Модель

Модель - семантически замкнутая абстракция системы, или полное описание определенного ракурса системы (ISO 24765). Абстрактное представление реальности в любой форме (включая математическую, физическую, символическую, графическую или описательную) для демонстрации определенного аспекта реальности в интересах получения ответов на изучаемые вопросы (ISO 15704).

При моделировании некоторые аспекты объекта моделирования игнорируются, а представление о нем выражается с помощью математических средств, либо специальной системы символов и слов. Для описания системы на разных стадиях и этапах ее ЖЦ могут использоваться различные модели.

Состав модели

Модель включает информацию о:

• спецификации системы
• дизайне
• анализе
• верификации

Модель, как правило, состоит из следующих элементов:

• требования
• элементы дизайна
• тесты
• обоснование дизайнерских решений
• отношения между этими элементами

Классификация моделей

Классификация моделей, предложенная Бланшаром (Blanchard) и Фабрицки (Fabrycky):

• схематические (дескриптивные) модели (schematic models) - диаграммы или схемы, на которых представлен какой-то элемент системы или процесс. Примеры таких моделей:
  • эскизы;
  • архитектурные модели;
  • структурные схемы;
  • контекстные диаграммы системы;
  • схемы функциональных потоков;
  • диаграммы потоков данных;
  • диаграммы IDEF0;
  • схемы функциональных потоков процесса;
  • тригональные модели систем - система и ее подсистемы раскладываются на три основные составляющие: входы, обработка, действия;
  • и др.
• математические модели (mathematical) - модели, использующие математическую нотацию для представления соотношения или функции (например физические законы, статистические распределения, дифференциальные уравнения, описывающие динамику систему).
  • приближенные вычисления (абстрактное представление функциональных характеристик элемента системы);
  • элементарные соотношения (формулы из физики и инженерных специальностей);
  • статистические распределения (соотношения описываются математическими формулами статистики);
  • графики (эмпирические соотношения, для которых не существует явных математических уравнений);
  • и др.
• физические модели - модели, которые непосредственно отражают некоторые или большинство характеристик изучаемой системы или ее элемента.
  • масштабные модели;
  • макеты;
  • опытные образцы.
• аналоговые модели (греч. analogia - "пропорция") - модели, поведение которых отражает поведение первоисточника. С визуальной точки зрения аналоговые модели обычно бессмысленны.
  • Простой пример — две системы, первая из которых имеющая механическую природу, состоит из оси, передающей вращение через пружину и маховик, погруженный частично в вязкую тормозящую жидкость, валу, жестко связанному с маховиком. Вторая система — электрическая — состоит из источника электродвижущей силы, соединённого через катушку индуктивности, конденсатор и активное сопротивление со счётчиком электрической энергии. Если подобрать значения индуктивности, ёмкости и сопротивления так, чтобы они определённым образом соответствовали упругости пружины, инерции маховика и трению жидкости, то эти системы обнаружат структурное и функциональное сходство (даже тождество), выражаемое, в частности, в том, что они будут описываться одним и тем же дифференциальным уравнением с постоянными коэффициентами вида

Цифровой двойник

Цифровой двойник (Digital Twin) — цифровая копия физического объекта или процесса, помогающая оптимизировать эффективность бизнеса. Концепция «цифрового двойника» призвана помочь предприятиям быстрее обнаруживать физические проблемы, точнее предсказывать их результаты и производить более качественные продукты.

Некоторые эксперты выделяют три типа двойников:

• Цифровые двойники-прототипы (Digital Twin Prototype, DTP) - виртуальный аналог имеющегося в реальности физического объекта. Он включает в себя данные для всесторонней характеристики модели, в том числе информацию по его созданию в реальных условиях. Это требования к производству, трехмерная модель объекта, описание технологических процессов и услуг, требования к утилизации.
• Цифровые двойники-экземпляры (Digital Twin Instance, DTI) - данные по описанию физического объекта. Чаще всего содержат аннотированную трехмерную модель, данные о материалах, используемых в прошлом и настоящем времени, и компонентах, информацию о выполняемых процессах во всех временных отрезках, итоги тестов, записи о проведенных ремонтах, операционные данные, полученные от датчиков, параметры мониторинга.
• Агрегированные двойники (Digital Twin Aggregate, DTA) - вычислительная система, которая объединяет все цифровые двойники и их реальные прототипы и позволяет собирать данные и обмениваться ими.

См. также

• Моделирование
• BIM