Лекция 1. Основы моделирования. Виды моделей

Литература.

1. Ловчиновский Э.В., Вагин В.С. Эксплуатационные свойства металлургических машин. – М.: «Металлургия», 1986. – 160 с.

2. Перель Л.Я. Подшипники качения: Расчет, проектирование и обслуживание опор: Справочник. - М.: Машиностроение, 1983.-543 с.

3. Определение закономерностей распределения нагрузок в элементах металлургических машин // Сидоров В.А., Аввакумов С.И., Шепель В.М. и др. // «Металлургическая и горнорудная промышленность», №1, 2006 г. С. 99 – 102.

Модель - такой материальный или мысленно представляемый объект, который в процессе исследования замещает объект-оригинал так, что его непосредственное изучение дает новые знания об объекте-оригинале. Моделирование — тот процесс или метод, который позволяет осуществлять перенос информации от реальной системы к модели и наоборот. Модели по их назначению бывают познавательными, прагматическими и инструментальными.

Познавательная модель — форма организации и представления знаний, средство соединения новых и старых знаний. Познавательная модель, как правило, подгоняется под реальность и является теоретической моделью.

Прагматическая модель — средство организации практических действий, рабочего представления целей системы для ее управления. Реальность подгоняется под некоторую прагматическую модель. Это, как правило, прикладная модель.

Инструментальная модель — средство построения, исследования и/или использования прагматических и/или познавательных моделей.

Познавательные модели отражают существующие, а прагматические — хоть и не существующие, но желаемые и, возможно, исполнимые отношения и связи.

По уровню моделирования модели бывают эмпирическими, теоретическими и смешанными.

- Эмпирическая — на основе эмпирических фактов, зависимостей;

- Теоретическая — на основе математических описаний;

- Смешанная или полуэмпирическая — использующая эмпирические зависимости и математические описания.

Проблема моделирования состоит из трех задач:

1. Построения модели (эта задача менее формализуема и конструктивна, в том смысле, что нет алгоритма для построения моделей);

2. Исследования модели (эта задача более формализуема, имеются методы исследования различных классов моделей);

3. Использования модели (конструктивная и конкретизируемая задача).

Моделирование - это универсальный метод получения, описания и использования знаний. Оно используется в любой профессиональной деятельности. Тип модели зависит от информационной сущности моделируемой системы, от связей и отношений ее подсистем и элементов, а не от ее физической природы.

Основные свойства любой модели:

- конечность — модель отображает оригинал лишь в конечном числе его отношений и, кроме того, ресурсы моделирования конечны;

- упрощенность — модель отображает только существенные стороны объекта и должна быть проста для исследования или воспроизведения;

- приблизительность — действительность отображается моделью грубо, или приблизительно;

- адекватность моделируемой системе — модель должна успешно описывать моделируемую систему;

- наглядность, обозримость основных свойств и отношений;

- доступность и технологичность для исследования или воспроизведения;

- информативность — модель должна содержать достаточную информацию о системе (в рамках гипотез, принятых при построении модели) и давать возможность получить новую информацию;

- сохранение информации, содержавшейся в оригинале (с точностью рассматриваемых при построении модели гипотез);

- полнота — в модели должны быть учтены все основные связи и отношения, необходимые для обеспечения цели моделирования;

- устойчивость — модель должна описывать и обеспечивать устойчивое поведение системы, если даже та вначале является неустойчивой;

- замкнутость — модель учитывает и отображает замкнутую систему необходимых основных гипотез, связей и отношений.