CC BY
2УДК 004 Соколов Р.М., Чубарь А.В.
Соколов Р.М.
магистрант учебной группы ЗВ-122 МТ 3 курса факультета заочного и дистанционного обучения Сибирская пожарно-спасательная академия ГПС МЧС России
(г. Железногорск, Россия)
Научный руководитель: Чубарь А.В.
кандидат технических наук, доцент, Сибирская пожарно-спасательная академия ГПС МЧС России
(г. Железногорск, Россия)
СОВРЕМЕННЫЕ ПРОГРАММНЫЕ СРЕДСТВА И ЯЗЫКИ ИМИТАЦИОННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ
Аннотация: современные программные средства и языки имитационного моделирования охватывает актуальные технологии и инструменты, используемые для создания и анализа имитационных моделей в различных областях, таких как инженерия, экономика, биология и социальные науки. Имитационное моделирование позволяет исследовать сложные системы и процессы, предсказывая их поведение и оценивая потенциальные изменения.
Ключевые слова: алгоритмы, модели, имитационное моделирование, программные средства.
В современном мире информационных технологий имитационное моделирование переживает второе рождение. Интерес к данному виду компьютерного моделирования возрос в свете значительного технологического прогресса систем моделирования, которые сегодня представляют собой мощный аналитический инструмент, включающий в себя весь арсенал современных
информационных технологий. Это включает развитые графические интерфейсы для построения моделей и интерпретации полученных результатов, мультимедийные средства и видео, поддерживающее анимацию в реальном времени, объектно-ориентированное программирование, ИТ-решения и многое другое. Благодаря своей привлекательности и доступности, эти технологии имитационного моделирования уверенно выходят за пределы академического пространства и активно осваиваются ИТ-специалистами в бизнесе [1].
Цель имитационного моделирования (ИМ) состоит в воспроизведении поведения исследуемой системы на основе результатов анализа наиболее существенных взаимосвязей между ее элементами.
Желание ускорить процесс разработки имитационных моделей привело к созданию специализированного программного обеспечения, которое избавляет исследователя от написания программного кода. Это является перспективным направлением развития средств ИМ.
Современные программные средства ИМ позволяют автоматизировать процесс создания модели за счет использования различных компонент, из которых строится модель, а также графического интерфейса [2].
Программное обеспечение имитации производственных систем в основном развивается в двух направлениях: разработка специализированных языков программирования, имитационного моделирования и целых имитационных систем, или «имитаторов».
Во всех случаях основой является математическое описание объекта или производственного процесса. При разработке языков (например, СИМУЛА, GPSS, GASP, SIMSCRIPT и др.) используют более универсальные модели, которые имеют широкий спектр практических приложений [4].
Методическую основу языков имитационного моделирования составляют представления об объекте исследования как о системе с дискретными событиями. При этом модель строится таким образом, чтобы поведение системы воспроизводилось в виде последовательности её состояний во времени.
Любое фиксируемое изменение положения или состояния системы называется событием. Событие, вызываемое в реальной системе изменением параметров последней в течение некоторого временного интервала, в самой модели считается происходящим мгновенно. При этом фиксируются лишь те события, которые действительно существенны для анализа поведения объекта исследования [3].
Языки имитационного моделирования предоставляют в распоряжение пользователей:
1) методологию предварительного анализа системы и возможность создания формализованного описания её состояний,
2) методологию проведения имитации, то есть воспроизведения функционирования системы на модели,
3) общую методологию статистического эксперимента.
Одна из распространенных платформ имитационного моделирования в промышленности и производстве - SimInTech. Программная платформа предназначена для разработки математических моделей, алгоритмов управления, мнемосхем и видеокадров, обладающая возможностью автоматической генерации кода для программируемых контроллеров.
SimInTech обладает широкими возможностями для организации вычислений, связанных с решением алгебраических и дифференциальных уравнений. Математические модели создаются посредством функционально-блочного программирования при помощи блоков, которые содержатся в различных библиотеках.
Для создания математических моделей SimInTech содержит библиотеки:
- теплогидравлики,
- электротехники,
- электрических приводов,
- силовых гидравлических/пневматических машин,
- механических взаимодействий,
- баллистики космических аппаратов,
- динамики полета летательных аппаратов в атмосфере,
- и т.д.
На платформе возможна разработка как простых моделей, подробно описывающих поведение какой-либо системы (например, RLC-контур с источником питания), так и сложных моделей, которые подробно описывают не только саму систему, но и алгоритмы управления, защиты, интерфейс и пр.
В целом имитационное моделирование широко используется в различных отраслях, таких как производство, логистика, финансовые услуги, здравоохранение и др., для анализа процессов, оптимизации ресурсов и принятия управленческих решений.
Основные преимущества включают возможность анализа сложных систем, экспериментирования с различными сценариями и минимизацию рисков при принятии решений. Недостатки - это высокая стоимость разработки точных моделей и необходимость в квалифицированных специалистах.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
1. Лычкина Н.Н. Имитационное моделирование экономических процессов: Учебное пособие. - М.: ИНФРА-М, 2011. - 254 с;
2. Михеева Т.В. Обзор существующих программных средств имитационного моделирования при исследовании механизмов функционирования и управления производственными системами // Известия Алтайского государственного университета. - № 1(61). - 2009. - URL: http://izvestia.asu.ru/2009/1/info-comp/09.ru.html;
3. Основы и принципы ... внеаудиторной работы для магистров направления подготовки 09.04.04 «Программная инженерия» («Разработка информационно-вычислительных систем») / Юго-Зап. гос. ун-т, сост. Р.А. Томакова. Курск, 2022. - 31с;
4. Цебровская Е.А., Теплов В.М., Клюковкин К.С., Прасол Д.М., Багненко С.Ф. Возможности имитационного моделирования в практике системы
здравоохранения. Учёные записки Первого Санкт-Петербургского государственного медицинского университета имени академика И.П. Павлова. -2022,29(3): 17-23. https://doi. org/10.24884/1607-4181 -2022-29-3-17-23; 5. Портал «Ansys». - URL: https://w.cadfem-cis.ru
Sokolov R.M., Chubar A. V.
Sokolov R.M.
Siberian Fire and Rescue Academy of Ministry of Emergency Situations of Russia (Zheleznogorsk, Russia)
Scientific advisor: Chubar A.V.
Siberian Fire and Rescue Academy of Ministry of Emergency Situations of Russia (Zheleznogorsk, Russia)
MODERN SOFTWARE TOOLS AND SIMULATION LANGUAGES
Abstract: modern software tools and simulation languages cover current technologies and tools used to create and analyze simulation models in various fields such as engineering, economics, biology and social sciences. Simulation modeling allows you to explore complex systems and processes, predicting their behavior and evaluating potential changes.
Keywords: algorithms, models, simulation modeling, software tools.
