Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Системный подход в моделировании
В своей деятельности современному инженеру приходится иметь дело с объектами различной природы и назначения. Их многообразие настолько велико, а взаимодействие настолько сложно и разнопланово, что на первый план выходит проблема даже не изучения этих объектов, а их систематизации, поиска и применения универсального, общего подхода к их описанию и пониманию. Если еще недавно инженер буквально гонялся за фактами, которые могли бы быть ему полезными при решении практических задач, то сейчас он часто не в силах справиться с их половодьем – огромным информационным потоком. В этой ситуации аналитические методы исследования, эффективные при изучении отдельных объектов, уже не работают так хорошо, как этого требует современный уровень развития техники и производства. В качестве действенного и современного подхода к изучению объектов теория систем предлагает принцип системного движения, или системный подход. Его сущность сводится к тому, что любой объект или их совокупность рассматриваются как система – множество неделимых элементов, находящихся в некоторых отношениях и связях друг с другом, образуя при этом целостность, единство. Относительной автономностью в составе систем обладают подсистемы. Для этого необходимо соблюдать требования системности, иерархичности, интегральности/дифференциальности и формализации в рассмотрении и описании объектов: • системность –целостное предоставление об объекте, имеющем как внутреннее единство, так и связи с окружающей средой; • иерархичность – представление о структуре объекта как о многоуровневой и блочно-модульной; • интегральность/дифференциальность – представление о равнозначности исполь-зования методов анализа и синтеза при работе с объектом; • формализация – возможность упрощенного, формального представления об объекте, замены оригинала объекта его моделью для описания объекта в терминах соответствующих отраслей науки. В итоге, объект рассматривается как единство структуры и ее параметров. При этом сложность объекта оценивается по двум ее компонентам: • структурной сложности – количеству уровней иерархии системы и связей ее подсистем и элементов между собой;
• параметрической сложности – количеству параметров структуры, их виду (не-зависимые или зависимые; управляемые или неуправляемые и т. д.) и форме взаимосвязей (линейные или нелинейные; детерминированные или стохастические и т. д.). Каждому из них в рамках системного подхода можно дать структурно-функциональную характеристику, т. е. четко и однозначно описать структуру, перечислить её параметры, сформулировать целевую функцию, обозначить границы области применения, оценить необходимые ресурсы и альтернативы. Это позволит снизить трудоемкость и временные затраты на решение так называемых касающихся данных объектов инженерных задач. Подобные задачи, как правило, ориентированы на проблемы действующего производства и имеют прикладной характер. Их специфика обусловлена относительно узкими интервалами изменений параметров объекта, малыми возможностями корректировки структуры, недостатком информации о природе явлений, необходимостью выбора наилучшего варианта на каждом этапе решения.
Инженерные задачи Традиционно инженерные задачи классифицируют по видам инженерной деятельности:технологические, конструкторские, исследовательские и управленческие; по целевому назначению:задачи исследования, проектирования, прогнозирования и оптимизации. Технологические задачи связаны с проблемами разработки и реализации в условиях конкретного производства различных технологий. При этом технология рассматривается как некоторый алгоритм действий, последовательность этапов, операций, переделов и переходов, характеризующихся индивидуальным содержанием и выполняемых с использованием конкретных оборудования, оснастки и необходимых ресурсов. Результат решения таких задач обычно оформляется в виде комплекта технологической документации, технологических карт, инструкций, руководящих материалов, позволяющих получить ответы на вопросы о структуре технологической цепочки и параметрах технологического режима; реже – в виде управляющих программ для автоматических модулей технологического назначения. Конструкторские задачи связаны с проблемами поиска рациональных геометрических форм, структуры, материала и режимов эксплуатации изделий, оснастки, оборудования, реже – объемно-планировочных решений при выполнении работ по проектированию новых или реконструкции действующих производственных подразделений. Результат решения таких задач обычно оформляется в виде комплекта конструкторской документации, рабочих и сборочных чертежей, спецификаций, схем, планировок, эскизов, 2D- и 3D-визуализаций, компьютерных программ для изготовления деталей изделий, оснастки, оборудования на станках с ЧПУ,
