ايجابيات وسلبيات النمذجة

يعرض لكم موقع إقرأ أقوى ايجابيات وسلبيات النمذجة ، و فوائد النمذجة ، و أنواع التعلم بالنمذجة ، و حدود النمذجة ، و البرامج المستخدمة في النمذجة والمحاكاة ، و النمذجة والمحاكاة باستخدام الحاسوب ، و ما هي انواع النمذجة؟ ، و من الامثلة على المحاكاة؟ ، و ما الغاية من النمذجة؟ ، و هل النمذجة محاكاة للواقع؟ ، بحث العلماء عن وسيلة تساعدهم في معرفة نتائج مختلف التجارب العلمية التي يقومون بها قبل تنفيذها على أرض الواقع تجنبًا للوقوع بمشاكل ومواقفٍ هم في غنىً عنها، فظهر ما يدعى بمصطلح النمذجة والمحاكاة القائمة على إيجاد نماذج افتراضية لمختلف الأنظمة وإجراء التجارب والعمليات عليها، ومراقبة النتائج؛ فإن كانت وفق المتوقع والمرغوب طبقت على الأنظمة الحقيقية وإن لم تكن كذلك أجريت عليه بعض التعديلات.

ايجابيات وسلبيات النمذجة

يوجد الكثير من ايجابيات وسلبيات النمذجة لتتم عملية تحليل المحاكاة منها :

ايجابيات النمذجة :

يمكنك أن تقوم بتطوير النموذج الفعلي دون إجراء أي تغييرات عليه فقط تقوم بالتعديل على النموذج بكافة التجارب التي تفضل أن تقوم بها وتقوم بتطبيق أفضل حل وجدته فقط على النموذج الفعلي.
يمكنك أن تحدد القيود التي يعمل بها النموذج الفعلي وتجربتها على النموذج المقام ويمكنك أن ترى مدى تأثيرها على العمل.ايجابيات وسلبيات النمذجة
يعتبر النموذج عندما تراه كاملا أمامك سهل الفهم حيث ترى بعينيك كيف يعمل في الحقيقة بمنظور أعلى.
يسهل عليك تحديد المشكلات التي يمكنك أن تجدها في النموذج الفعلي وإيجاد حلول وتقوم بتجربتها أيضا دون إحلال أي ضرر بالنموذج الفعلي قد يسبب في مشاكل أكبر.ايجابيات وسلبيات النمذجة
يسهل عليك الاختبار وإقامة التجارب والتحقق من المخرجات وكيف تتأثر إذا قمت ببعض التغييرات على النموذج.

سلبيات النمذجة :

تستغرق عملية النمذجة والمحاكاة وقتا طويلا في حالة إنشاء نموذج جديد من البداية فسوف نحتاج إلى عقول صافية وقوة بشرية ووقت طويل للعمل.ايجابيات وسلبيات النمذجة
الاحتياج إلى خبراء لترجمة النتائج التي سوف نحصل عليها بعد تجربة النموذج فالموضوع صعب جدا.
إنشاء التجارب وتغيير الأرقام كثيرا للحصول على أفضل النتائج أمر مكلف جدا يحتاج الكثير من المال ويمكن في النهاية عدم الوصول إلى حلول مفيدة.
يتطلب إنشاء النموذج الكثير من الخبرة والتدريب في المجال الذي يتم به التصميم حيث لا يمكن أن يقوم مبتدئ في المجال أن يصمم نموذج يحاكي الواقع ويخلوا من الأخطاء.
يصعب الوصول إلى الرقم الذي يتم به البدء في عمل النموذج فيحتاج المزيد من الخبرة لسرعة التنبؤ بالأرقام والنتائج التي سوف يصل إليها أيضا.

