتحليل النظم "وتستخدم في دراسة التخصصات:" المعلومات تصميم الأنظمة "،" تنفيذ نظم المعلومات المؤسسية "،" إعادة هندسة العمليات التجارية ".

ملكية
الغرض من الدورة وأهدافها 8
مقدمة 11
القسم الأول. الأسس النظرية لنمذجة المحاكاة 13
الفصل الأول. المفاهيم الأساسية لنظرية نمذجة النظم والعمليات الاقتصادية 13
§واحد. أساسيات اتخاذ القرار فيما يتعلق بإنشاء وتحسين وتطوير النظم الاقتصادية .13
§2. أساسيات المحاكاة 20
2.1. مفهوم النموذج 20
2.2. تصنيف النموذج 21
2.3 24- تسلسل تطوير النماذج الرياضية
2.3.1. 25- تحديد الغرض من النمذجة
2.3.2. بناء نموذج مفاهيمي 26
2.3.3. تطوير خوارزمية نموذج النظام 29
2.3.4. تطوير برنامج نموذج النظام 29
2.3.5. تخطيط تجارب النموذج وإجراء تجارب الآلة بنموذج نظام 30
الفصل 2. المخططات الرياضية لنمذجة النظم الاقتصادية 31
§واحد. تصنيف أنظمة المحاكاة 31
§2. المخططات الرياضية (النماذج) 34
الفصل الثالث: نمذجة الأحداث والكميات العشوائية 38
§واحد. 41- تنظيم الأحداث
1.1 41- تقليد حدث بسيط
1.2 محاكاة مجموعة كاملة من الأحداث غير المتوافقة 47
§2. 49- محاكاة المتغيرات العشوائية
2.1. 49- نمذجة متغير عشوائي منفصل
2.2. 50- محاكاة المتغيرات العشوائية المستمرة
2.2.1. طريقة الدالة العكسية 50
2.2.2. محاكاة المتغيرات العشوائية مع التوزيع الأسي 50
2.2.3. 51- محاكاة المتغيرات العشوائية بتوزيع موحد
2.2.4. محاكاة المتغيرات العشوائية ب التوزيع الطبيعي 52
2.2.5. نمذجة المتغيرات العشوائية بتوزيع طبيعي مبتور 54
2.2.6. نمذجة المتغيرات العشوائية بالتوزيع التعسفي 56
2.2.7. نمذجة المتغيرات العشوائية بمعلمات معينة باستخدام Matlab 58
القسم الثاني. مفهوم وقدرات نظام النمذجة الكائنية 63
الفصل 4. مقدمة إلى MATLAB / SIMULINK. مكتبة كتلة SIMULINK 63
§واحد. بدء MATLAB ، واجهة 64
§2. المحرر / المصحح - محرر \ مصحح البرامج 67
§3. 69 عمليات حسابية بسيطة في وضع الأوامر
§ أربعة. مقدمة إلى Simulink 70
§5. العمل مع Simulink 71
§6. Simulink 73 مستعرض قسم المكتبة
§7. إنشاء النموذج 75
§ثمانية. نافذة موديل 78
§9. 81- الأساليب الأساسية لإعداد نموذج وتحريره
§عشرة. مكتبة كتلة SIMULINK 87
10.1. 87- مصادر - مصادر الإشارات
10.2. مغاسل - مستقبلات الإشارة 88
10.2.1. نطاق راسم الذبذبات 88
10.2.2. شاشة عرض رقمية 93
10.3. 95- الكتل التناظرية
10.3.1. متكامل 95 بلوك
10.3.2. تأخير النقل 98 كتلة التأخير الثابت
10.3.3. التأخير المتحكم به للإشارة ، تأخير النقل المتغير 99
10.4. الكتل اللاخطية 100
10.4.1. كتلة حد التشبع 100
10.4.2. كتلة التبديل 102
10.4.3. بلوك التبديل اليدوي 103
10.5. 103- علم النفس
10.5.1. كتلة حساب المجموع 103
10.5.2. مكبرات الصوت Gain و Matrix Gain 105
10.5.3. كتلة حساب عامل العلائقية 107
10.6. الإشارات والأنظمة - كتل تحويل الإشارة والكتل المساعدة 109
10.6.1. معدد (خلاط) Mux 109
10.6.2. ديموكسير (فاصل) Demux 110
10.7. 112- وظائف وجداول
10.7.1. كتلة ضبط الوظيفة Fen 112
10.7.2. MATLAB تعريف وظيفة بلوك Fen 114
10.8. خطوات النمذجة 115
الفصل الخامس نموذج إدارة الوقت 117
§واحد. أنواع تمثيل الوقت في النموذج 117
§2. تغيير الوقت بخطوات ثابتة 118
§3. الوقت المسبق في الحالات الخاصة 121
§ أربعة. 122ـ طبخة
§5. إدارة وقت النموذج في ماتلاب 128
§6. 141- ضبط خيارات الإخراج لإشارات الخرج لخيارات خرج النظام المحاكاة (خيارات الإخراج)
الفقرة 7. ضبط معاملات التبادل مع مساحة العمل 142
§ثمانية. إعداد نموذج التشخيص 143 معلمات
القسم الثالث. قواعد النمذجة الأساسية 145
الفصل السادس: تصنيف النماذج الرياضية للأنظمة الاقتصادية 145
§واحد. عام النماذج الاقتصادية 145
§2. نماذج إدارة المشاريع 149
الفصل 7
الفصل 8 تصميم التجارب النموذجية 160
§واحد. أهداف التجارب التخطيطية 160
§2. 162- التخطيط الاستراتيجي لتجربة المحاكاة
§3. التخطيط التكتيكي للتجربة 166
§ أربعة. قدرات Matlab / Simulink لتخطيط وتنفيذ التجارب النموذجية 169
4.1 تطوير المخططات التجريبية 169
4.2 172- مشروع تطوير برامج الحاسب الآلي
الفصل 9. أمثلة على نماذج محاكاة البناء 174
§واحد. نموذج محاكاة دورات النمو والتراجع في الاقتصاد (الأزمات) 174
1.1 بيان مشكلة النمذجة 174
1.2 بناء نموذج مفاهيمي 174
1.3 النموذج الرياضي 175
§2. استخدام المحاكاة لإيجاد المعدل الأمثل لضريبة الدخل 178
2.1. بيان مشكلة النمذجة 178
2.2. 179ـ بناء نموذج مفاهيمي
2.3 النموذج الرياضي 180
2.4 نموذج الكمبيوتر في Simulnk 181
2.5 إدخال البيانات للمعلمات والمتغيرات والمؤشرات للنموذج 183
2.6. المخطط الرياضي للنموذج وطريقة الحل 183
2.7. التجربة ضوابط 183
2.8. برنامج إدارة تجارب المحاكاة 184
§3. نموذج "العنكبوت" للشركة (التوازن فى سوق تنافسية) 185
3.1. بيان مشكلة النمذجة 185
3.2 بناء نموذجي 188
ورشة عمل 190
جلسة عملية 1190
جلسة عملية 2 196
جلسة عملية 3 201
جلسة عملية 426
جلسة عملية 5207
جلسة عملية 6209
الامتحانات (لقسم المراسلات) 211
211ـ مواضيع العمل المخبري (الفصل الدراسي)
212
مسرد 214
قائمة القراءة الموصى بها 227

