ODWZOROWANIE RZECZYWISTOŚCI

ODWZOROWANIE RZECZYWISTOŚCI
RZECZYWISTOŚĆ
RZECZYWISTOŚĆ
OBIEKTYWNA
Ocena
subiektywna
OPIS
RZECZYWISTOŚCI
Odwzorowanie rzeczywistości zależy w dużej mierze od możliwości i nastawienia
człowieka do otoczenia
(subiektywizm ocen, widzenie holistyczne, wiedza systemowa).
Każda z dyscyplin naukowych ma swój punkt widzenia rzeczywistości.
RYSYNEK TECHNICZNY
RYSUNEK INŻYNIERSKI – INFORMACJA
OBIEKT
Odwzorowanie obiektu
(rysunek techniczny)
MODEL – do rzeczywistego systemu ma się tak jak mapa do terenu
13. Odwzorowanie rzeczywistości
72
MODELE SYSTEMÓW
MODEL: OBIEKT ZASTĘPUJĄCY W REPREZENTATYWNY SPOSÓB INNY
OBIEKT LUB KLASĘ OBIEKTÓW ZE WZGLĘDU NA UZASADNIONA POTRZEBĘ.
POTOCZNIE: modelem nazywa się zastępującą oryginał formę jego reprezentacji, wykorzystaną do wyjaśnienia i przewidywania zachowania się
oryginału w sposób adekwatny z punktu widzenia celu rozważań.
ADEKWATNOŚĆ MODELU: REPREZENTATYWNOŚĆ FUNKCJONALNA, POZWALAJACA NA PODSTAWIE MODELU WNIOSKOWAĆ O ZACHOWANIU SIĘ
ORYGINAŁU (W OKREŚLONYCH WARUNKACH).
INŻYNIERIA SYSTEMÓW  SYSTEMY DZIAŁANIOWE
Obiekt modelowany:
Model:
SP =
<A, B>
SM = <M, R>
A, M
– zbiory elementów obiektu modelowanego i modelu,
B, R – relacje systemotwórcze
Podobieństwo funkcjonalne obiektu i modelu:
(SP = <A, B>)  (SM = <M, R>)
KONIECZNOŚĆ POSŁUGIWANIA SIĘ MODELAMI:
1.
Działania informacyjne



już istniejący model jest niedostępny,
tworzy się nowy, nie istniejący obiekt,
bada się zachowanie modelu w przyszłości.
2.
W obiektach wieloaspektowych z reguły interesują nas tylko niektóre aspekty.
RELACJE POMIĘDZY ORYGINAŁEM A MODELEM:
1. Oryginałem modelu (SM) jest fragment rzeczywistości traktowany jako system
(SP).
2. System (SP) interesuje nas ze względu na funkcje, jakie pełni w działaniu zinstrumentalizowanym.
3. Model (SM) systemu (SP) musi być także systemem działaniowym w sensie celu
rozważań.
4. System – oryginał (SP) i system – model (SM) związanie są relacją adekwatności.
5. Adekwatność oznacza podobieństwo funkcjonalne
SP  SM.
6. Podobieństwo funkcjonalne oznacza, że na podstawie informacji uzyskanych z
modelu (SM) można z możliwą do przyjęcia dokładnością oszacować stan systemu (SP):
(SP = <A, B>)  (SM = <M, R>)  SP = M(SP).
7. Elementy SP, SM i M tworzą system względnie odosobniony.
M
13. Odwzorowanie rzeczywistości
73
8. Z substancjalnego punktu widzenia systemy: modelowany, jak i modelujący mogą być:
 abstrakcyjne (informacyjne I),
 konkretne (materialne, energetyczne, energetyczno-materialne E-M),
 inergetyczne (logistyczne, energo-materialno-informacyjno-czasowe E-M-I-T).
9. W ocenie podobieństwa między systemem modelowanym a modelem abstrahuje
się od podobieństwa geometrycznego, strukturalnego czy substancjalnego.
