Кто и каким образом делает имитационные модели?
 
Можно смело утверждать, что подавляющее большинство моделей создаются именно в учебных заведениях студентами, изучающими соответствующие предметы. Такие модели очень слабо напоминают „продукты“, так как они чаще всего отвечают только тем требованиям, которые формулирует „учитель“, а не настоящий „заказчик“. Однако, среди студентов иногда встречаются талантливые и увлекающиеся люди, которые делают интересные в различном отношении модели, достойные того, чтобы их „положили в архив“.

Сделать из студента хорошего симуляциониста очень нелегко, даже если у него есть желание достичь этой цели и он обладает соответствующими способностями. Начнем с желания. Проблемы начинаются из-за того, что симуляционист должен быть приличным программистом. Пусть он даже не будет знать много языков программирования и операционных систем, но надежным „алгоритмистом“ он быть просто обязан. Если вы попытаетесь перевести на рельсы имитационного моделирования человека, который профессионально программирует, то часто встретите существенное сопротивление. Он просто не желает тратить свое время на эти „игрушки“, так как серьезных (а поэтому, на его взгляд, интересных) проблем программирования он там часто не находит. Кроме того, он не хочет отрываться от мира „массового программирования“, так как боится потерять квалификацию в своей „основной профессии“, ибо не верит, что имитационное моделирование может превратиться для него в занятие „всерьез и надолго“. У молодого программиста, который любит поговорить с себе подобными на хорошо понятные им всем „модные“ темы, появляется „немодная тема“, для которой он уже не найдет себе собеседника. Более того, он также боится и насмешек типа „Что это ты в какие-то маразмы ударился? Нормальной работы себе найти не можешь?“. Надо отметить, что хороший симуляционист может получиться не из каждого хорошего программиста, так как эта деятельность предполагает не только манипулирование структурами данных и алгоритмами, но и пространственно-временными образами. Если к этому добавить немного требований по математике, то становится ясно, что отсеется еще очень большая группа „профессиональных программистов“, так как большинство из них давно уже забыли и теорему Пифагора.

К сожалению, надо отметить, что студенты-информатики, которые активно и с охотой изучают программирование, именно математику весьма успешно умудряются игнорировать. Конкретные разделы математики знают значительно лучше студенты традиционных инженерных специальностей: электрики, связисты, механики. Если такой студент хотя бы „не боится“ программирования и уже знает сам компьютер, из него значительно легче будет сделать симуляциониста, чем из программиста. Более того, если задачи моделирования имеют отношение к его основной профессиональной области, то „студент-инженер“ проявит значительно больше самостоятельности, прежде всего, на этапе разработки концептуальной модели. Хорошему инженеру легче освоить программирование в объеме, необходимом для моделирования, чем программисту „вырасти“ до инженера. И желание моделировать легче вызвать у инженера, так как он может увидеть в этом виде программирования эффективный способ решения хорошо знакомых ему задач.

Мое субъективное представление состоит в том, что около 20% студентов инженерных специальностей способны „дойти“ до самостоятельного программирования, а примерно половина из них может активно применять категории моделирования процессов с дискретными событиями, т.е. самостоятельно создавать имитационные модели не только „из кубиков“, но и путем написания собственных текстов, например, на GPSS. Результат весьма неплохой: каждый десятый – потенциальный симуляционист! Я не случайно начал говорить сразу о „студенческом народе“, думая о том, кто сегодня способен создавать имитационные модели. Симуляциониста сегодня легче „воспитать с пеленок“, чем найти „готовенького“. Эта ситуация имеет место во всех странах, где в вузах преподаются общие основы имитационного моделирования. В странах, где соответствующие учебные предметы получили большое распространение, создаются хорошие предпосылки для систематического использования этого метода в соответствующих видах инженерной деятельности. Но и там профессиональных симуляционистов готовят лишь очень немногочисленные кафедры, на которых традиционно существуют соответствующие школы.

В мире профессионального имитационного моделирования уже давно применяется понятие „эксперт“. Так называют специалистов, которые:
  • обладают базовыми инженерными знаниями, необходимыми для понимания принципов функционирования определенных классов технических систем;
  • владеют методами системного анализа и управления проектами, необходимыми для корректной постановки задачи моделирования и организации всех этапов работ по реализации и использованию моделей;
  • владеют независимыми от конкретных симуляторов методами имитационного моделирования, в том числе, и математическими методами;
  • владеют одним или несколькими симуляторами и языками программирования;
  • знакомы с современными информационными технологиями, обеспечивающими интеграцию моделей в системах проектирования, планирования и управления.

Конечно, у настоящего эксперта все вышеперечисленные качества подтверждены успешным опытом разработки проектов по моделированию. „Неопытным экспертом“ быть невозможно!

Сложилось вполне устойчивое и обоснованное мнение, что ни один серьезный проект по моделированию не может быть успешно реализован без участия эксперта. Конечно, большие по объему модели создает, как правило, команда разработчиков, но хотя бы один из ее членов должен выполнять при этом роль эксперта. Особенно важной является эта роль, если команда является новой или данный класс моделей она создает впервые. Со временем разработка моделей может быть поставлена „на поток“, а знания эксперта распределяются при этом между членами команды. При систематическом проведении работ по моделированию в команде создаются условия для появления новых экспертов. Фактически, только таким образом на свет и появляются новые эксперты по имитационному моделированию.

