建模與模擬 - 簡介
建模是指表示模型的過程，包括模型的構建和運作。此模型類似於真實系統，有助於分析師預測系統變化的影響。換句話說，建模就是建立代表系統及其屬性的模型。它是一個構建模型的行為。
模擬是指在時間或空間上操作模型，以幫助分析現有或擬議系統的效能。換句話說，模擬就是使用模型來研究系統性能的過程。它是一個使用模型進行模擬的行為。
模擬歷史
模擬的歷史視角按時間順序列舉如下。
1940年 - 一種名為“蒙特卡羅”的方法由參與曼哈頓計劃的研究人員（約翰·馮·諾依曼、斯坦尼斯瓦夫·烏蘭、愛德華·泰勒、赫爾曼·卡恩）和物理學家開發，用於研究中子散射。
1960年 - 開發了第一批專用模擬語言，例如蘭德公司哈里·馬科維茨開發的 SIMSCRIPT。
1970年 - 在此期間，開始了關於模擬數學基礎的研究。
1980年 - 在此期間，開發了基於 PC 的模擬軟體、圖形使用者介面和麵向物件的程式設計。
1990年 - 在此期間，開發了基於 Web 的模擬、花哨的動畫圖形、基於模擬的最佳化、馬爾可夫鏈蒙特卡羅方法。
開發模擬模型
模擬模型包含以下元件：系統實體、輸入變數、效能指標和功能關係。以下是開發模擬模型的步驟。
步驟 1 - 識別現有系統的問題或設定擬議系統的需求。
步驟 2 - 在考慮現有系統因素和限制的情況下設計問題。
步驟 3 - 收集並開始處理系統資料，觀察其效能和結果。
步驟 4 - 使用網路圖開發模型，並使用各種驗證技術對其進行驗證。
步驟 5 - 透過比較模型在各種條件下的效能與真實系統來驗證模型。
步驟 6 - 為將來使用建立模型文件，其中包括詳細的目標、假設、輸入變數和效能。
步驟 7 - 根據需求選擇合適的實驗設計。
步驟 8 - 對模型施加實驗條件並觀察結果。
執行模擬分析
以下是執行模擬分析的步驟。
步驟 1 - 準備問題陳述。
步驟 2 - 選擇輸入變數併為模擬過程建立實體。變數有兩種型別：決策變數和不可控變數。決策變數由程式設計師控制，而不可控變數是隨機變數。
步驟 3 - 透過將決策變數分配給模擬過程來對其施加約束。
步驟 4 - 確定輸出變數。
步驟 5 - 從現實系統中收集資料以輸入到模擬中。
步驟 6 - 開發一個流程圖，顯示模擬過程的進展。
步驟 7 - 選擇合適的模擬軟體來執行模型。
步驟 8 - 透過將模擬模型的結果與即時系統進行比較來驗證模擬模型。
步驟 9 - 透過更改變數值對模型進行實驗，以找到最佳解決方案。
步驟 10 - 最後，將這些結果應用到即時系統中。
建模與模擬 ─ 優點
以下是使用建模與模擬的優點：
易於理解 - 允許在不使用即時系統的情況下了解系統如何真正執行。
易於測試 - 允許在不使用即時系統的情況下對系統進行更改並瞭解其對輸出的影響。
易於升級 - 允許透過應用不同的配置來確定系統需求。
易於識別約束 - 允許執行瓶頸分析，找出導致工作流程、資訊等延遲的原因。
易於診斷問題 - 某些系統非常複雜，難以一次理解其相互作用。但是，建模與模擬允許理解所有互動並分析其影響。此外，可以探索新的策略、操作和程式，而不會影響真實系統。
建模與模擬 ─ 缺點
以下是使用建模與模擬的缺點：
設計模型是一門藝術，需要領域知識、培訓和經驗。
使用隨機數對系統進行操作，因此難以預測結果。
模擬需要人力，並且是一個耗時的過程。
模擬結果難以翻譯。需要專家來理解。
模擬過程成本高昂。
建模與模擬 ─ 應用領域
建模與模擬可以應用於以下領域：軍事應用、培訓與支援、設計半導體、電信、土木工程設計與演示以及電子商務模型。
此外，它還用於研究複雜系統的內部結構，例如生物系統。它用於最佳化系統設計，例如路由演算法、裝配線等。它用於測試新的設計和策略。它用於驗證分析解決方案。