قد يهمك :

فوائد النمذجة

لا تزال النمذجة الأبعاد هي أكثر تقنيات نمذجة البيانات شيوعًا لتصميم مستودعات بيانات المؤسسة بسبب الفوائد التي تنتجها ، وتشمل هذه :

مرن للتغيير يجعل إطار عمل النمذجة الأبعاد عملية تخزين البيانات قابلة للتوسيع. يمكن تعديل التصميم بسهولة لدمج متطلبات العمل الجديدة أو إجراء تعديلات على المستودع المركزي. يمكن إضافة كيانات جديدة إلى النموذج أو يمكن تغيير تخطيط الكيانات الحالية لتعكس عمليات الأعمال المعدلة.
استرجاع أسرع للبيانات تدمج نمذجة البيانات ذات الأبعاد الجداول في النموذج نفسه ، مما يمكّن المستخدمين من استرداد البيانات بشكل أسرع من مصادر البيانات المختلفة عن طريق تشغيل استعلامات الصلة.
تم تحسين المخطط غير المنسق لمستودع بيانات نموذج الأبعاد ، بدلاً من المخطط العادي في مخطط ندفة الثلج ، لتشغيل الاستعلامات المخصصة ونتيجة لذلك ، فإنه يكمل إلى حد كبير أهداف ذكاء الأعمال للمؤسسة (BI).
فهم أفضل لعمليات الأعمال تستند مبادئ النمذجة الأبعاد إلى جداول الحقائق والأبعاد سنغطي الحقائق والأبعاد في الأقسام اللاحقة يقدم هذا التصنيف للبيانات إلى حقائق وأبعاد ، وبنية علاقة الكيان لنموذج الأبعاد عمليات تجارية معقدة بطريقة سهلة الفهم للمحللين.

أنواع التعلم بالنمذجة

يمكن تقسيم التعلم بالنمذجة إلى ثلاثة أنواع، وتشمل هذه الأنواع الآتي :

التعلم الرمزي : في هذا النوع من أنواع التعلم بالنمذجة، يتم الاعتماد على أي مصدر يمكن التعلم من خلاله، ويكون قادرًا على إنتاج سلوك قابل للمحاكاة، من قبل أشخاصٍ خياليين أو حقيقيين، مثل مصادر الإنترنت، وألعاب الفيديو، والأفلام، والقصص، والكتب، والمنهج التعليمي.
التعلم بالنموذج اللفظي : يعتبر هذا النوع من أنواع التعلم بالنمذجة الأنسب للتطبيق في حالة ضيق الوقت، ويتم فيه وصف السلوك وشرحه وتوضيحه، دون تطبيقٍ له على أرض الواقع من قبل النموذج الحي/الحسي.
التعلم بالنموذج الحي/الحسي : في هذا النوع من التعلم بالنمذجة، يتعرض المُتعلم لمثيرات تعلم صادرة من نموذج حي يطلع عليه بشكل شخصي، مما يؤدي لتكوين خبرات حسية عند المُتعلم، يتعلم بناءً عليها مهارة معينة، أو يكتسب خبرة محددة.

حدود النمذجة

نماذج حدود النمذجة ، الحدود الإبستمولوجية :

