Лекция 1. Моделирование процессов и систем презентация

Ун-та, 2006, 164 с.
Турчак Л.И. Основы численных методов. М.: Наука, 1987, 320 с.
Макарова Н.В., Трофимец В.Я. Статистика в Excel. М.: Финансы и статистика, 2003, 386 с.

объективного, истинного знания, направленного на отражение закономерностей действительности.

Методы научного познания делятся на три группы:  1. Философские методы.  2. Научные методы. 3. Общелогические методы.

Моделирование — это метод исследования объектов и предметов на основе их заместителей — моделей.

социальных процессов, закономерностей сознательной деятельности человека.  
Традиционно выделяются два философских метода:  1. Диалектический метод.  2. Метафизический метод. 

Философские методы.

Метафизика используется на этапе накопления научных фактов, а диалектика - на этапе теоретического обобщения практического опыта. 

теоретического познания 
Методы эмпирического познания реализуются в процессе научного опыта, где главная роль принадлежит чувствам. 
Методы теоретического познания предполагают ведущую роль мышления в процессе научной деятельности. 

основе работы органов чувств без вмешательства в изучаемое явление; 
2) эксперимент — это целенаправленное изучение предмета в специально созданных, искусственных и контролируемых условиях. Здесь предмет воспроизводится искусственно;  3) сравнение — это выявление сходных черт или различий предметов; 
4) описание — это фиксирование результатов опыта, наблюдения или эксперимента с помощью специальных систем обозначения. Описание осуществляется с помощью схем, таблиц, диаграмм и т.д.; 
5) измерение — это выполнение познавательных действий с целью нахождения количественного, числового измерения величины. 

помощью знаков и символов, то есть с помощью формализованного языка.
При формализации рассуждения о предметах заменяются операциями со знаками, что наглядно проявляется в математике или символической логике.

2) аксиоматический метод — это выведение знания из некоторых исходных положений — аксиом. Аксиомы — это положения, которые очевидны и не требуют доказательств. 

в себя:
1) анализ — это мысленное разделение предмета на составные части; 
2) синтез — это мысленное объединение частей в единое целое;  3) абстрагирование — это мысленное выделение самых главных, самых существенных сторон, качеств предмета;
4) идеализация — это мыслительная операция, связанная с образованием идеализированных объектов, которые не существуют в действительности (точка, идеальный газ, и т.д.);  5) моделирование — это метод исследования объектов и предметов на основе их заместителей — моделей.

что является замечательным свойством моделирования.

Модель - это материальный или мысленно представляемый объект, замещающий в процессе изучения объект-оригинал, и сохраняющий его значимые для данного исследования типичные черты.

Понятие «модель»

объект: какова его структура, основные свойства, законы развития и взаимодействия с окружающими предметами и явлениями;
управлять объектом или процессом и определить наилучшие способы управления при заданных целях и критериях;
анализировать прямые и косвенные последствия реализации заданных способов и форм воздействия на объект.

основе материальных модели, воспроизводящей основные геометрические, физические, динамические и функциональные характеристики изучаемого объекта.

Материальное моделирование подразделяется на физическое и аналоговое.

Материальное моделирование

на свою увеличенную, либо уменьшенную копию (принцип подобия).
Примеры: в астрономии - планетарий, в самолетостроении - модели летательных аппаратов и т.п.

Аналоговое моделирование основано на аналогии процессов и явлений, имеющих различную физическую природу, но одинаково описываемых формально либо с помощью уравнений, либо логическими схемами (принцип аналогии).

Пример аналогового моделирования - это изучение механических колебаний с помощью электрической схемы, описываемой аналогичными дифференциальными уравнениями.

реальный объект или явление мысленно (или идеально). Идеальное моделирование носит теоретический характер.

Идеальное моделирование

Идеальное моделирование подразделяется на интуитивное и знаковое.

плохо или совсем не поддающемся формализации либо не нуждающемся в нем.
Например, жизненный опыт человека может считаться его интуитивной моделью окружающего мира.

Знаковым называется моделирование, использующее в качестве моделей знаковые преобразования какого-либо вида: схемы, графики, чертежи, формулы и т.п., а также включающее совокупность законов, по которым можно оперировать с выбранными знаковыми образованиями и их элементами.

