Оптимизацию процессов вычислений с помощью математического моделирования можно проводить, создавая абстрактные модели, которые отражают функционирование реальных систем с использованием математических формул и алгоритмов. 2

Некоторые способы оптимизации:

• Вычислительный эксперимент. 3 Позволяет исследовать объект без модификации установки или аппарата, а также каждый фактор в отдельности, в то время как в реальности они действуют одновременно. 3
• Оптимизационное моделирование. 2 Использует такие методы, как линейное программирование, целочисленное программирование и смешанное целочисленное программирование, для решения задач оптимизации и принятия решений. 2
• Имитационное моделирование. 12 Отражает развитие процесса (поведение исследуемого объекта) во времени при задании внешних воздействий на процесс. 1

Процесс оптимизации с помощью математического моделирования включает несколько этапов: 4

1. Установление границ системы или объекта, которые нужно оптимизировать. 4
2. Построение математической модели оптимизируемой системы, которая, как правило, представляет собой ограничения, наложенные на управление системой. 4
3. Составление целевой функции. 4 В роли целевой функции могут выступать себестоимость продукции, время производства продукции, трудозатраты на производство продукции и т. д.. 4
4. Определение критерия оптимальности. 4 Зачастую он предстаёт в виде требования экстремума целевой функции по управляющим воздействиям при наличии ограничений. 4
5. Выбор или построение оптимизационного алгоритма и решение экстремальной (оптимизационной) задачи. 4

Математическое моделирование позволяет аналитически изучать поведение объектов, предсказывать их характеристики и оптимизировать процессы. 2