в качестве модельных могут использоваться какие функции
2. Функции моделирования
Функции моделирования (дескриптивная, прогностическая и нормативная) совпадают с функциями научного знания.
Дескриптивная функция заключается в том, что за счет абстрагирования модели позволяют достаточно просто объяснить наблюдаемые на практике явления и процессы (другими словами, они дают ответ на вопрос «почему мир устроен так»). Успешные в этом отношении модели становятся компонентами научных теорий и являются эффективным средством отражения содержания последних.
Прогностическая функция моделирования отражает его возможность предсказывать будущие свойства и состояния моделируемых систем, то есть отвечать на вопрос «что будет?».
Нормативная функция моделирования заключается в получении ответа на вопрос «как должно быть?» – если, помимо состояния системы, заданы критерии оценки ее состояния, то за счет использования оптимизации (см. ниже) возможно не только описать существующую систему, но и построить ее нормативный образ – желательный с точки зрения субъекта, интересы и предпочтения которого отражены используемыми критериями.
Нормативная функция моделирования тесно связана с решением задач управления, то есть, с ответом на вопрос «как добиться желаемого (состояния, свойств системы и т.д.)?».
Взаимные отношения этих функций, очевидно, – иерархические: нельзя достичь цели без описания и прогнозирования реальности. Однако необходимость принятия решений в практической деятельности часто актуализирует нормативную функцию моделирования в условиях весьма ограниченного знания. Это отнюдь не означает его ненаучности, а скорее, характеризует уровень развития науки в соответствующей области.
3. Моделирование и системный подход
Модели, возникающие внутри сложившихся наук, строятся на базе их теоретического и экспериментального аппарата, в то время как исследовательский аппарат «междисциплинарных» количественных моделей сложных систем еще носит во многом эклектичный и конгломеративный характер. Это служит препятствием преемственности моделей и результатов моделирования, что в свою очередь затрудняет создание математизированных теорий сложных (и, в частности, организационных) систем.
Как известно, общей методологией исследования (моделирования) сложных систем является системный подход и сложившийся на его базе системный анализ. Действительно, объект системного анализа – абстрактная система – фактически является моделью, предметом системного анализа является процесс моделирования. Множество непротиворечивых взаимодополняющих друг друга вербальных и формальных, абстрактных и конкретных, общих и частных определений системы можно отнести и к моделям. Не случайно некоторые теоретики системного анализа не делают различий между моделями и системами, рассматривая последние в качестве модели реальности «Система – математическая абстракция, которая служит моделью динамического явления».
Приведем несколько фундаментальных принципов системного
подхода: всеобщая полнота описания системы принципиально невозможна; любое описание является упрощенным образом реальности, однако, даже самые сильные упрощения могут принести плодотворные результаты, если они отвечают цели исследования; корректность и продуктивность описания системы определяется степенью достижения цели исследования –
Фактически данные принципы являются методологической базой моделирования. Ряд теоретиков системного подхода, подчеркивающие неустранимую субъективность моделирования, включают в определение системы цели и личность исследователя. Действительно, в процессе моделирования задействованы как бы четыре «участника»: «субъект» – инициатор моделирования и/или пользователь его результатов; «объект-оригинал» – предмет моделирования, то есть та система, которую хочет создать и/или использовать в дальнейшем «субъект»; «модель» – образ, отображение; «среда», в которой находятся и с которой взаимодействуют все участники. Естественно, все они явно или неявно включаются в
Боулдинг с целью выделения уровней изучения любой системы классифицирует последние по уровням сложности, каждый из которых привносит новые системные свойства, неразличимые на предыдущих уровнях:
¨ простая структура (элементный состав и межэлементные связи);
¨ простой механизм (функционирование);
¨ динамическая система – замкнутая, открытая (изменение во времени, взаимодействие со средой);
¨ управляемая система (целенаправленность);
¨ кибернетическая система (множественность целей, самоуправление);
¨ живая система (гомеостазис, самоорганизация, эволюция);
¨ организм (взаимодействие самоуправляемых подсистем);
¨ животное (подсознание, поведение);
¨ организация (коллективный труд);
¨ социум (создание искусственных систем – социальных институтов, науки, культуры, религии и т.п.).
