Модель технического объекта

Модель ТО позволяет получить ответы на два вопроса:

соответствует ли рассматриваемый ТО или его описание данному требованию или списку требований?

какой из двух альтернативных вариантов ТО лучше по данному показателю качества?

Для оценки соответствия требования и выбора лучшего варианта использу­ют три типа моделей и соответственно три способа и средства моделирования.

1. 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.

2. 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.

3. 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 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.

Имеет также место комбинирование мысленных и ма­тематических моделей, когда в методике (алгоритме) расчета используют предва­рительные или последующие экспертные оценки.

Существует иерархия моделей, соответствующая иерархии списков требо­ваний. При этом для каждого ТО существует такая же иерархия моделей, в кото­рой каждая последующая модель более детально оценивает ТО и содержит все предыдущие оценки. Иерархия моделей согласуется также с иерархической по­следовательностью задач выбора проектно-конструкторских решений.

Моделирование ТО достаточно глубоко изучено. Однако отдельные места в этой области знаний разработаны слабо или вообще не затронуты. Несмотря на бурное развитие математических моделей, они пока мало используются в задачах выбора ФО, ФС, ФПД и даже ТР. Слабо исследованы пока вопросы мысленного и интуитивного моделирования, актуальность которого со временем не понижается, а способности мысленного моделирования у выпускаемых инженеров по ряду причин со временем снижаются, что также заставляет заняться исследованием этих вопросов.