مدل سازی ،Modelling چیست؟

مدل سازی یکی از تکنیک های ذهنی بشر می باشد که نه فقط برای اهداف علمی، بلکه برای انجام امور روزمره بشر به دفعات مورد استفاده قرار می گیرد. مدل سازی به طور کلی یعنی شبیه سازی یک محیط با اندازه های متفاوت و از محیط واقعی و احتمالا مواد و مصالحی متمایز از جنس مواد و مصالح محیط مدل شده. در مدل سازی ابتدا اجزای محیط واقعی انتخاب شده و متناسب با هدف مورد نظر از مدل سازی خصوصیاتی از هر یک از اجزای واقعی انتزاع می شود، یعنی به ازای هر یک از اجزای محیط واقعی یک موجودیت تجریدی ساخته می شود و با برقراری ارتباطی مشابه با ارتباط اجزای واقعی، در میان موجودیت های تجریدی، محیط واقعی مدل می شود. برای روشن شدن مثالی می زنیم: فرض کنیم قصد داشته باشیم در فاز طراحی یک اتومبیل میزان موفقیت هوا در مقابل اتومبیل در حال حرکت را بسنجیم یکی از راه ها برای انجام این آزمایش، ساخت یک اتومبیل واقعی، راندن و سپس اندازه گیری مقاومت هوا می باشد که انجام اینکار اگرچه ما را به هدف می رساند، ولی دارای هزینه بالای است. چرا که بایستی ابتدا ماشین ساخته شود، سپس مورد آزمایش قرار گیرد.
در این صورت اگر در آزمایش به نتیجه مورد نظر نرسیم، بایستی دوباره طراحی را تغییر داد، و پس از ساخت یک نمونه واقعی دیگر آزمایش را تکرار کنیم و این روند آنقدر ادامه پیدا کند تا طراحی مناسب برای اتومبیلی با خصوصیات مورد نظر شکل گیرد. می بینیم که چنین روشی بسیار پرهزینه است و این هزینه هم شامل هزینه های اقتصادی است و هم هزینه های زمانی، چون علاوه بر این که در هر مرحله آزمایش بایستی اتومبیل با صرف هزینه بالا ساخته شود، زمان ساخت آن نیز طول خواهد کشید. ولی متخصصان برای انجام چنین آزمایشی به مدل روی می آورند. یعنی یک جسم فیزیکی کوچک با خصوصیات آئرودینامیکی لحاظ شده در طراحی اتومبیل، ساخته می شود و با قرار دادن آن در یک تونل باد، حرکت اتومبیل در فضای واقعی را شبیه سازی می کنند و بدین طریق میزان مقاومت هوا را می سنجند. نکات مورد توجه در این مدل سازی، یکی اندازه مدل و دیگری خصوصیات آن می باشد. مدل بسیار ساده و کوچک می باشد و از طرفی فقط خصوصیت آئرودینامیکی اتومبیل در مدل لحاظ می شود. چرا که هدف ما از مدل سازی فقط بررسی خصوصیات آئرودینامیکی اتومبیل است و مدل الزاماً نبایستی از جنبه های دیگر، شباهتی به اتومبیل واقعی داشته باشد. مثلا در ساخت چنین مدلی به هیچ وجه به استحکام اجزا و یا زیبایی مدل توجه نمی شود چون بررسی چنین خصوصیاتی خارج از هدف این مدلسازی خاص است. مثال بالا فقط یک جنبه از مدل سازی را بیان می کند و آن جنبه شناختExploration می باشد. یعنی در مدلسازی های مشابه مدل سازی فوق الذکر، هدف از مدل سازی فقط شناخت محیط مورد مدل می باشد. یک جنبه دیگر از مدل سازی تبیین(specitication) می باشد. یعنی گاه برای معرفی و ارایه خصوصیات یک موجودیت واقعی یک مدل از آن ارایه می شود. نقشه جغرافیایی مثال خوبی است که این جنبه از مدل سازی را مورد نظر دارد. پس می توان گفت که هدف از مدل سازی دو چیز می باشد:
الف) شناخت(exploration)
ب) تبیین(specification)
که بر اساس تعریف مساله، مدل سازی یکی یا هر دو هدف را در نظر می گیرد. نکته دیگری که بایستی در مدل سازی توجه کرد، روش (methodology) ساخت یک مدل می باشد. در بعضی موارد مدل چیز بسیار ساده ای است و به راحتی ساخته می شود. ولی در بعضی از موارد مدل خود بسیار پیچیده می باشد هر چند از نظر منطقی غیرممکن می نماید ولی می توان ادعا کرد که در بعضی موارد مدل پیچیده تر از موجودیت واقعی است. زمینه ای که این ادعا در آن مصداق فراوان دارد، نرم افزار می باشد. بنابراین در شاخه ای از مهندسی که مدل سازی حائز اهمیت فراوان می باشد قطعا روش های استانداردی برای ساختن مدل وجود دارد. در نرم افزار، روش های تولید نرم افزار مانند SSAPM ,RUP ,USDP، در واقع روش های مدل سازی می باشند. هر روش مدل سازی طبیعتا نیازمند مصالحی برای ساخت مدل می باشد که در روش های مدل سازی نرم افزاری مصالح لازم برای تولید مدل، زبان های مدل سازی می باشند.