37. Типы моделей технических объектов.

Для оценки соответствия требования и выбора лучшего варианта используют три типа моделей и соответственно три типа моделей и соответственно три способа и средства моделирования. Мысленные, или интуитивные, модели. Их реализует человек (эксперт), который на основе имеющихся знаний и опыта проводит мысленные эксперименты с ТО с целью выявить его соответствие требованиям или выбрать из двух вариантов наилучший по определенному показателю качества. Например, глядя на чертежи двух различающихся по конструкции путепроводов, эксперт может ответить на вопросы; выдержат ли они задаваемую нагрузку или нет; у какой конструкции меньше трудоемкость изготовления или расход бетона и т.д. Математические модели. Они позволяют оценить требования и критерии качества с помощью расчетных формул, систем уравнений, алгоритмов и т.п. Для случая с путепроводом на основании формул и уравнений строительной механики и сопротивления материалов можно вычислить разрушающую и допустимую нагрузки. Используя формулы определения объемов тел, можно определить расход бетона, а с помощью специальной методики (алгоритма) – трудоемкость их строительства. Физические модели. С их помощью можно оценить требования и критерии качества путем реализации и испытания самого ТО или его уменьшенных (иногда увеличенных) и часто упрощенных образцов. Так, построенный путепровод можно подвергнуть испытанию заданной нагрузкой; при строительстве можно подвергнуть испытанию заданной нагрузкой; при строительстве можно провести хронометраж и точно определить трудоемкость изготовления. Еще до строительства можно изготовить (на основе критериев подобия) уменьшенную модель путепровода и также провести ее испытание в целях проверки соответствия требованиям. Исторически с незапамятных времен человек пользовался мысленными и физическими моделями. Около 2 тыс. лет назад для оценки отдельных требований уже применяли математические модели. Начиная с XVII – XVIII веков стало быстро расширяться использование математических моделей в связи с бурным развитием математики, механики, термодинамики и других наук. Еще большие возможности в создании математических моделей принесли появившиеся в середине XX века быстродействующие вычислительные машины. У математических моделей в последнее время значительно расширилась область применения. Многие ТО сейчас можно создавать уже без использования физических моделей (например, ряд строительных конструкций и сооружений, электрических машин, элементов автоматики и т.д.). Однако существует большое число ТО, для которых математические модели не вытеснили и, очевидно, долго еще не смогут вытеснить мысленные и физические модели (например, при разработке реактивных двигателей). Это объясняется двумя причинами. Во-первых, существующие возможности математических моделей пока недостаточны для описания явлений и процессов в некоторых ТО. Во-вторых, темпы развития и возрастания сложности ТО опережают возрастание возможностей математических моделей. В настоящее время выбор того или иного типа моделей обусловливается требованиями по точности, временным затратам и стоимости моделирования.