Тема 2. Розробка базової імітаційної моделі збагачувальних процесів на ЕОМ

1. Імітаційне моделювання

2. Корисність методів дослідження операцій у науковій роботі

3. Переваги і недоліки методу машинної імітації

4. Цілі імітаційного моделювання

5. Технологія імітаційного моделювання

6. Програмні засоби для імітації

Імітаційне моделювання (simulation modeling) народилось ще у докомп’ютерну епоху. Наприклад, коли будували палац, архітектор створював зменшену модель. А перед тим, як починати будувати корабель, гідродинамічні властивості майбутнього судна перевірялися у випробувальному басейні (рос. опытовый бассейн).

Є багато методів моделювання. Щоб з’ясувати ставлення виробничників до методів машинного моделювання з погляду придатності їх для потреб внутрішньофірмового планування, обстежили 1000 найбільших фірм США, Дійшли висновку: частота використання методу машинної імітації найбільша і становить 29%; друге місце посідає лінійне програмування - 21%; далі йдуть сіткові методи (включаючи системи ПЕРТ і МКШ - метод критичного шляху) -14%, теорія керування запасами- 12%. Інші методи мають значно менший рейтинг (табл, 2).

2. Корисність методів дослідження операцій у науковій роботі

Методи, що найчастіше використовуються у внутрішньо-фірмовому плануванні

Динамічні процеси, які відбуваються у виробничих та економічних системах, настільки складні й різноманітні, що аналітичні методи дослідження операцій (математичне програмування, теорія масового обслуговування, теорія ігор і т.ін.), котрі на перший погляд здаються універсальними, насправді вельми нечасто придатні для прогнозування та аналізу фактичних ситуацій. Пояснюється це ось чим, Математичні моделі, які можуть бути реалізовані з допомогою ефективних обчислювальних методів, є надто спрощеними, а отже, не адекватні реальним процесам, Що ж до адекватних математичних моделей,то їх здебільшого не можна реалізувати через труднощі обчислювального характеру, У такому разі часто є сенс застосувати машинну імітацію, що полягає в моделюванні на ЕОМ реальної виробничої чи економічної системи.

Машинна імітація дає користувачеві змогу експериментувати з існуючими і створюваними системами тоді, коли на реальному об’єкті робити цього не можна або немає жодної рації, Такий метод набуває сьогодні особливої ваги, насамперед як інструмент удосконалення управління економікою та її галузями в межах усієї України. Є всі підстави стверджувати, що машинна імітація _­– один з найзагальніших і найпотужніших методів прикладного системного аналізу. Адже з допомогою імітаційних моделей системи розкривається сутність відповідних явищ і процесів за умови, що натурні досліди в реальному середовищі на реальних об’єктах виключаються.

3 огляду на сказане можна дати таке означення імітаційного моделювання.

Імітаційне моделюва ння в широкому розумінні є проц ес конструювання моделі реальної системи та експер им ентування на ц ій моделі з метою визначити поводження системи або оцінити (в рамках обмежень, зумовлених деяким критерієм чи сукупністю критеріїв) різні стратегії, що забезпечують функціонування даної системи,

У вужчому розумінні імітаційне моделювання - це відтворення на ЕОМ реальної виробничої чи організаційної системи. За такого тлумачення термін “імітаційне моделювання”) має той самий сенс, що й “машинна імітація”) або “машинне моделювання”) (останні терміни відповідають експериментальному методу вивчення економіки з допомогою ЕОМ). Щоб застосувати такий метод для досліджень, створюють імітаційну систему, яка містить у собі імітаційну модель, а також внутрішнє і зовнішнє математичне забезпечення. До ЕОМ вводяться потрібні вхідні дані і спостерігаються зміни показників, котрі у процесі моделювання можуть аналізуватися й піддаватися статистичній обробці.

Імітаційна модель – це комплексна математична й алгоритмічна модель досліджуваної системи, А метод, що базується на розробціта дослідженні імітаційних моделей, називається машинною імітацією, або імітаційним моделюванням,

Термін “машинна імітація”), який точніше відбиває сутність проблеми, у вітчизняній літературі використовується рідше, ніж термін “імітаційнемоделювання”); у зарубіжній літературі першому терміну відповідають такі: c omputer simulation – комп’ютерне моделювання, systems sітиlаtіоп – системне моделювання, digital simulation – цифрове моделювання.

Слово “імітація” походить від англійського imitate – наслідувати, копіювати, Отже, термін “машинна імітація” означає копіювання на ЕОМ реальних чи гіпотетичних процесів.