Перечень уровней не является фиксированным: он может дополняться и дробиться на подуровни в зависимости от целей моделирования. При этом система, определяемая предельной сложностью своего описания, может быть (в зависимости от целей исследования) корректно описана также на любом из предшествующих уровней.
В соответствии с этим подходом можно построить «базовую» метамодель любой системы в виде открытого кортежа ее «базовых» признаков и свойств, упорядоченных в соответствии с эмпирически обоснованным нарастанием системной (модельной) сложности:
Ингерентность прагматических моделей состоит еще и в том, что в них должны быть предусмотрены не только «стыковочные узлы» со средой («интерфейсы»), но, и, что не менее важно, в самой среде должны быть созданы предпосылки, обеспечивающие функционирование будущей системы. То есть не только модель должна приспосабливаться к среде, но и среду необходимо приспосабливать к будущей системе.
Второе требование – простота модели. Простота модели – ее
неизбежное свойство: в модели невозможно зафиксировать все многообразие реальных ситуаций. Простота прагматической модели неизбежна из-за необходимости оперирования с ней, использования ее как рабочего инструмента, который должен быть обозрим и понятен, доступен каждому, кто будет участвовать в реализации модели.
– методы, использующие средства естественного языка, и методы, использующие специальные языки;
– методы содержательные и формальные.
Все эти (как и другие, не указанные здесь) классификации не точны, поскольку большое число методов обладают признаками нескольких классов.
Основные функции моделей в современной науке
Вопросы к экзамену
Три направления в истории моделирования
Исторические направления моделирования:
1) технология литья в формы
2) макетные объекты архитектуры
· модели теоретической зависимости (на научной основе – представление в виде формул)
· экспериментальные модели (графики и т.п.)
Теория подобия дает возможность использовать масштабные модели
Аналоговое моделирование: некоторые свойства моделируемого объекта воспроизводимы аналогами (чем-то похожим)
Вероятностно-статистический метод моделирования
Понятие модели и моделирования практически отождествляется с компьютерным моделированием.
Основные понятия моделирования
Объект моделирования и(оригинал) – некий объект реального мира, который может быть рассмотрен, как единое целое.
Модель– объект произвольной природы, отражающий свойства, характеристики и связи моделируемого объекта, являющийся существенным для решения поставленных задач.
Назначение модели – упростить получение информации об оригинале для решения некоторых задач.
Модели:
· Познавательные – модель подгоняется под реальность
· Прагматические – образец, под который подгоняется реальность
Факторы, определяющие множественность моделей.
Существует два основных типа множественных моделей: упорядоченный логит и собственно множественный логит. Упорядоченный логит развивает пороговую модель, а собственно множественный логит —модель выбора по полезности.
Упорядоченный логит имеет дело с альтернативами, которые можно расположить в определенном порядке. Например, это могут быть оценки, полученные на экзамене, или качество товара, которое может характеризоваться сортом от «высшего» до «третьего». Будем предполагать, что альтернативы пронумерованы от 0 до S. Переменная Y принимает значение s, если выбрана альтернатива s. Предполагается, что в основе выбора лежит ненаблюдаемая величина Y= Хв + є. Y = 0 выбирается, если Y меньше нижнего (первого) порогового значения, Y = 1, если Y попадает в промежуток от первого до второго порогового значения и т. д
Условия деления моделей на группы
Основные функции моделей в современной науке
Можно выделить следующие функции, выполняемые моделями:
• исследовательская — применяется в научном познании;
• практическая — применяется в практической деятельности (проектировании, управлении и т. п.);
• тренинговая — используется для тренировки практических умений и навыков специалистов в различных областях;
• обучения — для формирования у обучаемых знаний, умений и навыков.
