Основы моделирования процессов

1 Теоретические основы моделирования систем и процессов

=== Скачать файл ===

Основы моделирования экономических процессов

Основы моделирования производственных процессов

Например, можно выделить следующие виды моделирования:. Первый этап построения модели предполагает наличие некоторых знаний об объекте-оригинале. Познавательные возможности модели обусловливаются тем, что модель отображает воспроизводит, имитирует какие-либо существенные черты объекта-оригинала. Вопрос о необходимой и достаточной мере сходства оригинала и модели требует конкретного анализа. Очевидно, модель утрачивает свой смысл как в случае тождества с оригиналом тогда она перестает быть моделью , так и в случае чрезмерного во всех существенных отношениях отличия от оригинала. Таким образом, изучение одних сторон моделируемого объекта осуществляется ценой отказа от исследования других сторон. Поэтому любая модель замещает оригинал лишь в строго ограниченном смысле. На втором этапе модель выступает как самостоятельный объект исследования. Конечным результатом этого этапа является множество совокупность знаний о модели. На третьем этапе осуществляется перенос знаний с модели на оригинал — формирование множества знаний. Процесс переноса знаний проводится по определенным правилам. Знания о модели должны быть скорректированы с учетом тех свойств объекта-оригинала, которые не нашли отражения или были изменены при построении модели. Четвёртый этап — практическая проверка получаемых с помощью моделей знаний и их использование для построения обобщающей теории объекта, его преобразования или управления им. Моделирование — циклический процесс. Это означает, что за первым четырёхэтапным циклом может последовать второй, третий и т. При этом знания об исследуемом объекте расширяются и уточняются, а исходная модель постепенно совершенствуется. Недостатки, обнаруженные после первого цикла моделирования, обусловленные малым знанием объекта или ошибками в построении модели, можно исправить в последующих циклах. Сейчас трудно указать область человеческой деятельности, где не применялось бы моделирование. В перспективе для каждой системы могут быть созданы свои модели, перед реализацией каждого технического или организационного проекта должно проводиться моделирование. Построение и исследование моделей, то есть моделирование, облегчает изучение имеющихся в реальном устройстве процессе, … свойств и закономерностей. Применяют для нужд познания созерцания,анализаисинтеза. Моделирование является обязательной частью исследований и разработок, неотъемлемой частью нашей жизни, поскольку сложность любого материального объекта и окружающего его мира бесконечна вследствие неисчерпаемости материи и форм её взаимодействия внутри себя и с внешней средой. Одни и те же устройства, процессы, явления и т. Как следствие, существует много названий моделей, большинство из которых отражает решение некоторой конкретной задачи. Моделирование всегда предполагает принятие допущений той или иной степени важности. При этом должны удовлетворяться следующие требования к моделям:. Оценить адекватность выбранной модели, особенно, например, на начальной стадии проектирования, когда вид создаваемой системы ещё неизвестен, очень сложно. В такой ситуации часто полагаются на опыт предшествующих разработок или применяют определенные методы, например,метод последовательных приближений;. Здесь важной задачей является оценка потребной точности результатов и имеющейся точности исходных данных, согласование их как между собой, так и с точностью используемой модели;. Выбормодели и обеспечение точности моделирования считается одной из самых важных задач моделирования. Погрешностимоделирования вызываются как объективными причинами, связанными с упрощением реальных систем, так и субъективными, обусловленными недостатком знаний и навыков, особенностями характера того или иного человека. Погрешности можно предотвратить, компенсировать или учесть. И всегда обязательна оценка правильности получаемых результатов. В технике быструю оценку точности модели часто проводят следующими способами:. Удобно это делать для частного случая модели, когда решение очевидно. Иногда даже говорят, что ещё перед решением задачи инженер уже должен представлять характер и порядок ожидаемого результата. Но точность такого представления зависит от развитости физического воображения и опыта работы с подобными системами;. Известно, что посредством грубых измерений, использованияконтрольно-измерительных приборовс низкой точностью или приближенных исходных данных невозможно получить точные результаты. С другой стороны, бессмысленно вести, например, расчет с точностью до грамма, если результат потом нужно округлять скажем, указывать вформуляре с точностью до ста грамм, или же определять среднюю величину точнее составляющих её значений, и т. Поэтому важно помнить о следующем:. По способу отображения действительности различают три основных вида моделей — эвристические, натурные и математические. Эвристические модели, как правило, представляют собой образы, рисуемые в воображении человека. Их описание ведется словами естественного языка например, вербальнаяинформационная модель и, обычно, неоднозначно и субъективно. Эти модели неформализуемы, то есть не описываются формально-логическими и математическими выражениями, хотя и рождаются на основе представления реальных процессов