النمذجة والواقع : يمثل إعادة النظر في مفهوم الواقع أحد السمات الأساسية المميزة للممارسة العلمية المعاصرة في ارتباطها بالنمذجة. تتجلى إعادة النظر هذه في التخلي عن التحديد الوضعي للواقع .يقوم التصور الوضعي للواقع على أساس أن الواقع يقوم على التعقيد.
إن فك هذا التعقيد الذي يسم الواقع يستوجب تفسيره. يتمثل التفسير في البحث عن العلاقات الضرورية التي تحكم علاقة الظواهر الطبيعية على أساس مبدأ الحتمية. الكشف عن هذه العلاقات الضرورية هو الذي يسمح بصياغة قوانين علمية تمكن من تفسير الظواهر والتوقع.
غير إن اكتشاف عالم الذرة وما صاحبه من يقين ومن تعذر أي توقع صارم باعتبار أن الظواهر الميكروفيزيائية لا تخضع لحتمية صارمة وهو ما يجعل من المعرفة الموضوعية بهذه الظواهر غير ممكن. لقد أحدث هذا العجز عن إثبات التوقع الصارم أزمة داخل العلم، ذلك أن العجز عن التوقع الصارم ضرب في الصميم المسلمات التي قام عليها العلم الحديث وخاصة تلك المتعلقة بمبدأ الحتمية وهو الحدث الذي يعف داخل تاريخ العلم بأزمة الفيزياء.
النمذجة والحقيقة : إن التحول في تحديد دلالة الواقع سواء تحت تأثير أزمة الأسس في الهندسة ،أو احراجات اكتشاف عالم الذرة وما صاحبه من تخلخل اليقين في الحتمية،أو ظهور علوم جديدة لا يمكن أن تخضع لفاعلية الاستكشاف ومطلب التفسير كلها عوامل أدت بالمحصلة إلى إعادة النظر في مفهوم الحقيقة ذاته.
لقد أدى هذا التحول إلى التخلي عن النظر إلى العلم بما هو إنتاج لحقائق كلية وموضوعية تفسر الواقع كما هو ، إلى اعتبار الممارسة العلمية اختراع نماذج لوضعيات أو أحداث أو ظواهر مرتبطة بسياقات و اختيارات،وهو ما يعني أن الممارسة العلمية مع النمذجة قد قطعت مع النظر للعلم باعتباره ممارسة نظرية صرفة ، لترتبط الممارسة العلمية مع النمذجة بشكل واضح وصريح بالبعد العملي.
إن هذا الاقتران بين النمذجة والبعد العملي ينبني على أساس مفارقة غريبة إذ بقد ما نجحت النمذجة في التحرر من الواقع زادت قدرتها على التأثير والفعل في هذا الواقع.

الحدود الفلسفية :

ليست النمذجة ممارسة أو طريقة علمية حسب بولو وإنما هي طريقة في استعمال العلم،وخاصة علوم الإعلامية الذي يستخدم وسيطا و أساس الانتقال من حقل العلم إلى مجال المجتمع .
إن النمذجة وفق هذه الرؤية ليست السمة المميزة للعلم بقدر ما هي أداة في يد النظام الرأسمالي يستعملها لبسط نفوذه وهيمنته.فالنمذجة بماهي ممارسة في جوهرها سعي عملي لحل مشاكل محددة يحصرها في يد الخبراء والمهندسين المرتبطين بالنظام الرأسمالي بغاية الفعل والتحكم.
ان هذا الربط بين النمذجة والهيمنة والتحكم هو الذي جعل من العلم يسير في مسار يتقابل إلى حد بعيد مع مصالح الإنسانية وقيمها ومثلها العليا ليكون العلم في خدمة الشركات العظمى سواء تعلق الأمر بإنتاج الأسلحة أو احتكار الأدوية أو التلاعب الجينات.
لعله أمام هذه المخاطر لا بد للعلماء كما لرجال السياسة والمفكرين أن يعيدوا النظر في حقيقة الممارسة العلمية والغايات المرتبطة بها لتجنيب الإنسانية مخاطر الفناء المحدق.

