Моделирование и системный анализ опасных процессов в техносфере

Системный анализ и моделирование: основные понятия и технология

Системный анализ является направлением системного подхода, которое применяется для изучения сложных систем. Технология его применения включает мысленное разделение объекта с целью выделения его важных частей и свойств.

Системный синтез является направлением системного подхода, которое направлено на изучение сложного объекта как единого, целостного образования.

Таким образом, системный анализ и системный синтез взаимно дополняют друг друга. Моделирование сложной системы включает одновременное ее представление в трех пространствах:

  • входы - совокупность внешних воздействий среды на объект;
  • состояния — совокупность внутренних свойств системы, которые определяют выходные реакции объекта;
  • выходы - совокупность откликов моделируемого объекта.

Параметры перечисленных пространств являются факторами, которые изменяются во времени.

Первым этапом исследования является системный анализ, за которым следует системный синтез.

Модель представляет собой объект (реальный или мысленно представляемый), который имеет идентичные оригиналу черты и в процессе изучения используется вместо объекта-оригинала.

Моделирование является процессом построения и использования модели. Виды моделей:

  • • материальные (существуют в действительности), например: лабораторная установка, макет автомобиля;
  • • идеальные (мысленно представляются), например: описание явления, процесса и предмета с использованием графики, математических символов, слов.

Особенности моделей'.

• субъективность восприятия (модель одного объекта, созданная разными людьми или одним человеком в разном возрасте отличаются);

  • относительная неполнота (модель не идентична оригиналу, например: модель простого объекта может быть совершеннее оригинала, а сложного - всегда проще);
  • адекватность (модель адекватна реальности, если результаты ее использования удовлетворяют цели).

Этапы разработки, проверки и использования моделей.

Этап 1. Обследование объекта и формулировка техзадания на разработку модели (содержательная постановка задачи).

Решение о разработке новой модели принимается в случае, если нет более простых способов решения проблемы (модификация уже существующей модели).

Потребность в разработке новой модели возникает при исследованиях на стыке различных отраслей. Когда решение о разработке новой модели принято, то подбирается исполнитель заказа, который чаще представлен рабочей группой, состоящей из специалистов разного профиля. Специалисты обследуют объект, выявляют его основные свойства, параметры, изучают данные о его аналогах, систематизируют и обобщают весь накопленный опыт, разрабатывают план создания и использования модели. Результат первого этапа - разработка технического задания.

Этап 2. Постановка задачи. Рабочая группа анализирует и совместно обсуждает содержательную постановку задачи, что способствует синтезированию концептуальной модели.

Концептуальная модель - совокупность основных гипотез относительно свойств и поведения объекта моделирования и вопросов, которые интересуют заказчика.

Этап 3. Проверка корректности полученной модели и ее предварительный качественный анализ. Концептуальная постановка задачи моделирования подвергается проверке и предварительному анализу, которые осуществляются членами рабочей группы.

Этап 4. Математическая постановка задачи и обоснование метода ее решения. Рабочая группа строит математическую модель и выбирает наиболее подходящий метод ее исследования. Предпочтительной является аналитическая постановка и решение моделируемой задачи.

Этап 5. Подбор или разработка алгоритма решения задачи с помощью ЭВМ. Процесс разработки компьютерных программ может быть представлен

6. Моделирование и системный анализ опасных процессов в техносфере следующим образом: разработка технического задания, проектирование структуры программ, кодирование алгоритмов, их тестирование и отладка.

Этап 6. Системное исследование модели и проверка адекватности полученных результатов. Системное исследование состоит из этапов качественного (выявляются общие закономерности, связанные с функционированием моделируемого объекта) и количественного (прогноз основных характеристик моделируемого объекта и априорная оценка эффективности различных стратегий его совершенствования) анализа.

Если проверка адекватности модели показывает положительный результат, то уточняются значения ее констант и исходных параметров.

А в случае отрицательного результата, единственной возможностью улучшения модели является изменение принятых гипотез. Это решение фактически означает возвращение ко второму и последующим этапам разработки модели.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >