Лекция 7. Моделирование как подход к исследованию систем управления

Моделирование - осуществление абстрактных экспериментов при помощи построения некоторой системы-модели, которая является подобием системы-оригинала для изучения сложных объектов. Необходимость моделирования обусловлена сложным характером рассматриваемых систем.

Сущность моделирования заключается в замене реальных экспериментов, которые будут слишком сложны или потребуют весьма продолжительного времени, абстрактными экспериментами, осуществляемыми после разработки как можно более полной модели изучаемого явления. Моделирование позволяет определить степень влияния различных норм принятия решений на многочисленные элементы поставленной проблемы и выбирать из всех заранее намеченных вариантов принятия решений то, который позволит добиться в отношении поставленной цели наилучших результатов.

Наиболее часто метод моделирования ставит перед собой следующие цели:

▪ изучить какой-то элемент реальной действительности - дидактические и исследовательские модели;

▪ отработать какой-то элемент практических действий - тренировочные и игровые модели;

▪ оптимизировать какой-либо процесс, форму или содержание чего-либо - оптимизационные модели;

▪ делегировать полномочия на совершение определенных действий другими лицами - модели предпочтений.

Принцип - основное исходное положение теории, науки, системы знаний. Выделяют следующие принципы моделирования:

▪ абстрагирования: модель - отражение свойств в объекте исследования, для одной модели свойства существуют, для другой - нет (например, цвет автобуса);

▪ информационной достаточности: если мы ничего не знаем о функционировании системы, модель которой хотим создать, то мы не сможем ее создать. Модель может быть построена, если мы хоть что-то знаем об объекте, но не все и хотим узнать больше;

▪ многомодельности (неисчерпаемость объекта моделирования): если мы создаем модель сложной системы, то не следует ограничиваться одной моделью (иерархия моделей различной степени подробности). Пределом составления моделей является решение поставленной задачи;

▪ многовариантности: модель та же самая, но значения параметров, входящих в эту модель, разные;

▪ параметризуемого: описание результата функционирования подсистемы некоторым параметром для дальнейшего уточнения и детализации модели, если это будет необходимо.

Модель - упрощенное представление объекта системы или идеи в некоторой форме, отличной от самой целостности, создаваемое исследователем с целью получения знаний об объекте-оригинале и отражающее его наиболее существенные свойства с точки зрения поставленной задачи. Выделяются следующие причины использования моделей'.

▪ сложность реального мира (организация - сложная система, в которой происходят различные перемены, которые часто не могут быть постижимы с помощью возможностей любого человека.

Для этого создаются упрощенные модели реального мира);

▪ экспериментирование (большинство вариантов решения перед воплощением в жизнь необходимо экспериментально проверить.

Но не все решения могут быть экспериментально проверены в условиях реального мира);

▪ ориентация управления на будущее (наблюдение несуществующих явлений и проведение экспериментов над ними. Моделирование - единственный к настоящему времени систематизированный способ увидеть варианты будущего и определить потенциальные последствия альтернативных решений, что позволяет их объективно сравнивать).

Выделяют следующие признаки классификации моделей:

▪ с точки зрения этапов моделирования:

▪ когнитивная - мысленный образ объекта;

▪ содержательная - получение информации об объекте и выявление взаимосвязей и закономерностей (описательные, объяснительные и прогностические модели);

▪ концептуальная - сформулированная на вербальном или на вербально-визуальном уровне модель, базирующаяся на определенной концепции или аспекте (логико-семантические, структурно-функциональные и причинно-следственные модели);

▪ формальная - представленная в виде алгоритмов и математических зависимостей, описывающих или имитирующих реальные объекты и процессы (математические и компьютерные модели);

▪ в зависимости от средств, с помощью которых реализованы модели:

▪ материальные - воспроизводят основные геометрические, физические, динамические и функциональные характеристики изучаемого объекта; частным случаем являются физические модели, имеющие ту же физическую природу, что и объект моделирования;

▪ идеальные - основаны на символических схемах (графические, логические, математические и др.); математические модели в свою очередь могут разделяться на аналитические (когда свойства и взаимосвязи описываются отношениями-функциями в явной и неявной форме) и имитационные (основанные на многократных экспериментах, главным об разом машинных, по реализации алгоритмов и процедур, описывающих процесс функционирования исследуемой системы).