البرامج المستخدمة في النمذجة والمحاكاة

من خلال النمذجة والمحاكاة يمكن إنشاء نماذجٍ لأنظمة الطقس ومحاكاة سلوكها بناءً على البيانات المتوفرة لتقديم معلوماتٍ تتنبأ بالحالة الجوية، فعلى سبيل المثال صُمم نموذج التنبؤ بالأعاصير للتنبؤ بمسار العواصف وشدتها.
يمكن من خلال المحاكاة توقع التأثيرات التي تتركها الظواهر المناخية المختلفة كالأعاصير أو الزلازل والعواصف الشديدة على البنى التحتية للوصول إلى تصاميمٍ أكثر قدرةً على المقاومة.
تصميم برنامج قادر على إنشاء نموذجٍ لوضعٍ اجتماعيٍّ معينٍ وإجراء محاكاةٍ تتيح مراقبة سلوك الأفراد فور تشغيل البرنامج، حيث يمكن من خلال المحاكاة الاجتماعية التنبؤ ببياناتٍ تتعلق بطريقة حدوث الأمور في بيئات العالم الواقعي مثلًا طريقة تطور قواعد السلوك الاجتماعي.
من خلال المحاكاة يمكن التنبؤ بطريقة تأثير التغييرات المادية للنظام على أدائه نفسه، فعلى سبيل المثال اكتشفت وكالة الفضاء الأمريكية ناسا تأثير علم ديناميكا الهواء في الطائرات بدون طيار باستخدام نماذجٍ منطقيةٍ تحاكي ضغوط الهواء والتيارات المتشكلة حول المحركات مما ساعد في الوصول إلى تصاميمٍ تقلل من التأثر بالعوامل الجوية والمحافظة على استقرار الطائرة أثناء الطيران.
يمكن استخدام النمذجة والمحاكاة في التطبيقات العسكرية والتدريب والدعم وتصميم أنصاف النواقل وفي مجال الاتصالات وتصاميم الهندسة المدنية إضافةً لنماذج الأعمال والمشاريع الإلكترونية.
تستخدم النمذجة والمحاكاة لدراسة التركيب الداخلي للأنظمة المعقدة تمامًا كالنظام البيولوجي إضافةً لاستخدامها في تحسين تصميم الأنظمة واختبار الجديد منها.

النمذجة والمحاكاة باستخدام الحاسوب

المحاكاة بالحاسوب أو تشغيل النموذج على الحاسوب، هو برنامج حاسوبي أو شبكة من أجهزة الكمبيوتر، تحاول عمل محاكاة نموذج مجردة من النظام المعين (أي محاكاة نظرية بالحاسوب).
محاكيات الحاسوب أصبحت جزءا أساسيا ومفيدا للنمذجة الرياضية للعديد من الأنظمة الطبيعية في الفيزياء (فيزياء الحسابية)، والفيزياء الفلكية والكيمياء والبيولوجيا، والنظم البشرية في الاقتصاد وعلم النفس والعلوم الاجتماعية والدراسات في عملية هندسة التكنولوجيا الجديدة، تدخل في العديد من الصناعات وتوفر العديد من التجارب التي تحتاج إلى وقت ومال.
المحاكاة الحاسوبية تختلف من برامج الكمبيوتر التي تعمل بضع دقائق لمجموعات على أساس شبكة من أجهزة الكمبيوتر التي تعمل لساعات لمحاكاة الجارية التي تعمل لعدة أيام. حجم الأحداث التي محاكاة عن طريق المحاكاة الحاسوبية قد تجاوز بكثير أي شيء ممكن (أو ربما حتى تخيلها) باستخدام التقليدي الورق والقلم النمذجة الرياضية.
منذ أكثر من 10 عاما، محاكاة الصحراوية معركة قوة واحدة غزو تشارك آخر نمذجة 66239 الدبابات والشاحنات والمركبات الأخرى على أرض محاكاة حول الكويت، وذلك باستخدام أجهزة الكمبيوتر العملاقة متعددة في وزارة الدفاع برنامج تحديث عالية الأداء الحاسوب ومن الأمثلة الأخرى نموذج مليار ذرة من تشوه المادي.
نموذجا 2.64 مليون ذرة من صانع معقدة من البروتين في جميع الكائنات الحية، وهو الريبوسوم، في عام 2005؛ محاكاة كاملة من دورة حياة المفطورة التناسلية في 2012؛ والأزرق الدماغ المشروع إلى EPFL (سويسرا)، التي بدأت في مايو 2005 لخلق جهاز محاكاة الأولى من الدماغ البشري بأكمله، وصولا إلى المستوى الجزيئي.

