نماذج المحاكاة Simulation Models

ما هي نماذج المحاكاة؟

نماذج المحاكاة (Simulation Models): تُسمى أيضاً “نمذجة المحاكاة” (Simulation Modeling)، وتشير إلى العملية التي يجري بموجبها إنشاء نموذج أولي رقمي لنموذج مادي وتحليله بهدف التنبؤ بأدائه على أرض الواقع.

يمكن تطوير نماذج المحاكاة لأي نظام معقد، علماً أنه في حال كانت تتعلق ببيانات اقتصادية أو بيانات تتصل بالأعمال، يمكن إعدادها على نحو يغطي شركة أو نظام اقتصادي بكامله، وتُدعى نماذج المحاكاة التي تُطوَّر للشركات اسم “نماذج التخطيط المالي” (Financial Planning Models).

أهمية نماذج المحاكاة

تحل نماذج المحاكاة المشاكل واقعياً بفعالية وأمان، إذ توفر بيئة اختبار خالية من المخاطر، وتمكّن تدارس السيناريوهات الافتراضية، وتوفر الوقت والجهد؛ نظراً إلى أن إجراء التجارب الافتراضية يستغرق وقتاً وتكلفة أقل من الوقت والتكلفة اللذين سيلزمان في حال إجرائها بأصول حقيقية، كما يمكن تمثيلها مرئياً، مع تمتعها بالدقة، وإمكانية رصدها نظام ما لمدة من الزمن وعلى أي مستوى.

يمكن استخدام نماذج المحاكاة؛ على سبيل المثال، في تحديد العدد الأمثل للموظفين اللازمين لتقديم خدمة ذات جودة محددة مسبقاً للعملاء في بنك أو شركة، أو التحقق من إمكانية الاستفادة من مساحة التخزين في المستودع في أي وقت كان.

تساعد نماذج المحاكاة على دراسة سلوك الأشياء أو الأنظمة والتنبؤ بالتغييرات التي تطرأ عليها في ظل ظروف معينة لا يمكن تطبيقها بسهولة أو أمان على أرض الواقع.

مقالات قد تهمك:

طريقة عمل نماذج المحاكاة

تنفَّذ المحاكاة من خلال إعداد وصف رياضي أو نموذج يكرر علاقات وظيفية داخل النظام الحقيقي، وتنشأ منها ديناميكيات رياضية تساعد النظام الجديد على محاكاة اتجاه النظام الحقيقي.

مثال على نماذج المحاكاة

على سبيل المثال؛ تم العمل على محاكاة حادثة غرق سفينة التايتنك من خلال تضمين المتغيرات المرتبطة بالحادثة كحجم الجبل الجليدي الذي اصطدمت به السفينة وقوة الاصطدام. 

طرق المحاكاة

توجد أربع طرق لإجراء المحاكاة وهي:

  • المحاكاة على أساس المعادلات (Equation-Based Simulations): تطبَّق في العلوم التي توجد لديها نظريات معتمدة يمكن أن تحكم عملية إنشاء نموذج المحاكاة والتي تتضمن نوعين؛ الأول يكون على أساس الجسيمات كما في محاكاة تكوين المجرات؛ حيث توجد مجموعة أجسام منفصلة في الزمان والمكان، أما النوع الثاني فيكون قائماً على المجال بسبب وجود مجموعة من المعادلات التي تحكم التطور الزمني لوسط أو مجال مستمر.
  • عمليات المحاكاة القائمة على الوكيل (Agent-Based Simulations): والتي تحاكي سلوك الأفراد ولكن دون وجود نظرية أساسية تحكم عملية إنشاء نموذج المحاكاة. على سبيل المثال؛ المحاكاة المطبقة في العلوم الاجتماعية وعلوم الأوبئة.
  • المحاكاة متعددة النطاقات (Multiscale Simulations): تعتمد على نماذج محاكاة هجينة مثل الديناميكيات الجزيئية أو ميكانيكا الكم.
  • محاكاة مونت كارلو (Monte Carlo Simulations): وهي تقنيات رياضية تمكّن من اتخاذ القرار في الظروف غير المؤكدة، وتقييم آثار المخاطر في مختلف المجالات؛ بما في ذلك إدارة المشاريع، وأسعار الأسهم، وتقدير المبيعات، والذكاء الاصطناعي، والاقتصاد، وسلسلة التوريد، وحتى العلوم الاجتماعية. وتنطوي على التنبؤ بمجموعة من النتائج بالاستناد إلى نطاق تقديري من القيم المتغيرة مقابل مجموعة من قيم المدخلات الثابتة.

اقرأ أيضاً: