CC BY
263
ВИДЫ И ТИПЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ СЕРВИСА
ШЕЛЕСТ АНДРЕЙ ПЕТРОВИЧ Тамбовский государственный университет имени Г. Р. Державина, г. Тамбов, Российская Федерация, e-mail: [email protected]
ПЛУЖНИКОВ ИГОРЬ АЛЕКСАНДРОВИЧ
Тамбовский государственный университет имени Г. Р. Державина, г. Тамбов, Российская Федерация, e-mail: [email protected]
Широкое внедрение информационных технологий в практику разработки и моделирования объектов сферы сервиса способствует развитию, совершенствованию и интеллектуализации технологических процессов их проектирования. Под моделированием понимается замена объекта, явления события или процесса его абстрактным описанием с заданной целью различными видами моделей. Моделирование -одна из основных категорий познания. На моделировании базируется любой метод научных исследований и изучения объектов, явлений и процессов. При этом явления, процессы и объекты изучаются на основе построения их моделей. Таким образом, моделирование процессов сервиса решает следующие задачи: моделирование различных проблемных ситуаций в сфере профессиональной деятельности специалистов сферы сервиса; моделирование мыслительной деятельности профессионала; моделирование процесса оптимизации задачи проектирования. В статье рассмотрены такие виды моделей, используемых при моделировании процессов сервиса, как: структурные, информационно-структурные, функциональные, иерархические и блочно-алгоритмические модели. Рассмотрены требования, предъявляющиеся к математическим моделям, а именно: функциональные и структурные требования: адекватность, простота, полнота, совместимость математических выражений, входящих в модель, реализуемость. При разработке моделей используются различные страты или аспекты проектирования: функциональный, конструкторский, технологический, технологический, информационно-художественный и др. Все виды моделей могут быть также разработаны с точки зрения концептуального аспекта. В статье выделены несколько типов моделирования: натурное или предметное, аналитическое и имитационное. Раскрыта сущность данных типов моделирования. Важнейшим видом моделирования является математическое, в том числе и логико-математическое, моделирование, осуществляемое средствами языка математики и логики.
Ключевые слова моделирование, математические модели, типы моделирования, виды моделей.
Определений термина «модель» очень много. Буквально, в переводе с французского, слово модель есть мера, мерило, образец, норма. Наиболее универсальное определение трактует модель, как любой образ, аналог какого-либо объекта, процесса или явления. В соответствии с различными назначениями методов моделирования, понятие «модель» используется не только и не столько с целью получения объяснений различных явлений, сколько для предсказания интересующих исследователя явлений.
Разработка моделей всегда связана с понятием идеального объекта. Для идеального объекта характерна несущественность тех или иных свойств, или который обладает оптимальными параметрами с точки зрения, существующих на рассматриваемый период времени теорий и практических и производственных требований [1].
Всю совокупность различных видов моделей можно представить двумя группами: к первой группе относятся вербальные модели, ко второй -абстрактные. Схема, иллюстрирующая классификацию моделей, приведена на рисунке 1. Как видно из схемы, в вербальном виде могут быть разработаны структурные, информационно-структурные, функциональные, иерархические и блочно-алгорит-мические модели [2].
Абстрактные модели в свою очередь подразделяются на графические и математические. Графические модели являются более наглядными для проектировщика.
Графические модели могут быть структурными (или логическими), информационно-структурными, иерархическими, блочно-алгоритмическими, семантическими, сетевыми, а также в виде графов и фреймов.
Рис. 1. Классификация моделей, применяемых в информационных технологиях
Иерархические модели предполагают декомпозицию и структурирование объекта или процесса по принципу выделения «целое-частное» [3].
Графические модели могут быть структурными (или логическими), информационно-структурными, иерархическими, блочно-алгоритмическими, семантическими, сетевыми, а также в виде графов и фреймов.
Структурные модели предполагают описание логической последовательности действий (процедур). Структурные модели отражают логическую последовательность выполняемых процедур для решения ОЗП. Информационно-структурные модели описывают ОЗП как в виде логической последовательности процедур, так и определяют неструктурированную информацию, необходимую для выполнения каждой выделенной процедуры.