ما هي انواع النمذجة؟

من انواع النمذجة نجد ما يلي :

النمذجة بالمشاركة يتم هذا الأمر من خلال عرض السلوك المرغوب فيه من خلال نموذج ما، أو القيام بهذا الاداء من جانب المتدرب مع توجيهات من المدرب له.
النمذجة الضمنية وفيها يتخيل المدرب أداء سلوك معين يريد أن يعلمه للمتدربين ويلقنهم إياه.
النمذجة الرمزية أو المصورة يتم جمع بعض النماذج للسلوكيات التي يريد المتدرب أن يتعلمها ويعرضها له من خلال قصص مصورة أو كتب أو حكايات أو أفلام أو أي وسيلة أخرى.
النمذجة من خلال المشاركة يقوم المسترشد أو المتدرب بمشاهدة بعض النماذج الحية ويراقبها، ثم يقوم بتأدية الاستجابات أو السلوكيات بمعاونة المدرب للقيام بها بمفرده.
النمذجة الحية يقوم المدرب بتأدية السلوكيات التي يريد تعليمها للمتدربين، ولا يطلب في هذا النوع من المتدربين أن يقوموا بأنفسهم بأداء السلوك ولكن كل ما هو مطلوب منهم أن يراقبوا المدرب وهو يؤدي السلوك أمامهم.
النمذجة المباشرة أو الصريحة هذا النموذج يكون من خلال شخص ما معروف أو قدوة فعلية لدى الأفراد الذين نريد أن نعلمهم سلوك معين، يقوم هذا الشخص ببعض السلوكيات التي يتم عرضها من خلال مجموعة من الصور أو من خلال فيلم، أو أن يقوم هذا النموذج بهذا السلوك من خلال مواقف رمزية أو فعلية.

من الامثلة على المحاكاة؟

هناك العديد من الأمثلة على المحاكاة في مجال الصناعة والترفيه والتعليم وغير ذلك ، فيما يلي بعض الأمثلة البارزة :

الاقتصاد والتمويل. يستفيد الاقتصاد والاقتصاد الكلي والتمويل أيضاً من هذه العمليات. يمكن اختبار النموذج الرياضي للاقتصاد على سبيل المثال، باستخدام البيانات التاريخية كبديل للاقتصاد الفعلي. يمكن استخدام هذا لتقييم التضخم والبطالة والميزان التجاري والميزانيات.
وفي أماكن أخرى، يمكن استخدامها في البورصة أو استخدامها لاختبار النماذج المالية. تستخدم البنوك أيضاً هذه العمليات لتكرار أنظمة الدفع وتسوية الأوراق المالية.
تصميم دورة الحياة الرقمية. يمكن أن تساعد أيضاً في تصميم المنتج، مما يسمح بالنماذج الرقمية والاختبار لإنشاء منتجات ذات أداء أفضل مع وقت أقصر للتسويق ، مع تقييم دورة حياة المنتج النهائي أيضاً.
الميكانيكا الحيوية. يمكن تطبيق المحاكاة على الميكانيكا الحيوية لإنشاء نماذج من الهياكل التشريحية للإنسان أو الحيوان من أجل دراسة وظيفتها وتصميم العلاجات والأجهزة الطبية يمكن أيضاً استخدامها الميكانيكا الحيوية لدراسة الأداء الرياضي والإجراءات الجراحية وتقييم أحمال المفاصل.
تخطيط المدن والعمران. يمكن استخدامها لتصميم مدن وبيئات حضرية جديدة وكذلك لاختبار كيفية تطور المناطق الحضرية القائمة نتيجة لقرارات السياسة. وهذا يشمل البنية التحتية للمدينة وتدفق حركة المرور من بين النماذج المحتملة الأخرى.
محاكاة الطيران. تم استخدام أجهزة محاكاة الطيران لسنوات لتدريب الطيارين الجدد في بيئة آمنة. لا يسمح هذا فقط بتقييم الطيارين بأمان، ولكن يمكنه أيضاً اختبار أعطال الأجهزة وغيرها من المشكلات دون المخاطرة بالطيار أو المدرب أو الطائرة.
يمكنك أيضاً بسهولة تكرار نفس السيناريوهات بالضبط، مثل الاقتراب من المدرج للهبوط في ظل ظروف مختلفة، ناهيك عن توفير الوقود والتكاليف الأخرى مقارنة بوقت الطيران الفعلي.
الجو والتنبؤ بالطقس. يستخدم التنبؤ بالطقس عمليات تحاكي الجو بناءً على البيانات السابقة، وذلك للتنبؤ بالظروف الجوية القاسية مثل الأعاصير أو الفياضانات.
السيارات تسمح المحاكاة بتكرار خصائص السيارة الحقيقية في بيئة افتراضية، بحيث يشعر السائق وكأنه يجلس في سيارة حقيقية. كما يمكن أن تحاكي سيناريوهات مختلفة بحيث يتمتع السائق بتجربة غامرة بالكامل.
التطبيقات العسكرية يشار إليها أحيانًا باسم “الألعاب الحربية” ، ويمكن استخدامها في التطبيقات العسكرية لاختبار الخطط العسكرية في بيئة افتراضية باستخدام نماذج الكمبيوتر. يمكن أن تتضمن أيضاً عوامل اجتماعية وسياسية وتستخدمها الحكومات والمنظمات العسكرية في جميع أنحاء العالم.