Слово “моделювання” походить від французького modeler – ліпити (копію), тобто фактично воно також означає копіювати, Тому словосполучення “імітаційне моделювання” – тавтологія (копіювальне копіювання). Те саме стосується терміна “імітаційна модель”. Зауважимо, проте, що в науковій літературі з інформатики й обчислювальної техніки дедалі частіше як синонім терміна “моделювання”) вживається термін “симуляція”.

Машинна імітація – це чисельний метод виконання на ЕОМ експериментів з математичними моделями, що описують поводження складних систем протягом тривалих відрізків часу. Імітаційний експеримент принципово відрізняється від натурного, що провадиться не із самою реальною системою, а з її моделлю, Саме ця властивість імітаційного експерименту має вирішальне значення для дослідження складних економічних і виробничих систем, де на відміну від систем технічних і фізичних об^єктів реальні експерименти здебільшого нездійсненні.

3. Переваги і недоліки методу машинної імітації

Машинна імітація в усьому світі набула значного поширення при дослідженні складних систем завдяки важливим перевагам, що їх дістають користувачі цього методу, Розглянемо деякі з цих переваг.

1. Вдається відповісти на багато запитань, що постають на ранніх стадіях задуму і попереднього проектування систем, уникнувши застосування методу спроб і помилок, котрий пов’язаний зі значними витратами. Зокрема, на підставі аналізу імітаційної моделі можна заздалегідь визначити ефективність функціонування будь-якої проектованої системи й попередити необгрунтовані витрати людських і матеріальних ресурсів на побудову нераціональних систем.

2. Метод дає змогу досліджувати особливості функціонування системи за будь-яких умов, зокрема й тих, котрі не реалізовані в натурних експериментах, При цьому параметри системи і навколишнього середовища можна варіювати в як завгодно широких межах, відтворюючи довільну обстановку, Завдяки такому підходу різко зменшується потреба в складному лабораторному обладнанні та експлуатаційних випробуваннях системи, Наприклад, під час польоту американського космічного корабля “Аполлон-13” машинне моделюваня застосували для аналізу надзвичайних заходів, перш ніж було подано команди щодо їх здійснення, Це дозволило космонавтам благополучно повернутися на Землю після вибуху балона з киснем на борту корабля.

3. Стає можливим прогнозувати поводження системи в близькому та віддаленому майбутньому, екстраполюючи на моделі результати промислових випробувань. У такому разі дані, здобуті раніше, поповнюються завдяки застосуванню статистичного підходу.

4. Імітаційні моделі технічних і технологічних систем та пристроїв дають змогу в багато разів скоротити час їх випробування: від днів і місяців у реальних умовах до секунд і хвилин на ЕОМ, Єдиним обмеженням тут можуть бути наявні ресурси машинного часу і пам’яті.

5. За допомогою методу машинної імітації можна штучним шляхом швидко й у великому обсязі дістати потрібну інформацію, що відбиває хід реальних процесів, уникнувши дорогих, а часто й неможливих натурних випробувань цих процесів – відповідні результати через обмежений обсяг вибірки здебільшого не зовсім достовірні (вірогідні).

6. Імітаційна модель є надзвичайно гнучким пізнавальним інструментом, здатним відтворювати довільні як реальні, так і гіпотетичні ситуації, оскільки на неї не поширюються жодні фактичні обмеження.

7. 3 огляду на те, що дослідження і оптимізацію деяких складних економічних систем не можна виконати ні з допомогою лабораторних чи натурних експериментів, ні аналітичними методами, імітаційне моделю-вання на ЕОМ часто буває єдиним реалізовуваним способом розв^язування таких задач.

Зауважимо, проте, що метод машинної імітації, попри всі його переваги та універсальність, прийнятний аж ніяк не завжди, оскільки виконання розрахунків на імітаційних моделях потребує значних витрат часу дослідників, програмістів та ЕОМ, Наприклад, для побудови адекватної імітаційної моделі внутрішньозаводського планування потрібно витратити від 3 до 11 років.

Досвід використання машинної імітації в США показує, що витрати часу на розробку навіть найпростішої моделі досягають, як правило, 5 – 6 людино-місяців і оцінюються в 30 тис. дол. Вартість складніших імітаційних моделей може сягати 5 млн дол. Середня вартість розробки імітаційних моде-лей становить 100 тис. дол., а відповідний час – не менш як 6 – 12 місяців.

Доволі високою була вартість імітаційного моделювання економіко-організаційних систем і в колишньому Радянському Союзі, Наприклад, витрати на імітаційну модель транспортного потоку великого регіону оцінювалися в 200 тис. руб.

