MODELIAI IR SISTEMU MODELIAVIMO PRINCIPAI

1. MODELIAI IR SISTEMU MODELIAVIMO PRINCIPAI Vitalija Rudzkiene

2. 2 Empiriniai ir teoriniai tyrimai Moksliniai tyrimai sieja dvi sritis: teorine ir empirine. �mones, daiktai ar ivykiai sudaro materialu arba kitaip empirini pasauli. Kai tyrimo objektas priklauso materialiam pasauliui, tyrimas vadinamas empiriniu, pabre�iant �iu tyrimu skirtinguma nuo formaliu teoriniu mokslu, tokiu kaip matematika ar logika, kurie neturi tiesioginio ry�io su empiriniu pasauliu. Pastaruju erdve � teoriniai tyrimai, nagrinejant teorines strukturas, formas ir ry�ius. Empirinio tyrimo tikslas � sukurti teorini (konceptualu) tiriamo objekto, kuris priklauso empiriniam (materialiam) pasauliui, atvaizda.

3. 3 Empiriniai ir teoriniai tyrimai

4. 4 Tyrimu modeliai �iuolaikiniame moksle vis placiau pripa�istama, kad mokslo �iniu prototipas yra ne empiriniai ar teoriniai desniai, bet modeliai kartu su i�vardytomis realaus pasaulio sistemomis, kurioms �ie modeliai gali buti taikomi. Modeliai i� esmes yra abstrakcios konstrukcijos, kuriomis meginama pavaizduoti tik kai kurias realaus pasaulio savybes. Modeliais gristas po�iuris nenubre�ia ai�kios ribos tarp modelio ir teorijos. Teorija gali buti suprantama kaip teoriniu modeliu rinkinys.

5. 5 Tyrimu modeliai Modelio savokos apibre�imus galima rasti ne tik moksliniuose, bet ir populiariuose �altiniuose. Tarptautiniu �od�iu �odyne, teigiama, kad �modelis � originalo atvaizdas, tapatus pasirinktu strukturos lygmeniu arba pasirinktomis funkcijomis�. Kitas populiarus �altinis, kompiuterine enciklopedija MS Encarta Reference Library (2004) teigia, kad �model - a simplified version of something complex used, for example, to analyze and solve problems or make predictions�.

6. 6 Tyrimu modeliai Klausimas, ar modeliai yra empiri�kai teisingi, neturi prasmes, kadangi to ne negali buti. Reiketu klausti ne apie modelio empirini teisinguma, bet apie nagrinejamo modelio tinkamuma konkreciu empiriniu atveju. Su tuo yra susijes ir klausimas, ar modeliai tam tikrais at�vilgiais atitinka nagrinejama realaus pasaulio dali ir: ar jie yra pakankamai tikslus; ar tinka tam tikru, tiksliai apibre�tu, tikslu; ar ai�kinamas rei�kinys logi�kai i�plaukia i� modelio, pritaikyto konkreciai realaus pasaulio daliai.

7. 7 Tyrimu modeliai Gerai �inomas marketingo modeliu ribotumas. Pavyzd�iui, kainu modeliai tinka �alyse kur nera valstybinio kainu reguliavimo. Taciau tas pats kainu modelis netinka ten, kur rinkoje daug dalyviu ir didele konkurencija (pavyzd�iui, Vokietijos alaus rinka) ir ten, kur konkurencijos beveik nera (Danijos rinka, kur Carlsberg/Tuborg firma turi daugiau nei 70 proc. rinkos). Televizijos reklaminiai klipai, kurie remiasi vartotoju elgesio modeliais ir gerai tinka Vakaru Europos �alyse ar JAV, gali visi�kai netikti Afrikos ar Rytu Azijos �alyse del ivairiu prie�asciu, pavyzd�iui, del gyventoju nera�tingumo ar vyriausybines TV kontroles.

