Практическое применение имитационного моделирования в России и странах СНГ: обзор, анализ перспектив

В. В. Девятков (Казань)

 

В СССР имитационное моделирование (ИМ) было одним из наиболее развитых направлений в информатике. В 60–80 годы был создан ряд научных школ по ИМ в Москве, Киеве, Санкт-Петербурге, Новосибирске и других городах.

В результате, наряду с глубокими научными исследованиями, был получен и ряд серьезных практических результатов. Например, разработаны такие системы ИМ, как СЛЭНГ, НЕДИС, СТАМ и т. д. Особо следует отметить широкое применение ИМ при анализе сложных систем в реальном секторе экономики.

Кроме собственных разработок проводилось активное изучение и использование на практике передовых зарубежных технологий и систем. Например, была проведена адаптация и внедрение семейства языков GPSS. В конце 70-х, начале 80-х годов более тысячи пользователей в СССР освоили методы ИМ, используя пакеты прикладных программ ПМДС (GPSS/360) и ПМДС 2.0 (GPSS V). Многократно число сторонников GPSS в нашей стране увеличилось после публикации на русском языке «Красной книги» Томаса Шрайбера.

Таким образом, синтез собственных научных идей и оригинальных разработок с лучшими зарубежными технологиями позволил советской школе ИМ получить мировое признание.

К сожалению, все это в прошлом. Глобальные политические и экономические изменения, которые произошли в СССР, привели к потере этих позиций. За эти годы были утрачены связи, нарушена преемственность поколений, приостановлены или вообще прекращены многие перспективные разработки и т. д. и т. п. В результате был также утрачен практический интерес к имитационным исследованиям.

Но постепенно, с улучшением экономической ситуации в России и странах СНГ интерес к ИМ в последние два – три года стал пробуждаться.

К основным признакам этого процесса можно отнести:

Во-первых, резко возросшую активность специалистов ИМ в Интернет. В течение трех последних лет появился ряд серьезных Интернет ресурсов, посвященных ИМ. Например, www.gpss.ru (рис. 1), www.simulation.org.ua , www.gpss-forum.narod.ru . Технологии Интернет позволяют существенно расширить и качественно улучшить общение специалистов. Наглядным примером роста интереса к ИМ может служить статистика портала www.gpss.ru . Если за первый год существования портала его посетило 2387 человек, во второй 8654 человека, то за 2003 год эта цифра составила 25729. Ежемесячно портал посещают специалисты из более 30 стран мира.  

Во-вторых, постоянно увеличивающиеся академическое применение ИМ. По данным, проведенных мною исследований, более 150 ВУЗов России каждый год выпускают более 10000 специалистов, которые владеют основами имитационных исследований. В стандарты ряда специальностей введен курс «Моделирование систем». Аналогичная ситуация и в высшей школе Украины, Белоруссии, Казахстана и других республик бывшего СССР. За последние годы курс моделирования введен для ряда экономических специальностей. То, что высшая школа является наиболее активным участником решения и обсуждения проблем ИМ, также подтверждает статистика нашего портала. В таблице 1 приведена общая статистика посещений портала за 2003 год. Пики повышения или резкого понижения уровня посещаемости абсолютно точно совпадают со сроками учебных семестров и каникул. Со многими преподавателями ВУЗов установлена постоянная связь, налажен обмен информацией.

 

Рис. 1. Портал www.gpss.ru

В третьих, появление гораздо большего количества публикаций по данной тематике. Это относится не только к трудам симпозиумов и конференций. Многие солидные журналы стали охотно публиковать такие материалы. При подготовке и публикации моей статьи в журнале «Компьютер» я лично в этом убедился. Еще более радует появление целого ряда книг по ИМ. Некоторые из них, например, Яковлева С.А., Томашевского В.Н. и Конюха В.Л. уже опубликованы, другие, например, Кудрявцева Е.М. и Рыжикова Ю.И. готовятся к публикации. Также готовится к изданию и ряд переводов наиболее известных в последние годы книг по ИМ.  