Машинну імітацію як чисельний машинний метод розв’язування складних задач доцільно застосовувати за таких умов:

· непридатність або відсутність аналітичних методів розв’язування задач (правило – “коли інші методи безсилі");

· цілковита упевненість в успішному створенні імітаційної моделі, яка адекватно описує досліджувану систему (процес), зокрема в тому, що вдасться зібрати всю необхідну інформацію про модельовану систему (процес), забезпечивши вірогідну імітацію на ЕОМ реальних ситуацій (будувати імітаційну модель стохастичних процесів, коли не можна дістати опис потрібних характеристик випадкових величин і подій, – марний замір);

· можливість використати сам процес побудови імітаційної моделі для попереднього дослідження модельованої системи з метою напрацювання рекомендацій щодо поліпшення умов її функціонування. 3 такою ситуацією стикаємося і при створенні проектів АСУ: витрати на передпроектне обстеження об’єкта автоматизації дуже часто компенсуються за рахунок економічного ефекту від реалізації висновків, зроблених на підставі матеріалів обстеження, у плані вдосконалення діючої системи без застосування засобів автоматизації.

Коли приймають рішення щодо фінансування того чи іншого впровадження машинної імітації, обов’язково зіставляють сподіваний економічний ефект з відповідними розрахунковими витратами. І тут потрібна певна обережність з висновками. Напевне, є рація додержувати зарубіжних рекомендацій: створювати імітаційну модель доцільно лише в тому разі, коли сподіваний виграш у грошовому еквіваленті перекриває обсяг витрат більш ніж у 10 раз. Адже вартість робіт, як показує практика, занижується втричі, тоді як сподіваний ефект у стільки ж разів завищується.

4. Цілі імітаційного моделювання

У процесі машинного моделювання на ЕОМ з певною достовірністю відтворюються реальні ситуації. Зауважимо, що іноді ситуації “програються”, тобто реально імітуються досліджувані дії, Наприклад, при військових навчаннях відтворюються бойові дії з максимальним наближенням до ймовірних ситуацій воєнного часу. Значного поширення в навчальному процесі підготовки та перепідготовки кадрів набули ділові ігри, учасники яких за наперед розробленим сценарієм імітують у лабораторних умовах ту чи іншу виробничу ситуацію, Ці методи, безперечно, корисні в навчальному плані, Проте для розв’язування складних економічних задач і задач організаційного управління імітація реальних дій в натурних умовах неможлива або пов’язана зі значними матеріальними витратами.

Проблеми такого плану доцільніше розв’язувати, подаючи складну функціональну систему з допомогою логіко-математичної моделі, занесеної в ЕОМ. При цьому фактори невизначеності, динамічні характеристики та весь комплекс взаємозв’язків між елементами досліджуваної системи наби-рають вигляду формул, котрі зберігаються в пам’яті машини. Імітацію системи починають з деякого цілком конкретного – початкового стану. У результаті прийманих рішень, а також унаслідок настання ряду контрольованих подій (серед них можуть бути й випадкові) система в наступні моменти часу переходить до інших станів. Еволюційний процес триває так доти, доки не настане кінцевий момент планового періоду.

Відрізки часу внутрішньопланового періоду нерідко бувають чітко визначеними й утворюють упорядковану послідовність на досить великому проміжку імітування, Тому імітаційний експеримент пов’язаний з величезною кількістю обчислень на потужних ЕОМ. Відображення реального тривалого процесу на ЕОМ за кілька хвилин чи секунд називається стискуванням часу.

Розглянемо можливі цілі створення імітаційної моделі, призначеної для вивчення проблем організаційного управління.

Вивчення діючої функціональної системи. Розглянемо як приклад такої системи морський порт у процесі роботи. До порту заходять судна для обслуговування (розвантаження, навантаження, профілактичні й ремонтні роботи тощо), Щоб виконувати його, у порту зосереджено певні ресурси (вантажно-розвантажувальна техніка, робоча сила і т. ін.), Нехай у деякий час виявлено погіршення обслуговування морського транспорту, що призводить до певних матеріальних збитків порту, Адміністрація може поставити завдання з’ясувати причини такої ситуації (тобто виявити організаційні недоліки) засобами імітаційного моделювання,

Аналіз гіпотетичної функціональної системи. У свій час планувалося створити канал для перекидання води з Дунаю в Дніпро, Втілення цього грандіозного задуму могло б відчутно (як позитивно, так і негативно) вплинути на економіку, екологію, природні умови, соціальну інфраструктуру регіонів України, Докладно вивчити наслідки прокладання такого каналу без реалізації проекту можна лише засобами імітаційного моделювання, Напевне, багатьох упущень і недоліків, котрі пов’язані зі створенням штучних морів (Київське, Кременчуцьке і т.ін.), можна було б уникнути, якби на стадії відповідного задуму були розроблені й досліджені імітаційні моделі таких систем,

