Simulatsioonimudelid

Simulatsioonimudelid on arvutiprogrammide abil loodud kujutlused tegeliku süsteemi käitumisest ajas või erinevate stsenaariumide jooksul. Nende abil saab analüüsida muutujate mõju, testida erinevaid strateegiaid ja toimetada otsuseid ilma reaalse süsteemi katsetust kahjustamata. Mudelid on abstraktsioonid tegelikkusest ja vajavad sisendandmeid, parameetreid ning teooriaid, millega kirjeldada suhtelisi seoseid ja protsesse.

Tüübid ja lähenemised. Simulatsioonimudeleid on kategoriseeritud mitmel viisil: matemaatilised mudelid kirjeldavad protsesse matemaatiliste võrrandite kaudu; empiirilised mudelid põhinevad ajaloolistel andmetel ja kalibreerimisel kujundatud seoste abil; deterministlikud mudelid annavad ühe kindla väljundi iga sisendi korral, tõenäosuslikud (stohastilised) mudelid kaasavad juhuslikkust ja annavad väljundite hajuvuse. Eraldatult esinevad discete-event simulatsioonid (DES), süsteemi dünaamika (SD) ning agent-põhised simulatsioonid (agent-based), kus mitmed autonoomsed üksused üksteisega suhtlevad.

Arendus ja kasutus. Simulatsioonimudeleid arendatakse läbi probleemikirjelduse, andmete kogumise, mudeli ehitamise, kalibreerimise ja valideerimise. Tulemus tehakse läbinähtavaks ning tihti viiakse läbi tundlikkus- ja scenariousanalüüs, et eristada olulisi tegureid ja pakkuda usaldusväärseid soovitusi. Tulemuste kommunikeerimine hõlmab tavaliselt mõõdetavaid väljundeid, visuaale ja juhiseid otsustamiseks.

Rakendused. Simulatsioonimudeleid kasutatakse laialdaselt logistikas ja tootmises, rahanduses, kliima- ja energiauuringutes, tervishoius, urbanistikas ning sotsiaalteadustes, võimaldades riskide hindamist, ressursside optimeerimist ning tulevikusimulatsioonide ja -planeeringute toetamist.

Piirangud. Mudelid on abstraktsioonid ja sõltuvad eeldustest ning andmete kvaliteedist. Tundlikkusanalüüs aitab tuvastada, kui hästi mudel üldse tegelikkust peegeldab, kuid alati tuleb tulemusi tõlgendada kriitiliselt ja täpsustada konteksti.