21 Моделювання. Визначення моделі та призначення моделювання. Види моделей.

Моделирование – это замещение одного объекта (оригинала) другим (моделью) и фиксация или изучение свойств оригинала путем исследования свойств модели.

Такое замещение производится с целью упрощения, удешевления, ускорения фиксации или изучения свойств оригинала.

Модель – это тоже система. Оригинал и модель сходны по свойствам и параметрам и отличаются по другим. Замещение правомерно, если интересующие исследователя характеристики оригинала и модели определяются однотипными подмножествами параметров и связаны одинаковыми зависимостями с этими параметрами.

Моделирование целесообразно, когда у модели отсутствуют те признаки оригинала, которые препятствуют его исследованию или имеются отличные от оригинала признаки, способствующие фиксации или изучению свойств оригинала.

Основная задача моделирования – вооружить исследователя технологией создания таких моделей, которые достаточно точно и полно воспроизводят интересующие свойства объектов-оригиналов, проще и быстрее поддаются исследованию и допускают перенесение его результатов на оригиналы.

Познание любой системы сводится, по существу, к созданию ее модели. Перед созданием системы, человек создает какую-либо (мысленную, знаковую, физическую, математическую и т.д.) модель этой системы. Особую роль играют модели, которые не только фиксируют свойства оригинала (например, картина), но и позволяют исследовать эти свойства, а значит, и оптимизировать функционирование систем.

Моделирование применялось с древних времен. Широко применялось физическое моделирование сооружений, машин и механизмов. Математическое моделирование использует свойство однотипности описания на математическом языке поведения различных систем и явлений. С развитием вычислительной техники расширились сферы применения моделирования, повысилась интенсивность его использования.

При создании модели необходимо определить следующее: 1) назначение модели, т.к. ее свойства определяются целью построения модели; 2) границы системы, т.е. выделить систему из окружающей среды; 3) уровень детализации модели, т.е. решить и обосновать, какие свойства и элементы объекта-оригинала важны для исследования и должны быть включены в модель; 4) правила или критерии, по которым можно оценивать адекватность модели оригиналу и преимущества того или иного варианта модели.

После оценки свойств созданной модели весь процесс создания модели может повториться. Таким образом создание модели ‑ это итерационный процесс, его можно изобразить схемой, показанной на рис.

Р ис. Процесс создания модели

Как существует множество определений модели, так существует и множество классификаций моделей. Приведем одну из классификаций моделей технических систем

Модели
По назначению	Имитационные	Оптимизирующие		Прогнозные
По полноте отражения реальных свойств	Физические	Математические		Полунатурные
По принципу построения	Стохастические		Детерминированные
По способу реализации	Дискретные	Непрерывные		Дискретно-непрерывные
По масштабу времени	Реального масш. времени	Ускоренного масштаба времени		Замедленного масштаба времени
По приспосабливаемости	Адаптивные		Неадаптивные

Для создания моделей систем необходимо иметь более конкретное представление о системах и основных его характеристиках. Необходимо уметь выделять систему из окружающих ее других систем или внешней среды, отличать системы от других существующих объектов.