Функциональные модели представляют описание технологического процесса в виде логической последовательности процедур, методов и спо-
собов выполнения каждой процедуры и необходимой неструктурированной информации для их выполнения.
Иерархические модели предполагают декомпозицию и структурирование объекта или процесса по принципу выделения «целое-частное» [4].
Блочно-алгоритмические модели разрабатываются на основе структурных моделей, однако в них не входят работы, не выполняемые на компьютере.
Под ММ понимается совокупность математических составляющих (чисел, переменных, матриц, множеств т. п.) и отношений между ними, которые адекватно отражают его свойства. Математические или аналитические модели (ММ) делятся на формальные и конкретные. В формальных моделях не определены коэффициенты при переменных и числовые значения свободных членов [5]. Например, аналитическое уравнение:
а. р. знеьезт, I. а. ршгнмкоу Т 9 № 11 2014
Y = aX+eXZ+C
будет относится к формальным моделям. Конкретные модели имеют вид:
Y = 25X-0,5XZ+12,8.
К ММ предъявляют функциональные и структурные требования: адекватность, простота, полнота, совместимость математических выражений, входящих в модель, реализуемость.
Модель считается адекватной, если отражает заданные свойства объекта с приемлемой точностью. Для технических объектов адекватность определяется 99 % вероятностью, а для большинства технологических - 95 % вероятностью. Точность определяется как степень совпадения значений выходных параметров модели Ар (расчетные) и объекта Аф (фактические). Точность задается предельно допустимой погрешностью:
8=8,
•пред,
8 Аф Ар.
Все виды моделей могут быть разработаны применительно или только к объекту проектирования, или только к процессу, или и к тому и другому. Так, например, иерархические модели могут быть разработаны применительно как к объекту, так и процессу. Функциональные и блочно-алгоритмические модели - только к процессу, а семантические - только к объекту. Каждая модель характеризуется видом представления: вербальным или графическим.
При разработке моделей используются различные страты или аспекты проектирования: функциональный, конструкторский, технологический, технологический, информационно-художест-венный и др. Аспект представления модели может быть применен или только к объекту проектирования, или только к процессу. Технологические процессы представляются с точки зрения функционального или технологического аспекта, а объекты - с точки зрения конструкторского или информационно-художественного аспекта.
Все виды моделей могут быть также разработаны с точки зрения концептуального аспекта. Под концептуальным аспектом понимается основная точка зрения, руководящая идея или определенный
способ универсального и предсказательного понимания и трактовки каких-либо явлений, объектов и процессов для «нащупывания» новых идей, получения выводов. В конечном итоге концептуальные модели создаются для развития существующих или формирования новых методологий и теорий.
Моделирование предполагает: 1 - исследование объектов познания на их моделях; 2 - построение и изучение моделей реально существующих предметов и явлений (живых и неживых систем, инженерных конструкций, разнообразных процессов - физических, химических, биологических, социальных) и проектируемых конструкций объектов. Моделирование проектируемых конструкций объектов осуществляют для определения и уточнения их параметров, совершенствования способов их построения и т. п. [2].
Выделяют несколько типов моделирования: натурное или предметное, аналитическое и имитационное. Предметным называется моделирование, в ходе которого исследование ведется на модели, воспроизводящей основные геометрические, физические, динамические и функциональные характеристики «оригинала». На таких моделях изучаются процессы, происходящие в оригинале - объекте исследования или разработки. Если модель и моделируемый объект имеют одну и ту же физическую природу, то говорят о физическом моделировании.
Аналитический или знаковый тип моделирования использует в качестве моделей знаковые образования какого-либо вида: схемы, графики, чертежи, формулы, графы, слова и предложения в некотором алфавите. Важнейшим видом знакового моделирования является математическое, в том числе и логико-математическое, моделирование, осуществляемое средствами языка математики и логики. Знаковые образования и их элементы всегда рассматриваются вместе с определенными преобразованиями, операциями над ними, которые выполняет человек или машина.