и явлений. Эвристическое моделирование — основное средство вырваться за рамки обыденного и устоявшегося. Но способность к такому моделированию зависит, прежде всего, от богатства фантазии человека, его опыта и эрудиции. Эвристические модели используют на начальных этапах проектирования или других видов деятельности, когда сведения о разрабатываемой системе ещё скудны. На последующих этапах проектирования эти модели заменяют на более конкретные и точные. Отличительной чертой этих моделей является их подобие реальным системам они материальны , а отличие состоит в размерах, числе и материале элементов и т. По принадлежности к предметной области модели подразделяют на следующие:. Ими являются реальные изделия, образцы, экспериментальные и натурные модели, когда между параметрами системы и модели одинаковой физической природы существует однозначное соответствие. Выбор размеров таких моделей ведётся с соблюдением теории подобия. Физические модели подразделяются на объёмные модели и макеты и плоские тремплеты:. Например, предметные модели, как уменьшённые копии оригинала глобус как модель Земли, игрушечный самолёт с учётом его аэродинамики ;. Физическое моделирование — основа наших знаний и средство проверки наших гипотез и результатов расчётов. Физическая модель позволяет охватить явление или процесс во всём их многообразии, наиболее адекватна и точна, но достаточно дорога, трудоёмка и менее универсальна. В том или ином виде с физическими моделями работают на всех этапах проектирования;. Математические модели— формализуемые, то есть представляют собой совокупность взаимосвязанных математических и формально-логических выражений, как правило, отображающих реальные процессы и явления физические, психические, социальные и т. По форме представления бывают:. Их решения ищутся в замкнутом виде, в виде функциональных зависимостей. Удобны при анализе сущности описываемого явления или процесса и использовании в других математических моделях, но отыскание их решений бывает весьма затруднено;. Их решения — дискретный ряд чисел таблицы. Модели универсальны, удобны для решения сложных задач, но не наглядны и трудоемки при анализе и установлении взаимосвязей между параметрами. В настоящее время такие модели реализуют в виде программных комплексов — пакетов программ для расчета на компьютере. Программные комплексыбывают прикладные, привязанные к предметной области и конкретному объекту, явлению, процессу, и общие, реализующие универсальные математические соотношения например, расчет системы алгебраических уравнений ;. Математические модели — основа построения компьютерных моделей и применения вычислительной техники. Результаты математического моделирования нуждаются в обязательном сопоставлении с данными физического моделирования — с целью проверки получаемых данных и для уточнения самой модели. С другой стороны, любая формула — это разновидность модели и, следовательно, не является абсолютной истиной, а всего лишь этап на пути её познания. Занимают промежуточное место между эвристическими и математическими моделями. Представляют собой различные изображения:. Этому упрощенному изображению некоторого устройства в значительной степени присущи эвристические черты;. Здесь уже конкретизированы внутренние и внешние связи моделируемого проектируемого устройства, его размеры;. Позволяют исследовать одни физические явления или математические выражения посредством изучения других физических явлений, имеющих аналогичные математические модели. В качестве примера можно привести метод динамических аналогий, широко применяемый вакустике электроакустические аналогии , а также вмеханике;. Выбортипа модели зависит от объема и характера исходной информации о рассматриваемом устройстве и возможностей инженера, исследователя. По возрастанию степени соответствия реальности модели можно расположить в следующий ряд: Количество параметров, характеризующих поведение не только реальной системы, но и её модели, очень велико. Для упрощения процесса изучения реальных систем выделяют четыре уровня их моделей, различающиеся количеством и степенью важности учитываемых свойств и параметров. Это — функциональная, принципиальная, структурная и параметрическая модели. Функциональная модель предназначена для изучения особенностей работы функционирования системы и её назначения во взаимосвязи с внутренними и внешними элементами. Функция— самая существенная характеристика любой системы, отражает её предназначение, то, ради чего она была создана. Подобные модели оперируют, прежде всего, сфункциональными параметрами. Графическим представлением этих моделей служатблок-схемы. Они отображают порядок действий, направленных на достижение заданных целей т. Функциональной моделью является абстрактная модель. Модель принципа действия принципиальная модель, концептуальная модель характеризует самые существенные принципиальные связи и свойства реальной системы. Это — основополагающие физические, биологические, химические, социальные и т. Стремятся к тому, чтобы количество учитываемых свойств и характеризующих их параметров было небольшим оставляют наиболее важные , а обозримость модели — максимальной, так чтобы трудоемкость работы с моделью не отвлекала внимание от сущности исследуемых явлений. Как правило, описывающие подобные модели параметры — функциональные, а также физические характеристики процессов и явлений. Принципиальные исходные положения