Модель строится из следующих этапов:

▪ постановка задачи. Является самым важным этапом, от которого зависит правильное решение управленческой проблемы. Для правильной постановки задачи необходимо знать не только о наличии проблемы, но и о причинах, вызвавших ее;

▪ построение модели. На данном этапе определяется: главная цель модели, информация для построения модели, наличие и отсутствие данной информации, выходные нормативы предполагаемые получить на выходе;

▪ проверка модели на достоверность. Для этого определяется степень соответствия модели реальному миру при помощи установления специалистом по науке управления - все ли существенные компоненты реальной ситуации встроены в модель.

Чем больше модель будет отражать реальный мир, тем выше будет ее потенциал как средство оказания помощи руководителю в принятии хорошего решения. Модель можно проверить на достоверность установлением степени, с которой получаемая информация, помогает руководству совладать с проблемой;

▪ применение модели. Модель не может считаться успешно построенной без ее применения на практике;

▪ обновление модели требуется в случаях: не ясной формы выходных данных; изменения целей организации, которые влияют на принятие решений; изменения в окружающем окружении (поставщиков, конкурентов, потребителей, технологий, законодательств и др.).

Автор: Шевчук Д.А.

<< Назад: Основы и принципы системотехники

>> Вперед: Диалектический подход к исследованию

Рекомендуем интересные статьи раздела Конспекты лекций, шпаргалки:

▪ Общая и клиническая иммунология. Шпаргалка

▪ Уголовное право. Общая и Особенная часть. Шпаргалка

▪ Деньги, кредит, банки. Шпаргалка

Смотрите другие статьи раздела Конспекты лекций, шпаргалки.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Хорошо управляемые луга могут компенсировать выбросы от скота 15.02.2026

Животноводство, особенно разведение крупного рогатого скота, часто обвиняют в значительном вкладе в глобальное потепление из-за мощного парникового газа - метана, который выделяется при пищеварении у жвачных животных. Это вызывает острые политические споры и призывы к сокращению потребления мяса. Однако ученые напоминают, что полная картина климатического воздействия отрасли не ограничивается только выбросами от животных: огромную роль играет окружающая экосистема - пастбища, почва и растительность, которые способны активно поглощать углекислый газ из атмосферы. Исследователи из Университета Небраски-Линкольна решили глубже изучить этот баланс. Группа под руководством профессора Галена Эриксона сосредоточилась на том, как правильно организованные пастбища накапливают углерод в растениях и грунте благодаря естественным процессам, стимулируемым выпасом скота. Ученые подчеркивают, что при достаточном уровне осадков и грамотном управлении такие луга превращаются в мощные природные погло ...>>

NASA тестирует инновационную технологию крыла 15.02.2026

Коммерческая авиация ежегодно расходует колоссальные объемы керосина, что сказывается не только на бюджете авиакомпаний, но и на состоянии окружающей среды. В 2024 году глобальные затраты на авиационное топливо достигли 291 миллиарда долларов, и эта сумма продолжает расти. Чтобы справиться с этими вызовами, NASA активно работает над технологиями, способными заметно повысить аэродинамическую эффективность самолетов. Одним из самых перспективных направлений стало создание специальной конструкции крыла, которая максимизирует естественный ламинарный поток воздуха и минимизирует сопротивление. В январе 2026 года специалисты NASA Armstrong Flight Research Center успешно провели важный этап наземных испытаний концепции Crossflow Attenuated Natural Laminar Flow (CATNLF). Для эксперимента под фюзеляж исследовательского самолета F-15B закрепили вертикально ориентированную масштабную модель высотой около 0,9 м (3 фута), напоминающую узкий киль. Такая компоновка позволила подвергнуть прототип р ...>>