Еще раз подчеркнем, что главное назначение моделей — упрощение получения информации
об объекте моделирования. Вместе с тем модели выполняют и ряд других важных функций:
— познавательная функция (получение новых знаний, выяснение
закономерностей функционирования объекта);
— решение задач оптимизации и управления состоянием объекта;
— создание объектов с заданными свойствами;
— диагностика состояния объекта, прогнозирование его поведения
— имитация объектов, создание тренажеров;
— разработка игровых моделей и моделей обучения.
В целом моделирование— это общенаучный метод изучения свойств объектов и процессов по их моделям, используемый в целях познания, исследования, проектирования, принятия решений. Процесс моделирования можно представить в виде следующих этапов. Термин «моделирование» используется также для обозначения собственно процесса построения модели. В этом смысле он понимается как технология построения моделей. Первоначально при создании модели от нее в первую очередь требуется отображение свойство бъекта моделирования, актуальных для решения задачи. Далее при экспериментах с моделью возможен прогноз поведения объекта-оригинала в иных ситуациях по сравнению с теми, на основе которых создавалась модель. При этом сведения, полученные в ходе моделирования (т. е. исследования модели), объективно представляют собой информацию о свойствах самой модели, поэтому далее они должны быть перенесены на оригинал на основе определенных правил с целью предсказания свойств уже самого объекта моделирования. В принципе возможны два пути исследования любого объекта или процесса: прямое изучение объекта-оригинала и его изучение по модели. (Естественно, что во многих случаях используется и моделирование, и прямое изучение объекта моделирования.) Необходимо признать, что моделирование особенно актуально в следующих случаях.
2.Масштабы времени реальных процессов или геометрические размеры объекта несоизмеримы с возможностями нашего восприятия. Моделирование позволяет изучать как весьма быстрые (химические и ядерные реакции), так и достаточно медленные процессы (старение материалов, движение материков и т. п.), микро- и макроскопические объекты (модель атома, модель планеты Земля).
3.Реальный объект или процесс недоступен для прямого изучения. Средства наблюдения и/или измерения в ряде случаев способны существенно исказить естественный ход событий, либо прямые измерения могут быть невозможны в принципе. Такие ситуации бывают и в технике, и в фундаментальных науках, и в социально экономической сфере.
4.Эксперименты с реальным объектом слишком дороги или опасны. Подобная ситуация имеет место в экономических и социальных науках, а также везде, где эксперименты с реальными системами могут привести к необратимым катастрофическим последствиям. (Всем известно, например, чем закончился натурный эксперимент на четвертом энергоблоке Чернобыльской АЭС.) Таким образом, модель служит для получения информации об объекте исследования, которую трудно или невозможно получить путем непосредственного исследования оригинала; во многих случаях моделирование — это единственно возможный путь изучения объектов и процессов.
Сущность, виды и функции моделей
И моделирования
В широком смысле моделирование — многоплановый метод исследования, один из путей познания. Оно предполагает исследование реально существующих предметов, явлений, социальных процессов, органических и неорганических систем. А это значит, что сферы применения моделирования, по существу, неограничены. Им охватываются все процессы. Но это вовсе не означает, что моделирование является единственным и исчерпывающим методом познания, хотя моделирование присуще всякому познавательному процессу.
Моделирование — это специфическое многофункциональное исследование. Его главная задача — воспроизвести на основании сходства с существующим объектом другой, заменяющий его объект (модель). Модель — это аналог оригинала. Она должна иметь сходство с оригиналом, но не повторять его, так как при этом само моделирование теряет смысл. Недопустимо и произвольное моделирование; в этом случае оно не дает должного представления об оригинале модели и также не выполняет своей функции.