методы, способы, направления и т. Так, принцип действия технической системы — это последовательность выполнения определенных действий, базирующихся на определенных физических явлениях эффектах , которые обеспечивают требуемое функционирование этой системы. Примеры моделей принципа действия: Работа с моделями принципа действия позволяет определить перспективные направления разработки например, механика или электротехника и требования к возможным материалам твердые или жидкие, металлические или неметаллические, магнитные или немагнитные и т. Правильный выбор принципиальных основ функционирования предопределяет жизнеспособность и эффективность разрабатываемого решения. Так, сколько бы ни совершенствовали конструкцию самолетас винтомоторным двигателем, он никогда не разовьет сверхзвуковую скорость, не говоря уже о полетах на больших высотах. Только использование другого физического принципа, например,реактивного движенияи созданного на его основереактивного двигателя, позволит преодолеть звуковой барьер. Графическим представлением моделей принципа действия служат блок-схема, функциональная схема, принципиальная схема. Например, для технических моделей эти схемы отражают процесс преобразования вещества, как материальной основы устройства, посредством определенных энергетических воздействий с целью реализации потребных функций функционально-физическая схема. На схеме виды и направления воздействия, например, изображаются стрелками, а объекты воздействия — прямоугольниками. Четкого определения структурной модели не существует. Так, под структурной моделью устройства могут подразумевать:. Под структурной моделью процесса обычно подразумевают характеризующую его последовательность и состав стадий и этапов работы, совокупность процедур и привлекаемых технических средств, взаимодействие участников процесса. Например, — это могут быть упрощенное изображение звеньев механизмав виде стержней, плоских фигур механика , прямоугольники с линиями со стрелками теория автоматического управления, блок-схемы алгоритмов , план литературного произведения или законопроекта и т. Степень упрощения зависит от полноты исходных данных об исследуемом устройстве и потребной точности результатов. На практике виды структурных схем могут варьироваться от несложных небольших схем минимальное число частей, простота форм их поверхностей до близких к чертежу изображений высокая степень подробности описания, сложность используемых форм поверхностей. Возможно изображение структурной схемы в масштабе. Такую модель относят к структурно-параметрической. Её примером служит кинематическая схема механизма, на которой размеры упрощенно изображенных звеньев длины линий-стержней, радиусы колес-окружностей и т. Для повышения полноты восприятия на структурных схемах в символьном буквенном, условными знаками виде могут указывать параметры, характеризующие свойства отображаемых систем. Исследование таких схем позволяет установить соотношения функциональные, геометрические и т. Под параметрической моделью понимается математическая модель, позволяющая установить количественную связь между функциональными и вспомогательными параметрами системы. Графической интерпретацией такой модели в технике служит чертеж устройства или его частей с указанием численных значений параметров. Предназначены для изучения особенностей работы функционирования системы, её назначения во взаимосвязи с внутренними и внешними элементами;. Предназначены для изучения физических реальных явлений, используемых для реализации заложенных в систему функций;. Предназначены для исследования тех или иных свойств и характеристик системы, обеспечивающих её эффективное функционирование. С целью подчеркнуть отличительную особенность модели их подразделяют на простые и сложные, однородные и неоднородные, открытые и закрытые, статические и динамические, вероятностные и детерминированные и т. Стоит отметить, что когда говорят, например, о техническом устройстве как простом или сложном, закрытом или открытом и т. Четкого правила разделения моделей на сложные и простые не существует. Обычно признаком сложных моделей служит многообразие выполняемых функций, большое число составных частей, разветвленный характер связей, тесная взаимосвязь с внешней средой, наличие элементов случайности, изменчивость во времени и другие. Понятие сложности системы — субъективно и определяется необходимыми для его исследования затратами времени и средств, потребным уровнем квалификации, то есть зависит от конкретного случая и конкретного специалиста. Разделение систем на однородные и неоднородные проводится в соответствии с заранее выбранным признаком: При этом одна и та же модель при разных подходах может быть и однородной, и неоднородной. Так, велосипед — однородное механическое устройство, поскольку использует механические способы передачи движения, но неоднородное по типам материалов, из которых изготовлены отдельные части резиновая шина, стальная рама, пластиковое седло. Все устройства взаимодействуют с внешней средой, обмениваются с нею сигналами, энергией, веществом. Модели относят к открытым, если их влиянием на окружающую среду или воздействием внешних условий на их состояние и качество функционирования пренебречь нельзя. В противном случае системы рассматривают как закрытые, изолированные. Динамическиемодели, в отличие от статических, находятся в постоянном развитии, их состояние и