Моделирование в исследовании систем управления
Модели, используемые в экономике, можно подразделять на классы по ряду признаков, относящихся к особенностям моделируемого объекта (макро- и микроэкономические), целям моделирования (теоретические и прикладные) и используемому инструментарию (оптимизационные и равновесные, статические и динамические).
Макроэкономические модели описывают экономику как единое целое, связывая между собой укрупненные материальные и финансовые показатели: потребление, инвестиции, занятость, процентную ставку, количество денег и другие.
Микроэкономические модели описывают взаимодействие структурных и функциональных составляющих экономики либо поведение отдельной такой составляющей в рыночной среде. Вследствие разнообразия типов экономических элементов и форм их взаимодействия на рынке микроэкономическое моделирование занимает основную часть экономико-математической теории.
Теоретические модели позволяют изучать общие свойства экономики и ее характерных элементов дедукцией выводов из формальных предпосылок.
Прикладные модели дают возможность оценить параметры функционирования конкретного экономического объекта и сформулировать рекомендации для принятия практических решений. К прикладным относятся прежде всего эконометрические модели, оперирующие числовыми значениями экономических переменных и позволяющие статистически значимо оценивать их на основе имеющихся наблюдений.
В моделировании рыночной экономики особое место занимают равновесные модели. Они описывают такие состояния экономики, когда результирующая всех сил, стремящихся вывести ее из данного состояния, равна нулю. В нерыночной экономике неравновесие по одним параметрам (например, дефицит) компенсируется другими факторами ("черный" рынок, очереди и т.п.).
Оптимизационные модели позволяют определять оптимальные варианты моделируемого процесса из множества альтернативных вариантов, для чего необходимо наличие критерия (системы критериев) оптимизации и эффективной процедуры поиска его экстремального значения. Оптимизация в теории рыночной экономики присутствует в основном на микроуровне (максимизация полезности потребителем или прибыли фирмой); на макроуровне результатом рационального выбора поведения экономическими субъектами оказывается некоторое состояние равновесия.
В моделях статических описывается состояние экономического объекта в конкретный момент или период времени. В них обычно зафиксированы значения ряда величин, являющихся переменными в динамике, - например, капитальных ресурсов, цен и т.п.
Динамические модели включают взаимосвязи переменных во времени. Динамические модели обычно используют аппарат дифференциальных и разностных уравнений, вариационного исчисления. В зависимости от того, работает модель в системах реального времени или предназначена для прогнозирования перспектив развития процессов, различают соответственно: модели реального времени и экстраполяционные модели.
Детерминированные модели предполагают жесткие функциональные связи между переменными модели.
Стохастические модели допускают наличие случайных воздействий на исследуемые показатели и используют инструментарий теории вероятностей и математической статистики для их описания.
Модели, применяемые в экономике, необходимо строить с учетом определенных требований:
- существенность сходства и несущественность различий. Выполнение этого требования предполагает необходимость учета всех основных сторон и взаимосвязей исследуемого объекта (процесса) и отказа от изучения второстепенных сторон и связей. Для определения существенных параметров чаще всего используют факторный анализ;
- объективность модели предполагает максимальную независимость результатов моделирования от разработчика модели. Это достигается системным подходом к разработке моделей;
- оперативность отражает возможность реализации модели и получение результатов моделирования за время, которым располагает лицо, принимающее решение в конкретных условиях обстановки;
- целенаправленность предполагает отображение в модели тех процессов, происходящих в экономической системе, моделирование которых позволит получить данные, необходимые при подготовке и принятии управленческих решений;
- удобство применения отражает легкость реализации и общения с разработанной моделью. Реализуется путем разработки рациональных по составу и содержанию форм входных и выходных документов и способов ввода-вывода информации в ЭВМ;
- возможность доработки обусловлена необходимостью дальнейшего совершенствования модели в процессе ее разработки и эксплуатации;
- динамичность означает возможность воспроизведения в модели функционирования экономической системы во времени и пространстве;
- управляемость заключается в том, что модель должна позволять человеку влиять на ход моделируемых процессов;
- адекватность предполагает одинаковость реакции модели и оригинала на одинаковые входные взаимодействия. Модель и оригинал считаются адекватными, если реакции их на одинаковые входные воздействия достаточно близки;
- модульный принцип разработки предусматривает создание моделей из отдельных частей (блоков, модулей), выполняющих определенные функции. Это позволяет обеспечить эффективность разработки, отладки, применения и совершенствования алгоритмов и программ без нарушения целостности их функционирования;
- минимальная трудоемкость и стоимость разработки зависят от организации процесса разработки и внедрения модели, конкретности постановки задачи и определения исходных данных для разрабатываемой модели.