Подготовка и проведение моделирования предполагает чаще всего:
1. Формулирование задачи.
2. Обоснование необходимости исследования оригинала посредством модели.
3. Получение модели, фиксирующей существенные свойства оригинала и обеспечивающей их исследование.
4. Обоснованный выбор или задание условий среды функционирования модели.
5. Выбор критерия(-ев)2, шкалы оценивания свойств модели и, возможно, плана эксперимента.
6. Исследование модели в соответствии с поставленной целью.
7. Обработка результатов моделирования.
8. Интерпретация экспериментальных данных и их перенос на оригинал.
9. Опытная проверка эксперимента с моделью.
Поясним некоторые из этапов. Попутно отметим, что этапы 1—8 можно выполнять опираясь на компьютерные технологии.
Этап 1. В формулировке задачи должны быть отражены:
— объект изучения — подлежащий изучению объект либо процесс физического, биологического, психического или социального мира, например, деталь, процесс электрохимической обработки металлической поверхности, мыслительная способность человека;
— предмет исследования — стороны оригинала, характеризующие его состояние или развитие, и/или зависимости между ними, подлежащие установлению в соответствии с поставленной (чётко сформулированной или размытой) целью. Предмет исследования задаётся человеком, например, установление связи между плотностью материала детали, её объёмом и массой; зависимость скорости растворения материала от тока, размеров электрода, концентрации электролита; предаварийная ситуация стратегически важного объекта или производства;
— ограничения и условия проведения исследования оригинала определяются свойствами среды в конкретном объёме пространства-времени, в котором находится оригинал, и степенью его изменчивости как объекта с заданными функциями;
— цель(-и) моделирования — то, к чему стремится в идеальном случае исследователь оригинала.
Возможные цели моделирования:
Перед формулировкой задачи обычно проводят анализ области изучения, позволяющий представить её и более корректно сформулировать проблему.
Этап 2. К разрабатываемым моделям предъявляются разные требования, в частности, она должна быть:
Адекватность характеризует степень достижения поставленной цели посредством модели. Нужная адекватность обеспечивается правильностью, полнотой и цельностью представления в модели существенных сторон оригинала. В частном случае модель считается адекватной оригиналу, если погрешность результатов модельного эксперимента не превышает заданных значений.
Степень универсальности определяется полнотой отображения в модели сторон оригинала.
Экономичность предполагает минимум затрат при моделировании в определённый промежуток времени при получении максимума информации об оригинале.
Этап 5. Выбор критерия, способа и шкалы оценивания модели предполагает установление правил, методов определения качества модели, оцениваемого (расчётом или с привлечением экспертов) по принятой качественной либо количественной шкале (допустим, шкале наименований, лингвистической, рангов, интервалов и т.д.).
Качественными методами оценивания являются методы, базирующиеся обычно на результатах опроса экспертов: классификации, рангов, парных либо множественных сравнений.
Непосредственная числовая оценка и метод Терстоуна — примеры способов количественного оценивания.
Этап 6. Исследование модели — проведение эксперимента с моделью с фиксацией значений изучаемых её качественных и количественных свойств.
Этап 7. Обработка результатов моделирования предполагает уменьшение влияния на искомые данные случайностей и получение требуемых сведений.
Этап 8. Интерпретация состоит в представлении, анализе и осмыслении результатов, а также в формулировании итоговых выводов.
Перенос результатов изучения сводится к установлению количественных связей между свойствами модели и оригинала, к получению количественных значений существенных свойств натуры.
Этап 9. Опытная проверка результатов моделирования направлена на установление соответствия модели оригиналу и достоверности результатов моделирования. На последнем этапе моделирования возможно проведение эксперимента с оригиналом.
Обобщённая классификация моделей
Так как изучению подвергаются разные свойства и отношения сущностей, то из-за их разнообразия возникает большое разнообразие моделей. Однако в сущностях можно выделить некоторые их общие стороны, следовательно, и ограниченное число типов моделей.
В общем случае рассмотрение сложного социального, финансового, производственного объекта предполагает изучение различных сторон его многоуровневого строения и внутренних процессов, то есть системной модели. Такая модель является сложной совокупностью взаимосвязанных моделей иерархической структуры, отображающих разные аспекты объекта изучения, прогноза (предсказания), проектирования на уровнях расчленения, обеспечивающих требуемую степень детализации системных характеристик.
На рисунке 12 представлена обобщенная классификация моделей.