モデリング&シミュレーション
Old Dominion University (Norfolk, VA)
Ghulam Ishaq Khan Institute of Engineering Sciences and Technology (Swabi, Pakistan)
当初のM&Sという呼称では方法や使用状況が漠然としており、より具体的なPharmacometrics(ファーマコメトリクス)やSystems pharmacologyが用いられるようになった。しかし、解析の専門家以外には理解が難しいという問題があり、医薬品開発にM&Sを適用することを指してMBDD(model based drug development)という呼称が用いられるようになった。長年にわたり使用されていたが、モデルが医薬品開発の意思決定を支配するという誤解を生んだため、MIDD(model informed drug development)とされ、その後開発段階における適用範囲を拡大してMID3となった。このほか、母集団薬物動態/薬力学(Population Pharmacokinetic/Pharmacodynamic、PPK/PD)解析、曝露-反応(Exposure-Response、ER)解析といったツールもM&Sに含まれる。
このシミュレーションの使用により、従来の意思決定支援システムのツールボックスに意思決定支援シミュレーションシステムが追加される。
シミュレーションにより、初期分析段階において、最初のプロトタイプコンポーネントを備えた混合仮想システムを介して、最終システムの仮想テスト環境にシミュレーションシステムを統合できる、一貫性のある合成環境を設定できる。正しく管理されていれば、システムの後続のライフサイクルフェーズで、開発およびテスト領域からトレーニングおよび教育領域に環境を移行できる(最初のコンポーネントが構築される前であっても、現実的な制約の下で、実際のシステムの仮想ツインをトレーニングおよび最適化するオプションも含まれる)。
特に米国内では、軍事および防衛分野は、M&Sの適用だけでなく、資金提供という形でも、M&Sのメインチャンピオンである。例えば、現代の軍事組織におけるM&Sは、買収 / 調達戦略の一部である。具体的には、M&Sは、軍事システムの要件や訓練に影響を与えるイベントや実験を行うために使用される。したがって、M&Sは軍事システムのシステム工学の不可欠な部分と考えられている。しかしながら、他の応用分野も現在追いついてきている。 医学、輸送、その他の産業分野におけるM&Sは、もしそれがまだ起きていなかったとしても、今後数年間でアメリカ合衆国国防総省(United States Department of Defense, DoD)のM&Sの使用を急速に上回る態勢にある。
さらに、実際の実験結果を使用して、モデルを更新および改善することができる。M&Sはそれ自体が学問分野である。その多くの応用分野では、M&Sが純粋な応用であるという前提につながることがよくある。これは事実ではなく、M&Sの適用において経営工学によって認識される必要がある。
数理モデルとシミュレーションを使用すると、コストと時間がかかる可能性のある実際の実験を回避できる。代わりに、数学的知識と計算能力を用いて、現実世界の問題を安価かつ時間効率の高い方法で解決する。そのため、M&Sは、現実世界でシステムを実際にテストすることなく、システムの動作の理解を促進できる。例えば、レースカーの設計時にトラクションを最も改善するスポイラーの種類を決定するには、車のコンピューターシミュレーションを使用して、摩擦係数に対するさまざまなスポイラーの形状の影響を順番に推定できる。実際に車を製造することなく、デザインのさまざまな意思決定に関する有用な洞察を収集することができる。加えて、シミュレーションは、ソフトウェアで完全に発生する実験、あるいはシミュレーションがシステムを表したり、実験の目的を満たすために必要なデータを生成したりするhuman-in-the-loop(HITL)環境で発生する実験をサポートすることができる。さらに、シミュレーションは、ほかの方法では創造が困難または高価であろう仮想環境を使用して人を訓練するために使用できる。
Defense Technical Information Center
Glossary of military modeling and simulation
Interservice/Industry Training, Simulation and Education Conference (I/ITSEC)
Microscale and macroscale models
Military Operations Research Society (MORS)
Military simulation
Modeling and Simulation Coordination Office
Operations research
Orbit modeling
Power system simulation
Rule-based modeling
Simulation Interoperability Standards Organization (SISO)
Society for Modeling and Simulation International (SCS)