По характеру той стороны объекта, которая подвергается моделированию, различать моделирование структуры объекта и моделирование его поведения (функционирования, протекающих в нем процессов и т. п.). Это различие приобретает четкий смысл при разработке информационных технологий. При «кибернетическом» моделировании обычно абстрагируются от структуры системы, рассматривая ее как «черный ящик», модель которого строится в терминах соотношения между состояниями его «входов» и «выходов». «Входы» соответствуют внешним воздействиям на изучаемую систему, а «выходы» - ее реакциям на них, т. е. поведению [6].
Аналитическое моделирование, отображая существенные (с точки зрения цели исследования) свойства оригинала и отвлекаясь от несущественного, выступает как специфическая форма реализации некоторого абстрактного идеализированного объекта. На всех этих уровнях, однако, приходится считаться с тем, что моделирование данного оригинала может ни на каком своем этапе не дать полного знания о нем. Эта черта моделирования особенно существенна в том случае, когда предметом моделирования являются сложные системы, поведение которых зависит от значительного числа взаимосвязанных факторов различной природы [7].
В ходе познания такие системы отображаются в различных моделях, более или менее оправданных; при этом одни из моделей могут быть родственными друг другу, другие же могут оказаться глубоко различными.
Имитационное моделирование описывается набором алгоритмов, которые реализуют все возможные ситуации, возникающие в реальной системе. Моделирующие алгоритмы позволяют по исходным данным, содержащим сведения о начальном состоянии СТС и фактическим значениям параметров системы, отобразить реальные явления в системе и получить сведения о возможном ее поведении для данной конкретной ситуации. Предсказательные возможности имитационного моделирования значительно ниже, чем у аналитического моделирования. Его используют тогда, когда аналитическое моделирование невозможно.
Имитационная модель представляет собой некий комплекс алгоритмов, при помощи которого ЭВМ вырабатывает информацию, характеризующую поведение элементов системы и взаимодействие их в процессе функционирования. Анализ вариантов системы (системный анализ) проводится по результатам математического моделирования [3].
На практике обычно отдается предпочтение имитационному моделированию системы на ЭВМ. Получаемая информация позволяет определить показатели эффективности системы, обосновать ее оптимальную структуру и составить рекомендации по совершенствованию исследуемых вариантов. Существуют и аналитические методы оценки свойств сложных систем, основанные на результатах применения теории вероятностных (случайных) процессов.
Существенные особенности имеют испытания сложных систем. Натурный эксперимент в чистом виде используется только для оценки параметров важнейших элементов системы. В комплексных же
испытаниях системы значительную роль играют имитационные модели.
Литература
1. Плужников И. А. Сфера услуг в контексте комплексного развития региональной экономики // Социально-экономические явления и процессы. Тамбов, 2012. № 2.
2. Афонин В. В. Моделирование систем: учеб.-практ. пособие. М.: БИНОМ. ЛЗ, ИНТУИТ, 2012.
3. Афонин А. М. Теоретические основы разработки и моделирования систем автоматизации: учеб. пособие / А. М. Афонин, Ю. Н. Царегородцев, А. М. Петрова, Ю. Е. Ефремова. М.: Форум, 2011.
4. Морева C. Н., Любомудрова А. Ю. Исследовательская деятельность как необходимый фактор развития управленческого процесса сферы сервиса и туризма // Социально-экономические явления и процессы. Тамбов, 2009. № 4. С. 118-121.
5. Чикуров Н. Г. Моделирование систем и процессов: учеб. пособие. М.: ИЦ РИОР, НИЦ ИНФРА-М, 2013.
6. Осадчая Т. Г., Степичева О.А., Радюкова Я. Ю. Операционный менеджмент: учеб. пособие / Т. Г. Осад-чая, О. А. Степичева, Я .Ю. Радюкова [и др.]; под науч. ред. В. И. Абдукаримова. Тамбов: Изд-во ТГУ им. Г. Р. Державина, 2008.
