Classification of system modeling methods — การจำแนกประเภทวิธีการสร้างแบบจำลองระบบ

การจำแนกประเภทวิธีการสร้างแบบจำลองระบบ

การจำแนกประเภทวิธีการสร้างแบบจำลองระบบ คือการจัดระบบแนวทางการสร้างแบบจำลองตามลักษณะของระบบที่ถูกจำลอง เป้าหมายของการวิเคราะห์ ประเภทของการนำเสนอแบบจำลอง และลักษณะเฉพาะของเครื่องมือทางคณิตศาสตร์และแนวคิดที่ใช้ ความเข้าใจในการจำแนกประเภทวิธีการสร้างแบบจำลองช่วยให้สามารถเลือกวิธีการที่เหมาะสมที่สุดในการศึกษาวัตถุและกระบวนการที่ซับซ้อนในกรอบของการวิเคราะห์เชิงระบบ

ลักษณะทั่วไป

การสร้างแบบจำลองระบบเป็นกระบวนการสร้างแบบจำลอง ซึ่งเป็นการนำเสนอแบบย่อของระบบจริงหรือระบบที่ออกแบบไว้ โดยสะท้อนลักษณะสำคัญที่สุดเพื่อแก้ปัญหาที่กำหนดไว้

การเลือกวิธีการสร้างแบบจำลองขึ้นอยู่กับ:

• ความซับซ้อนและโครงสร้างของระบบ
• ระดับความเป็นระเบียบของระบบ
• เป้าหมายและวัตถุประสงค์ของการวิเคราะห์
• ข้อมูลที่มีอยู่เกี่ยวกับระบบ
• ข้อกำหนดด้านความแม่นยำและความละเอียดของแบบจำลอง
• ข้อจำกัดด้านเวลาและทรัพยากรในการวิเคราะห์

การจำแนกประเภทวิธีการสร้างแบบจำลองช่วยจัดระบบแนวทางต่าง ๆ อย่างเป็นระบบ และอำนวยความสะดวกในกระบวนการเลือกวิธีการวิเคราะห์ที่เหมาะสมที่สุด

เกณฑ์การจำแนกประเภทวิธีการสร้างแบบจำลอง

วิธีการสร้างแบบจำลองระบบถูกจำแนกประเภทตามเกณฑ์ต่าง ๆ ดังนี้:

• ตามระดับการทำให้เป็นรูปแบบ
• ตามลักษณะของเวลา
• ตามประเภทของการนำเสนอข้อมูล
• ตามประเภทของการอธิบายพฤติกรรมระบบ
• ตามลักษณะของเครื่องมือทางคณิตศาสตร์ที่ใช้
• ตามระดับความละเอียดของแบบจำลอง
• ตามระดับความเป็นระเบียบของระบบที่ถูกจำลอง

การจำแนกประเภทหลัก

ตามระดับการทำให้เป็นรูปแบบ

• วิธีการที่มีรูปแบบ — อาศัยแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ที่เคร่งครัด เช่น สมการ อัลกอริทึม กราฟ
• วิธีการที่ไม่มีรูปแบบ — อาศัยการอธิบายเชิงคุณภาพของระบบ แผนผังเชิงแนวคิด และการประเมินของผู้เชี่ยวชาญ

ตามลักษณะของเวลา

• แบบจำลองสถิต — อธิบายระบบ ณ ช่วงเวลาที่กำหนดหรือในสภาวะคงที่
• แบบจำลองพลวัต — อธิบายการเปลี่ยนแปลงสถานะของระบบตามเวลา

ตามประเภทของการนำเสนอข้อมูล

• แบบจำลองแบบกำหนดแน่นอน — สมมติว่าพฤติกรรมของระบบมีความแน่นอนอย่างสมบูรณ์ภายใต้เงื่อนไขที่กำหนด
• แบบจำลองสโตแคสติก — คำนึงถึงลักษณะความน่าจะเป็นของพฤติกรรมระบบและอิทธิพลของปัจจัยสุ่ม

ตามประเภทของการอธิบายพฤติกรรมระบบ

• แบบจำลองการจำลองสถานการณ์ — จำลองกระบวนการทำงานของระบบเพื่อวิเคราะห์พฤติกรรมภายใต้เงื่อนไขต่าง ๆ
• แบบจำลองเชิงวิเคราะห์ — ใช้นิพจน์ทางคณิตศาสตร์เพื่ออธิบายความสัมพันธ์เชิงฟังก์ชันระหว่างพารามิเตอร์ของระบบ