Проектування досконалішої системи. Розглянемо машинобудівний завод з малосерійним типом виробництва. Через велику розмірність задачі календарного планування (тисячі деталеоперацій) та відсутність аналітичних методів її розв’язування календарне планування виробництва не провадиться, а деталі обробляються на верстатах згідно з наперед прийнятими пріоритетами (наприклад, запуск деталей у виробництво відбувається за правилом черги: “першим прийшов – першим обслужений”). Дирекція заводу може поставити завдання створити імітаційну модель виробничого процесу, яка б допомогла відшукати ефективний спосіб визначення системи пріоритетів з тією метою, щоб усі роботи виконувалися без затримок,а коефіцієнт використацня обладнання підприємства був високим.

При дослідженні складних економічних систем на імітаційних моделях насамперед слід установити адекватність моделі реальним об’єктам. У разі неадекватності моделі дослідник ризикує дістати недостовірні результати, а на їх підставі прийти до помилкових висновків. Тому оцінювання адекватності моделі – обов’язковий етап моделювання, котрий сам по собі може бути великою і складною задачею.

Перевірку достовірності моделіназивають її верифікацією (від лат. verus – істинний і ficatio – роблю),

Адекватна (від лат. adaquatus – прирівнюваний) імітаційна модель математично і логічно з певною мірою наближення відображає досліджувану систему. Логічні елементи моделі відповідають операціям, виконуваним у реальній дійсності, а математичний опис визначає функції, що реалізуються в реальній системі. Імовірнісні оператори адекватної імітаційної моделі відображають випадковий характер подій реальної системи, Ендогенні параметри моделі при відповідних вхідних чинниках мають бути інформативними, тобто давати вірогідні повідомлення про сbстему.

Оцінювання адекватності моделі передбачає оцінювання адекватн-сті принциповоі структури моделі та оціиювання достовірності її реалізації.

Верифікувати імітаційну модель реальної системи вельми складно. Зробити це можна з допомогою або спеціально дібраних конкретних прикладів, котрі не обов’язково повинні містити реальну інформацію, або реальних задач, для яких відомі розв’язки, здобуті іншими способами.

5. Технологія імітаційного моделювання

Етап 1. Формулюються проблеми, що стоять перед дослідником, і приймається рішення про доцільність застосування методу ІМ. Потім визачаються цілі, які треба досягти в результаті імітації; від мети буде залежати вибір типу імітаційної моделі.

Етап 2. Визначаються найбільш значущі елементи і аспекти функціонування системи, що моделюється, тобто найбільш істотні у сенсі сформульованої проблеми елементи системи та взаємодія між ними. Також визначаються істотні впливи навколишнього середовища.

Етап 3. Здійснюється формалізація опису імітаційної моделі: визначаються компоненти моделі, характеристики компонентів і відповідні змінні та параметри; розробляється моделюючий алгоритм моделі, що відображує взаємодію компонентів між собою та з оточуючим середовищем. На даному етапі може використовуватись різноманітний математичний апарат: теорія масового обслуговування, теорія графів, теорія множин та ін.

Етап 4. Здійснюється програмування імітаційної моделі однією з універсальних алгоритмічних або спеціальних імітаційних мов. Моделюючий алгоритм оформлюється у вигляді підпрограм; описуються масиви характеристик компонентів та склад записів, а також організується збір даних про спостережувані змінні.

Етап 5. Проводиться планування експерименту з метою зменшення машинного часу, що витрачається на одержаня необхідних даних про поведінку імітаційної моделі. Воно включає обгрунтування числа імітаційних прогонів та їх тривалості, кількості спостережуваних змінних, послідовності зміни параметрів імітаційної моделі та ін.

Етап 6. Визначається початковий стан імітаційної моделі, що впливає на досягнення моделлю рівноваги. Це дозволяє підвищити адекватність функціонування імітаційної моделі та системи, що досліджується.

Етап 7. Підготовлюються дані про початкові значення змінних та параметрів імітаційної моделі.

Етап 8. Здійснюються прогони моделі на ЕОМ у відповідності з планом імітаційного експерименту.

Етап 9. Інтерпретуються і аналізуються статистичні дані про поведінку моделі у ході імітаційного експерименту. За необхідності проводяться додаткові прогони моделі

Часто складно відразу визначити, чи є елемент системи релевантним і які аспекти її функціонування істотні у рамках досліджуваної проблеми, які дані вдасться підготувати, а які виявляться недоступними, і т. ін. Тому на практиці ряд етапів багаторазово повторюється. В результаті імітаційна модель стає більш адекватною досліджуваній системі.