Summary by Month

Month

Daily Avg

Monthly Totals

Hits

Files

Pages

Visits

Sites

KBytes

Visits

Pages

Files

Hits

Sep 2003

1345

1126

734

86

401

115603

521

4408

6760

8072

Aug 2003

467

392

251

42

790

188639

1332

7785

12163

14492

Jul 2003

6944

702

5020

63

1045

413976

1959

155630

21783

215265

Jun 2003

1415

1188

736

93

1834

611681

2813

22103

35642

42476

May 2003

1791

1492

871

114

2258

770410

3564

27027

46268

55545

Apr 2003

1610

1369

817

108

2116

681408

3266

24530

41093

48304

Mar 2003

1259

1076

665

93

1691

466867

2886

20621

33362

39049

Feb 2003

1214

924

591

66

1291

354260

1866

16554

25887

34004

Jan 2003

852

655

426

61

1405

973636

1912

13234

20333

26417

Dec 2002

1150

913

593

67

1592

382120

2086

18383

28312

35660

Nov 2002

1027

783

528

61

1375

309769

1848

15856

23509

30832

Oct 2002

853

629

404

54

1328

235748

1676

12538

19522

26447

Totals

5504117

25729

338669

314634

576563

Статистика посещений портала www.gpss.ru

В четвертых, вновь начинают появляться заказы на имитационные исследования. Не придуманные и «притянутые за уши модели», а заказы предприятий из реального сектора экономики, за вполне реальные деньги. По примеру работы собственной компании могу сказать, что у нас появились конкретные заказы, к нам достаточно часто обращаются за консультациями потенциальные заказчики, мы принимали участие в нескольких тендерах на разработку моделей и т. д.

Таким образом, можно сделать вывод, что ИМ в России начинает вновь динамично развиваться.

Таблица 1

  Но каков уровень наших имитационных исследований, каковы наши позиции на мировом рынке ИМ?

Безусловно, за последние годы мы существенно отстали. Но, в то же время не настолько и не во всем, чтобы говорить о полной утрате отечественной школы ИМ.

Да, мы почти не принимали участие в большинстве наиболее значимых форумов по ИМ, которых проходит огромное количество по всему миру. Например, в наиболее значимом мероприятии в мире ИМ Winter Simulation Conference. Нам были недоступны передовые зарубежные разработки и технологии. О нашем существовании на рынке ИМ почти забыли.

Но по собранной нами информации, можно сделать однозначный вывод – многое из того, что было присуще советской школе ИМ, нам удалось сохранить, а в некоторых случаях и приумножить. Благодаря энтузиазму и терпению удалось сохранить основной костяк специалистов высочайшего уровня, в основном представителей высшей школы. Для примера могу привести целый ряд наиболее известных специалистов, проявивших себя в последние годы:

-     в Санкт-Петербурге (профессор Яковлев С.А. – ЛЭТИ, профессор Рыжиков Ю.И. – академия им. Можайского, профессор Варжапетян – ГУАП, доцент Елтышев Б.К. – Г МТ У);

-     в Москве (ученый секретарь отделения кибернетики и информационных технологий РАН Власов С.А., профессор Черненький В.М. – МГТУ им. Н.Э. Баумана, профессор Кудрявцев Е.М. – МИСИ, доцент Лычкина Н.Н. – МУУ);

-     в Новосибирске (профессор Родионов С. А. – КТИ ВТ СО РАН, доцент Окольнишников В.В. – КТИ ВТ СО РАН, профессор Цой Е.Б. – НГТУ);

-     в Киеве (профессор Томашевсий – НТУ КПИ) и т. д.

Этот список можно продолжать и продолжать.

Идеи и мысли, заложенные в труды этих специалистов, представляют значительный интерес и за рубежом.

Вновь в России и странах бывшего СССР начинают появляться собственные оригинальные системы ИМ. Например, система ПИМ (Власов Л.В, г. Санкт-Петер-
бург), система анализа СМО (Ослин Б.Г., г. Томск), ISS 2000 (Томашевский, г. Киев) и т. д.

Конечно, нужно признать, что мы существенно отстаем в технологиях реализации собственных систем. Особенно это очевидно в сравнении с разработками из Германии, США, Израиля и других стран.

За рубежом появилось огромное количество современных систем ИМ. Наибольший интерес представляют коммерческие симуляторы. Они специализированны для различных отраслей промышленности. Например, eMPlant (машиностроение), DELMIA (судостроение), NETRAC (телекоммуникации и связь) и т. д. Используя данные симуляторы, пользователь не отвлекается на особенности той или иной системы моделирования, а полностью погружается в предметную область. Используя возможности визуального моделирования и современные технологии диалога и анимации, он имеет возможность существенно ускорить процесс исследований.

Идеи, заложенные в наших разработках, не уступают, а в некоторых случаях, превосходят зарубежные в научном плане, но уступают в технологиях их реализации.

Будущее в реальных практических исследованиях за специализированными приложениями, идея которых заложена в коммерческих симуляторах.

Конечно, можно их внедрять и использовать. Но, к сожалению, их стоимость ($100000 и выше) не позволяет этого сделать. Поэтому одной из основных задач в настоящее время является освоение и внедрение подобных технологий. Такие работы начаты и уже в ближайшее время на нашем рынке могут появиться коммерческие продукты, использующие данные технологии и доступные по цене.

Таким образом, с уверенностью можно сказать, что ИМ в наших странах постепенно выходит из кризиса, и скоро мы вновь заговорим о серьезных успехах и достижениях.