Введение

Инженерная деятельность связана, прежде всего, с проектированием технических объектов. Проектирование - процесс получения описания, по которому будет изготавливаться изделие. В качестве проектируемых объектов в различных областях техники могут фигурировать изделия или процессы. Прогресс науки и техники неизбежно приводит к появлению все более сложных технических объектов состоящих из большого количества взаимодействующих элементов. При проектировании, разработке и создании сложных объектов (к которым относятся и объекты управления) требуются знания о количественных и качественных закономерностях, свойственных рассматриваемым объектам. Осуществить практическую проверку тех или иных закономерностей, присущих сложным объектам, не представляется часто возможным по ряду соображений. Кроме того, это потребовало бы больших материальных затрат и затрат времени. В связи с этим приобретает большое значение изучение свойств и закономерностей рассматриваемых сложных объектов на базе методов моделирования.

Наш опыт об окружающем нас мире основан на восприятии. Эта информация, однако, не используется напрямую. Обычно она переводится во множество простых свойств, которые мы используем для изучения и описания объекта. Свойства могут быть с качественной позиции хорошими, плохими, тяжелыми и т.д., но для целей моделирования мы часто используем только количественные свойства, которые можно измерить. Изучение возможно в том случае, когда изучаемые величины проще тех, которые действительно присутствуют на объекте. Не все свойства рассматриваются в одно и то же время. Обычно мы интересуемся некоторым подмножеством из множества свойств. В качестве примера можно привести ксерокопию документа. Множество из его свойств изменяется при копировании: бумага, да и формат могут быть другими. Несмотря на это мы удовлетворяемся копией, так как важная информация – содержание документа получена. Модель намеренно упрощается, чтобы рассмотреть только необходимое минимальное множество свойств.

Следует ясно понимать, что исчерпывающе полной модель быть не может. Она всегда ограничена и должна соответствовать целям моделирования, отражая ровно столько свойств исходного объекта и в такой полноте, сколько необходимо для конкретного исследования. На этапе исследования модели выполняется воспроизведение поведения моделируемой системы на интервале модельного времени при фиксированных значениях параметров модели, то есть «прогон», «выполнение» («execution») модели. В большинстве случаев однократного прогона модели оказывается недостаточно для достижения искомого результата. Успех исследования во многом зависит от возможности автоматизировать вычислительный эксперимент. Современные пакеты моделирования организуют его, опираясь на концепцию виртуального стенда.