シミュレーションとは?

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シミュレーション

英語:simulation

シミュレーション(英: simulation)とは、現実実験を行うことが難し物事について、想定する場面再現したモデル用いて分析することである。今日ではコンピューター用いるものが多い。また、何らかの物事を行うのに備え、似たような状況であらかじめ行う訓練も指す。

英語simulationは、まねることなどを意味する他動詞simulate名詞形であり、単に見せかけであることも意味するが、日本語の「シミュレーション」はもっぱら上記の意味で用いられる。国立国語研究所の「『外来語言い換え提案」では、「シミュレーション」をわかりやすく言い換える場合は「模擬実験」「想定実験」「模擬行動」「模擬訓練」などとすることが提案されている。

「シミュレーション」と一部意味領域が重なる言葉に「リハーサル」がある。「リハーサル」はもっぱら演劇映画撮影放送演奏予行演習を指すものであり、「シミュレーション」は機器操縦防災訓練などに用いることが多い。

説明のための実演を「デモンストレーション」という。現実実施することができる物事再現するという点、また実演そのもの他者見せ目的があり、結果がどうなるかということについては主眼が置かれていないという点において「シミュレーション」と異なっている。

用例:「さまざまな条件でシミュレーションを行う」「シミュレーションの結果確認する」「飛行機操縦のシミュレーション」

サ変他動詞化し「何々をシミュレーションする」とも言う。「過去データから各党の獲得議席をシミュレーションする」

シュミレーション」は、「シミュレーション」の音位転倒によって生じた語形で、誤りとされることが多い。また、同化によって「シミレーション」と発音されることがある

「シミュレーション教育」は、主に医療看護において、臨床現場再現できる機器用い教育

シミュレーション仮説」は、我々の宇宙コンピューターシミュレーションであるとする仮説

執筆稲川

シミュレーション【simulation】

[名](スル)

ある現象模擬的現出すること。現実想定される条件取り入れて、実際に近い状況をつくり出すこと。模擬実験。「市場開発をシミュレーションする」「マーケティングシミュレーション」

コンピューターなどを使用して模擬的実験を行うこと。実験内容数式模型によって組み立て、これをコンピューター理すことによって実際場合と同じ結果を得ようとするもの。

サッカーで、反則の一。相手チーム選手から反則を受けたかのような演技をして、審判欺くこと。


シミュレーション

〔名〕 (英 simulationオペレーションズ‐リサーチにおいて、種々の場面なぞらえ模型をつくり、コンピュータなどを使って実際状況実験的につくり出すこと。また、それによって問題解決を計ろうとする研究方法模擬実験


シミュレーション

【英】simulation

統計モデルタイプコンピュータ使用し、異な変数相互にどのように影響し合うかを仮定し、ある行動や一連の行動結果数学的予想するもの。ある変数の値は特別な状況模擬実験するために設定され、その結果関心下の変数における効力測定される。例えば、価格変更が、消費者反応どのような影響もたらすかをシミュレーションし、価格変更効果模擬実験される。

シミュレーション

【英】simulation

シミュレーションとは、一般に何かをまねることを意味する。問題解決のためのひとつの手法、実験的解法解答求められないときに行う模擬実験をシミュレーションという。現実システム模写するモデルについて実験行い、それを通じて現実システムについての問題解決求める。古く旧海軍図上演習近く飛行機風洞実験テレビ・ゲームもシミュレーションといってよい。社会経済現象構造人間行動解析にはコンピュータ・シミュレーションが使われている。手法としてはシステム・ダイナミックスと、確率現象乱数で処理すモンテカルロ法がある。適用分野は、環境問題医療保健制度検討災害時の避難誘導法、交通システム解析など広範にわたる。

