Che cos'è un modello di simulazione?

Un modello è una rappresentazione di un oggetto, concetto o sistema. Una simulazione mostra il funzionamento previsto di un sistema basato su un modello del sistema. Un modello può essere fisico o astratto ed entrambi i tipi possono essere statici o dinamici, ovvero rimanere invariati o cambiare nel tempo.

Un esempio di un modello fisico statico è un modello a bastoncino di una molecola d'acqua, con due piccole "sfere" di idrogeno bloccate con bastoncini corti su entrambi i lati della "palla" di ossigeno. Questo modello non cambia nel tempo. Un altro modello fisico è quello di un serbatoio d'acqua con sabbia, che mostra l'effetto del vento e il movimento dell'acqua. In questo modello dinamico, la sabbia e l'acqua mostrano modelli che dipendono dall'intensità e dalla direzione del vento nel tempo. Nella maggior parte dei modelli di simulazione c'è un elemento di dinamismo.

Quando si crea un modello di simulazione, vengono identificati tre elementi: le parti del sistema, l'interazione tra le parti, il numero e la natura degli input. In sostanza, viene creato un modello per ciascuno di questi, con aspetti cruciali considerati e aspetti minori ignorati. Quindi viene sviluppato il modello di simulazione per l'intero sistema.

Ad esempio, per una simulazione di un flusso di lavoro di fabbrica, una macchina può essere modellata come un elemento che richiede un certo tempo per creare una parte particolare, mentre un'altra macchina impiega un tempo diverso. Il tempo di spostare le parti tra le macchine può essere ignorato per le macchine che sono vicine tra loro. Vengono modellati il ​​numero, la velocità e l'ora in cui la materia prima e gli ordini di lavoro entrano in fabbrica. Sulla base di tutto ciò, la simulazione determina se l'output della fabbrica soddisfa la domanda.

Sempre più spesso i computer vengono utilizzati per la simulazione. Alcune simulazioni possono essere eseguite con programmi di simulazione standard, altre richiedono la scrittura di software speciali. I modelli per le parti, l'interazione delle parti e gli input vengono inviati a un programma. Il programma esegue quindi il modello di simulazione e fornisce gli output nel tempo, spesso mostrandoli graficamente. Con i computer, è possibile tentare simulazioni che coinvolgono migliaia o milioni di elementi e che si estendono su ampi intervalli di tempo. Simulazioni dell'evoluzione planetaria o manovre militari avanzate sono alcuni esempi.

Tradizionalmente, il modello di simulazione era di natura matematica. La materia prima che entra in una fabbrica, per esempio, verrebbe approssimata come proveniente ad intervalli fissi. I computer possono ora eseguire simulazioni più realistiche utilizzando uno script che ha eventi simili a una situazione reale o addirittura una registrazione esatta di una situazione reale.