Модель создается для проведения на ней экспериментов. Эксперимент состоит из наблюдений, а каждое наблюдение - из прогонов( реализаций ) модели.
Для организации экспериментов наиболее важно следующее.
- Простота повторений условий эксперимента.
- Возможность управления экспериментом, включая его прерывание и возобновление.
- Легкость изменения условий проведения эксперимента (воздействий внешней среды).
- Исключение корреляции между последовательностями данных, снимаемых в процессе эксперимента с моделью.
- Определением временного интервала исследования модели (0,Т).
Компьютерный эксперимент с имитационной моделью обладает преимуществами перед натурным экспериментом по всем этим позициям.
Компьютерный эксперимент представляет собой процесс использования модели с целью получения и анализа интересующей исследователя информации о свойствах моделируемой системы. Эксперимент требует затрат труда и времени и, следовательно, финансовых затрат. Чем больше мы хотим получить информации от эксперимента, тем он дороже. Средством достижения приемлемого компромисса между максимумом информации и минимумом затрат ресурсов является план эксперимента.
План эксперимента определяет:
- объем вычислений на компьютере;
- порядок проведения вычислений на компьютере;
- способы накопления и статистической обработки результатов моделирования.
Планирование экспериментов имеет следующие цели:
- сокращение общего времени моделирования при соблюдении требований к точности и достоверности результатов;
- увеличение информативности каждого наблюдения;
- создание структурной основы процесса исследования.
Весь комплекс действий по планированию эксперимента разделяют на две самостоятельные функциональные части:
- Стратегическое планирование- разработка условий проведения эксперимента, определение режимов, обеспечивающих наибольшую информативность эксперимента.
- Тактическое планирование обеспечивает достижение заданных точности и достоверности результатов.
Планирование эксперимента даёт ответы на три главных вопроса:
1. Как нужно организовать эксперимент, чтобы наилучшим способом решить задачу при минимальном количестве замеров, времени и средств, получив при этом необходимую точность результатов?
2. Каким способом следует обработать результаты, чтобы получить максимальное количество информации об объекте (процессе, материале и т.д.)?
3. Какие обоснованные выводы можно сделать об исследуемом объекте по результатам эксперимента?
В настоящее время в планировании эксперимента можно выделить следующие направления:
- оптимизация многофакторного экстремального эксперимента (метод Бокса — Уилсона);
- эксперимент в «почти стационарной области»;
- отсеивающий эксперимент;
- эксперимент с качественными факторами;
- симплексный метод планирования эксперимента;
- эволюционное планирование экспериментов.
Если результаты не соответствуют целям поставленной задачи, значит на предыдущих этапах были допущены ошибки (неправильно отобранные свойства объекта, ошибки в формулах на этапе формализации, неудачный метод или среда моделирования, нарушение технологических приемов при построении модели).
Если ошибки выявлены, то требуется корректировка модели, т.е. возврат к одному из предыдущих этапов. Процесс повторяется до тех пор, пока результаты эксперимента не будут отвечать целям моделирования.