Процесс постановки решения задач оптимизации
Его можно разбить на следующие этапы:
1. Анализ проблемной ситуации;
2. Построение математической модели;
3. Анализ модели;
4. Выбор метода и средств решения;
5. Выполнение расчетов;
6. Анализ результатов
7. Применение результатов;
8. Коррекция и доработка модели.
1. Главное назначение первого этапа логическое осмысление главной (конкретной) проблемы. При этом выполняется анализ всех доступных ресурсов: материальных, финансовых и т.д., необходимых для построения модели. В случае отсутствия ресурсов на этом этапе может выполнится отказ от системного моделирования, либо может быть принято решение о сужение масштаба решаемой проблемы. Первоначальный анализ является наименее формализованным, поэтому рекомендуется применять так называемое неформальные или эвристические подходы. К ним относятся:
а) методы построения логических сценариев или повествовательных историй на естественном языке для анализа возможных способов и альтернативных путей решения проблем.
б) методы мозговой атаки или штурма для регенерации новых идей и нескольких подходов к решению проблемы.
в) методы морфологического или концептуального анализа для достижения требуемой полноты рассмотрения исходной проблемы.
г) методы построения и анализа дерева целей и задач, которые позволяют разбить исходную проблему на ряд частных или более простых задач.
2. Построение математической модели.
В принципе построение модели можно описать 3-мя этапами:
1) Построение концептуальной или информационной модели в проблемной области, содержащую общую информацию и отражающую структурные взаимосвязи.
2) Построение собственно аналитической или математической модели, детализирующей отдельные аспекты структуры и поведения системы с помощью математической нотации и символики.
3) Построение программы или имитационной модели, реализующую информационно-логическою модель.
Системное моделирование допускает для адекватного описания сложных моделей разбиение на несколько простых. На этом основан принцип многомодельности. Этот этап требует наличия специальных изобразительных средств или языков для фиксации результатов моделирования. Естественный язык является неподходящим, поскольку обладает неопределенностью и неоднозначностью.
3. Анализ моделей подразумевает установление характерных свойств отдельных элементов. Такими элементами являются переменные, ограничения и целевая функция. После анализа можно соотнести поставленную задачу с одной из известных ранее, классифицировав ее таким образом.
4. Выбор метода и средства решения в общем случае зависит от результатов анализа. Для простых задач существуют аналитические решения. Для сложных задач используются алгоритмично-точные и приближенные методы. Средства решения: компьютеры и соответствующие программные обеспечения (Excel, MatCad, MatLab).
5. Выполнение численных расчетов зависит от характера вычислительной платформы и в общем случае может быть описано следующими действиями:
1) Формирование конкретных значений исходных данных и их ввод в специальном формате в программу;
2) Задание свойств алгоритма расчета;
3) Выполнение расчетов с целью получения решения в формате конкретных значений переменных моделей;
4) Представление результатов расчета в графической форме
6. Анализ результатов расчета включает в себя следующую последовательность действий:
1) Оценка точности и верификации полученных результатов на основе проверки согласованности отдельных компонентов вычислительных расчетов с использованием аналитической модели и ручного просчета.
2) Интерпретация полученных результатов в форме управляющих воздействий или альтернатив решения исходной модели.
3) Оценка потенциальной возможности, реализация полученных результатов, применимых к системе оригинала.
В том случае, когда анализ показывает недостаточную точность или потенциальную невозможности применимости результатов следует перейти к коррекции и доработки модели.
7. Применение результатов расчета. По результатам расчетов может сложиться одна из двух ситуаций:
1) Исходная проблема решена полностью и тем самым достигнуты цели системного моделирования. При таком результате можно перейти к решению другой проблемы из данной области, либо ожидать эффекта от решения исходной проблемы.
2) Проблема решена частично или полностью, тем самым не достигнуты цели системного моделирования. В этом случае требуется дополнительный анализ, по результатам которого нужно либо отказаться от системного моделирования, либо перейти к коррекции модели. Здесь следует заметить, что решение сложных задач может занять продолжительное время, в течение которого может измениться и содержание исходной проблемы и наличие ресурсов. Это приводит к неудачам многих крупных проектов.
8. Коррекция и доработка модели как правило заключается в упрощении модели за счет изменения вида целевой функции и сокращении количества переменных. Гораздо реже происходит усложнение модели.
Дата добавления: 2018-04-05; просмотров: 319; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!