Специфика моделирования при анализе эффективности проектируемых элементов

Анализ эффективности элементов на этапе их проектирования проводится на основе моделей, отображающих систему в будущих условиях их функционирования. Здесь имеется определённая специфика, так как на этапе проектирования ещё нет всех материальных компонентов системы, а существует только их мысленное отображение. В широком смысле модель – уменьшенная или в натуральную величину воспроизведение чего-либо. Принято выделять натурный объект (процесс) – «натуру» и модельное отображение этого объекта (проца) – модель. Натура и модель находятся в определённом соответствии. любая модель – в определённой степени искажение натуры. Однако, которая позволяет получить ответ на поставленный вопрос. В качестве примера модели ЛА могут рассматриваться:

1. Аэродинамическая модель ЛА как масштабное воспроизведение его внешних форм для изучения аэродинамических характеристик

2. Комплект рабочих чертежей как модель для изготовления ЛА

3. Правила эксплуатации ЛА как модель для его рационального использования

4. Натурный макет ЛА как модель для взаимоувязки его агрегатов

5. Сам полномасштабный ЛА как модель для натурной отработки функционирования его компонентов. В этом случае модель и натура как бы меняются местами.

Из рассмотренных вариантов моделей помимо широты её применения следует понятие относительности модели. Относительность модели определяется тем, что те стороны натуры, которые должны отображаться в модели или опускаются из рассмотрения, зависит от конкретной задачи и во многом определяются субъективизмом ЛПР (р). При этом учёт слишком большого количества факторов неоправданно усложняет модель, приводя её к потере чувствительности к этим факторам. Вместе с тем учёт малого количества факторов приводит к упрощению модели и, как следствие, потери основных данных натуры, необходимых для правильного решения.

Выделяют 2 предельных случая по воспроизведению натуры: материальное (предметное) и идеальное (абстрактное). Материальное исследует объект на физических моделях, при котором изучаемый объект (проц) производится с охранением его физической природы (или используются аналогичные физические явления). Примерами физического воспроизведения является действующая модель станка, аэродинамическая модель ЛА. идеальное воспроизведение – описание объекта определёнными символами. Здесь особую роль играют мат модели, исследования в которых производятся на основе идентичности формы уравнений и однозначности соотношений между переменными в натуре и модели.

М оделирование
м атериальное		и делаьное
физическое		знаковое	интуитивное
Аналоговое
квазианалоговое		Логическое	М. сценария
		графическое	Операционная игра
		Математическое	Мысленный эксперимент
		Имитационное
		аналитическое
		алгоритмическое

Последнее время для трудно формализуемых задач применяют методы интуитивного моделирования. Имитационные модели воспроизводят в виде специального моделирующего алгоритма в формализованном проце функционирования системы. Влияние на течение этого проца случайных факторов имитируется при помощи случайных чисел с заданными или полученными в ходе моделирования вероятностными характеристиками. При построении любой модели рассматривается ряд принципов:

1. Принцип инфо достаточности, предполагающий наличие определённой априорной инфы о натуре. Если такой инфы о натуре нет, то её модель в принципе построить невозможно. Если есть полная инфа о натуре, то пропадает целесообразность построения модели. Следовательно, данный принцип определяет критический уровень априорных сведений, при котором можно построить адекватную модель.

2. Принцип агрегирования, предполагающее условное разбиение модели на частные. Он структурно представляет систему в виде компонентов (элементов, агрегатов, подсистем). Для мат описания этих компонентов используются готовые типовые мат схемы, модели, блоки. Впоследствии эти блоки объединяются в единую имитационную модель системы.

3. Принцип последовательного наращивания моделей, предполагающий создание некоторого каркаса модели с дальнейшим наращиванием частых моделей, учитывающих особенности проца. Этот принцип отражает динамичность модели по этапам жизненного цикла системы, когда по мере конкретизации её характеристик и изменения задач моделирования в модели всё более точно отражается влияние различных факторов и процессов

4. Принцип параметризации, предполагающий замену модели определёнными параметрами. Этот принцип позволяет относительно изолированные компоненты (обеспечивающие системы) не описывать в модели, а задать их выходными характеристиками (реакциями) относительно проектируемого элемента. Такая параметризация может задаваться в виде графика, таблицы, функции и позволяет сократить объём и продолжительность моделирования

5. ------ направленного эксперимента, предполагающий учёт отдельных компонентов модели на основе специально проводимого эксперимента. Как правило, на основе эксперимента проверяются или подтверждаются параметры объекта и процесс его функционирования, который проблематично получить имитационным моделированием.