8. 8 Tyrimu modeliai Geras modelis turi tenkinti eile salygu (pagal Marcus J. Schmidt&Svend Hollensen. Marketing research:an international approach. Prentice Hall, 2006): buti i�samus: turi buti itraukti visi svarbus ry�iai; parastas; pasi�ymeti ma�a paklaida ar triuk�mo lygiu; i�matuojamas; pagristas ir patikimas; robasti�kas; logi�kai neprie�taringas; pasi�ymeti geromis naudojimo savybemis; apibendrinantis: turi gerai veikti ivairiose vietose ir situacijose; lengvai pateikiamas; teisingas: neprie�tarauti �inomiems faktams.

9. 9 Tyrimo alternatyvos Prie� atliekant tyrima ir pasirenkant tyrimu metoda butina surinkti visa informacija apie anksciau atliktus tyrimus ir sukurtus teorinius modelius, kuriuos butu galima panaudoti atliekant tyrima. Ivertinus ankstesnius tyrimus, pradiniame tyrimo etape pasirenkama viena i� triju galimu tyrimo alternatyvu (tyrimo tipu): paai�kinamasis tyrimas, kai reikia nustatyti problemos dydi ir ne�inomi jokie modeliai, nuo kuriu galima pradeti tyrima; anksciau sukurtu modeliu atnaujinimas ir i�pletojimas; tyrimas, skirtas i�keltu hipoteziu patikrinimui.

10. 10 A. Paai�kinamasis tyrimas Jeigu atliekamas paai�kinamasis tyrimas, tai rei�kia kad �is klausimas ma�ai tirtas ir apie ji bei ji veikiancia aplinka vargu ar kas �inoma. Atliekant paai�kinamaji tyrima neu�tenka nustatyti ir ivardinti kurie faktoriai lemia nagrinejamo klausimo svarba, butina �velgti placiau, atskleid�iant ir kitas galimai susijusias egzistuojancias problemas, kurios dar nenustatytos. Kada tyrimas pradedamas su nery�kiu tyrimo objektu tyrimo planas da�niausiai sudaromas velesniuose tyrimo etapuose.

11. 11 B. Anksciau sukurtu modeliu atnaujinimas ir i�pletojimas Tyrimas tampa lengvesniu jeigu jame galima panaudoti ankstesniu teoriniu ar empiriniu tyrimu rezultatus ir sudarytus modelius. Ankstesniu tyrimu rezultatai gali buti panaudoti ivairiais budais, pavyzd�iui, kaip pradines hipotezes. Atliekant �io tipo tyrima patikrinama ar naujai surinkta med�iaga atitinka anksciau sukurta modeli. Kartais ankstesnis modelis gali buti pritaikytas tik po tam tikro koregavimo, arba gali buti pripa�intas visai netinkamu. Da�nai anksciau sukurti modeliai papildomi naujomis detalemis ar tiesiog prapleciami.

12. 12 B. Anksciau sukurtu modeliu atnaujinimas ir i�pletojimas Modeliu galima atvaizduoti viena atveji (ivyki, asmeni, procesa, organizacija) arba atveju aibe. Kai tiriamas vienas atvejis, t.y. modeli sudaro vieno atvejo atvaizdas (angl. case study) toks modelis dar vadinamas holistiniu modeliu. Kai tiriama aibe daugiau ar ma�iau pana�iu objektu ir modelis atvaizduoja ju bendrybes toks modelis vadinamas bendruoju (angl. general).

13. 13 C. I�keltu hipoteziu patikrinimas Kartais tyrimu objektas yra gerai �inomas, taciau jo elgesio pokycius gali salygoti pasikeitusi aplinka. Tokius atveju paprastai konstruojama pradine hipoteze, t.y. numatomas tiketinas objekto elgesys specifineje situacijoje. Hipotezes visada siejamos su analitiniais modeliais ir da�nai jos apibudina prie�astinius ry�ius. I�keltos hipotezes preliminariai atsako i klausima apie galima tiriamo objekto elgesi. Tyrimo metu surinkta empirine informacija leid�ia patikrinti ar i�keltos hipotezes buvo teisingos.).