10. Liczba modeli, jakie można skojarzyć z danym systemem (SP) za-leży od liczby
ujawnionych celów.
Cel 1
Model MS1
System SP
Cel 2
Model MS2
Cel i
Model MSi
WŁAŚCIWOŚCI MODELI:
1.
2.
3.
Każdy model jest generatorem stanów modelowanego systemu.
Końcową postać modelu poprzedza sekwencja modeli pośrednich.
Model jest środkiem instrumentalizacji działań modelujących działania realizowane przez system modelowany.
MODELE TWORZY SIĘ DO:
 opisu,
 wyjaśniania,
 oceny,
 decyzji,
 prognozy.
W DZIAŁANIACH TECHNICZNYCH STOSOWANIE MODELI JEST POWSZECHNE.
O PRZYDATNOŚCI MODELU DECYDUJE JEGO ADEKWATNOŚĆ FUNKCJONALNA I PROSTOTA MODELU.
W inżynierii systemów model powinien:
1. reprezentować podstawowe funkcje systemu,
2. odwzorowywać związki strukturalne w systemie istotne ze względu na funkcjonalność,
3. odwzorowywać podstawowe związki funkcjonalne w systemie,
4. pozwalać na prezentowanie możliwości rozwoju systemu,
5. pozwalać na formułowanie decyzji,
6. pozwalać na ocenę efektywności i destrukcyjności systemu.
13. Odwzorowanie rzeczywistości
74
SYSTEMATYKA MODELI
Podział wg przeznaczenia, języka, aspektu, charakteru cech i ich zmienności w czasie – mało przydatny dla techniki.
Podział modeli wg kryteriów:
WYJAŚNIAJĄCY
OCENIAJĄCY
PRZEZNACZENIA
DECYZYJNY
PROGNOSTYCZNY
WERBALNY
JĘZYKA
LOGICZNY
MATEMATYCZNY
STRUKTURALNY
ASPEKTU
FUNKCJONALNY
ROZWOJOWY
DETERMINISTYCZNY
CHARAKTERU
CECH
PROBABILISTYCZNY
ROZMYTY
NIEPRZEWIDYWALNY
ZMIENNOŚCI
CECH
STATYCZNY
CIĄGŁOŚCI
DYSKRETNY
DYNAMICZNY
CIĄGŁY
13. Odwzorowanie rzeczywistości
75
SYSTEMY TECHNICZNE – substancjalność modelu.
MODELE
Konkretne MK
Abstrakcyjne MA
Inergetyczne MI
Modele konkretne
Modele naturalne
Pojedynczy obiekt
Modele abstrakcyjne
Werbalne
Ikoniczne
Próba statystyczna
Symboliczne
Populacja
Modele sztuczne
Logiczne
Laboratoria
Modele inergetyczne
Stanowiska
Poligony
Modele symulacyjne
Modele ekspertowe
13. Odwzorowanie rzeczywistości
76
SYSTEMY EKSPERTOWE
Elementy składowe systemu ekspertowego (wg Wikipedii)
MIEJSCE SYMULACJI KOMPUTEROWEJ
Dane
doświadczalne
System
rzeczywisty
Modelowanie
matematyczne
KOMPUTER
Model
matematyczny
SYMULACJA
KOMPUTEROWA
TRZY FILARY WSPÓŁCZESNEJ NAUKI
Sugeruje i interpretuje doświadczenia
EKSPERYMENT
TEORIA
Sugeruje i uwiarygodnia teorie
Sugeruje
teorie
Wykonuje
dokładne
obliczenia
Modeluje
rzeczywiste
procesy
Sugeruje
doświadczenia
Generuje
dane
Dostarcza
równań
Interpretuje
wyniki
Analizuje dane
Wykonuje obliczenia
w dużej skali
Steruje aparaturą
MODELOWANIE
SYMULACJA KOMPUTEROWA
[Michał Kleiber]
13. Odwzorowanie rzeczywistości
77