1.2 Этапы проектирования

1.2.1 Эскизное проектирование

Этап начинается с разработки первого варианта того, что называется системой. Для этих целей требуется большое число экспериментов, в результате которых получают данные, позволяющие создать лучшую математическую модель сложной системы. На этапе эскизного проектирования решаются вопросы, допускающие многозначные ответы. Отчетная документация этапа должна содержать:

– подробное описание работы всей системы в целом;

– четкое описание подсистемы (форма, количество и времени ее создания, алгоритм ее функционирования);

– перечень допустимых значений характеристик системы;

– хотя бы один метод физической реализации предложенного способа функционирования сложной системы;

– информацию об исследованиях других методов физической реализации предложенного способа.

1.2.2 Техническое проектирование

Разработка технического проекта выполняется, когда система уже "заморожена" и идет отладочная работа. Уточняются и детализируются алгоритмы функционирования компонент системы. На моделях проверяется, соответствуют ли компоненты системы своему назначению. На этом этапе наряду со множеством подмоделей, компонент системы обязательно создание и испытание обобщенной модели самой системы, с помощью которой решаются все вопросы и внутреннего проектирования. Итоговые сведения аналогичны отчетности предыдущего этапа, но содержат более детализированные описания системы и ее компонент.

1.2.3 Рабочее проектирование

Этот этап характеризуется созданием опытного образца, предназначенного для испытания свойств системы. Опытный образец системы должен иметь в своем составе контрольную аппаратуру. Зачастую при конструировании контрольной аппаратуры используются ЭВМ, позволяющие заменить ряд имитаторов-устройств соответствующими программами-имитаторами и таким образом автоматизировать процесс исследования свойств системы с помощью образца. На этом этапе должна быть разработана техническая документация, включающая в себя: технические характеристики по эксплуатации опытного образца системы; полное описание всех технических решений, использованных при создании опытного образца.

1.3 Испытание изделия

На этом этапе осуществляются испытание и оценка принятых проектных решений по созданию сложной системы. Основная цель испытания состоит в получении подтверждения, что система работает так, как предусматривалось при проектировании. В ходе испытания система отлаживается, исключаются неизбежные дефекты ее функционирования. Испытание проводится по плану испытаний, предусматривающему усложнение условий работы опытного образца в процессе испытания по специально разработанным методикам. В результате испытаний составляются отчеты. В них даются рекомендации по улучшению использования системы и производственных условий и приводятся результаты анализа различий между реальным образцом системы и ее моделью.

2. Этапы создания и использования математических моделей

Независимо от способа проектирования сложной системы и назначения моделирования можно выделить следующие восемь этапов создания и использования математических моделей:

– определение объекта моделирования, установление границ и ограничений моделирования, выбор критериев для сравнения эффективности вариантов системы (составление содержательного описания объекта моделирования);

– формулировка замысла модели, переход от реальной системы к логической схеме ее функционирования (составление концептуальной модели);

– реализация описания объекта в терминах математических понятий и алгоритмизация функционирования ее компонент (составление формального описания объекта);

– преобразование формального описания объекта в математическое описание модели (составление описания имитационной модели);

– программирование и отладка модели (программирование модели);

– проверка модели, оценка ее свойств и затрат ресурсов на имитацию (испытание и исследование модели);

– организация модельного эксперимента на ЭВМ (эксплуатация модели);

– интерпретация результатов моделирования и их использование в ходе проектирования сложной системы (анализ результатов).

Рассмотрим порядок действий разработчиков на каждом из перечисленных этапов создания и использования математических моделей на ЭВМ. На рисунке 1 представлена схема взаимосвязи технологических этапов моделирования.