Основные этапы, составляющие процесс исследований.

1) Этап создания первичной модели

На этом этапе на основании априорной информации о проектируемой или исследуемой системе изготовляется ее изначальная (первичная) модель.

В случае реального существования исследуемой системы она строится на основе сбора информации ее структуре и свойствах.

При проектировании системы первичная модель строится на основе имеющихся данных о принципах построения систем конкретных классов. В этом случае проектировщик на основе личного опыта изготовляет первичную модель - прототип разрабатываемой системы.

 

2) Этап формализации первичной модели.

На этом этапе происходит преобразование полученной на этапе 1 модели к виду, пригодному для работы с инструментарием.

 Благодаря реализации в нем принципов сборочного моделирования, в большинстве случаев формализация модели производится достаточно просто.

Сначала производится декомпозиция первичной модели на отдельные элементы, модели которых имеют прототипы в библиотеке элементов моделей инструментария.

• Затем выявляются все элементы исследуемой системы, не имеющие прототипов в этой библиотеке.

• При помощи средств генерации новых элементов для них создаются специализированные компоненты, которые могут быть занесены в соответствующие библиотеки.

•  В дальнейшем будем называть элементы структуры моделей типовыми элементами структуры или ТЭС.

• Наконец, при помощи инструментария создаются файлы, отражающие структуру формализованной модели.

 Под структурой здесь и далее будем понимать совокупность сведений об ТЭС, составляющих модель, связях между ними, связях с другими моделями и некоторую дополнительную информацию, хранимую на магнитных носителях.

3) Этапы подготовки к моделированию и моделирования.

• Сущность данных этапов заключается в получении данных о работе исследуемой системы путем постановки машинного эксперимента.

•  На этапе подготовки к моделированию пользователь должен определить, какие именно данные о работе исследуемой системы он хочет получить.

•  Для этого он должен ввести соответствующую информацию в структуру исследуемой системы.

• Кроме того, на этом этапе он должен определить параметры моделирования, такие, как начальное и конечное время, шаг моделирования, способ представления результатов.

• Этап моделирования состоит в постановке машинного эксперимента, результаты которого передаются в подсистему отображения результатов моделирования.

 

4) Этап оценки результатов моделирования.

• На этом этапе пользователь производит просмотр и оценку данных, полученных в результате моделирования, что дает ему возможность сделать выводы о работоспособности проектируемой или исследуемой системы при конкретных условиях, а также пути их дальнейшей модификации.

 Результаты представляются в удобном для пользователя виде, дающем возможность быстрого распознавания динамики исследуемых процессов.

• При параметрической модификации системы производится ее параметрическая оптимизация, сущность которой заключается в подборе таких значений варьируемых параметров ТЭС, при котором исследуемая система работает наилучшим образом.

• Модификация структуры системы связана со структурной оптимизацией, направленной на достижение оптимальной ее работы посредством выбора ее структуры.

•   Разумеется, для принятия решений о совершенствовании исследуемой системы, пользователь должен отчетливо представлять комплекс требований к ней и обладать некоторым опытом в предметной области, с ней связанной.

 

5) Этапы проведения экспериментов.

• Смысл этапов проведения эксперимента заключается в многократном повторении описанных ранее этапов 3 и 4.

•  При решении задачи анализа динамики исследуемой системы пользователь перед каждым из этапов моделирования может производить изменения значений ее входных параметров для изучения ее работы в различных условиях.

•  При синтезе системы пользователь может производить ее структурную и параметрическую оптимизацию путем модификации ее модели. Этапы проведения экспериментов выполняются несколько раз и заканчиваются при достижении цели исследований.

 

6) Этап автоматической оптимизации.

• Этот этап позволяет находить оптимальные значения варьируемых параметров отдельных ТЭС путем использования специализированной подсистемы оптимизации.

•  От пользователя требуется внести необходимые данные в структуру модели и настроить подсистему оптимизации.

•  При оптимизации в автоматическом режиме несколько раз производится выполнение моделирования, перед которым подсистема оптимизации вставляет в структуру исследуемой системы вычисляемые по особому алгоритму данные.

•  В результате производится параметрическая оптимизация исследуемой системы. Критерий оптимизации должен быть задан пользователем в процессе настройки подсистемы оптимизации. Этап автоматической оптимизации может выполняться неоднократно в процессе выполнения этапов проведения эксперимента.

 

7) Этап документирования результатов экспериментов.

Заключается в подготовке документов, отражающих проделанную исследователем работу и в сохранении этих документов в архиве результатов исследований.

   8) Этап расширения инструментария пользователем.

•  Этот этап производится случаях, когда необходимо значительное наращивание библиотек ТЭС,

•  создание групповых элементов структуры (ГЭС), представляющих собой системы из ТЭС, объединенные в функциональные блоки, создание библиотек шаблонов моделей.

• Как правило, такая задача возникает при необходимости адаптации системы для работы в конкретной предметной области. Для облегчения этих операций в инструментарии существуют специальные средства.