シミュレーション(シミュレーション・モデル) simulation/simulation model

現実市場実態の「模擬演習」「模倣」のこと。想定される市場起こりうる現象実験的予測分析すること、またはそのモデルのこと。マーケティングにでは、商品広告市場投入多額資金労力を必要とするため失敗許されない。そこで計画実行移したとき、どんな効果結果もたらされるかを予測するコンピュータモデルの開発各方面行われている。

シミュレーション(Simulation)

模擬実験のこと。コンピュータ用いて複雑な問題モデル化して解析する方法。複雑な自然現象経済現象などについて,モデルをつくる種々の係数をあたえて,その予測結果出します

シミュレーション

英語 simulation

多く情報統計をもとにして、できるだけ現実に近いモデル(模型)や環境(条件)をつくり、そのなかでこれからくろうとする実物どのように変化反応するかを実験分析する方法自動車開発初期段階においては実物短時間でつくって調査するには多大費用と、場合によっては危険も伴う。そこで自動車そのものだけでなく、自動車ユニット部品などにもこの手法が用いられている。また生産設備計画生産管理システム策定などにおいても、実際に似せ状況条件のもとに実験試行繰り返すが、これらについてもシミュレーションと呼び、各分野活用されている。

※「大車林」の内容は、発行日である2004年時点の情報となっております。

シミュレーション

人口モデル 1は、人口初期状態ならびに様々な人口変数出生率受胎能力死亡率など)の影響考慮して個人夫婦家族世帯などを単位とする人口集団およびその構造変化を表す理論的構成体である。静学モデル 2では、これらの人口変数一定に保たれるが、動学モデル 3では、これらの変数時間経過と共に変化する。さらに、決定論モデル 4確率モデル 5との区別もなされている。前者は、研究対象人口あたかも無限に大きいとみなし、特定された諸変数の間に関数的関係を想定している。後者は、研究対象となっている変動過程継続間中個人起き様々な事象発生確率問題とする。モデル数学的関係式で表されるか、あるいは一連の関係が前もって決められてある場合の諸変数数値から算出されるシミュレーション 6という形態をとる。マクロシミュレーション 7には、たとえば、要因法(720-5)によって行なわれる将来人口推計含まれるマイクロシミュレーション 8では、個人もしくは集団に対して様々な事象が、モデル内の変数について設定されたそれぞれの確率に従い、時間経過と共に無作為的(ランダム)に起こるよう設定されてある。


シミュレーション

読み方しみゅれーしょん
【英】:simulation

概要

対象とするシステムモデル(model)を構築し, モデル操作によってシステム挙動再現ようとすること. モデル違いによって,(1)待ち行列タイプモデル扱い,その混雑現象着目して, 待ち時間スループットに関する性能評価する離散型シミュレーション,(2)物理システムなど微分方程式モデル規定されるシステム動的挙動再現する連続型シミュレーション, (3)その他, に分類できる.多数ソフトウェア開発・提供・利用されている.

詳説

 対象とするシステムそのものを扱わずに, そのモデル構築し, モデル操作することによってシステム挙動再現ようとすることをシミュレーションと呼ぶ. 模擬実験と訳されていた時期もある.

[モデルとシミュレーション]

 実際事物システム特定の側面着目して抽象化したものモデル (model) と呼ぶ. 実際システムを扱わずに, そのモデルを扱うことによって, 物理的経済的リスクをかけずにシステム設計評価分析が可能となるので, 理工学中心に広汎分野モデル活用されている. モデルには, 実物縮小または拡大した物理モデル, 実際特性物理現象置き換えたアナログモデル, 日常用い文章表現した言語モデル, 図表に基づく図式モデル, 論理あるいは数式表現された論理/数学モデル等がある.