Как было отмечено выше, чаще всего объектами традиционного моделирования процессов с дискретными событиями являются производственные, транспортные, складские и прочие логистические системы. Именно слово „логистические“ является определяющим в этой характеристике, так как в любом из упомянутых типов систем (в производственных, транспортных или складских системах) фактически при моделировании отображаются именно логистические процессы, т.е. перемещение во времени и пространстве соответствующих динамических компонентов: деталей и узлов изделий, подъемно-транспортных машин и механизмов, транспортных средств, грузов, товаров и т.п. Современный симуляционист-эксперт должен владеть лексиконом и методами технической логистики, помня еще и о том, что „как области науки и практики“ существуют также экономическая и информационная логистика.

Говоря о втором и третьем пунктах профиля симуляциониста-эксперта надо иметь в виду, что соответствующие этим пунктам базовые знания должны быть получены в первую очередь из источников, которые в международном масштабе признаны как „хрестоматийные“. Кроме хорошо известных и переведенных на русский язык книг Роберта Шеннона и Томаса Шрайбера я бы отметил еще три книги:

  • Law, A. M. and W. D. Kelton. Simulation Modeling and Analysis. Second Edition, New York: McGraw-Hill, 1991.
  • Banks, J., J. S. Carson, II and B. L. Nelson. Discrete-Event System Simulation. 2nd ed., Prentice Hall, Upper Saddle River, New Jersey, 1996.
  • Handbook of Simulation. Ed. J. Banks, New York: John Wiley & Sons, 1998.

Третья книга-справочник написана на основании работ, которые в разные годы и даже многократно публиковались в материалах Зимней конференции по имитационному моделированию (Winter Simulation Conference), которая в течение многих лет ежегодно проводится в декабре месяце в одном из городов США, причем регулярно – в Вашингтоне. Эта конференция признана как главный форум симуляционистов всего мира. В некоторые годы число участников конференции превышало тысячу человек. Конечно, симуляционист-эксперт должен „подпитывать“ себя знаниями о современных достижениях и тенденциях в области моделирования, хотя бы ежегодно знакомясь с материалами Зимней конференции.

Далеко не всегда модели создаются на основе отношений „заказчик-исполнитель“, т.е. как продукты, за которые кто-то сразу платит деньги. Однако, в каждой ситуации, когда создается модель, можно найти ответы на два вопроса: „Кто и зачем создает модель?“ и „Кто является арбитром, оценивающим свойства модели?“. Можно попытаться привести примеры типичных ситуаций, в которых создаются имитационные модели и которые не определяются непосредственным присутствием в этих ситуациях некого „заказчика“:

  • имитационное моделирование является составной частью учебного процесса; разработчиком модели является студент, „вынужденный“ делать модель, например, в рамках курсовой работы; основным арбитром является преподаватель; иногда, особенно при наличии анимации, студенческие модели показывают на большом экране всей группе студентов, выполняющих работы по моделированию, т.е. арбитрами становятся и сами студенты;
  • имитационные модели создаются в рамках договорных или каких-то других чисто исследовательских работ на кафедрах вузов и техникумов; часто при этом они являются частью соответствующих дипломных работ и диссертаций; модели могут создаваться как в виде средства решения соответствующих прикладных задач, так и в виде основного предмета исследования, если были поставлены задачи разработки принципиально новых (иногда, к сожалению, лишь с точки зрения разработчика) методов и/или средств моделирования; арбитром часто остается лишь сам коллектив кафедры, где создается модель; организация, финансирующая исследовательскую работу, чаще всего не имеет никакого прямого интереса к самой модели, а остается удовлетворенной формальными результатами работы; материалы о создании моделей могут быть опубликованы кафедрой, однако никаким „проверкам“ модели при этом, как правило, не подвергаются и воспринимаются научной общественностью как „свершившийся факт“; в некоторых случаях функции арбитра может выполнить „любопытный оппонент“, знакомящийся с диссертацией или дипломной работой;
  • имитационная модель создается фирмой-симуляционистом в качестве „чисто рекламного средства“, т.е. не в рамках работ, непосредственно оплачиваемых заказчиком; основная цель – продемонстрировать себя (вместе со своими инструментами и технологией) как потенциального исполнителя работ по моделированию; иногда, с разрешения заказчика, демонстрационный материал подготавливается на базе ранее созданных „реальных моделей“; модель тестируется очень тщательно, иногда с привлечением экспертов со стороны; модель предлагается для ознакомления с помощью Internet, высылается на CD или демонстрируется только на рабочем месте фирмы-симуляциониста; все это относится и к случаю, когда основным объектом рекламы является симулятор.

Остается только отметить, что в качестве „фирмы-симуляциониста“ на соответствующем рынке услуг может выступать:

  • лаборатория учебного заведения, уже имеющая положительный опыт выполнения работ по моделированию;
  • фирма-программист, специализирующаяся на разработке и продаже только самих симуляторов;
  • фирма-программист, специализирующаяся на продаже симуляторов и разработке моделей;
  • фирма-программист, специализирующаяся не только на продаже симуляторов и разработке моделей, но и предлагающая разработку и продажу других видов программной продукции;
  • фирма-консультант, способная, наряду с услугами по моделированию и программированию, оказать также более широкий спектр услуг по проектированию или модернизации определенного класса объектов.

Как фирмы-программисты, так и фирмы-консультанты могут быть совершенно самостоятельными или входить в состав более крупных фирм (например, промышленных предприятий или целых концернов), которые являются для них постоянными „генеральными заказчиками“. Каждый из отмеченных выше типов фирмы-симуляциониста характеризуется своими достоинствами и недостатками, анализировать которые в пределах данного текста не представляется возможным. Можно лишь отметить, что цена проекта, на которую должен ориентироваться заказчик, растет в направлении от начала к концу списка.

 
назад

вперед