14. 14 Tyrimu modeliu klasifikavimas Modeliai klasifikuojami ivairiais budais. Modelis gali buti paai�kinamasis ar prognozuojantis, kiekybinis arba kokybinis, mikro ar makro ir t.t. Kai modeliai taikomi objektu ar procesu suvokimui ar po�iuriu palyginimui jie vadinami paai�kinamaisiais arba teoriniais modeliais; kontrolei ar prognozei skirti modeliai vadinami sprendimo paramos modeliais. Modeliavimo tikslai ir tyrimo metodai tiesiogiai susije tarpusavyje. Ekonomikos vadyboje pinigu, energijos ir informacijos srautu modeliavimui taikomi dinaminiu sistemu modeliai. Geografiniu informaciniu sistemu (GIS) modeliai taikomi miestu ar rajonu pletros modeliavimui.

15. 15 Tyrimu modeliai �velgiant i� tyrimo metodu puses, visi modeliai gali buti suskirstyti i keturias placias grupes: kokybiniai, grafiniai, kiekybiniai ir mi�rus:

16. 16 Kokybiniai modeliai Kokybiniai modeliai suteikia prasme idejoms ir ivykiams, todel linke i subjektyvizma. Modeliu sudarymui da�niausiai taikomi �ie kiekybiniai metodai: literaturos ap�valga; ekspertinis vertinimas; scenarijai; SSGG analize; lyginamoji analize (benchmarking); aplinkos skanavimas; smegenu �turmas.

17. 17 Kokybiniai modeliai Paprasciausia kokybiniu modeliu forma yra verbalinis modelis. �iniu apie prekes ir paslaugas sklaida naturalios kalbos pagalba yra paprasto verbalinio modelio pavyzdys. Kasdieniniame gyvenime kalba naudojama �mogi�kojo gyvenimo ivykiams ir aplinkybems aptarti, ir ji lengvai gali buti panaudota teigiamo ar neigiamo patyrimo apie inovacijas sklaidai. �is modelis iprastas marketinge, ivedant i rinka nauja produkta. Del kalbos lankstumo verbalinis modeliavimas da�nai taikomas baigiamajame projekto etape kai sukurtas originalus modelis pasi�ymi sudetingumu ir ji reikia pristatyti ir paa�kinti.

18. 18 Grafiniai modeliai Grafiniai modeliai, del savo lankstumo ir puikiu atvaizdavimo galimybiu, per pastaruosius du de�imtmecius igyjo dideli populiaruma. Grafiniai modeliai taikomi daugelyje sriciu: ekonomikoje, in�inerijoje, genetikoje, komunikaciju teorijoje, informacijos analizeje. �ie modeliai padeda mokslininkams lengviau suprasti problemas ir paprasciau jas paai�kinti bendraujant. Savo i�takomis jie remiasi i keleta sriciu: statistika, genetika, statistine fizika, kompiuteriu moksla.

19. 19 Grafiniai modeliai

20. 20 Kiekybiniai (matematiniai) modeliai Kiekybiniai (matematiniai) modeliai pagristi matematine logika. Iprasta, kad jie matuoja kintamuosius ir taiko matematinius ar statistinius metodus. Kiekybiniai madeliai pasi�ymi taikomu metodu gausa. Ju tarpe yra ir labai paprastu, ir sudetingu, reikalaujanciu gilaus metodu suvokimo. Pavyzd�iui, marketinge sistemi�kai kiekybiniai modeliai ir metodai taikomi jau apie penkis de�imtmecius. Ju plitimo progresui turi itakos visa eile veiksniu: matavimo problemos, marketinginiu ry�iu nestabilumas, marketingo procesu kompleksi�kumas ir sudetingumas.

