МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ СОЗДАНИЯ И ЭКСПЛУАТАЦИИ МОРСКОЙ ТЕХНИКИ

9 практик
+ курсовая работа: описание объекта исследования как технической системы

знает что-то лучше лектора, пусть поделится знанием;
Придется всё записывать и

зарисовывать.

как единое целое. Каждый объект имеет имя и обладает параметрами,

т.е. признаками или величинами, характеризующие какое-либо свойство объекта и принимаемые различные значения.

Модель - это такой материальный или виртуально представляемый объект, который замещает объект-оригинал с целью его исследования, сохраняя некоторые важные для данного исследования типичные черты и свойства оригинала.

Моделирование — исследование объектов познания на их моделях; построение и изучение моделей реально существующих объектов, процессов или явлений с целью получения объяснений этих явлений, а также для предсказания явлений, интересующих исследователя.

процессов и систем (объектов-оригиналов) на основе создания новых объектов –

математических моделей
Математическая модель – совокупность соотношений (уравнений, неравенств, логических условий, операторов и т.п.), определяющих характеристики состояний объекта моделирования, а через них и выходные значения – реакции.

Моделирование

объект - каковы его структура, основные свойства, законы развития и

взаимодействия с окружающим миром;
научиться управлять объектом или процессом и определить наилучшие способы управления при заданных целях и критериях (оптимизация);
прогнозировать прямые и косвенные последствия реализации заданных способов и форм воздействия на объект, процесс.

системы, являющиеся составной частью других систем более высокого уровня.
Систе́ма

(в пер. с др. греческого - целое, составленное из частей, соединение) - множество элементов, находящихся в отношениях и связях друг с другом, которое образует определенную целостность, единство.

Система (классическое определение) — «комплекс взаимосвязанных элементов, образующих некоторую целостность, либо совокупность объектов, находящихся в устойчивом взаимодействии друг с другом и средой».
(Берталанфи Л. Фон, История и статус общей теории систем // Системные исследования. — М.: Наука, 1973 г.)
Система — множество взаимосвязанных элементов, обособленное от среды и взаимодействующее с ней, как целое.
(Перегудов Ф. И., Тарасенко Ф. П. Введение в системный анализ. — М. Высшая школа, 1989.).

2) Система - совокупность взаимосвязанных элементов, отношения между которыми порождают интегративное качество, присущее системе в целом, но не присущее ее отдельным элементам.

1) Под системой будем понимать определенное во времени и пространстве множество элементов с известными свойствами и с упорядоченными связями между элементами и свойствами, ориентированными на выполнение главной задачи данного множества.

ограниченным количеством связей, его свойства не являются суммой свойств составляющих

частей);
Сложность (внутренние процессы не определяются напрямую следствием внешних воздействий);
Организованность (структурная упорядоченность, взаимозависимость и подчинение составляющих частей друг другу)
Отсутствие избыточности

преобразования информации в сложных управляющих системах.
Теория информации — раздел прикладной математики

и информатики, относящийся к измерению количества информации, её свойств и устанавливающий предельные соотношения для систем передачи данных.
Теория графов — раздел дискретной математики, изучающий свойства графов. В общем смысле граф представляется как множество вершин (узлов), соединённых рёбрами.
Факторный анализ — многомерный метод, применяемый для изучения взаимосвязей между значениями переменных.
Теория игр — математический метод изучения оптимальных стратегий в играх.
Теория принятия решений — область исследования для изучения закономерностей выбора людьми путей решения проблем и задач, а также способов достижения желаемого результата.
Топология – изучение непрерывности
Системная инженерия — междисциплинарный подход и средства для создания успешных систем; междисциплинарный подход, охватывающий все технические усилия по развитию и верификации интегрированного и сбалансированного в жизненном цикле множества системных решений, касающихся людей, продукта и процесса, которые удовлетворяют потребности заказчика. Системноинженерное мышление — это использование системного подхода в инженерии.
Исследование операций — дисциплина, занимающаяся разработкой и применением методов нахождения оптимальных решений на основе математического моделирования, статистического моделирования и различных эвристических подходов в различных областях человеческой деятельности.
Инженерная психология — отрасль психологии, исследующая процессы и средства информационного взаимодействия между человеком и машиной, а также техническими средствами автоматизации

устройства системы и выделении относительно независимых ее частей. Анализ этих

частей также позволяет разбить их на составные части. Процесс разбиения системы на составные части называется декомпозицией системы. Это процесс продолжается до выделения частей, дальнейшее разделение которых не отвечает цели создания модели системы. Такие простейшие части системы называются элементом системы. Те части системы, которые содержат более одного элемента, называются блоками и подсистемами. Учитывая иерархический характер состава системы, вводится понятие подсистема некоторого уровня

Во всех системах можно обнаружить компоненты, процессы;
системно-структурный, заключающийся в выяснении

внутренних связей и зависимостей между элементами данной системы и позволяющий получить представление о внутренней организации (строении) исследуемой системы;
системно-функциональный, предполагающий выявление функций, для выполнения которых созданы и существуют соответствующие системы;
системно-целевой, означающий необходимость научного определения целей и подцелей системы, их взаимной увязки между собой;

Аспекты системного подхода

для функционирования системы, для решения системой той или иной проблемы;
6.

