Моделирование и его применение в практике разработки вагонов. Понятия "модель" и "моделирование".

Существует довольно много вариантов определений понятий "модель" и «моделирование», в которых в той или иной мере отражаются взгляды на возможности моделирования и области его применения. Приведем те определения, которые, на наш взгляд наиболее соответствуют рассматриваемым в настоящем пособии вопросам.

Итак, под моделью понимается такая мысленно представляемая или материально реализованная система, которая, отображая или воспроизводя объект исследования, способна замещать его так, что ее изучение дает нам новую информацию об этом объекте.

Моделирование - это исследование каких-либо явлений, про­цессов или систем объектов путем построения и изучения их моделей, использование моделей для определения или уточнения характеристик и рационализации способов построения вновь конструируемых объектов. Моделирование служит одним из методов научного исследования в результате которого получают новые знания об объектах.

При моделировании обязательно замещение моделируемого объекта другим либо материально-вещественным, либо идеальным объектом. Примерами таких идеальных объектов являются мысленные модели, а их материальным носителем - мозг и процессы, которые связаны с созданием образов. Моделирование подразделяется на физическое (материальное, предметное) и идеальное.

При физическом моделировании обеспечивается подобие между физической природой, геометрией объекта и модели.

Идеальное моделирование осуществляется:

а) на уровне самых общих, не вполне осознанных и фиксиро­ванных модельных представлений;

б) на уровне достаточно детализированных знаковых систем.

Первый вид называется мысленным моделированием, второй - знаковым, где моделями служат знаковые образования (схемы, чертежи, формулы, слова и предложения в некотором алфави­те естественного или искусственного языка).

Соотношения между объектом и моделью помогут уяснить следу­ющие положения:

1. Модель конструируется исходя из целей исследований и воспроизводит лишь изучаемые черты и свойства объекта (с определен­ной погрешностью или степенью адекватности). Поэтому один и тот же объект может быть замещен множеством моделей различного целе­вого назначения.

2. Для одного и того же объекта можно сконструировать множество моделей различной природы, имеющих одно и то же целевое на­значение.

3. Модель способна давать новую информацию об объекте.

4. Модель всегда "беднее" объекта, поэтому ее изучение в принципе не может дать полностью достоверную информацию об объекте.

В практике разработки технических систем и, в частности, железнодорожных вагонов, объект и модель могут быть как материаль­ными (по отношению к объекту этот термин более уместен), так и идеальными, например:

- объектом является реально существующий вагон, а моделью - его уменьшенный аналог, предназначенный для стендовых испытаний (объект и модель - материальны);

- объектом является чертеж вагона, а моделью - аналог для стендовых испытаний (объект - идеален, модель - материальна);

- объектом является реальный элемент конструкции под на­грузкой, а моделью - ее расчетная схема для определения поля действующих напряжений (объект - материален, модель - идеальна);

- объектом является, вагон, существующий пока в представ­лении конструктора, а моделью - формулы для расчета основных ха­рактеристик этого вагона (объект и модель - идеальны).