ما الغاية من النمذجة؟

عندما نتحدث عن النمذجة والمحاكاة كأسلوب ومنهجية فإننا نتحدث عن تطبيق مجموعة متنوعة من أساليب وطرق المحاكاة لمجموعة من سلسلة الأحداث المنفصلة والتي تشكل نظاما أساسيا موجودا في الواقع الفعلي، هذه الأحداث مترابطة، تشغيلية أو خدمات مقدمة تحتوي على أوقات انتظار قبل وأثناء وبعد كل مهمة منفصلة داخل حدث ما.
بينما النمذجة والمحاكاة كنموذج، فهي النماذج الحوسبية البالغة في التعقيد المتوفرة أو المصممة خصيصا لخدمة هدف محدد، تستخدم لمحاكاة ظاهرة أو فرضية معينة في العالم الحقيقي الفعلي، عوضا عن دراسة الأهداف الفعلية والفرضيات واختبارها في العالم الحقيقي والتي تكون ذات تكلفة مرتفعة وباهظة الثمن.
فعوضا عن خوض تجربة هذه الفرضيات في العالم الحقيقي، والتي في أغلب الأحيان تتطلب موارد وإشغالا لمواقع محددة وغيرها من التجهيزات لخدمة تجربة الفرضية لغرض التحسين ورفع الجاهزية والكفاءة والأداء يتم استخدام النمذجة والمحاكاة كطريقة وأسلوب ومنهج وإطار نظري علمي تطبيقي عملي.

هل النمذجة محاكاة للواقع؟

النمذجة والمحاكاة هي عمل نموذج مصغر على مجموعة من البرامج الهندسية يشبه الواقع الحقيقي على الطبيعة فيمكن من خلال هذا النموذج إقامة التجارب والتحليل كما يمكن أيضا اختبار عمل النموذج قبل إنشائه على أرض الواقع لمعرفة ما إذا كان يصلح أم يحتاج بعض التعديلات فهو يحاكي النظام في التشغيل نسبة للمكان والزمان وله الكثير من المجالات التي تعمل على هذه الإستراتيجية مثل الهندسة الكيميائية، الهندسة المعمارية، الهندسة الميكانيكية والكثير من المجالات الأخرى.