Основные понятия моделирования – назначение и функции моделей

Роль в современной науке

Роль моделирования в современной науке настолько велика, что оно стало одним из основных инструментов научного познания и нашло широкое распространение при исследовании металлургических процессов и управлении ими. В связи с этим наряду с построением конкретных моделей большое значение приобретает рассмотрение некоторых общих методологических вопросов моделирования.

Моделирование

Моделирование — воспроизведение характеристик некоторого объекта на другом материальном или мысленном объекте, специально созданном для их изучения. В этом определении моделирования по существу содержится также одно из общих определений модели. В настоящее время имеется целый ряд определений модели, ни одно из которых полностью не исчерпывает сущности этого понятия, видимо, из-за многообразия видов моделей и широкой области применения. Ниже приведено определение модели, принадлежащее известному специалисту в области идентификации П. Эйкхофу. При этом отмечается взаимосвязь этого понятия с наблюдением и экспериментированием. Подчеркивается, что наблюдение и экспериментирование является одними из основных понятий, используемых в естественных науках и технике. Опираясь на наблюдения, ученый строит физическую модель явления, на основе которой методом проб и ошибок (или целенаправленного поиска) создается теория. Разработка теории по существу сводится к построению модели, теория же является словесной или математической моделью действительности.

Модель

Модель и система

Модель есть отражение существенных сторон реальной (или конструируемой) системы, в удобной форме представляющее информацию о ней. Здесь под системой понимается совокупность упорядоченных объектов, в которой каким-то образом определены цели. Все, что не входит в систему , является частью среды. системой и средой. Отсюда можно сделать вывод, что вид модели системы в определенной мере зависит от точки зрения наблюдателя. Расширяя понятие модели, можно отметить, что она не должна быть описанием фактического устройства системы, а может имитировать систему или «подражать» ее поведению, обладая при этом свойствами «расщепляемости» и «сопрягаемости», что дает возможность исследовать как характеристики отдельных элементов, так и их взаимодействие в системе. Модели могут быть концептуальные (феноменологические, словесные), физические, математические. Модель должна создавать предпосылки для последующих решений (генерирования гипотез), поэтому информацию в ней целесообразно представлять в удобной для восприятия форме. Еще раз следует подчеркнуть, что модель есть упрощенное представление действительности; относительная простота модели – одна из главных ее характеристик.

Назначение и функции модели

Назначение и функции модели чрезвычайно широки. Модель, воспроизводящая объект, может строиться для следующих целей:

1. достижения чисто практических результатов, например, установления функциональных связей между входом и выходом объекта для решения конкретных задач управления, создания протезов (искусственные сердце, кисти руки и т. д.);
2. обучения, демонстрации и облегчения усвоения уже готовых знаний;
3. исследования воспроизводимого объекта, что представляет наибольший интерес. В этом случае модель может использоваться для:
   1. совершенствования или построения теории процесса, являясь некоторой предтеорией;
   2. предсказания поведения объекта, являясь его заместителем;
   3. замены сложной системы, например, дифференциальных уравнений более простой системой с допустимой для определенных условий точностью;
   4. экономии времени и средств;
   5. интерпретации экспериментальных и теоретических результатов путем замены эксперимента на объекте экспериментом на моделис использованием АВМ или ЦВМ.

Сюда же примыкает критериальная функция моделей, заключающаяся в том, что с её помощью можно проверять истинность знаний об оригинале, поскольку модель дает возможность представить накопленные знания в компактном и взаимосвязанном(системном) виде и сравнить их с оригиналом.

Возможно, вам будет интересно также: