Процесс моделирования-проектирования

Процесс «моделирования-проектирования» в самом общем виде состоит из 3-х стадий перехода: формализация (переход от реального объекта к модели), собственно моделирование (изучение, исследование и преобразование модели), интерпретация (перевод результатов моделирования из виртуальной, модельной области в реальную область).

На рисунке представлены основные этапы построения модели. Процесс моделирования цикличен и имеет спиралевидный характер, то есть возможность возвращения с каждого этапа на более ранний этап (или более ранние) при обнаружении ошибки. Спираль имеет достаточно сложный вид и дополнительные внутренние связи.

Рис. 3. Этапы процесса моделирования

Поскольку формальные методы легко автоматизируются, то последние этапы (4 – 7) поддержаны программными продуктами и легко доступны конечным пользователям. На последних этапах создаются программные (алгоритмические, компьютерные) модели– программы для ЭВМ, позволяющие представить систему посредством имитации или графического отображения математических зависимостей, описывающих систему.

В сложных системах модель лишь частично отражает реальный процесс, поэтому необходима проверка степени соответствия (адекватности) модели и реального процесса. Проверка и корректировка модели, а также реализация найденного решения на практике выполняются на 5-м и 7-м этапах. Проверку производят сравнением предсказанного поведения с фактическим при изменении значений внешних неуправляемых воздействий.

Корректировка может потребовать дополнительных исследований объекта, уточнения структуры модели, изменения переменных. Тогда этапы моделирования повторяются, пока не будет достигнуто удовлетворительное соответствие между выходами объекта и модели. При этом цикл имеет вид спирали модернизации модели – с каждым повтором модель становится лучше, более детальной, а уровень ее описания – точнее.

Внедрение полученного решения на 8-м этапе можно рассматривать как самостоятельную задачу, применив к ней системный подход и анализ.

Первые этапы решают менее формализованные задачи, последующие — все более формальные. Соответственно, методы первых этапов менее формализованы, а методы последующих – более формальные, мощные. Это означает, что самые трудные и ответственные этапы – первые, где требуется больше интуитивных решений. На первых этапах создаются концептуальные (содержательные) модели, которые описывают наиболее существенные особенности структурно-функциональной организации системы. Ошибка на более ранних этапах больше сказывается на дальнейших решениях, возвращаться и переделывать приходится гораздо больше, чем на последних этапах. Поэтому к первым этапам проявляется повышенное внимание.