21. 21 Kiekybiniai (matematiniai) modeliai Empiriniu duomenu ivairove ir kiekybiniu metodu gausa leid�ia tyrejui rinktis norima modeli i� gausios kiekybiniu modeliu klases

22. 22 Kiekybiniai (matematiniai) modeliai Parenkant tinkamiausia kiekybini metoda butina atsi�velgti i du veiksnius: duomenu tipa; duomenu tarpusavio ry�ius. Duomenu matavimui taikomos ivairiomis matavimu skales, kurias galima sujungti i dvi dideles grupes: metrines matu sistemos; nemetrines matu sistemos. Metriniams duomenims priskiriami duomenys, i�matuoti intervalu ir santykiu skalemis, o nemetriniams � rangu ir nominalia skalemis.

23. 23 Kiekybiniai (matematiniai) modeliai Paprastai duomenys yra tarpusavyje susije. Pavyzd�iui, marketingo junginio kintamieji (produktas, kaina, remimas ir vieta) yra tarpusavyje susije. Be to, kiekviena kintamaji apibudina visa eile po�ymiu: produkta � prekes �enklas, i�vaizda, pakuote, garantija; kaina � finansavimas, nuolaidos; vieta � i�destymas, logistika, tinklo nariai; remima � biud�etas, vie�ieji ry�iai, reklamos budai. Negana to, dar yra visa eile kintamuju, kurie irgi yra reik�mingi: demografiniai, ekonominiai, politiniai, kulturiniai ir t.t. Kadangi tyrimu duomenys da�niausiai yra daugiamaciai ir susije, jiems tirti taikomi kompleksiniai daugiamaciai metodai.

24. 24 Mi�rus (pusiau kiekybiniai) modeliai Mi�rus (pusiau kiekybiniai) modeliai suteikia svorius ar tikimybes subjektyviems dalymas: nuomonems, ivaizd�iams, iprociams, t.y. taiko matematinius principus i�matuojant ir i�rei�kiant skaiciais subjektyvius dalykus. Mi�riu modeliu kurimui taikomi: strukturines analizes, daugiakriterines analizes, Delfi, �emelapiavimo, kry�minio poveikio metodai.

25. 25 PAVYZDYS. Skirtingu tipu modeliu taikymas Kokybinis (verbalinis) modelis. Bendri i�laidu maistui ir pajamu pokyciai vaizduojami Engel kreive. Vokieciu statistikas Ernst Engel 19 am�iuje nustate kad pajamu elastingumas maisto paklausai yra santykinai ma�as (elatingumas: kai ma�as stimulas sukelia dideli atsaka sakoma kad situacija labai elastinga), t.y. didejant pajamoms i�laidos maistui santykinai ma�eja. �is desnis neteigia, kad didejant pajamoms ma�eja i�laidos maistui. Jis rei�kia, kad �mones i�laidas maistui padidina ma�iau nei padideja ju pajamos. �is desnis nepateikia jokiu koeficientu ar pokyciu detaliu, todel negali buti taikomas prognozei.

26. 26 PAVYZDYS. Skirtingu tipu modeliu taikymas Grafinis pavidalas arba grafinis modelis.

27. 27 PAVYZDYS. Skirtingu tipu modeliu taikymas Kiekybinis (matematinis) modelis. Idejos pateiktos verbaliniame arba grafiniame modelyje gali buti i�reik�tos lygtimi. Tegul Y yra i�laidos maistui; Y yra X funkcija, kur X � bendros i�laidos. Maistui skirtu bendru i�laidu dali galima pavaizduoti lygtimi:

28. 28 Kompleksiniu sistemu modeliavimo principai �iuolaikinio duomenu modeliavimo teorija paprastai remiasi 1975m. pasiulyta ANSI/SPARC (akronimas - (American National Standards Institute, Standards Planning And Requirements Committee) triju pakopu architektura. �i architektura tapo abstrakciu (ne formaliu) informaciniu sistemu projektavimo standartu. Pagal klasikine ANSI/SPARC architektura i�skiriami trys lygmenys: i�orinis - skirtas apibudinti ry�ius su vartotojais koncepcinis � apibudina duomenu ry�ius ir ju saugojimo buda; vidinis � pateikia fizini informacines sistemos lygmeni ir kaip duomenys kaupiami fiziniuose kompiuterio irenginiuose.