При здійсненні експериментів з імітаційною моделлю у режимі діалогу ітеративно повторюються етапи 7 – 9. Опис імітаційної моделі в процесі її розробки здійснюється на кількох рівнях: нефомальному, формалізованому та програмному (відповідно етапи 2, 3 та 4). Кожен рівень відрізняється від попереднього ступенем деталізації модельованої системи та способами опису її структури в процесі функціонування. При цьому рівень абстрагування зростає. Неформалізований опис розробленої імітаційної моделі необхідний як самим розробникам (при перевірці адекватності моделі, її модифікації та ін.), так і для взаємодії з замовником. На основі неформалізованого опису здійснюється розробка більш точного і докладного формалізованого опису.

В останні роки деякі дослідники намагаються розробити основи загальної теорії ІМ складних систем. Але на теперішній час побудова таких моделей залишається більше мистецтвом розробників, аніж строгою математичною дисципліною.

6. Програмні засоби для імітації

Програму для ЕОМ можна розробити двома способами:

1) звичайними засобами програмування із застосуванням проблемно-орієнтованих (фортран, паскаль, кобол і т. ін.) або машинно-орієнтованих мов (мови Асемблеру, Сі);

2) з допомогою спеціалізованих мов моделювання, Перший спосіб використовується, коли імітаційна модель не дуже складна, застосовується нечасто і програмується спеціалістами, котрі не мають значного досвіду роботи з імітаційними моделями. Проте при цьому програмістові доводиться заново складати підпрограми стандартних процедур, використовуваних у всіх імітаційних моделях (генерування випадкових змінних, статистична обробка даних, розміщення інформації всередині машинної пам’яті, складання основної програми, яка забезпечує правильну черговість подій та просування імітаційного процесу по осі часу).

Отже, застосування універсальних мов програмування має і переваги (мінімум обмежень на вхідний формат, значна поширеність), і недоліки (чималі витрати часу на програмування та налагодження програм). Створювати програмне забезпечення імітаційного моделювання допомагають спеціалізовані машинні мови. При їх використанні достатньо лише задати функцію розподілу ймовірностей. Тоді автоматично генеруються випадкові події за даним законом розподілу. Деякі зі спеціалізованих програм забезпечують збір статистичних даних за тими чи іншими досліджуваними характеристикамц імітаційної системи і видачу результатів машинного моделювання в наперед заданій формі. За допомогою таких програм упорядковують події та реєструють у часі кожний перехід системи з одного стану до іншого.

Зауважимо, що при машинному моделюванні спеціалізовані мови порівняно з універсальними мають такі переваги:

менші витрати на програмування;

ефективніші методи виявлення помилок;

стислість і точність вираження понять, котрі характеризують імітаційні процеси;

можливість заздалегідь створювати для користувачів стандартні підпрограми, що можуть використовуватися в будь-якій імітаційній моделі;

автоматичне формування певних типів даних;

зручність нагромадження та подання зображення даних;

забезпечення керування та контролю за розподілом машинної пам’яті в ході імітаційного моделювання.

Мови моделювання реалізуються, як правило, з допомогою універсальної провідної програми. Під її керівництвом виконується кожна іміта-ційна модель, Провідна програма автоматично реалізує типові для імітації службові операції:

переміщує в потрібні моменти системний час;

реєструє плановані події;

організує реалізацію подій, що настають;

динамічно розподіляє пам’ять обчислювальної машини і т.ін.

Спираючись на перелічені можливості провідної програми, користувач мови моделювання може розробляти модель, знаючи таке: системний час рухається автоматично; будь-яка запланована подія відбудеться за відповідних умов; довільна кількість одночасних подій може бути реалізована і т.п. Отже, можна сконцентрувати всю увагу на опису об’єктів системи, не завантажуючи модель допоміжними елементами,

Зауважимо, що попри істотні переваги спеціалізованих мов моделювання обмежитися лише їх використанням (орієнтуватися тільки на спеціалізовані програми) не можна, і насамперед з таких причин.

1. Щоб використовувати деякі мови імітаційного моделювання, потрібно досконало знати пов’язані з ними проблемно-орієнтовані мови. Наприклад, щоб оволодіти мовою імітаційного моделювання симскрипт, слід досконало знати мову програмування фортран,

2. Не завжди обчислювальні машини, які установлено в місцях їх використання, забезпечені трансляторами потрібних мов моделювання, а придбати такі транслятори через їх високу ціну мають змогу не всі.