Общество не может разумно развиваться, не анализируя себя, различные стороны своей деятельности, не контролируя себя, не заглядывая вперед. Но для того чтобы этот анализ был эффективным, он должен опираться на точные, объективные данные, т. е. необходима информационная база, социальная информация. Совокупность проблем, поддающаяся количественному анализу, может быть формализована, выражена языком цифр и обработана на ЭВМ с помощью математического моделирования. Но далеко не все процессы общества поддаются количественному измерению и контролю. Социальные отношения отличаются исключительной сложностью, в них взаимодействуют самые различные факторы, взаимовлияние которых друг на друга неоднозначно, вариативно; причинно-следственные связи, их интенсивность и характер подвижны и неопределенны.
К тому же следует учитывать, что все социальные процессы осуществляются людьми, а поступки, мысли, чувства людей не могут иметь числового отображения. Отсюда — объективно необходимыми становятся различные методы анализа качественного содержания процессов в социальной сфере.
А значит, необходимы и самые различные модели, функциями которых являются:
углубление познания действующих систем, объектов; определение основных параметров, путей дальнейшего их совершенствования;
проведение сравнительного анализа оригинала и модели, выявление качественных характеристик.
Моделирование выполняет и важные эвристические функции: выявляет негативные тенденции, определяет позитивные пути решения проблем, предлагает альтернативные варианты. Моделирование выступает, таким образом, в единстве с прогнозированием, являясь его составной частью.
Условно можно выделить несколько видов (типов) моделей: познавательные, эвристические; модели будущего — прогностические; модели желаемого, заданного состояния. Однако моделирование сложных социальных проблем сочетает в себе все три типа моделей и основные их функции: эвристические, прогностические, прагматические. Многое зависит от цели и способа моделирования, объекта, имеющейся информации, владения методикой, уровня компетентности исследователя.
Цели моделирования.Учитывая остроту и сложность социальных поцессов, моделирование преследует следующие цели.
отобразить состояние проблемы на данный, момент;
выявить наиболее острые «критические» моменты, «узлы» противоречий;
определить тенденции развития и те факторы, влияние которых может скорректировать нежелательное развитие;
активизировать деятельность государственных общественных и иных организаций и лиц в поисках оптимальных вариантов разрешения социальных задач.
Каким требованиям должна отвечать модель.Целесообразно выделить две группы требований.
Во-первых, модель должна:
быть более простой, более удобной;
давать новую информацию об объекте;
способствовать усовершенствованию самого объекта.
Во-вторых, модель должна способствовать:
определению или улучшению характеристик объекта;
рационализации способов построения его;
управлению или познанию объекта.
Следовательно, правомерно при разработке модели говорить об ее подобии объекту-оригиналу, при котором, с одной стороны, соблюдается жесткая целенаправленность, увязка ее параметров с ожидаемыми результатами, а с другой — обеспечивается достаточная «свобода» модели, для того чтобы она была способной к преобразованию в зависимости от конкретных условий и обстоятельств, могла быть альтернативной, иметь в запасе наибольшее число вариантов.
В целом модель должна соответствовать следующим требованиям.
1. Модель должна удовлетворять требованиям полноты, адекватности и эволюционности. Она должна обеспечивать возможность включения достаточно широкого диапазона изменений, добавлений, чтобы было возможно последовательное приближение к модели, удовлетворяющей исследователя по точности воспроизведения социального объекта, явления, процесса.
2. Модель должна быть достаточно абстрактной, чтобы допускать варьирование большим числом переменных, но не настолько абстрактной, чтобы возникали сомнения в надежности и практической полезности полученных на ней результатов.
3. Модель должна удовлетворять условиям, ограничивающим время решения задачи.
4. Модель должна ориентироваться на реализацию с помощью существующих возможностей, т. е. быть осуществимой на данном уровне развития общества.
5. Модель должна обеспечивать получение новой полезной информации о социальном объекте (явлении, процессе) в плане поставленной задачи исследования.
6. Модель должна строиться с использованием установившейся терминологии.
