モデリングとシミュレーション

モデル化（モデリング）とシミュレーションは、密接に関連した2つのコンピュータアプリケーションで、今日の科学と工学において重要な役割を担っています。科学者やエンジニアが研究に要するコストや時間を削減するのに役立っています。また、一般の人が理解しやすいように、簡単なトレーニングを受けることができるようになっています。

モデリング

モデリングとは、オブジェクトやシステムを、そのプロパティのすべてまたはサブセットで表現する「モデル」を作成することです。モデルは、元のシステムと全く同じである場合もあれば、近似によって実際のシステムから乖離する場合もある。例えば、船のコンピュータモデルは、ユーザーが船の寸法を明確に把握するために回転させたり、拡大縮小したりできるように、船の3次元の視覚化を提供することができます。数理モデルは、3Dモデルとは異なります。数学的モデルは、方程式でシステムを記述する

モデリングは、プロセスのコストを削減し、スピードアップを図ることができます。例えば、船を作る必要があるとき、いくつかのモデルを作り、最適な解を見つけることができます。モデリングがなければ、現実には何隻も船を作って選ぶことはできないので、これは不可能だったでしょう。その結果、デザイナーは設計を最適化することができるようになりました。

シミュレーション

シミュレーションとは、現実のシステムや架空のシステムの挙動をコンピュータアプリケーション上で模擬的に再現し、研究・分析する手法のことです。シミュレーションは、システムを記述する数学的モデルに対して行われます。シミュレーションでは、数学モデルの1つ以上の変数を変化させ、他の変数の変化を観察する。シミュレーションにより、実世界のシステムの挙動を予測することができます。例として、船舶の挙動は、物理法則（流体統計学や力学）を記述した数学的モデルを用いてシミュレーションすることができます。ユーザーは、速度や重量などの変数を変化させ、船の安定性を観察することができます。

また、シミュレーションは、特定の活動を行うための訓練や、不測の事態に対応するための訓練にも利用されています。ドライバーやパイロットを養成するためのカーシミュレーターやフライトシミュレーターなどがその例です。

シミュレーションは、必要な変更を加えて良い結果を得ることで、設計者がシステムを最適化するのに役立ちます。仮想環境下で物件を変えながら、さまざまなデザインを試すことができ、コストと時間の節約になります。ユーザーは、現実世界よりも遅い、あるいは速いシミュレーションを実行することができるので、より詳細な情報を得ることができるかもしれません。