системно-интеграционный, состоящий в определении совокупности качественных свойств системы, обеспечивающих её целостность и особенность;
7. системно-коммуникационный, означающий необходимость выявления внешних связей данной системы с другими, то есть её связей с окружающей средой;
8. системно-исторический, позволяющий выяснить условия во времени возникновения исследуемой системы, пройденные ею этапы, современное состояние, а также возможные перспективы развития.

Аспекты системного подхода

факторов внешней среды;
M – множество элементов или их объединений;
R –

множество отношений между элементами между собой и с внешней средой;
P – множество качеств системы.

компонентов и отношений при известных элементах, описывающих внешнюю среду и

при заданных элементах множества свойств.

M ( t ) , R ( t )

W ( t )

P ( t )

Корабль как кибернетическая система:

построения каждой подсистемы, различных граничных задач, затрагивающих две или несколько

взаимодействующих подсистем;
определение затрат на сырье, рабочую силу и другие ресурсы, необходимые для изготовления, транспортировки, продажи, установки, обслуживания т.д.;
исследование условий ввода в строй и совместимости новой системы с уже существующими;
прогнозирование развития системы.

имеющимся требованиям к ней;
Отбор варианта системы из нескольких альтернатив.

их подачи;
Валопровод;
Продукты сгорания и системы их вывода
Система управления;

отношений (R):
Создание усилия (воздействие на корпусные конструкции в виде

тяги)
Давление на опоры (вес + реакция агрегатов)
Возмущение воздуха (шум)
Нагнетание воздуха и питание топливом
Выделение выхлопных газов
…….

(отношения:
Цилиндропоршневая группа
(отношения:
Газораспределительная система
Топливная система
Воздушная система,

наддув
Система охлаждения

(
Шестерни
Фланцы
Система смазки
Система охлаждения
И т.д.

Масса
Мощность
Крутящий момент
Габариты
Топливная экономичность
Экологичность
Надежность
Ремонтопригодность
Вибронагруженность
Шумность
И т.д.

Множество отношений качеств (R)
Масса –

мощность
Экономичность - Экологичность
Надежность -
Ремонтопригодность

(воздействие на корпусные конструкции в виде тяги)
Давление на опоры (вес

+ реакция агрегатов)
Возмущение воздуха (шум)
Нагнетание воздуха и питание топливом
Выделение выхлопных газов
…….

Множество отношений между отношениями (Р):
Связь между тягой и реакцией опор (фундаментов)
Связь между нагнетанием воздуха и выделением выхлопных газов
И т.д.

объекта, реально не существующего в момент проектирования;
процедуры проектирования представляются

как процедуры преобразования исходного описания объекта в его конечное описание в некотором пространстве;
вследствие сложности проектируемых объектов в их создание на каждом этапе вовлекаются различные специалисты, что придает проектированию характер коллективной деятельности. При этом необходимо находить компромисс между интересами различных групп;
нестабильность и неопределенность постановки задачи, ее изменчивость до завершения процесса проектирования;
проектирование, как правило, носит итерационный, многовариантный характер, в ходе которого используются различные научно-технические знания.

и попарно соединяющих некоторые из этих вершин линий, называемых ребрами

или дугами графа.

Или: графом называется непустое множество точек (вершин) и отрезков (ребер), оба конца которых принадлежат заданному множеству точек

и связей между ними, а также (в случае необходимости) разница

между элементами и между связями.
То есть граф состоит из элементов произвольной природы называемых вершинами и связей между ними называемых ребрами (или дугами). При несимметричности связей, изображающее ее ребро снабжают стрелкой. При наличии стрелок граф называется ориентированным (полностью ли частично), если направления ребер не указаны – неориентированным.

Граф

линейные, древовидные (иерархические) и матричные структуры;
в технических системах чаще

встречаются сетевые структуры; в теории систем важное место занимают структуры с обратными связями, которые соответствуют кольцевым путям в ориентированных графах.
Линейная структура





Древовидная структура

Структуры

,,,,,
X3, Y3,Z3 ,,,,,
X5, Y5,Z5 ,,,,,
Неэффективные проектные решения
Запрещенные проектные решения

одинаковость результата при нескольких расчетах с одними и теми же

исходными данными;
Результативность – конечность применения указаний для получения результата или констатации отсутствия решения.

результат (нечеткая логика)
Полуформализованные эвристические действия (что-то выбирается интуитивно)
Интуитивные эвристические действия