3. У мовах імітаційного моделювання установлені жорсткі обмеження ца вихідні формати, що нерідко створює незручності для користувачів.

4. Написані спеціалізованими мовами імітаційні моделі не достатньо гнучкі, і моделювання через неоптимальність моделі потребує значних витрат машинного часу та великого обсягу машинної пам’яті, Отже, постановка серії експериментів може бути економічно невигідною. Не виключається навіть і така ситуація,коли модель не “вміщується” в пам’яті ЕОМ.

Нині використовуються численні (понад 500) мови моделювання. Іх поділяють на такі класи. Мови моделювання неперераних процесів (динамо, 360/SISTEM, CSMP та ін.)

Мови моделювання неперерено-дискретпих процесів (недіс, DISLIN).

Мови моделювання дискрепіних процесів (GPSS – General Program System Simulation).

Розрізняють мови імітаційного моделювання за такими ознаками:

1) способом обліку часу подій, що відбуваються, та виконуваних дій;

2) правилами найменування структурних елементів;:

3) способом перевірки умов, при яких реалізуються дії;

4) видами статистичних досліджень, які можливі за наявності даних;

5) труднощами, що виникають при зміні структури моделі,

Для моделювання дискретних процесів, характерних систем організаційного управління, створено мови, що зорієнтовані на дії (СSL,ЕSP), події (симскрипт, симком, симпак, GASP – базовою мовою програмування є фортран), процеси (SIMULA, SOL, ASPOL симула-67 – базовою мовою програмування є алгол), потоки поеідомлень – транзакти (GPSS V, GPSS/PC, CSS, BOSS – мають власні мовні засоби), потоки віимог – активатори (симдіс, SMPL – базова мова програмування PL/1 ), агрегати (АІС, сапас – мають свої мовні засоби). Найбільшого поширення в нашій країні набули мови типу GPSS.

Питання для самоперевірки

1. Імітаційне моделювання

2. Цілі імітаційного моделювання.

3. Переваги і недоліки методу машинної імітації

4. Методи, що найчастіше використовуються у внутрішньо-фірмовому плануванні

5. Програмні засоби для імітації

ГЛОСАРІЙ

Абстрагування – виділення в об'єкті основних значимих ознак і відхилення втоpинних, несуттєвих.

Аналіз – це спосіб наукового дослідження, за яким явище поділяється на складові, з метою вивчення окремих його частин.

Аналогова проблема (аналогічні способи вирішення) характерна для групи практичних проблем. Поставлена проблема даного виду не завжди потребує нового способу вирішення (навіть за умови існування нових фактів).

Бесіда – метод отримання інформації шляхом безпосереднього спілкування дослідника з респондентом.

Бібліометрія – метод кількісного дослідження друко­ваних документів у вигляді матеріальних об’єктів або бібліографічних одиниць, а також замінників тих чи інших;

Валідність (англ. valid – дійсний, придатний) – це комплексна хаpактеpистика методу (методики), яка вказує на його придатність до використання (об’єктивність, діагностичну силу, репрезентативність, точність, надійність).

Верифікація – це процедура емпіричної перевірки твердження на відповідність фактичному стану речей.

Вибір теми – перший, а тому визначальний етап дослідження. Тема повинна бути обрана свідомо, а інтерес, до теми, прагнення вирішити поставлене наукове завдання, повинні постійно супроводжувати дослідника

Вимірювання – це процедура визначення числового значення певної величини за допомогою одиниці виміру.

Гіпотеза – це науково обґрунтоване припущення, що висувається для пояснення якого-небудь процесу, яке після перевірки може виявитись дійсним або хибним.

Дедукція – це спосіб наукового дослідження, при якому часткові положення виводяться із загальних.

Детермінізм – характеризується розвитком об’єктивної причинної зумовленості явищ;

Діагностична сила (роздільна здатність) – характеристика, яка вказує на здатність методу (методики) диференціювати досліджувані об’єкти за вимірюваною ознакою, тобто розподіляти їх як мінімум на три групи: з низьким рівнем вираженості ознаки, середнім ти високим.

Діалектика – є фундаментальним науковим принципом дослідження бага­топланової і суперечної дійсності в усіх її проявах;

Діалектичний підхід - дає змогу обґрунтувати причинно-наслідкові зв'язки, процеси диференціації та інтеграції, постійну супе­речність між сутністю і явищем, змістом і формою, об’єктив­ність в оцінюванні дійсності;

Дослідницька діяльність - особливий вид діяльності педагога, відмінної від дидактичної, виховної й наближеної до наукової за своїм складом, функціями та технологіями виконання.

