Классификация методов моделирования систем.

Постановка любой задачи заключается в том, чтобы перевести ее словесное, вербальное описание в формальное.

В случае относительно простых задач такой переход осуществляется в сознании человека, который не всегда даже может объяснить, как он это сделал. Если полученная формальная модель (математическая зависимость в виде формулы, уравнения, системы уравнений) опирается на фундаментальный закон или подтверждается экспериментом, то этим доказывается ее адекватность отображаемой ситуации, и модель рекомендуется для решения задач соответствующего класса.

По мере усложнения задач получение модели и доказательство ее адекватности усложняются. Вначале эксперимент становится дорогим, а иногда и опасным (например, при создании сложных технических комплексов, при реализации космических программ и т. д.), а применительно к экономическим объектам эксперимент зачастую просто нереализуем на практике.

Задача переходит в класс ППР, и постановка задачи, формирование модели, т. е. перевод вербального описания в формальное, становится частью процесса принятия решения.

Большинство реальных ситуаций проектирования сложных технических комплексов и управления экономикой необходимо отображать классом самоорганизующихся систем, модели которых должны постоянно корректироваться и развиваться.

В результате перевод вербального описания в формальное, осмысление, интерпретация получаемых результатов становятся неотъемлемой частью практически каждого этапа моделирования сложной, развивающейся системы, «механизма» принятия решений. Возникают вопросы; как формировать такие развивающиеся модели (или «механизмы»), как доказывать адекватность моделей?

Для решения проблемы перевода вербального описания в формальное стали развиваться специальные приемы и методы. Так, возникли методы типа «мозговой атаки», «сценариев», экспертных оценок, «дерева целей» и т. п.

В свою очередь, развитие математики шло по пути расширения средств постановки и решения трудноформализуемых задач. Наряду с детерминированными, аналитическими методами классической математики возникли теория вероятностей и математическая статистика (здесь доказательство адекватности модели заменяется доказательством представительности выборки). Для задач с большой степенью неопределенности инженеры стали привлекать теорию множеств, математическую логику, математическую лингвистику, теорию графов, что во многом стимулировало развитие этих направлений. Математика стала постепенно накапливать средства работы с неопределенностью, со смыслом, который классическая математика исключала из рассмотрения.

Таким образом, между неформальным, образным мышлением человека и формальными моделями классической математики сложился целый «спектр» методов, которые помогают получать и уточнять (формализовать) вербальное описание проблемной ситуации, с одной стороны, и связывать формальные модели с реальностью, с другой (см. рис):

 

 

Вербальное описание Формальная модель

проблемной ситуации

 

…

мозговая сценарии экспертные дерево математ. теория статистич. аналитические

атака оценки целей логика множеств методы методы

 

МАИС МФПС

 

Поэтому удобным оказывается методы моделирования систем разделить на два больших класса: методы формализованного представления систем (МФПС) и методы, направленные на активизацию использования интуиции и опыта специалистов (МАИС).

Такое разделение методов находится в соответствии с основной идеей системного анализа, которая состоит в сочетании в моделях и методиках формальных и неформальных представлений, что помогает в разработке методик, выборе методов постепенной формализации отображения и анализа проблемной ситуации. Однако строгого разделения на формальные и неформальные методы не существует. Можно говорить только о большей или меньшей степени формализованности или, напротив, большей или меньшей опоре на «здравый смысл». Кстати, системный анализ иногда определяют как «формализованный здравый смысл», или «здравый смысл, на службу которому поставлены математические методы».

Еще раз подчеркнем: специалист по системному анализу должен понимать, что любая классификация условна. Она лишь средство, помогающее ориентироваться в огромном числе разнообразных методов и моделей. Поэтому разрабатывать классификацию нужно обязательно с учетом конкретных условий, особенностей моделируемых систем (процессов принятия решений) и предпочтений ЛПР, которым можно предложить выбрать классификацию.

Отметим, что существуют новые методы, базирующиеся на сочетании средств МАИС и МФПС. Их иногда называют специальными методами. К ним относятся такие методы моделирования систем, как имитационное динамическое моделирование, ситуационное моделирование, структурно-лингвистическое моделирование, методы, основанные на информационном подходе к моделированию и анализу систем.