7. Плужников И. А., Плужников Д. В., Шелест А. П. Современные формы организации и процесс анимационной деятельности на предприятиях гостиничного сервиса // Социально-экономические явления и процессы. Тамбов, 2014. № 2 (060). С. 96-99.
References
1. Pluzhnikov I. А. Sfera uslug v kontekste kom-pleksnogo razvitiya regional'noj ekonomiki // Sotsial'no-ekonomicheskiye yavleniya i protsessy. Tambov, № 2. 2012.
2. А&шп V. V. Modelirovaniye sistem: ucheb.-prakt. posobiye. M.: BINOM. LZ, INTUIT, 2012.
3. А&шп А. M. Teoreticheskiye osnovy razrabotki i modelirovaniya sistem avtomatizatsii: ucheb. posobiye / А. M. Äfonin, Yu. N. Tsaregorodtsev, А. M. Petrova, Yu. Ye. Yefremova. M.: Forum, 2011.
4. Moreva S. N., Lyubomudrova А. Yu. Issle-dovatel'skaya deyatel'nost' kak neobkhodimyj faktor razvitiya upravlencheskogo protsessa sfery servisa i turiz-ma // Sotsial'no-ekonomicheskiye yavleniya i protsessy. Tambov, 2009. № 4. S. 118-121.
5. Chikurov N. G. Modelirovaniye sistem i protsessov: ucheb. posobiye. M.: ITs RIOR, NITs ЮТКА-M, 2013.
6. Osadchaya T. G., Stepicheva O. А., Radyukova Ya. Yu. Operatsionnyj menedzhment: ucheb. posobiye / T. G. Osadchaya, O. А. Stepicheva, Ya. Yu. Radyukova [i dr.]; pod nauch. red. V. I. Аbdukarimova. Tambov: Izd-vo TGU im. G. R. Derzhavina, 2008. 301 s.
7. Pluzhnikov I. А., Pluzhnikov D. V., Shelest А. P. Sovremennye formy organizatsii i protsess animatsionnoj deyatel'nosti na predpriyatiyakh gostinichnogo servisa //
A. P. SHELEST, I. A. PLUZHNIKOV
Sotsial'no-ekonomicheskiye yavleniya i protsessy. Tam- bov, 2014. № 2 (060). S. 96-99.
* * *
KINDS AND TYPES OF MODELING OF PROCESSES OF SERVICE
SHELEST ANDREY PETROVICH Tambov State University named after G. R. Derzhavin, Tambov, the Russian Federation, e-mail: [email protected]
PLUZHNIKOV IGOR ALEKSANDROVICH Tambov State University named after G. R. Derzhavin, Tambov, the Russian Federation, e-mail: [email protected]
Widespread introduction of information technologies in practice of development and modeling of objects of the sphere of service promotes development, improvement and intellectualization of technological processes of their design. Modeling is understood as replacement of object, the phenomenon of an event or a pro-mass with its abstract description with the set purpose with different types of models. Modeling is one of main categories of knowledge. Any method of scientific researches and studying of objects, the phenomena and processes bases on modeling. Thus authors studied the phenomena, processes and objects on the basis of creation of their models. Thus, modeling of processes of service solves the following problems: modeling of various problem situations in the sphere of professional activity of experts of the sphere of service; modeling of cognitive activity of the professional; modeling of process of optimization of a problem of design. In article authors considered such types of models used during modeling processes of service as: structural, information and structural, functional, hierarchical and block and algorithmic models. Authors considered requirements to mathematical models, especially: functional and structural requirements: adequacy, simplicity, completeness, compatibility of the mathematical expressions entering model, feasibility. During developing models various striations or aspects of design are used: functional, design, technological, technological, information and art, etc. All types of models can be also developed from the point of view of conceptual aspect. In article autrhors allocated some types of modeling: natural or subject, analytical and imitating. They opened the essence of these types of modeling. The most important type of modeling is mathematical, including logical-mathematical, the modeling which is carried out by means of mathematical language and logic.
Key words: modeling, mathematical models, modeling types, types of models.
