Лекция Моделирование — как важнейшая составная часть процесса

Лекция: «Моделирование - как важнейшая составная часть процесса разработки и модернизации перспективного вооружения» К. т. н. ДАНКОВ Алексей Александрович Москва 2012 г.

Тема занятия: «Принципы построения моделей» . Цель занятия: ознакомить обучающихся с основными принципами и теоретическими основами моделирования применительно к разработке перспективного вооружения. Вопрос 1. Имитационные, аналитические и когнитивные модели. Вопрос 2. Использование когнитивных моделей при моделировании систем вооружения. 2

3 ВОПРОС 1. Имитационные, аналитические и когнитивные модели

4 Цель имитационного моделирования состоит в воспроизведении поведения исследуемой системы на основе результатов анализа наиболее существенных взаимосвязей между ее элементами или другими словами - разработке симулятора (simulation modeling) исследуемой предметной области для проведения различных экспериментов. Имитационные модели можно рассматривать как множество правил (дифференциальных уравнений, карт состояний, автоматов, сетей и т. п. ), которые определяют, в какое состояние система перейдёт в будущем из заданного текущего состояния. Имитация - это процесс «выполнения» модели, проводящий её через (дискретные или непрерывные) изменения состояния во времени. Имитационная модель - логико-математическое описание объекта, которое может быть использовано для экспериментирования на компьютере в целях проектирования, анализа, оценки функционирования объекта.

Разновидности имитации: 5 - метод Монте-Карло (метод статистических испытаний); - метод имитационного (статистического) моделирования. Имитационное моделирование позволяет: - обеспечить комплексность и системность сбора, обработки и анализа информации; - создать многомерную информационную модель реального мира; - отслеживать динамику изменения процессов во времени; - учитывать, хранить и анализировать информацию о структуре и содержании связей объектов реального мира; - хранить в рамках единого информационного пространства документальную и фактографическую информацию.

Использование аналитических методов связано с 6 необходимостью построения математических моделей в строгих математических терминах. Аналитические модели носят обычно вероятностный характер и строятся на основе понятий аппарата теорий массового обслуживания, вероятностей и марковских процессов, а также методов диффузной аппроксимации. Могут также применяться дифференциальные и алгебраические уравнения. При использовании этого математического аппарата часто удается быстро получить аналитические модели для решения достаточно широкого круга задач исследования. Аналитические модели имеют ряд недостатков: - значительные упрощения; - громоздкость вычислений для сложных моделей; - сложность аналитического описания вычислительных процессов; - недостаточная развитость аналитического аппарата не позволяет выбирать для исследования наиболее важные характеристики (показатели эффективности).

Когнитивное моделирование является наиболее удобным 7 математическим аппаратом для описания и исследования слабо формализованных, слабоструктурированных и многосвязных систем. Когнитивной моделью называется совокупность знаний, состоящая из системы онтологических посылок, инструментов оценки и технических инструментов оперирования с элементами реальности. Построение когнитивной системы осуществляется на основе системного подхода, позволяющего увидеть и оценить целостность проблемы во всем ее многообразии, выбрать наилучший способ управления сложной системой Принято различать три уровня формализации: 1. Вербальное описание; 2. Класс "мягких" моделей; 3. Класс "жестких" моделей. В системном анализе можно выделить признаки, характеризующие наличие системы: - целостность системы; - делимость системы; - наличие существенных, определяющих систему устойчивых связей; - наличие интегральных свойств, присущих системе в целом; - организация системы, т. е. число значимых элементов и связей.

8 ВОПРОС 2. Использование когнитивных моделей при моделировании систем вооружения

Тема занятия: «Принципы построения моделей» . 15 Вопрос 1. Имитационные, аналитические и когнитивные модели. Вопрос 2. Использование когнитивных моделей при моделировании систем вооружения. Представлен пример использования когнитивных моделей при моделировании систем вооружения – модель расчета параметров отклонения атакующего управляемого артиллерийского снаряда постановкой аэрозольной завесы. Литература: 1. Саати Т. Л. Элементы теории массового обслуживания и её приложения, перевод с английского, М. , 1971. 2. Вентцель Е. С. , Овчаров Л. А. Теория вероятностей. М. , 1969. 3. Беговатов Е. А. , Лапин А. В. Диффузионная аппроксимация в замкнутых системах массового обслуживания. М. , 1998. 4. Солсо Р. Л. Когнитивная психология. М. : Тривола, 1996. 5. www. terme. ru.