1.6.1.1 Моделирование

Как уже говорилось, наглядное представление очень полезно для оценки результатов проектирования за чертежной доской. Предсказание с помощью эксперимента на модели реального объекта называется моделированием. Оно позволяет инженеру оценить возможные варианты конструкций в безопасных условиях. Едва ли можно строить каждую систему из числа тех, которые инженер разрабатывает в процессе проектирования, например, химического завода, и экспериментировать с ними, чтобы определить лучший вариант.

Аналоговое моделирование. В этих случаях инженер экспериментирует с объектами, имеющими отдаленное сходство с реальными проектируемыми устройствами или же вообще не имеющими сходства с ними. Таким образом, в аналоговых моделях используется некоторая среда, ведущая себя аналогично реальному явлению.

Цифровое моделирование. В основном цифровое моделирование представляет собой серию последовательных цифровых выкладок по определенным правилам, приводящую к тому или иному решению. Это позволяет выполнять операции на ЭВМ, так как ручные вычисления очень трудоемки. Применение ЭВМ для цифрового моделирования весьма популярно в инженерной практике. В большинстве цифровых моделирующих систем учитывается фактор случайности.

Таким образом, аналоговые и цифровые модели в очень короткий промежуток времени могут синтезировать опыт, который мог бы потребовать годы человеческого труда.

Важность и общность моделей не всегда становятся сразу же очевидными. В любом случае модель – это подобие реального объекта или процесса, описывающее структуру и поведение его в реальных условиях. Очень большая роль уделяется моделям при обучении инженеров. Курс черчения учит инженера готовить наглядные диаграммы и графические модели и читать их. Курс математики дает возможность научиться обращаться с различными символами и применять на практике такую систему моделирования. При обучении естественным наукам студентов также знакомят с моделями различных структур и их поведением в природе. Обучение во втузе знакомит будущих инженеров с различными моделями и учит их, как и где использовать эти модели при решении инженерных задач.

Модель облегчает понимание работы системы, устройства и явления, которые с первого взгляда трудно понять. Сложность электронных цепей, производственных систем, химических процессов и механизмов требует графического или какого-либо другого типа моделирования для понимания их действия. Наглядные схематические и графические модели особенно полезны тогда, когда требуется составить себе общее компактное и упрощенное представление о процессе. Таким образом, инженер часто изображает физические явления в виде диаграмм, графиков или математических формул и думает этими категориями, пользуясь ими при анализе того или иного события. Важной целью инженерного образования является научить инженеров пользоваться такими абстрактным категориями.

Модели как средство общения. Модели облегчают понимание устройства и работы инженерного сооружения особенно тем людям, которые должны разрабатывать, строить, использовать и ремонтировать это сооружение. Наглядные (чертежи и графики), словесные и математические модели широко используются как средства передачи информации. Поэтому большинство таких моделей, как схемы, чертежи, графики, широко используется для обучения.