7. Модель должна предусматривать возможность проверки ее истинности, полноты соответствия ее изучаемому социальному объекту, явлению, процессу.
В научной литературе довольно подробно описаны основные принципы процесса разработки моделей сложных объектов и явлений, которые вполне могут быть применимы в социальном моделировании: компромисс между ожидаемой точностью результатов моделирования и сложностью модели, баланс точностей, достаточное разнообразие элементов модели, наглядность модели, блочное представление модели, специализация моделей и др.
Различают модели материальные и идеальные. Модель является одновременно и средством, и объектом исследования, заменяющим оригинал.
Моделирование применяется тогда, когда сам объект исследования (в силу территориальной отдаленности, невозможности одновременного анализа всех его составных частей) не может исследоваться непосредственно.
Оценкамоделей. Параметры оценки моделей могут быть различными. Один из них — прогрессивность модели, означающая, насколько она по целому ряду моментов является лидирующей. Определение качества модели — не такая простая задача, особенно когда речь идет о моделях социальной сферы.
Прогрессивность модели определяется характеристиками свойств модели, применимой в той или иной сфере в зависимости от целей и задач исследователей.
В качестве главных критериев выступают:
• новизна отражения (интуитивное отражение, качественное описание, наглядная имитация, системное воспроизведение);
• распространенность (социальная сфера в целом, отрасль, социальная группа и т. д.) — уровень разработанности (выдвинута идея, построена схема, разработан алгоритм, формализована материализованная система (кибернетическая)).
Уровень творческого решения с помощью модели означает степень выполнения ею гносеологической (познавательной, объяснительной) и эвристической (прогностической, творческой) функций.
Последовательность нарастания этих возможностей, т. е. творческого решения, следующая:
• определение (различение, распознавание), классифицирование известных фактов, предметов, событий, упорядочение их и решение простых задач, усовершенствование простейших модельных представлений;
• реализация гносеологических и эвристических потенций разработанной модели, осуществление научного прогноза качественно новых фактов, событий и их практического использования.
Уровень использования модели характеризуется такими показателями:
• определена цель применения модели;
• углублено знание по тем или иным аспектам применения модели в социальной сфере;
• используется в системе научного знания, в системе подготовки кадров, в учебных заведениях.
Не менее важным является рассмотрение структуры моделей.
В структуру моделей входят три основных компонента: совокупность направлений развития объекта познания; побудительные силы развития; факторы внешних воздействий.
При исследовании важно зафиксировать степень реализованного воздействия всех основных компонентов на предыдущем этапе познания объекта, что может быть осуществлено при ретроспективном анализе. Подобный подход в значительной мере предопределяет предвидение развития исследуемого объекта, базирующееся на опыте прошлого, сравнении с ним, опирающееся на Репрезентативные массивы информации.
Вопросы и задания для самопроверки
1. Обозначьте основные параметры эффективности социального моделирования.
2. В чем состоит сущность опытно-экспериментального прогнозирования и трех его этапов — прогностического моделирования; опытно-экспериментального моделирования; прогностических рекомендаций?
3. В чем состоят основные функции и цели моделирования?
Литература
Глушков В. М., Иванов В. В., Яненко В. М. Моделирование развивающихся систем. — М., 1983.
Капица С. П., Курдюмов С. П., Малинецкий Г. Г. Синергетика и прогноз будущего. — М., 1997.
Райцин В. Я. Модели планирования уровня жизни. — М., 1978.
Саати Т. Л. Математические модели конфликтных ситуаций. — М 1977.
Социальное прогнозирование и моделирование / Под ред. В.М.Саф-роновой. — М., 1995.
Вопрос 16: Виды и функции моделей и моделирования
Моделирование — это специфическое многофункциональное исследование.
Задача моделирования — воспроизвести на основании сходства с существующим объектом другой, заменяющий его объект (модель).
