Mô phỏng là gì? Mô phỏng được ứng dụng trong thực tiễn như thế nào?

1. Khái quát về mô phỏng là gì?

1.1. Khái niệm mô phỏng là gì?

Mô phỏng có tên tiếng Anh là Simulation, theo từ điển thì chúng ta có thể dịch nghĩa chính xác của từ mô phỏng thì từ này có nhiều cách hiểu với những ý nghĩa tương tự nhau như là giả cách, làm ra vẻ như cái gì đó, làm hành động như, bắt chước giống với sự vật sự việc nào đó, giả bộ như… Đó là cách làm giả những điều kiện của các tình huống thông qua một mô hình với những mục đích huấn luyện hoặc là sự tiện lợi.

Chiếu theo ý nghĩa của từ mô phỏng về mặt kỹ thuật thì từ mô phỏng hàm chứa sự việc đó với sự áp dụng một mô hình nào đó vào hành động cụ thể để có thể tạo ra được kết quả theo ý muốn của người áp dụng.

Từ những phân tích trên đây, chúng ta có thể đúc kết được khái niệm mô phỏng như sau:Mô phỏng chính là sự bắt chước một quá trình hay một hệ thống thực thể theo thời gian.

Như thế, “mô phỏng” là cụm từ được con người sử dụng để mô tả cũng như là phân tích những hành vi mang tính chất cụ thể của một hệ thống thực, nhằm hỗ trợ cho việc thiết kế các hệ thống sự vật sự việc đạt hiệu quả cao.

1.2. Mục đích của phương pháp mô phỏng là gì?

Dựa vào những phân tích trên đây về mô phỏng thì chúng ta có thể rút ra được mô phỏng là gì, đồng thời có thể thấy được mục đích của mô phỏng:

• Mô phỏng giúp cho người nhìn có được cái nhìn sâu sắc nhất về những hoạt động của một hệ thống. Thực tế cho thấy, hệ thống chính là một sự vật mang tính chất thực sự phức tạp và con người khó có thể hiểu được hết những hoạt động cũng như là sự tương tác trong hệ thống đó mà không có một mô hình mô phỏng nào phù hợp. Khi mà các hệ thống mô phỏng này không thể ngừng để mà phục vụ cho quá trình nghiên cứu hoặc là thực hiện tiến hành việc kiểm tra tất cả những thành phần riêng biệt của một hệ thống trong chính sự cô lập của sự việc đó.
• Các bạn có thể dễ dàng thay đổi về các nguyên tắc điều hành hoặc cũng có thể là các tài nguyên để có thể dễ dàng hơn trong việc cải thiện được hiệu năng vốn có của một hệ thống. Khi con người tạo ra được một hệ thống hiện có những hoạt động chưa tốt đối với sự việc, Vì thế, chúng ta có thể thay đổi các nguyên tắc điều hành hoặc là tài nguyên.
• Kiểm tra dễ dàng những khái niệm mang tính chất mới mẻ hoặc là những hệ thống trước khi thực thi. Nếu như một hệ thống thực chưa có hoặc là con người đang cần xem xét về hệ thống mới nào đó. Hoặc cũng có thể là những chi phí được sử dụng trong quá trình xây dựng để tạo nên các mô hình của một hệ thống mới, mô hình này có thể rất nhỏ so với vốn đầu tư bỏ ra để tham gia vào việc lắp đặt bất cứ quá trình sản xuất nào. Bên cạnh đó, việc con người sử dụng một mô hình mô phỏng có thể giúp cho việc điều chỉnh các thiết bị được lựa chọn trước khi đưa các thiết bị đó vào hoạt động.
• Giúp con người có được những thông tin thiết thực mà không gây ảnh hưởng tới hệ thống thực tế.

1.3. Mô hình mô phỏng là gì?

Mô hình mô phỏng là tập hợp những hoạt động nhằm phục vụ cho quá trình mô phỏng một sự vật sự việc nào đó. Mô hình mô phỏng có thể được tiến hình thực hiện bởi những gói phần mềm cụ thể như là Arena, Auto Mod, Simscript hoặc là SimPark.

Đó chính là những thành phần cơ bản trong mô hình mô phỏng, đó cũng chính là danh sách liệt kê ra các sự kiện mô phỏng và thống kê đo lường các kết quả. Đối với các thành phần cơ bản trong mô hình mô phỏng xem xét về một số các hệ thống rất đơn giản thì chúng ta có thể xem xét các hệ thống đơn giản như mô hình dịch vụ khách hàng chỉ có một người phục vụ, một cửa hàng chỉ có một người bán hàng, một salon tóc chỉ có một thợ cắt tóc, một nhà máy chỉ có một máy điều khiển, một khu vực chỉ có một cây ATM…

1.4. Các thành phần cơ bản trong mô hình mô phỏng

Đối với mỗi hệ thống đơn giản thì sẽ bao gồm có ba phần chính đó là: Thực thể, hàng đợi và tài nguyên.

