1.1. 시뮬레이션의 개요

시뮬레이션 - 우리가 관찰하고자 하는 실제 시스템에서 실제 시스템의 성질을 나타내는 모델을 만들고 그 모델로 실험하는 것.

- 실제 시스템의 행위(behavior) 예측, 평가,  정확한 분석, 훈련에 응용

예) 한 기업가가 회사의 상품 수요가 늘어나서 자신의 공장을 확장하려 할 때 공장을 확장하고 나서 더 많이 생산된 상품과 그 이익 덕분에 가설비용 및 인 건비를 충당하고도 잘 유지될지, 또는 반대로 상품 매출은 많아졌지만 투자비용이 너무 많아서 이익이 기대만큼 증가하지 않고 오히려 손해를 보게 될지 걱정됨. 이런 경우 시뮬레이션 모델을 작성하고 그것을 컴퓨터를 사용하여 실험, 즉 시뮬레이션하고 그 결과에 따라 공장을 확장할 것인지 아닌지를 결정하게 된다면, 위험을 미리 방지할 수 있고 의사결정에 매우 유용할 것.
-> 우리 주변에서 크고 작은 일들을 분석하거나 예측하려 할 때 자주 사용되는 기법.
날씨를 예측, 경제 시스템을 연구, 비행기 조종 전에 비행기 시뮬레이터에서 미리 훈련, 각종 교육자료나 설명자료를 효과적으로 만드는 데 활용, 성형수술 후 모습을 예측, 새로운 컴퓨터 네트워크 시스템을 구성한 후 성능평가, 과학분야 실험에도 사용.

* 중요한 것은 실제의 시스템(실시스템)을 그대로 표현하는 모델 작성.

* 모델링과 시뮬레이션의 세 가지 기본요소
1. 실시스템 : 우리가 관찰하고자 하는 대상. 실제 시스템
2. 모델 : 실시스템을 모방한 것
3. 시뮬레이터 : 주로 컴퓨터를 사용하여 모델을 실험하고 결과를 출력하는 기계
• 모델링: 실시스템의 형태를 모방한 모델을 만드는 과정
• 시뮬레이션 : 실시스템에서 실시스템의 성질을 나타내는 모델을 만들고 그 모델로 실험 하는 것(모의실험)


1) 해석적 방법
수학적 공식으로 표현되어 그것을 해법에 따라 풀어 나가면 바로 해가 구해지는 경우. 가장 정확한 방법. 주로 미분방정식이 나 대수학적 공식으로 표현.
대표적인 예-  경영과학 (operations research).
경영과학에서는 우리 주변의 여러 가지 문제에 대한 모델을 수학공식으로 구성하여 해결. 수학공식이 있더라도 계산하기 어려운 경우 시뮬레이션을 사용.


2) 실험적 방법
실시스템의 구성요소가 복잡하거나 정확히 분석되지 않아 해석적 방법으로 공식을 유도하기 곤란한 경우에 사용.
실험 모델을 구성하여 실험적인 기법으로 시뮬레이션함.대부분의 경우 우리 주변에 있는 실시스템들은 수학적인 식으로 정의하기에는 너무 복잡하여 실험적 방법인 시뮬레이션을 사용하여 문제를 해결.