характеристики изменяются в процессе работы и с течением времени. Характеристики вероятностных иными словами, стохастических моделей случайным образом распределяются в пространстве или меняются во времени. Это является следствием как случайного распределения свойств материалов, геометрических размеров и форм объекта, так и случайного характера воздействия внешних нагрузок и условий. Характеристики детерминированных моделей заранее известны и точно предсказуемы. Знание этих особенностей облегчает процесс моделирования, так как позволяет выбрать вид модели, наилучшим образом соответствующей заданным условиям. Этот выбор основывается на выделении в системе существенных и отбрасывании второстепенных факторов и должен подтверждаться исследованиями или предшествующим опытом. Наиболее часто в процессе моделирования ориентируются на создание простой модели, что позволяет сэкономить время и средства на её разработку. Однако повышение точности модели, как правило, связано с ростом её сложности, так как необходимо учитывать большое число факторов и связей. Разумное сочетание простоты и потребной точности и указывает на предпочтительный вид модели. FAQ Обратная связь Вопросы и предложения. Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Например, можно выделить следующие виды моделирования: Информационное моделирование Компьютерное моделирование Математическое моделирование Математико-картографическое моделирование Молекулярное моделирование Цифровое моделирование Логическое моделирование Педагогическое моделирование Психологическое моделирование Статистическое моделирование Структурное моделирование Физическое моделирование Экономико-математическое моделирование Имитационное моделирование Эволюционное моделирование Графическое и геометрическое моделирование Натурное моделирование Процесс моделирования включает три элемента: При этом должны удовлетворяться следующие требования к моделям: В такой ситуации часто полагаются на опыт предшествующих разработок или применяют определенные методы, например,метод последовательных приближений; точность, то есть степень совпадения полученных в процессе моделирования результатов с заранее установленными, желаемыми. Здесь важной задачей является оценка потребной точности результатов и имеющейся точности исходных данных, согласование их как между собой, так и с точностью используемой модели; универсальность, то есть применимость модели к анализу ряда однотипных систем в одном или нескольких режимах функционирования. В технике быструю оценку точности модели часто проводят следующими способами: Но точность такого представления зависит от развитости физического воображения и опыта работы с подобными системами; проверяют выполнение частных очевидных условий задачи, что также позволяет отсечь неприемлемые решения; проверяют соблюдение тенденции изменения величин и знаков результатов монотонность, цикличность, плавность и т. Поэтому важно помнить о следующем: По принадлежности к предметной области модели подразделяют на следующие: Физические модели подразделяются на объёмные модели и макеты и плоские тремплеты: Например, предметные модели, как уменьшённые копии оригинала глобус как модель Земли, игрушечный самолёт с учётом его аэродинамики ; под тремплетомпонимают изделие, являющееся плоским масштабным отображением объекта в виде упрощённой ортогональной проекции или его контурным очертанием. В том или ином виде с физическими моделями работают на всех этапах проектирования; Технические модели; Социальные модели; Экономические модели, например, Бизнес-модель; И т. По форме представления бывают: Удобны при анализе сущности описываемого явления или процесса и использовании в других математических моделях, но отыскание их решений бывает весьма затруднено; численные модели. Программные комплексыбывают прикладные, привязанные к предметной области и конкретному объекту, явлению, процессу, и общие, реализующие универсальные математические соотношения например, расчет системы алгебраических уравнений ; формально-логические информационные модели— это модели, созданные на формальном языке. Построение математических моделей возможно следующими способами: К промежуточным видам моделей можно отнести: Представляют собой различные изображения: Этому упрощенному изображению некоторого устройства в значительной степени присущи эвристические черты; чертежи. В качестве примера можно привести метод динамических аналогий, широко применяемый вакустике электроакустические аналогии , а также вмеханике; и др. Так, под структурной моделью устройства могут подразумевать: В зависимости от целей исследования выделяют следующие модели: Предназначены для изучения особенностей работы функционирования системы, её назначения во взаимосвязи с внутренними и внешними элементами; функционально-физические. Предназначены для изучения физических реальных явлений, используемых для реализации заложенных в систему функций; модели процессов и явлений, такие как кинематические, прочностные, динамические и другие.

Схема дороги москва санкт петербург

Сайт знакомств иркутск

Текст намаза фаджр

Бобруйск расписание пригородных поездов

Wtat бортовой компьютер инструкция

Капуста вянет и пропадает что делать

Плотные узоры крючком схемы

Большой тест психософия

Состав камеди вумен имена и фото

Ремонт рулевой рейки пежо 806 своими руками

М видео саранск каталог товаров саранск 2016

Боль в мышцах шеи причины