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 جامعة الدولة للاقتصاد (رئيس قسم 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 النظرية لنمذجة 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 بالإشارة إلى المناطق المناطق الاقتصادية. يتم النظر في أسئلة تجارب التخطيط الأمثل ، أي إيجاد المعلمات المنطقية للعمليات بمساعدة نماذج المحاكاة. الفصل الأخيريحتوي 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 هي استنتاجات موجزةوقائمة مرجعية للتقييم الذاتي. قاموس موجزيسهل فهرس المصطلحات والموضوع أيضًا استيعاب مادة الكتاب.

تمت كتابة الكتاب المدرسي باستخدام الخبرة العملية التي تراكمت لدى المؤلفين في عملية تدريس التخصصات الأكاديمية المتعلقة بنمذجة المحاكاة ، وإدارة المخاطر ، وبحوث أنظمة الإدارة ، في إعداد ونشر الكتب المدرسية والمواد التعليمية في الجامعات. يعكس الكتاب نتائج بحث المؤلف وتطوره.

أ. إميليانوف ، دكتور في الاقتصاد ، رئيس القسم النظرية العامةتحليل النظم والأنظمة "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 ، وهناك تخصص أكاديمي مقابل في برامج درجة الماجستير في هذا المجال.

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 الروسيةبدأت نمذجة المحاكاة تسمى سلسلة هادفة من الحسابات متعددة المتغيرات التي يتم إجراؤها على جهاز كمبيوتر باستخدام النماذج والطرق الاقتصادية والرياضية. ومع ذلك ، من وجهة نظر تكنولوجيا الكمبيوتر ، فإن مثل هذه النمذجة (النمذجة) هي الحسابات المعتادة التي يتم إجراؤها باستخدام برامج الحساب أو معالج جداول البياناتاكسل.

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 برامج خاصة - 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 واستدامة نظام المعلومات المصرفية الإقليمية الحاسوبية (على سبيل المثال ، نظام التسويات والمدفوعات الإلكترونية ، الذي كان جزئيًا معطلاً نتيجة كارثة طبيعية بعد الزلزال الكارثي عام 1995 في الجزر الوسطى أظهرت اليابان قدرة عالية على البقاء: استؤنفت العمليات بعد أيام قليلة) ؛

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 للمعلومات الإدارية الموزعة متعددة المستويات نظام التحكممع الأخذ في الاعتبار البنية غير المتجانسة ، وإنتاجية قنوات 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 نهجًا حسابيًا عند إنشاء نموذج محاكاة باستخدام لغات البرمجة التقليدية (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 الأول متقدم تقنيًا أدواتنمذجة المحاكاة ، والتي لها أدوات لغتها الخاصة. 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.