объекта осуществляется с помощью модели, сформулированной на языке математики, и с использованием тех или иных математических методов.

ММ имеет два существенных преимущества:

дает быстрый ответ на поставленный вопрос, на что в реальной обстановке могут потребоваться даже годы;
предоставляет широкие возможности для экспериментирования, осуществить которое на реальном объекте зачастую просто не возможно.

элементов, находящихся в отношениях друг с другом и образующих определённую целостность.

Различают: моно - и поли – системы;
статические и динамические системы;
открытые и закрытые системы;
детерминированные и вероятностные системы;
простые и сложные системы.

Система образуется двумя составляющими:
внешним окружением, включающим в себя вход и выход системы, связь с внешней средой и обратную связь;
внутренней структурой, т.е. совокупностью взаимосвязанных компонентов, обеспечивающих процесс воздействия субъекта управления на объект, переработку входа системы в ее выход и достижение целей системы.

подхода:
единство;
целостность ;
динамичность;
взаимозависимость системы и среды;
иерархичность;
организованность;
множественность состояний;
декомпозиция.

Системный анализ — научный метод познания, представляющий собой последовательность действий по установлению структурных связей между переменными или элементами исследуемой системы.

друг от друга, и для каждого состояния можно указать соседние (предыдущее и последующее, или только одно из них).
У непрерывных процессов между двумя любыми состояниями всегда можно выделить промежуточные

Понятие «процесс»
Проце́сс (от лат. processus — продвижение), — это последовательная смена состояний объекта во времени.

Природа объекта может быть произвольной: материальный (природный или искусственный) или идеальный (понятие, теория и т.п.) объект порождает соответственно материальный или идеальный процесс.

же состояния повторяются во времени в одной и той же последовательности);
конечные (с известным или неизвестным временем протекания) и бесконечные (в некотором абстрактном смысле);
управляемые и неуправляемые;
линейные (однонаправленные) и разветвленные процессы;
стационарные и нестационарные процессы, т.е. не зависящие и зависящие от времени.

Эти и другие типы процессов выделяют в зависимости от задач, которые решаются при изучении или использовании процессов.

то в нем часто выделяют этапы процесса (обычно связанные с промежуточными целями).
Деятельность любого предприятия можно рассматривать как производственный процесс, который можно разбить на множество взаимосвязанных процессов (бизнес-процессов).
Рассмотрение единого целенаправленного процесса как совокупность взаимосвязанных бизнесс-процессов является эффективным методом анализа, получивший название процессный подход.

ПРОЦЕССНЫЙ ПОДХОД

Процессный подход основан на выделении и рассмотрении бизнес-процессов предприятия, каждый из которых протекает во взаимосвязи с другими бизнес-процессами компании или внешней средой. 
Функционирование системы есть процесс, поэтому процессный подход – это метод анализа процессов, проходящих в системах.

— предмет) исследования называется предмет, явление или процесс, который подвергается изучению, а сам исследователь – субъектом.

Объект — это процесс или явление, порождающее проблемную ситуацию и взятое исследователем для изучения.
Предмет — это то, что находится в рамках, в границах объекта.

Как научные категории понятия «объект» и «предмет» исследования различают и соотносят как общее и частное.

В изучаемой дисциплине объектом исследования будем считать жизненный цикл (ЖЦ) изделия, а предметом исследования – моделирование этапов, процессов и систем ЖЦ изделия.

– совокупность процессов, выполняемых от момента выявления потребностей общества в определенном продукте до момента удовлетворения этих потребностей и утилизации продукта.

и внутренних связей, обеспечивающих рациональность информационных, производственных, управленческих и других процессов по переработке входа системы в ее выход и достижению целей субъекта управления.

Функционирование производственной системы – это целенаправленный процесс, благодаря которому происходит превращение материальных ресурсов системы в продукцию предприятия.

Производственная система

Моделирование применяется для изучения различных этапов жизненного цикла изделия.
Объектами моделирования служат как системы, так и процессы ЖЦ изделия.

физическое;
математическое;
функциональное;
информационное;
имитационное и др.