Модель — это аналог оригинала, но не повторяющий его.
Необходимы и самые различные модели, функциями которых являются:
углубление познания действующих систем, объектов;
определение основных параметров, путей дальнейшего их совершенствования;
проведение сравнительного анализа оригинала и модели, выявление качественных характеристик.
Моделирование выполняет и важные эвристические функции:
выявляет негативные тенденции;
определяет позитивные пути решения проблем, предлагает альтернативные варианты.
Моделирование выступает, таким образом, в единстве с прогнозированием, являясь его составной частью.
Условно выделяют такие виды (типы) моделей:
модели будущего — прогностические;
модели желаемого, заданного состояния.
Однако моделирование сложных социальных проблем сочетает в себе все три типа моделей и основные их функции: эвристические, прогностические, прагматические.
Отобразить состояние проблемы на данный, момент;
выявить наиболее острые «критические» моменты, «узлы» противоречий;
Определить тенденции развития и те факторы, влияние которых может скорректировать нежелательное развитие;
активизировать деятельность государственных общественных и иных организаций и лиц в поисках оптимальных вариантов разрешения социальных задач.
Во-первых, модель должна:
быть более простой, более удобной;
давать новую информацию об объекте;
способствовать усовершенствованию самого объекта.
Во-вторых, модель должна способствовать:
определению или улучшению характеристик объекта;
рационализации способов построения его;
управлению или познанию объекта.
Вопрос 17: Модели экологической безопасности
Исследование социально-экологических систем относится к задачам, которые характеризуются большим числом параметров и значений.
Основой экологической модели служит комплексное решение социальных, экономических и экологических проблем, возникающих во взаимодействии общества и природы, в глобальном, национальном, региональном и локальном масштабах.
Выделяется ряд территорий, которые попадают в разряд зон социально-экологического бедствия. К ним относятся зоны экологического бедствия, где до предела обострилась социальная ситуация и население находится на грани выживания.
Признаками зоны экологического бедствия являются:
опасное загрязнение окружающей среды, приносящее непоправимый вред здоровью;
рост смертности от заболеваний, спровоцированных экологической ситуацией;
низкий социальный статус и качество жизни.
Среди прогностических моделей экологической безопасности в регионах риска важны те, которые сориентированы на инновационную политику, комплексное решение проблем, разработку системы мер по предупреждению чрезвычайных ситуаций, минимизацию и ликвидацию уже существующих.
Совокупность общественных и природных явлений, определяемых объективными и субъективными условиями жизнедеятельности людей на определенной территории, представляет собой социоэкологическую региональную структуру. Исследование факторов, которые оказывают влияние на ее формирование, позволяет объединить их в две подгруппы:
Объективные факторы, характеризующие состояние окружающей природной среды (загрязнение воздуха, земли, воды вредными и опасными для здоровья человека веществами);
Субъективные и объективные факторы, обеспечивающие качество жизни, социальные условия проживания населения.
Проведенные исследования показывают, что формальное или бесконтрольное решение проблем может стать препятствием на пути реализации адаптационных процессов.
В роли социокритической массы в зонах экологического бедствия могут выступать:
переселенцы, недовольные невыплатой пособий;
другие незащищенные группы социальной общности, например пенсионеры и бюджетники, получающие низкую зарплату;
Возможны модели экологической безопасности:
Федеральное финансирование сокращается, решение проблем ложится на органы местного самоуправления, которые не в состоянии их решить, так как являются в большей части дотационными.
Государством осуществляется социальная защита экологически пострадавших регионов, контролируется выполнение действующих законов, специальных программ.
Происходит объединение дифференцированных моделей, осуществление социальной защиты населения и сохранение окружающей среды на федеральном, региональном, общественном и личном уровне.
Управленческие структуры должны делать ставку на качественно новые формы работы в регионах, неблагополучных в экологическом и социальном отношении, приоритетным направлением становится деятельность государства по социальной защите пострадавших.