• Thực thể: Thực thể ở đây chính là thành phần đầu tiên được nhắc tới, thực thể được hiểu đó là một sự vật hay sự việc nào đó có khả năng làm thay đổi tất cả các trạng thái của một hệ thống. Hệ thống này bao gồm: Kích cỡ của loạt thực thể, đó là số lượng các thực thể trong hệ thống cùng một thời gian nhất định được gọi là kích cỡ loạt; khoảng thời gian giữa những thực thể đến, loại thực thể này không có vấn đề gì khi mà loạt kích cỡ thường là một hoặc là nhiều hơn; thuộc tính của thực thể, đó là những biến có giá trị duy nhất đối với mỗi thực thể trong hệ thống.
• Hàng đợi: Chúng ta sẽ hiểu hàng đợi như sau: Đó là những thực thể thường sẽ chờ đợi trong một hàng đợi cho tới khi đến lượt thực thể đó được đưa vào xử lý.
• Tài nguyên: Những tài nguyên được sử dụng trong mô phỏng chính là những thực thể đại diện cho quá trình mô phỏng sự vật sự việc. Ví dụ như là những cây ATM, những người thợ cắt tóc, những máy điều khiển…

2. Vai trò của phương pháp mô phỏng trong nghiên cứu khoa học

Để có thể chỉ rõ ra được vai trò của phương pháp mô phỏng trong nghiên cứu khoa học, trong quá trình giảng dạy thì trước tiên chúng ta cần phải tìm hiểu và nghiên cứu về những thông tin cơ bản về mô phỏng trong nghiên cứu khoa học và giảng dạy.

Trước tiên, mô phỏng trong nghiên cứu khoa học: Với sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ thông tin hiện nay thì chúng ta có thể xây dựng được mô hình phức tạp với tốc độ xử lý nhanh nhằm đáp ứng tất cả những nhu cầu nghiên cứu khoa học.

Tiếp theo, mô phỏng trong giảng dạy, mô hình này là sự kết hợp giữa các mô hình mô phỏng trong nghiên cứu khoa học và xử lý về mặt sư phạm và tổ chức các hoạt động dạy học, từ đó giúp các mô hình mô phỏng trong giảng dạy dễ dàng tạo ra được những chế độ tương tác nhằm nâng cao khả năng lĩnh hội và tiếp thu của người học.

3. Ưu và nhược điểm của mô phỏng là gì?

3.1. Ưu điểm của mô phỏng

Mô phỏng trong bất cứ trường hợp nào cũng sẽ mang tới khả năng nghiên cứu về những hệ thống mang tính chất phức tạp, với những yếu tố ngẫu nhiên của sự vật hiện tượng. Đồng thời, nhờ mô phỏng có thể góp phần đánh giá những đặc tính của một hệ thống làm việc trong những điều kiện mang tính chất dự kiến hoặc là ngay cả khi các hệ thống còn đang trong giai đoạn thiết kế, khảo sát, hệ thống chưa tồn tại.

Bên cạnh đó, mô phỏng còn giúp cho con người hiểu được quá trình vận hành của hệ thống và xác định được những điểm thắt nút của hệ thống. Đồng thời, phương pháp mô phỏng giúp cho các bạn có thể dễ dàng so sánh và đánh giá được những phương án khác nhau của hệ thống đó. Thông quá đó, con người cũng có thể thực hiện việc nghiên cứu ra những giải pháp mới để điều khiển hệ thống.

3.2. Nhược điểm của mô phỏng

Bên cạnh những ưu điểm mà chúng ta đã liệt kê trên đây thì mô phỏng cũng có những nhược điểm chúng ta cần chú ý: Phương pháp mô phỏng đòi hỏi công cụ mô phỏng phải có giá trị cao, đắt tiền.Ví dụ như máy tính hay các phần mềm chuyên dụng. Cùng với đó, sự thành lập các mô hình mô phỏng đòi hỏi có sự huấn luyện đặc biệt bởi vì đó cũng là một trong những vấn đề về nghệ thuật cũng như là khoa học.

Khi chúng ta sử dụng các phương pháp mô phỏng sẽ thường sản sinh ra những khối lượng lớn khác nhau đối với những dữ liệu có tính chất thống kê về xác suất. Bởi lẽ đó mà phương pháp này đòi hỏi cả những công cụ mô phỏng cần có sự thống kê thì mới có thể xử lý được kết quả mô phỏng. Bên cạnh đó, phương pháp mô phỏng còn có thể gây mất thời gian cũng như là chi phí, phương pháp này tuy không phải là công cụ tối ưu có hiệu quả nhưng lại có thể mang đến hiệu quả trong việc so sánh những mô hình thay đổi để lựa chọn.

4. So sánh mô hình mô phỏng và mô hình giải tích

Mô hình mô phỏng:

• Lời giải đó chính là số lời giải số trong từng bước, là những đánh giá.
• Mô hình mô phỏng giải được mà không cần nhiều những giả thiết để có thể đơn giản hóa các mô hình.
• Lời giải của mô hình mô phỏng mang tính đánh giá và sẽ đánh giá chính xác nếu như các bước tính tăng lên đủ lớn.
• Phạm vi ứng dụng hệ tuyến tính, phi tuyến và ngẫu nhiên.

Mô hình giải tích:

• Lời giải là lời giải mang tính tổng quát và tường minh.
• Mô hình giải tích khi phải chấp nhận những giải thiết đơn giản hóa các mô hình.
• Lời giải xác định, chỉ khi tính toán bằng những công thức mà có thể tính toán được.
• Phạm vi ứng dụng các hệ thống tuyến tính và tất đinh.

Với những thông tin mà chúng tôi đã trình bày trên đây thì hi vọng các bạn đã hiểu rõ hơn về mô phỏng là gì và những vấn đề liên quan đến mô phỏng. Để có thể cập nhật nhiều thông tin thú vị hơn nữa thì các bạn đừng quên thường xuyên truy cập để đón đọc những bài viết hay, th