Дослідно-експериментальна робота - поєднання пошуку найбільш ефективної педагогічної системи через дослідну роботу, розробку програми експерименту та її реалізацію.

Експеримент – апробація знання досліджуваних явищ в контрольованих або штучно створених умовах.

Експеримент – це комплексний метод дослідження, при якому відбувається активний вплив на досліджуване явище шляхом створення спеціальних умов (введення експериментальних факторів), що відповідають меті дослідника.

Експертна оцінка побудована на використанні професійного досвіду та інтуїції спеціалістів під час розв’язування аналітичних задач, особливо при прогнозуванні розвитку економічних ситуацій.

Емпіричне дослідження – це особливий вид практичної діяльності, що існує в середині науки. Така діяль­ність потребує наявності специфічних здібностей: мистецтво експе­риментатора, спостережливості польового дослідника, особистої контактності і такту психологів і соціологів, які займаються проведенням досліджень та ін.

Емпіричний етап пов'язаний з отриманням та первинною обробкою початкового фактичного матеріалу: емпіричних і наукових фактів.

Завдання дільності – це потреба, яка виникає за певних умов і може бути реалізована завдяки визначеній структурі діяльності;

Завершальна стадія науково-дослідного процесу – стадія узагальнення, апробації та реалізації результатів дослідження.

Закон – внутрішній суттєвий зв'язок явищ, що зумов­лює їх закономірний розвиток.

Засіб діяльності – об’єкт, що опосередковує вплив суб’єкта на предмет діяльності (те, що звичайно називають "знаряддям праці"), і стимули, що використовуються у пев­ному виді діяльності;

Ідея – це продукт людського мислення, форма відображення дійсності;

Ізоформізм – характеризується відношенням об’єктів, що відбивають тотожність їх побудови;

Індукція - це спосіб наукового дослідження, при якому по часткових фактах і явищах встановлюються загальні принципи і закони.

Інформетрія – вивчає математичні, статистичні методи і моделі та їхнє використання для кількісного аналізу струк­тури і особливостей наукової інформації, закономірностей про­цесів наукової комунікації, включаючи виявлення самих цих закономірностей;

Концептуальність – це визначення змісту, суті, смислу того, про що йде мова.

Концепція – це система поглядів, система опису певного предмета або явища, стосовно його побудови, функціонування, що сприяє його розумінню, тлумаченню, вивченню головних ідей.

Мета діяльності - зумовлена певною потребою, задоволення якої потребує певних дій;

Мета дослідження - це очікуваний кінцевий результат. Мета визначає стратегію і тактику дослідження, загальну його спрямованість і логіку.

Метод – (гр. methodos) – спосіб пізнання, дослідження явищ природи і суспільного життя;

Методика – (гр. methodike) - сукупність методів, прийомів проведення будь-якої роботи; вчення про особливості застосування окремого методу чи системи методів.

Методологія (гр. methodos - спосіб, метод і logos - на­ука, знання) – вчення про правила мислення при створенні теорії науки, вчення про науковий метод пізнання й перетворення світу;

Моделювання – метод наукового пізнання, сутність якого полягає у дослідженні моделі об'єкта пізнання на основі абстрактно-логічного мислення за принципами наочності, об'єктивності.

Надійність – характеристика яка вказує на здатність методу давати однакові результати при дослідженні однакових об’єктів у однакових умовах (забезпечувати відтворюваність результатів).

Наука – це сфера людської діяльності, спрямована на ви­роблення нових знань про природу, суспільство і мислення.

Наукова ідея – інтуїтивне пояснення явища (процесу) без проміжної аргументації, без усвідомлення всієї сукуп­ності зв'язків, на основі яких робиться висновок.

Наукова проблема - питання, що потребує наукового вирішення; завдання для пошуку невідомого; сукупність нових діалектично складних теоретичних або практичних питань, які суперечать існуючим знанням або прикладним методикам у конкретній науці і потребують вирішення за допомогою наукових досліджень.

Наукове дослідження - діяльність, свідомо спрямована на отримання нового наукового продукту, що є оригінальним, неповторним, суспільно значущим; цілеспрямо­ване пізнання, результати якого виступають як система по­нять, законів і теорій.

Наукові положення - це виражені у вигляді чітких формулювань основні наукові ідеї, як прийняті за основу при виконанні дослідження, так і знову висунуті автором.

Науково-дослідний процес – це чітко організований комплекс дій, спря­мований на отримання нових знань, що розкривають суть процесів і явищ у природі і суспільстві, з метою використання їх у практичній діяльності людей.