 コンピュータ普及機能向上に伴って, 論理/数学モデルが, システム理解分析設計運用教育, さらには娯楽目的として, システム評価予測最適化等のために幅広く用いられている. シミュレーションはオペレーションズ・リサーチ(OR)の代表的手法1つであり, PERT, LP(線形計画法)と合わせてORの「三種の神器」と呼ばれたこともある. PERT, LPが「どうするのが一番よいか」を探る最適化モデルであるのに対して, シミュレーションは「こうしたらどうなるか」が未知のときに, システムがいかに振る舞い, その性能指標がどの程度かを明らかにする評価モデルである. 制御可能要因定めたときのシステム性能評価がシミュレーションの主目的であるが, 性能評価ができるのならば制御可能要因をどう設定したら一番よいかと考えるのが自然で, シミュレーションの背後最適化願望が潜んでいることも少なくない.

 世の中では, 最適化を含め数理的モデル構築し, 種々のデータに対してモデル操作してシステム分析を行うことを総じてシミュレーションと理解する場合少なくないが, ここではORの専門という立場から, より限定した意味でシミュレーションを捉える.

[代表的なシミュレーションの型]

 一口にシミュレーションといっても, モデル違いによってそのメカニズム千差万別である. シミュレーションの基礎となるモデルは, (1)待ち行列モデル, (2)微分/差分方程式モデル, (3)その他, に大別される.

 待ち行列モデル, あるいは離散事象(ダイナミカル)システムを扱うシミュレーションは, 離散型シミュレーション (discrete-event simulation), あるいは, 離散事象(型)シミュレーションと呼ばれる. 待ち行列モデル解析的数値的に扱う方法論待ち行列理論があるが, 理論適用にあたって数学的仮定厳しい. これに対してシミュレーションは, 正確に定義可能な前提でさえあれば事実上なんでも取り扱いが可能であるので, 情報化自動化が進むなかで, 大規模通信コンピュータシステム生産・ロジスティクスシステムの性能評価さかんに用いられている.

 これに対して, 連続型シミュレーション (continuous simulation) は, 微分方程式あるいは差分方程式表現されたモデルのシミュレーションを指し, 通常, 微分方程式初期値問題を解くことに相当する. 連続型シミュレーション微分/差分方程式表現可能な電気, 機械等の物理的システム経済システムのシミュレーションによく用いられる.

 乱数を使って数値実験を行ってシステム特性値等を推定する方法モンテカルロ法があり, 乱数用いたシミュレーションをモンテカルロシミュレーションと呼ぶこともある. この他にも, 離散型にも連続型にも属さない多様なシミュレーションが存在する. また, 人間意思決定者として参加させるビジネスゲーム}{ビジネスゲーム}(business game)も広い意味でのシミュレーションと考えられる.

[確定的シミュレーション確率的シミュレーション]

 シミュレーションは確率変動を含むかどうかによって, 確定的シミュレーション (deterministic simulation) と確率的シミュレーション (stochastic simulation) とに分類できる. 連続型シミュレーション確定的シミュレーションである場合が多いのに対して, 離散型シミュレーション確率的シミュレーションとして扱われることが多い. 離散型シミュレーションでは, 要素到着時間間隔, サービス時間, 分岐確率, 設備故障等に確率な変動が含まれる場合が多い. 確率変動コンピュータ上で擬似的乱数(random number)を発生させることによって生成する.

 乱数用いたシミュレーションの場合, シミュレーション結果は, 用い乱数の値に依存する. しかも離散型シミュレーション場合, 結果通常の統計分析手法想定する独立同分布仮定を満たさないこともが多い. このため, シミュレーション結果分析では, 実験のしかたと結果分析方法とを合わせて考えることが必要となる. さらに, 同じ計算量で, より精度の高い結果を得るために分散減少法(variance reduction method)と呼ばれる方法があり, シミュレーションで使用する擬似乱数再現可能性をはじめ, 乱数使い方工夫をこらすなどして精度の向上が図られる.

