Simulacijski model je prikaz stvarnosti koji je napravljen kako bi se demonstrirao nešto što se ne može lako vidjeti ili što se još nije dogodilo. Glavna ideja je učiniti vidljivim da s nije odmah vidljivo golim okom. Neki od najjednostavnijih modela su statični, što znači da se ne pomiču ili mijenjaju kao odgovor na stimulaciju ili vanjske događaje. Mnogi od najnaprednijih primjera su posebno namijenjeni za promjenu s određenim varijablama, međutim, često kao način predviđanja budućih događaja prije nego što se dogode ili da se dobije predosjećaj mogućih ishoda. Modeli stvari kao što su vremenski obrasci ili tijekovi poslovnog volumena dobri su primjeri, a računalne slike često su od velike pomoći u tim slučajevima. Bez obzira na to kako izgleda krajnji proizvod, cilj svakog projekta u ovom području obično je isti: naime, unijeti život i živost u stvari koje je inače teško zamisliti, te omogućiti ljudima da ih planiraju i razumiju drugačije kao rezultat.
Osnovni koncept
U svakom simulacijskom modelu obično postoje tri temeljna elementa. Prvo je identifikacija osnovnih dijelova sustava. Zatim, modelar treba razumjeti interakciju između tih dijelova. Konačno, broj i priroda ulaznih podataka moraju biti prikazani u tabeli. Za svaki od njih u osnovi se stvara model, s ključnim aspektima koji se razmatraju, a manjim zanemaruju. Model za cijeli sustav se razvija kada svi ovi dijelovi počnu raditi zajedno.
Modelari mogu pristupiti zadatku iz nekoliko različitih kutova, a ne postoji jedinstven oblik koji svi krajnji proizvodi nužno poprimaju. Sveobuhvatna ideja je uzeti nešto iz stvarnosti – molekulu, životni ciklus mutacije virusa, plan poslovne distribucije – i sažeti to u format koji je vizualan, pristupačan i lako razumljiv. Grafika je zajednički dio mnogih modela, kao i boje. Modeli koji se kreću često imaju animacije ili mehaničke pokretne dijelove, dok oni koji su još uvijek mogu imati nacrtane strelice ili druge naznake spore promjene.
Zašto je korisno
Ova vrsta modeliranja se u ovom ili onom obliku radi stoljećima. Danas je najčešći u sektorima matematike i znanosti, iako se može koristiti za gotovo sve. Dobar simulirani model može istraživačima uštedjeti puno vremena i energije dopuštajući im da proučavaju i uzimaju temeljna mjerenja s modela, a ne iz stvarnosti. U mnogim slučajevima također omogućuje predviđanja budućih događaja koji mogu utjecati na stvari poput vremenske prognoze i logističkog donošenja odluka za velike tvrtke.
Statički i dinamički primjeri
Model može biti fizički ili apstraktan, a obje vrste mogu biti statične ili dinamičke – to jest, nešto što ostaje isto ili se mijenja s vremenom. Primjer statičkog fizičkog modela je model štapića molekule vode, s dvije male vodikove “kuglice” koje predstavljaju atome vodika zaglavljene kratkim štapićima s obje strane jedne kisikove “kuglice”, stvarajući vizualnu interpretaciju H2O. Molekule vode mogu se promatrati pod snažnim mikroskopima, ali simulirani stolni modeli mogu biti odmah korisniji kada se pokušavaju objasniti osnovna svojstva.
Drugi fizički model je onaj spremnika vode s pijeskom, koji pokazuje učinak vjetra i kretanje vode. U ovom dinamičkom modelu pijesak i voda pokazuju obrasce koji s vremenom ovise o intenzitetu i smjeru vjetra. Većina modela uključuje neki element dinamike.
Na primjer, za simulaciju tvorničkog tijeka rada, jedan stroj se može modelirati kao element kojemu je potrebno određeno vrijeme za stvaranje određenog dijela, dok je drugom stroju potrebno različito vrijeme. Vrijeme premještanja dijelova između strojeva može se zanemariti za strojeve koji su blizu jedan drugome, ali se obično modelira broj, brzina i vrijeme u kojem sirovina i radni nalozi dolaze u tvornicu. Na temelju svega toga, simulacija određuje zadovoljava li proizvodnja tvornice potražnju.
Uloga računalnog programiranja
Tradicionalno, simulacijsko modeliranje je matematičke prirode. Sirovi materijal koji dolazi u tvornicu, na primjer, približno bi se smatrao da dolazi u fiksnim intervalima. Računala sada mogu raditi realističnije simulacije korištenjem skripti i kodova sličnih stvarnoj situaciji ili čak točnim snimanjem stvarne situacije.
Neke simulacije mogu se izvoditi sa standardnim simulacijskim programima, a druge zahtijevaju pisanje posebnog softvera. Modeli za dijelove, interakciju dijelova i ulaze unose se u program koji zatim pokreće simulacijski model i isporučuje izlaze tijekom vremena, često prikazujući te izlaze grafički. S računalima se mogu pokušati simulacije koje uključuju tisuće ili čak milijune elemenata i obuhvaćaju velike vremenske intervale. Modeli planetarne evolucije ili napredni vojni manevri su dva primjera.