Рубрикатор

Моделирование

МОДЕЛИРОВАНИЕ (а. modelling, simulation; н. Modellieren, Modellierung; ф. Simulation, modelisation; и. simulacion, соmputacion) — метод изучения объектов (предметов, систем, процессов, явлений) путём построения и исследования их моделей.

Моделирование даёт возможность абстрагироваться от несущественных характеристик объектов, изменить пространственно-временные и другие масштабы протекающих в них процессов. Моделирование позволяет изучать такие объекты, прямой эксперимент над которыми затруднён, экономически невыгоден либо вообще невозможен в силу тех или иных причин. Моделирование классифицируют по характеру моделируемых объектов, средствам и уровням. Различают предметное и знаковое моделирование.

Предметное моделирование предполагает построение моделей, отражающих основные геометрические, физические, динамические и функциональные характеристики оригинала. На таких моделях, например, изучаются процессы, протекающие в вентиляционных, электрических и пневматических сетях угольных шахт. Моделирование, при котором модель и моделируемый объект имеют одну и ту же физическую природу, называют физическим; применяется, например, при изучении горного давления. Объект может исследоваться путём опытного изучения другого объекта, описываемого теми же математическими соотношениями (иногда иной физической природы). Такое предметно-математическое моделирование широко используется для изучения механических, гидродинамических, акустических процессов, протекающих при добыче полезных ископаемых из недр.

При знаковом моделирование моделями служат знаковые образования какого-либо вида: схемы, графики, чертежи, формулы, графы, слова и предложения в некотором алфавите. Главный вид знакового моделирования — математическое моделирование, осуществляемое средствами языка математики и логики. В современных условиях оно реализуется на ЭВМ (машинное моделирование).

Математическое моделирование — практически единственный инструмент для изучения сложных горнотехнических и горно-экономических явлений. В качестве объектов математического моделирования в горном деле выступают технологические процессы, горнодобывающие предприятия, месторождения полезных ископаемых, географические регионы. Важнейшая разновидность математического моделирования — экономико-математическое моделирование, при котором исследуется эффективность функционирования объекта и рассчитываются его оптимальные параметры на основе применения соответствующих критериев. Для определения оптимальных значений параметров объектов их экономико-математические модели исследуются с помощью аппарата математического программирования (симплекс-метод, косинус-метод, векторный метод и др.) на ЭВМ.

В горном деле применяются два способа математического моделирования: аналитический, предполагающий возможность весьма точного математического описания строго детерминированных систем, и вероятностный, позволяющий получить неоднозначное решение, а его вероятностную характеристику (например, параметры шахты или какого-либо производственного процесса). В обоих случаях математическое моделирование объекта включает следующие основном этапы: изучение моделируемой системы, математическое описание системы, выбор критерия оптимальности, составление алгоритма исследования модели на оптимум, разработка программы реализации алгоритма на ЭВМ.

Математическое моделирование занимает ведущее место в горно-экономическом анализе. Этот метод даёт возможность выбирать оптимальные режимы работы горнотехнического оборудования, определять наилучшие параметры реконструкции действующих и строительства новых горнодобывающих предприятий, решать задачи комплексного развития горнодобывающих регионов. Математическое моделирование в горном деле применяется как в планировании и проектировании, так и в управлении, где является основным элементом при разработке АСУ. Математическое моделирование горного производства совершенствуется в направлении динамизации моделей и введения в них обратных связей, определения рациональной математической формы моделей, разработки методов их адекватного исследования на ЭВМ, определения необходимой степени детализации моделей, учёта принципов системного подхода и фактора надёжности при моделировании.

Обсудить на форуме.