[シミュレーションの高速化と並列シミュレーション]

 シミュレーションは解析的方法比べる腕力に頼った分析手法であり, モデル規模大きくなった場合, 計算量膨大になる恐れがある. シミュレーションを効率化高速化する工夫が, 乱数制御を含む実験計画分散減少法, 事象処理アルゴリズムデータ構造改良, 並列シミュレーション等, 様々な形で行われている. このうち, コンピュータ並列計算機能を活用して, 高速化を図ろうとする並列シミュレーション (parallel simulation) は, 電話等の大規模通信システム分析実際に使用されている.

[シミュレーションプロジェクトの進め方]

 シミュレーション技術総合的システム分析技術であり, シミュレーションを用いプロジェクト進め方は, システム分析オペレーションズリサーチ一般的な手順順ずる [2]. シミュレーションを用いモデル分析では, 以下の点が一般システム分析とは異なる:

(1) 実際システムモデル作る必要がある. さらに, 構築されたモデルが, 解決ようとする問題ふさわしモデルかどうかチェックする「妥当性検証(validation)」が重要となる.

(2) モデルコンピュータ上に表現し, コンピュータ上で動かす. そのために, コンピュータ上のモデルが, 作成者意図するモデルになっているかどうかチェックする「正当性検証(verification)」が必要となる.

(3) 構築されたモデルコンピュータ上で動かし実験を行うが, 乱数発生による確率変動生成等, シミュレーション実験固有な点を理解し, 効率よく実験を進め, 得られるデータ適切な方法分析する必要がある.



参考文献

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シミュレーション

【仮名】しみゅれーしょん
原文simulation

がん治療においては放射線療法計画用いられるプロセスのことを指し、これにより対象部位を正確に特定およびマークできるようになる。

シミュレーション simulation

全体 ★★★☆ 60歳以上 ★★☆☆

凡例

模擬実験

洪水災害昨年9月東海豪雨庄内川はんらん想定したシミュレーション模擬実験をもとに算出される最大被害基準にすることを決めた。

意味説明

計算模擬装置などにより,起こり得る状況を様々に想定して行う実験

その他の言い換え語例

想定実験 模擬行動 模擬訓練

シミュレーション実験模擬実験 想定実験


シミュレーション

出典: フリー百科事典『ウィキペディア(Wikipedia)』 (2021/07/09 02:25 UTC 版)

シミュレーション: simulation)は、何らかのシステムの挙動を、それとほぼ同じ法則に支配される他のシステムや計算によって模擬すること[1][2]。simulationには「模擬実験」や「模擬訓練」という意味もある[3]。なお、「シミュレイション」と表記することもまれにある[注 1]


注釈

  1. ^ 日本では、語頭の2音を音位転換させてしまい「シュレーション」という誤表記・誤発音も犯す人も多い。石綿敏雄は、日本語の(漢語由来の)拗音には歯音系のシュ・ジュが多く、唇音系のミュ・ヒュ・ビュが少ないことから、日本人にとって「シミュレーション」より「シュミレーション」のほうがずっと発音しやすく、このことが誤表記・誤発音の要因となっているのではと推測している[4]
  2. ^ 歴史的には、シミュレーションという用語はいくつかの分野で独自に使われていた[要出典]。しかし、20世紀になって、一般システム理論サイバネティックスの研究により、コンピュータの各種利用をシミュレーションという用語で表すようになり、用語としての意味が統一されていった[要出典]
  3. ^ 英語版のSimulationの記事がこれを「状態遷移表」としている。等価性としては多分それでもいいと思うが普通は、万能チューリングマシンの議論では、状態遷移表は万能機械を記述する遷移表とし、対象機械の記述はテープの初期状態として与える。
  4. ^ 完全には同じではないが、宇宙飛行士は、自分の身体が浮いてしまっている状況での作業の困難さを体験することができる

出典

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シミュレーション

出典:『Wiktionary』 (2018/07/01 21:20 UTC 版)

名詞

シミュレーション

  1. 模擬実験
  2. 模造品贋作
  3. (生物学) 擬態
  4. (医学) 仮病

語源

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