ตามลักษณะของเครื่องมือทางคณิตศาสตร์ที่ใช้

• แบบจำลองแบบไม่ต่อเนื่อง — อธิบายพฤติกรรมของระบบในรูปของลำดับเหตุการณ์หรือสถานะที่ไม่ต่อเนื่อง
• แบบจำลองแบบต่อเนื่อง — นำเสนอการเปลี่ยนแปลงของพารามิเตอร์ระบบในรูปของกระบวนการต่อเนื่อง

ตามระดับความละเอียดของแบบจำลอง

• แบบจำลองระดับมหภาค — การอธิบายระบบแบบรวบรวมโดยไม่ลงรายละเอียดโครงสร้าง
• แบบจำลองระดับจุลภาค — การอธิบายอย่างละเอียดของพฤติกรรมของแต่ละองค์ประกอบในระบบและปฏิสัมพันธ์ระหว่างกัน

ตามระดับความเป็นระเบียบของระบบที่ถูกจำลอง

• ระบบที่มีระเบียบดี — โครงสร้างที่มีความสัมพันธ์ชัดเจนและรูปแบบที่มั่นคง โดยส่วนใหญ่ใช้วิธีการสร้างแบบจำลองเชิงวิเคราะห์
• ระบบที่มีระเบียบไม่ดี — วัตถุที่มีความไม่แน่นอนสูงและโครงสร้างที่แตกเป็นส่วน ๆ โดยใช้วิธีการสโตแคสติกและการจำลองสถานการณ์
• ระบบที่จัดระเบียบตนเอง — ระบบที่มีโครงสร้างภายในที่พัฒนาได้ โดยจำลองด้วยแนวทางความน่าจะเป็น เชิงวิวัฒนาการ และเชิงสถานการณ์

แนวทางเฉพาะในการสร้างแบบจำลองระบบ

ขึ้นอยู่กับลักษณะเฉพาะของระบบที่ถูกจำลอง จะใช้วิธีการสร้างแบบจำลองเฉพาะทาง:

• System Dynamics - พลวัตระบบ — การสร้างแบบจำลองกระบวนการต่อเนื่องของการเปลี่ยนแปลงสถานะระบบบนพื้นฐานของการไหลและการสะสม
• Discrete-Event Simulation - การจำลองเหตุการณ์แบบไม่ต่อเนื่อง — การสร้างแบบจำลองระบบที่สถานะเปลี่ยนแปลงในช่วงเวลาที่ไม่ต่อเนื่องอันเป็นผลจากเหตุการณ์
• Agent-Based Modeling - การสร้างแบบจำลองแบบ Agent — การสร้างแบบจำลองระบบผ่านพฤติกรรมของ Agent อิสระจำนวนมาก
• การสร้างแบบจำลองหลายระดับ — การผสมผสานแบบจำลองที่มีลักษณะและระดับความละเอียดต่างกันในกรอบของกระบวนการวิเคราะห์เดียว

การเลือกแนวทางถูกกำหนดโดยลักษณะเฉพาะของพลวัต โครงสร้าง และปฏิสัมพันธ์ในระบบ

การเลือกวิธีการสร้างแบบจำลอง

การเลือกวิธีการสร้างแบบจำลองดำเนินการบนพื้นฐานของการพิจารณาอย่างครอบคลุม:

• เป้าหมายและวัตถุประสงค์ของการวิจัย
• ลักษณะของวัตถุที่ถูกจำลอง
• ระดับความเป็นระเบียบและความซับซ้อนของระบบ
• ความพร้อมของข้อมูลเริ่มต้นและความเป็นไปได้ในการรับข้อมูล
• ข้อกำหนดด้านความแม่นยำ ความน่าเชื่อถือ และการตีความผล
• ทรัพยากรที่มีสำหรับการสร้างแบบจำลอง (เวลา กำลังการประมวลผล)

ในทางปฏิบัติมักใช้แนวทางผสมผสานที่รวมวิธีการสร้างแบบจำลองต่าง ๆ เพื่อให้ได้ภาพรวมที่สมบูรณ์ยิ่งขึ้นของการทำงานของระบบ

ความเชื่อมโยงกับแนวคิดอื่น ๆ

การจำแนกประเภทวิธีการสร้างแบบจำลองมีความเชื่อมโยงอย่างใกล้ชิดกับแนวคิดพื้นฐานของการวิเคราะห์เชิงระบบ:

• การสร้างแบบจำลอง
• ระบบ
• โครงสร้างของระบบ
• คุณสมบัติพลวัต
• ความไม่แน่นอนในระบบ
• ฟังก์ชัน
• พลวัตระบบ

ดูเพิ่มเติม

• ทฤษฎีระบบ
• แนวทางเชิงระบบ
• การทำให้เป็นรูปแบบของแบบจำลองระบบ