29. 29 Kompleksiniu sistemu modeliavimo principai Pavyzd�iui, muzikiniame kompaktiniame diske galima i�skirti �iuos tris lygmenis:

30. 30 Kompleksiniu sistemu modeliavimo principai �iuolaikiniuose duomenu modeliuose, kurie remiantis klasikine ANSI/SPARC schema, taipogi i�skiriami trys modeliavimo lygiai: konceptualus (tikslas � i�tirti koncepcijas ir auk�to lygio statines strukturas), loginis (tikslas - pateikti informacijos struktura, apibre�ti koncepciju tipus, ju atributus ir ry�ius tarp koncepciju , fizinis (tikslas � atsi�velgiant i duomenu savybes sukonstruoti galimas taikymo schemas).

31. 31 Kompleksiniu sistemu modeliavimo principai Kompleksiniu sistemu modeliavimo procesas tampa korekti�kesnis, ai�kesnis ir lengviau pritaikomas kai pradedama nuo konceptualaus modelio, kuris naudoja �monems lengvai suprantamas koncepcijas ir kalba. Modeliavimo procesa tesiant nuo konceptualaus iki fizinio lygmens su kiekvienu lygiu dideja strukturizuotos informacijos kiekis. Butent del �ios prie�asties lengviau pradeti nuo konceptualaus duomenu modelio (kuriame apibre�iamos koncepcijos ir duomenu tarpusavio ry�iai), tada pereiti prie loginio duomenu modelio (nustatant modelio detales), ir galiausiai sukurti fizini modeli (jau �inant tiksliai kaip sukurtas modelis bus idiegtas).

32. 32 Konceptualus modelis Konceptualus modelis yra abstrakciu, susijusiu konstruktu (koncepciju) aibe, kuri i�rei�kia prielaidas ir paai�kina tiriama rei�kini ar sistema. Konceptualus modeliavimas yra placiai �inomas duomenu modeliavimo metodas. Kuriant konceptualu modeli remiamasi dviem fundamentaliais principais: dekompozicijos: sistema sudalinama i atskirus, daugiau ar ma�iau susijusius komponentus, kurie atitinka pagrindines sistemos funkcines dalis; klasifikavimo: sugrupuojami pana�aus tipo objektai.

33. 33 Konceptualus modelis Konceptualus modelis pateikia ne tik koncepciju aibe, bet ir ivertina kokia itaka atskiros koncepcijas turi kitu koncepciju busenai, t.y. prie�astinius konceptu ry�ius. Terminas �koncepcija�, esantis �io metodo pavadinime gali sukelti tam tikros painiavos. Koncepcijos (ar esybes, angl. entities) yra specifinis konceptualaus modeliavimo terminas. Lotyni�kai entitas � egzistuojantis daiktas ir atitinka nagrinejama objekta ar sistema.

34. 34 Konceptualus modelis

35. 35 Konceptualus modelis

36. 36 Konceptualus modelis Kalbant bendrai, konceptualus modeliavimas � tai procesas kai sukuriamas abstraktus realaus pasaulio modelis.

37. 37 Konceptualus modelis Tradici�kai, konceptualaus modelio sukurimo schema apima �iuos etapus: nagrinejamo rei�kinio apibre�ima; �io rei�kinio atvaizdavima gramatinemis konstrukcijomis ir �emelapio sudaryma; norimu patikrinti teoriniu teiginiu prioritetu nustatyma; tinkamu tyrimo ir matavimo metodu parinkima; duomenu rinkimo strategijos detalizavima; priimtinu duomenu analizes metodu parinkima; �emelapio strukturos analize ir palyginima.

38. 38 Konceptualus modelis Konceptualiu modeliu klasei priskiriami ir da�nai taikomi kognityvus modeliai nuo konceptualiu skiriasi tuo, kad konceptualus modeliai paprastai vartoja naturalios kalbos (�odinius) teoriniu prielaidu apra�us. Kognityviu modeliu sudarymui taikomi tik formali, matematine ar programine, kalba.