Тема урока Моделирование и формализация Изучаемые понятия

Тема урока: Моделирование и формализация

Изучаемые понятия: Формализация как важнейший этап моделирования. Методы описания моделей. Свойства моделей. Адекватность модели целям моделирования. Исследование на компьютере информационных моделей из различных предметных областей.

Как вы думаете, что: Называют моделированием … ? Процесс замены реального объекта или явления его копией или описанием.

Как вы думаете, Каковы цели моделирования … ? Отражение свойств реальных объектов или явлений для их изучения и улучшения.

Как вы думаете, что: Называют моделью… ? Уменьшенную или увеличенную копию объекта или явления или его описание.

Как вы думаете, что: Может служить примерами моделей? Приведите примеры.

компьютерная математическая графическая материальная игровая учебная Установите соответствие.

ВСЕ МОДЕЛИ МОЖНО РАЗБИТЬ НА ДВА БОЛЬШИХ КЛАССА: модели предметные (материальные) Предметные модели воспроизводят геометрические, физические и другие внешние свойства объектов в материальной форме (глобус, анатомические муляжи, модели кристаллических решеток, макеты зданий и сооружений и др. ). модели информационные. ?

ФОРМАЛИЗАЦИЯ: • Процесс построения информационных моделей с помощью формальных языков называется формализацией.

С помощью формальных языков строятся формальные информационные модели (математические, логические и др. ). Одним из наиболее широко используемых формальных языков является математика. Модели, построенные с использованием математических понятий и формул, называются математическими моделями. Язык математики является совокупностью формальных языков. С некоторыми из них (алгебра, геометрия, тригонометрия) вы знакомитесь в школе, с другими (теория множеств, теория вероятностей и др. ) сможете ознакомиться в процессе дальнейшего обучения.

Итак, формализация – это получение информационной модели объекта или явления. Никакое моделирование невозможно без формализации. Формализация –первый и основной этап моделирования

• Представление всей информации об объекте или Основной явлении посредством знаков принцип и формул формали зации: Основное • Получение полной информации значение обо объекте путём классификации объектов по формали видам по признакам зации:

Формы представления моделей: описание таблицы формулы графы • чертежи • рисунки • схемы • диаграммы

Практикум. • Табличное представление информационной модели дискеты. параметры Объект название возможные значения действия среда

Рефлексия: Каковы твои предложения по улучшению качества уроков? На что обратил большее внимание? Сегодня на уроке Что ты узнал нового - …? Чем тебе урок понравился, а чем – нет?

Формализация и моделирование

Информацмонная модель и типы структуирования: • • Информационная модель – интегрированная база данных об объекте реального мира. Содержит паспорта объектов, архив документации и другую информацию по ним в структурированном и взаимосвязанном виде. Под объектом реального мира понимается современное промышленное предприятие или его часть – отдельное здание, система, оборудование. Информационная модель является цифровым прототипом предприятия, в котором однозначно определен каждый его элемент и обеспечена их логическая взаимосвязь. Именно структура объекта и назначенные взаимосвязи – основные признаки информационной модели. • • • Типы структурирования информации Способы структурирования информации, её классификация зависят от целей и задач, решаемых с помощью информационных моделей. Так, для задач технического учета оборудования в информационных моделях предприятия применяется многомерная классификация объектов предметной области, позволяющая в рамках одной модели представить данные в разных разрезах: топологическая классификация – отражение взаимного расположения объектов в пространстве: площадка – здания и сооружения – отметки – помещения – системы и оборудование в помещениях – внутренние компоненты оборудования; системная – отражение структуры технологических систем и их взаимной вложенности друг в друга; параметрическая – разделение объектов определенного типа (строительных конструкций, оборудования, трубопроводов, арматуры и так далее) на классы в зависимости от присущего им набора свойств (параметров) – например, насосы центробежные, насосы осевые, насосы поршневые и так далее.

Типы информации, содержащейся в модели: • • • • • Информационная модель объединяет в едином актуальном и структурированном электронном хранилище всю необходимую для функционирования предприятия информацию. Этими данными в любой момент могут воспользоваться как технические специалисты, так и руководители организации. Всю содержащуюся в модели информацию можно разделить на 3 типа – данные (паспорта объектов), их графическое представление и документы, – внутри каждого из которых есть бесконечное количество своих разновидностей. Данные: статические характеристики объектов – информация о заводе-изготовителе, дате изготовления и так далее; динамическая информация – данные мониторинга, изменяющиеся в режиме реального времени; ретроспективные данные – история функционирования объекта, отчеты о событиях: проведенных осмотрах, регламентных работах и так далее; плановые данные – например, план будущих осмотров и работ. Графическая информация: фотографии; сферические панорамы; трехмерные модели объектов; электронные карты. Документы: технологические схемы; проектные и конструкторские чертежи; ведомости и спецификации; календарные планы-графики работ; финансовые отчеты; другие типы документов. Информационные модели могут включать в себя любые другие типы информации, например, отсканированные материалы.

Основные функции информационных моделей • • • • • • Накопление информации – информационная модель выступает в качестве агрегатора данных из различных источников и информационных систем. Организация удобного доступа к данным и документам с помощью легкого в освоении и использовании интерфейса, основанного на четкой структуре информации. Анализ информации – информационные модели содержат специализированные инструменты, позволяющие решать различные аналитические задачи. Визуализация данных. Прикладные решения на базе информационных моделей Информационные модели призваны решать прикладные задачи промышленных предприятий на всех стадиях жизненного цикла сложных технологических объектов: проектирование, строительство, эксплуатация. Они позволяют минимизировать временные ресурсы и финансовые затраты, максимизировать эффект отдачи от инвестиций, исключить или уменьшить вероятность ошибок. Перечислим задачи, которые уже решили заказчики «НЕОЛАНТ» с помощью технологии информационных моделей. Сквозное сопровождение жизненного цикла объектов: разработка стратегий развития инфраструктуры месторождения. Оптимизация проектирования: повышение качества и сокращение сроков проектирования; верификация проектных требований на основе интеграции информационных моделей с системами управления требованиями. Оптимизация строительства: упрощение, ускорение и улучшение качества строительно-монтажных работ – модель значительно нагляднее и понятнее чертежей, каждый элемент объекта имеет трехмерные координаты и привязан к плану-графику строительства; упрощение авторского надзора проектными институтами. Повышение эффективности эксплуатации: Из реальности в модель – мониторинг состояния объекта: анализ текущего состояния объекта; визуальный контроль происходящих на объектах процессов; принятие тактических решений с использованием единого постоянно актуализируемого электронного хранилища информации предприятия; своевременное предотвращение критических ситуаций и устранение их последствий; повышение экономической эффективности эксплуатации; Из модели в реальность – виртуальное моделирование ситуации: имитационное моделирование ситуаций, в том числе аварийных; обучение специалистов на 3 D тренажерах.