Наукометрія – є системою вивчення наукового, конструк­тивного знання за допомогою кількісних методів;

Об'єкт дослідження - це явище або процес, що породжує проблемну ситуацію і на що спрямований процес пізнання.

Опитування – це метод, який полягає в тому, що інформацію збирають шляхом реєстра­ції показників, отриманих в результаті опитування людей.

Організаційна стадія науково-дослідного процесу – це ціла низка проце­дур, що виконуються на початковому етапі кожного наукового дослідження.

План - це "скелет" роботи, який компактно відображає, послідовність викладення матеріалу. Планом є складений у визначеному порядку перелік підрозділів (параграфів) та розширений перелік питань, які повинні бути висвітлені в кожному розділі.

План-проспект є реферативним викладенням розміщених в логічному порядку питань, за якими надалі буде систематизуватися весь зібраний матеріал.

Поняття – це думка, відбита в узагальненій формі. Воно відбиває суттєві й необхідні ознаки предметів та явищ, а та­кож взаємозв'язки.

Порівняння – це процес зіставлення предметів або явищ дійсності з метою встановлення подібності чи відмінності між ними, а також знаходження загального, притаманного, що може бути властивим двом або кільком об’єктам дослідження.

Предмет діяльності – елементи навколишнього середовища, які має суб’єкт до початку своєї діяльності і які підлягають трансформації в продукт діяльності;

Предметом дослідження є найбільш значущі властивості об'єкта, окремі його аспекти, сегменти чи взаємозв'язки, які підлягають вивченню.

Прикладні дослідження – спрямовані на визначення способів використан­ня законів природи для створення нових і вдосконалення існуючих спосо­бів і засобів людської діяльності.

Принцип – це правило, що виникло в результаті об'єктивно осмисленого досвіду.

Продукт діяльності – те, що є результатом трансформації предмета в процесі діяльності;

Процедури діяльності – технологія (спосіб, метод) одержання бажаного продукту;

Процес наукового дослідження – це сукупність послідовних дій, спрямованих на досягнення поставленої мети і отримання намічених наукових результатів.

Рейтинг (англ. rating – оцінювати, визначати клас, розряд) – ступінь популярності якоїсь особи, організації, груди, їхньої діяльності, програм, планів, політики у певний час; виводять шляхом голосування, соціологічних опитувань, анкет, на основі чого визначається місце, яке вони посідають се­ред собі подібних.

Репрезентативність – характеристика, яка вказує на здатність методу (методики) розповсюджувати (переносити) результати, отримані при дослідженні частини об’єктів на всі об’єкти, що входять до даної групи.

Розробка – процес перетворення нової наукової та науково-технічної ін­формації у форму, придатну для впровадження в практику.

Синтез – мислене об'єднання частин в ціле з метою встановлення зв’язків між частинами.

Спостереження – це систематичне цілеспрямоване, спеціально організоване сприймання предметів і явищ об’єктивної дійсності, які виступають об’єктами дослідження.

Структура діяльності – включає предмет, засіб, процедури, умови, продукт діяльності.

Судження – думка, в якій за допомогою зв'язку понять стверджується або заперечується що-небудь. Судження про предмет або явище можна отримати або через безпосереднє спостереження будь-якого факту, або опосередковано – за допомогою умовиводу.

Тема - це намічений результат дослідження, що спрямований на вирішення конкретної проблеми.

Тема наукового дослідження відображає проблему в її характерних рисах, і таким чином окреслює межі дослідження, конкретизуючи основний задум та створюючи передумови успіху роботи в цілому.

Теоретичний етап дослідження пов'язаний з глибоким аналізом фактів, з проникненням в суть досліджуваних явищ, з пізнанням та формулюванням в якісній та кількісній формі законів, тобто з поясненням явищ.

Теоретичні методи дослідження - методи, мета яких полягає у встановленні закономірних зв’язків між явищами, формулюванні законів і закономірностей їх розвитку і на цій основі передбачені нових явищ.

Узагальнення – це комплекс послідовних дій по зведенню конкретних одиничних фактів в єдине ціле з метою виявлення типових рис і закономірностей, притаманних досліджуваному явищу.

Умови діяльності – характеристика оточення суб’єкта в процесі діяльності, соціальні умови, просторові та часові чинники тощо;

Фоpмалізація – викладення знань у вигляді понять, суджень, гіпотез, теорій, законів.

Фундаментальні дослідження – спрямовані на відкриття та вивчення но­вих явищ і законів природи, на створення нових принципів дослідження, їхньою метою є розширення наукового знання суспільства, встановлення того, що може бути використано в практичній діяльності людини