Забота о внуках очень полезна для здоровья мозга 14.02.2026

Общение между поколениями приносит радость всей семье, но мало кто задумывается, насколько активно бабушки и дедушки, заботящиеся о внуках, поддерживают свою умственную форму. Регулярное взаимодействие с детьми стимулирует мозг пожилых людей, помогая сохранять память, скорость мышления и общую когнитивную активность. Новые научные данные подтверждают, что такая добровольная помощь не только важна для общества, но и может замедлять возрастные изменения в мозге. Исследователи из Тилбургского университета в Нидерландах провели анализ, чтобы понять, приносит ли уход за внуками реальную пользу здоровью пожилых людей. Ведущий автор работы Флавия Черечес отметила, что многие бабушки и дедушки регулярно присматривают за детьми, и оставался открытым вопрос, насколько это положительно сказывается на их собственном благополучии, особенно в плане когнитивных функций. Ученые поставили цель выяснить, способен ли регулярный уход за внуками замедлить снижение памяти и других умственных способ ...>>

Случайная новость из Архива Робот заправляет космический аппарат 17.03.2012 12 июля 2011 года американские астронавты привезли на МКС роботизированный модуль для заправки космических аппаратов RRM. Теперь, наконец, НАСА готово начать долгожданные испытания RRM на орбите. 7-9 марта 2012 года модуль был прикреплен к канадскому 17,6-м манипулятору Dextre, что стало важным шагом в дальнейшем освоении космоса. RRM - это совместный проект НАСА и Канадского космического агентства (CSA). RRM представляет собой устройство для дозаправки спутников и других космических аппаратов. В будущем подобные устройства смогут продлить работу космической техники. Сегодня опустевшие баки спутника фактически означают конец его миссии - это то же самое, что выбросить новый автомобиль, в баке которого закончилось горючее. Для космической техники - это слишком дорогое "удовольствие". Первоначально RRM будет управляться с наземного поста в Космическом центре Джонсона и пройдет тесты на исправную работу клапанов, насосов и всех других узлов, необходимых для перекачки топлива. Затем RRM приступит к выполнению сложных операций по работе с заправочными портами, которые устанавливаются на многие спутниковые платформы. Пример телескопа "Хаббл" показал насколько важно техническое обслуживание космических аппаратов на орбите, и каких больших результатов можно добиться, продлевая различные миссии. Роботизированная заправка является очень сложной задачей. Перед запуском спутника техники заполняют его топливный бак через клапан, который затем закрывается тройной теплоизоляцией. RRM должен снять эту изоляцию с помощью манипуляторов и кусачек, подключиться к топливной системе спутника, а затем снова закрыть заправочный клапан. Модуль RRM размером примерно со стиральную машину весит около 250 кг и содержит бак с 1,7 л этанола, который будет использоваться для демонстрации возможности дозаправки на орбите. В будущем спутники-роботы, оснащенные подобными заправочными модулями, смогут заправлять различные космические аппараты и в разы продлять срок их службы.

Другие интересные новости:

▪ Робот Puma BeatBot поможет бегунам в тренировках

▪ Твердотельные накопители SanDisk Z410

▪ Сон поддерживает антиоксидантные процессы в организм

▪ Почему мужчины не любят ходить к докторам

▪ Спирт из воздуха

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Технологии радиолюбителя. Подборка статей

▪ статья В мои лета не должно сметь... Крылатое выражение

▪ статья Где живут прыгающие бобы? Подробный ответ

▪ статья Обувь для пеших путешествий. Советы туристу

▪ статья Опилки вместо мазута. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Универсальное зарядное устройство для аккумуляторов СЦ-21, СЦ-32, Д-0,06, Д-0,1, Д-0,25, Д-0,55, 7Д-0,115, 316, 332, 3336. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026