Simülasyon Nedir, Neden Simülasyon Sistemlerine İhtiyaç Vardır?

Hayattaki gerçek sistemler her daim izlenebilirliği kısa sürede gerçekleşemeyen, uzun süreler ve yüksek maliyetler gerektiren durumlar olduğundan, simülasyon sistemlerine ihtiyaç duyulur. Buradan yola çıkıldığında simülasyon kavramı da oldukça önem kazanmaktadır. Simülasyon, gerçek sistemlerin bilgisayar destekli programlar ile sanal bir model yaratılıp, sistem kontrollerini ortaya çıkarılan model ile yapılabilmesidir. Güçlü bir problem çözme tekniği olarak öne çıkan simülasyon, genel olarak bakıldığında birçok alana uygulanabilir olduğu da görülmektedir.

Eğer ki gerçek bir sistemin analizi yapılacaksa, hiç oluşturulmamış yeni bir sistem tasarlanacaksa, belirli verilerin ölçülmesi ve kontrol edilmesi gerekiyorsa, bunu gerçek sistemler üzerinde her zaman yapabilmek mümkün olmayabilmektedir. İşte bu noktada da, simülasyon en genel geçer model olmaktadır.

Sanal bir sistemle çalışmak pek çok avantajı da beraber getirir:

1) Eğer çalışılacak alanın gerçek bir sistemi yoksa:

Bir sistem gerçek hayatta varlığını gerçekleştirmemiş ve öncelikle tasarımı yapılıp ardından gerçek hayata entegre edilmesi gerekiyorsa, deneme yanılma yolunu gerçek sistemleri kurup burada yapmak neredeyse imkansızdır. Bu durum hem yüksek maliyet, hem de fazlasıyla risk taşımaktadır. Pek çok seçeneği irdeleyebilmek için bilgisayar destekli bir simülasyon modeli yardımıyla deney yapmak bu gibi durumlarda tabiri caizse kaçınılmazdır. Ayrıca, irdelenecek alan her daim somut sistemler olmayabilmektedir. Soyut sistemlerin de izlenebilirliği ve kontrolü yapılmak istenebilir. Bu doğrultuda gerçekleştirilecek sistemlerin kontrolü de yine sanal prototipler yardımıyla yapılabilecektir.

2) Eğer ki gerçek sisteme erişmek kolay değilse:

Özellikle de doğa koşulları söz konusu olduğunda, gerçek sistemler üzerinde çalışmak her daim mümkün değildir. Örneğin atmosfer ötesi bir durum ile ilgili araştırma ve buna uygun gerçekleştirilmesi planlanan sistemler, aynı şekilde okyanus dibindeki koşullarda yapılması beklenen deneyler gerçek bir sistemde yapılması mümkün değildir. Bu tür durumlarda da yine sanal bir sistem oluşturulup, yapılacak deneyler bilgisayar destekli modeller aracılığı ile yapılabilecektir.

3) Gerçek bir sistemde deney yapmak tehlike arz ediyorsa:

Bu sorunlar daha çok uçak sistemlerinde ya da ağır sanayi alanında görülür. Örneğin, bir uçak pilotu teori derslerini tamamladı, ancak uçuş deneyimine sahip olması gerekiyor. Gerçek bir uçağı daha hiç tecrübesi olmayan bir pilot adayına teslim etmek risk oluşturabilmektedir. Yine aynı şekilde, nükleer santral operatörleri de yapacağı işlerinde deneyim kazanmalıdır. Bu tür zamanlarda, göze alınması biraz zor olan ve oldukça riskler taşıyan durumlar olduğundan, öğrenimleri simülatör sistemler üzerinde yapılmaktadır.

4) Gerçek bir sistemle deney yapmak rahatsız ediciyse:

Örneğin, bir kentin otobüs hatları ile ilgili bazı değişiklikler yapılmak isteniyor, ancak hangi sistemin daha uygun olacağına karar verilemiyordur. Böyle bir durumda, otobüsleri sürekli farklı farklı hatlara sürükleyip deney yapılıp durulursa, bu sosyal yaşamda son derece büyük sorunlara yol açacaktır. Böyle bir durumda, bir simülasyon sistemi yardımıyla yapılacak değişiklikler kolaylıkla irdelenebilecektir. Böylelikle gerçeğe çok yakın veriler elde edilebilecek, aynı zamanda da kullanıcılara hiç rahatsızlık verilmemiş olunacaktır.

5) Eğer ki bir sistemin analitik çözüm tekniği yoksa veya çok zorsa:

Bir diferansiyel denklem takımları analitik bir çözüme kavuşamadığında ya da bekleme hattı problemleri gibi çok da basit olmayan durumlarda, simülasyon son derece önemli olacaktır. Simülasyon yani benzetim sayesinde deneyler adına çözüm bulmak daha kolay olacaktır.

6) Sistem çok yavaş ya da çok hızlıysa:

Bir sistemi incelemek her daim doğru ve yeterli zamanı araştırmacılara verememektedir. Örneğin yerbilim veya astronomik olaylar, devingenliğin gerçek bir sistem üzerinde incelenebilecek kadar etkin bir zaman sunamamaktadır. Bazen gözlem ve deney yapmak için çok uzun süreler, aylar, yıllar vermek gerekirken; bazen de yine aynı şekilde deneyler için saliseler ve belki de çok daha kısa süreler geçirmek gerekebilir. İşte bu şekildeki çok hızlı veya yavaş olduğu durumlarda, simülasyon ortalama bir zaman aralığını sanal sistem incelemelerinde sunabilmektedir. Böylelikle simülasyon sistemi, çeşitli varsayımların sınanmasına olanak verebilecektir.

7) Gerçek sistemlerde deney yapmak ekonomik olmuyorsa:

Gerçek bir sistem deney yaparken, her zaman ekonomik olarak etkin bir bütçe yönetimi yapmak mümkün değildir. Ancak bu noktada, simülasyon sayesinde deneyler yapılabilmekte ve çözüm iyice irdelenebilmektedir. Böyle bir durumda da ortaya çıkan sonuçlar, katma değer ile maliyeti etkin bir şekilde dengeleyebiliyor mu bu da gözlenmiş olur. Eğer ki, gerçek bir sistem ile çalışmalar yapılacaksa, her daim doğru bir adım yapılamayacağı ve dolayısıyla da yanlış bir çözüm ile birlikte pek çok riskin ortaya çıkabileceği, bunun akabinde de ekstra hesaba katılamamış pek çok harcama yapılabileceği de unutulmamalıdır.
Kaynakça:
Endüstri Mühendisliği Simülasyon Ders Notları

Yazar: Gökçe Cömert