Исследовательские задачи связаны главным образом с «узкими местами» производства, изучением причинно-следственных связей явлений, имеющих место в производственных процессах, проведением технологического контроля материалов, изделий оснастки и оборудования; выявлением производственного брака, его профилактикой и устранением; реже – разработкой новых исследовательских методик и их освоением. Результаты решения таких задач обычно оформляются в виде заключений, актов, предложений, рекомендаций и технических отчетов, позволяющих не допускать, снижать или ликвидировать имеющиеся либо обнаруженные технические недостатки действующего или проектируемого производства. Управленческие задачи (задачи менеджмента) связаны с проблемами организации производства и управления его подразделениями, согласованием режимов их работы, планированием ремонтов оборудования и оснастки, распределением ресурсов, рационализацией грузопотоков, сопровождением и обеспечением производственных процессов. Результаты их решения – планы, графики, заявки, маршрутные листы, приказы, распоряжения. Задачи исследования ориентированы на изучение природы явлений, происходящих внутри объекта, а также связывающих его с окружающей средой; выявление существенных характеристик и свойств объекта, форм и связей между ними, возможностей влияния на них извне и управления ими. Задачи проектирования нацелены на создание новых или совершенствование имеющихся объектов на основе их структурно-функциональных характеристик и оценки недостатков и противоречий аналогов и прототипов. Задачи прогнозирования имеют целью получить ответ на вопрос о том, что произойдет с объектом, его структурой и параметрами при изменении условий его существования (приложение дополнительных внешних воздействий, смена их характера, исключение из структуры объекта одной или нескольких составляющих, переход на альтернативные виды материалов и ресурсов и т. п.). Задачи оптимизации ориентированы на улучшение характеристик и свойств объекта, а также поиск наилучшего варианта решения из множества всех возможных в отношении данного объекта. Следствием системного подхода к изучению объектов является возможность применения к решению инженерных задач общего метода моделирования. Моделирование – это универсальный метод изучения объектов, основанный на упрощении представлений о них. Именно упрощение составляет ядро, сущность и главную идею моделирования, позволяя делать процесс изучения объектов, даже самых сложных, менее трудоемким и затратным. Так, в соответствии с общепризнанной концепцией «жизненного цикла» теория систем описывает существование любого объекта непрерывной замкнутой цепочкой-петлей: «проектирование – реализация – эксплуатация – моральное и физическое старение – переработка или утилизация – обновление». На каждом этапе (звене) этой цепочки удобно рассматривать объект с определенной стороны, в определенном аспекте, принимая во внимание не все, а лишь некоторые, наиболее существенные, его качества и свойства, т. е. упрощая его.
В инженерной практике чаще всего используют две формы упрощения объектов, основанные на принципах разукрупнения и идеализации. Разукрупнение, или детализация, заключается в реальном или абстрактном разделении объекта как системы на обладающие относительной автономией части – подсистемы с последующим изучением каждой из частей по отдельности и обобщением, «склеиванием», результатов. Идеализация –замена реального объекта другим, идеализированным, обладающим только теми чертами и свойствами, которые важны для решения данной инженерной задачи и удобны для количественной и качественной оценки. Примерами применения на практике принципа разукрупнения могут служить: поузловой метод проектирования машин; исследование технологического процесса с выделением отдельных операций; методика послойного конструирования в среде графических пакетов типа AutoCAD. В качестве примеров применения на практике принципа идеализации можно привести: введение целого ряда допущений при построении и использовании расчетных схем, проектных и проверочных методик; замену сложных геометрических форм стандартными техническими при конструировании изделий и оснастки; усреднение количественных значений свойств материалов по всему объему изделий. Особая роль моделирования в инженерной практике проявляется в создании благоприятных предпосылок к решению большинства инженерных задач; реализации системного подхода к изучению объектов; обеспечении возможностей для применения к изучению объектов других методов исследования, таких как аксиоматический, исторический, анализа-синтеза; в формировании четкого алгоритма решения не одной, а целого класса задач.
|
|||||||
Последнее изменение этой страницы: 2021-01-14; просмотров: 95; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.129.22.135 (0.007 с.) |