Требования к моделям

Моделирование всегда предполагает принятие допущений той или иной степени важности. При этом должны удовлетворяться следующие требования:

• адекватность, т. е. соответствие модели исходному объекту и учет, прежде всего, наиболее важных качеств, связей и харак­теристик. Оценить адекватность выбранной модели, особенно на начальной стадии проектирования, когда вид создаваемого объ­екта еще неизвестен, очень сложно. Здесь полагаются на опыт предшествующих разработок или применяют определен­ные ме­тоды, например, метод последовательных приближений (см. главу, посвященную методам проектирования);

• точность, т. е. степень совпадения полученных в процессе мо­делирования результатов с заранее установленными, желаемы­ми. Важной задачей здесь является оценка, как потребной точ­ности результатов, так и точности исходных данных, согласо­вание их между собой и с точностью используемой модели;

• универсальность, т. е. применимость модели к анализу ряда однотипных объектов в одном или нескольких режимах функ­ционирования. Это позволяет расширить область поиска реше­ний;

• целесообразная экономичность, т. е. точность получаемых ре­зультатов и общность решения задачи должны увязываться с затратами на моделирование. И удачный выбор модели, как по­казывает практика, - результат компромисса между отпущен­ными ресурсами и особенностями используемой модели.

Выбор и обеспечение точности моделирования считается од­ной из самых важных задач.

Погрешности моделирования вызываются как объективными причинами, связанными с упрощением реальных объектов и про­цессов, так и субъективными, обусловленными недостатком зна­ний и навыков, особенностями характера того или иного че­ловека. Погрешности можно предотвратить, компенсировать или учесть. И всегда обязательна оценка правильности получае­мых результа­тов. Часто оценку проводят следующими спосо­бами:

• проверяют соответствие результатов физическому (здравому) смыслу. Удобно это делать для частного случая модели, когда решение очевидно. Иногда даже говорят, что еще перед реше­нием задачи инженер уже должен представлять характер и по­рядок ожидаемого результата. Правда, точность такого пред­ставления зависит от развитости физического воображения и опыта работы с подобными объектами;

• проверяют выполнение очевидных условий задачи, что также позволяет отсечь неприемлемые решения;

• проверяют соблюдение тенденции изменения величин и знаков результатов (монотонность, цикличность, плавность и т. п.);

• проверяют правильность размерности полученного результата (если работа ведется с аналитическими зависимостями). Из­вестно, что посредством грубых измерений, использования при­боров с низкой точностью или на основе приближенных дан­ных невозможно получить точные результаты. С другой стороны, бессмысленно вести, например, расчет с точностью до грамма, если результат потом нужно округлять (скажем, указывать в фор­муляре) с точностью до килограмма, или же определять среднюю величину точнее составляющих ее значений, и т. д. Поэтому важ­но помнить о следующем:

• точность результатов расчетов и экспериментальных исследо­ваний не может превысить точности исходных данных, исполь­зуемых приборов, измерительных инструментов и т. п.;

• вид выбираемой модели должен согласовываться с точностью исходных данных и потребной точностью результатов;

• желаемая точность результатов должна соответствовать нуж­дам и реалиям практики.