Когнитивное моделирование на ранних стадиях проектной деятельности: Учебное пособие

втором этапе обычно используются традиционные для конкретной области технического знания теории анализа характеристик функционирования. Эти теории, как правило, имеют в своем составе проектные расчетные методики, которые можно отнести к имитационным моделям. Задача структурно-параметрического синтеза технических объектов относится к начальным этапам процесса проектирования, которые на 70-80% формируют облик будущего изделия [6].

2.3. Моделирование задач проектной деятельности

Универсальных методов построения адекватных моделей сложных технических систем пока не существует. Тем не менее на ранних стадиях проектирования используются достаточно разнообразные модели. Если рассматривать модели с точки зрения детальности то, согласно [7], их можно разделить на грубые, промежуточные и подробные. Под грубыми моделями понимаются содержательные (вербальные) модели, которые обычно носят концептуальный характер. В таком наименовании моделей отражается заложенная в них идея последовательного приближения. От концептуальных моделей путем последовательной детализации проектировщик приходит к подробной модели, содержащей всю необходимую информацию для решения проблемы. Так главный конструктор и его окружение определяют концепцию изделия, компоновщик строит промежуточную модель (компоновочный чертеж), позволяющий осуществить экспертизу, конструкторы доводят процесс до уровня создания рабочих чертежей деталей (самая подробная модель). Уровень наших знаний об объекте проектирования позволяет использовать те или иные подходы к моделированию (математическое, имитационное и т.п.).

Одной из важнейших задач ранних стадий проектной деятельности является формирование концепции изделия [8]. Проведение концептуального анализа объекта проектирования предполагает решение ряда проблем [9], а именно:

- выявление атрибутов (характеристик) выделенных элементов;

- разбиение системы на функциональные элементы;

- нахождение взаимосвязей (отношений) между структурными элементами;

- построение на основе выявленных свойств и отношений моделей функционирования ( в том числе математических);

- выявление существенных для процесса извлечения знаний признаков и свойств описания объекта.

Необходимость решения перечисленных задач требует построения структурного описания технической системы.

Модели иногда представляют как совокупность понятий, их характеристик и отношений, а в зависимости от того, какие элементы, характеристики и отношения используются различают отдельные типы моделей. Уместно заметить, что такой подход неявно предполагает привлечение к процессу моделирования механизмов категориального анализа, т.к. “понятия”, “характеристика” и “отношение” явно соотносятся с категориями Декарта и Локка: “субстанция”. “состояние (модус)” и “отношение”. Так семантические модели оперируют с понятиями (переменными) естественного языка и семантическими отношениями, которые отражают реальные отношения между объектами и сохраняют свою семантику в модели. К семантическим моделям относятся различные языки представления знаний [10], а также содержательные модели, понимаемые как описания на обычном разговорном языке [11]. Семантические модели относятся к языкам декларативного типа. Естественный язык является типичным языком декларативного типа, который в то же время используется и как язык процедурного типа [7].

Существует понятие “содержательные модели”, под которые подпадают словесные постановки задач, программы и планы развития систем, деревья целей, управления, проектирования и др. Эти модели имеют самостоятельную ценность при решении задач проектирования и управления, а также играют роль начального этапа при разработке формальных моделей. Для построения содержательных моделей широко используется системный подход [11,12]. Системный подход опирается на понятии системы, подсистемы, элемента, структуры, иерархии, свойства (параметров), цели, функции и т.п. [12,13]. Это позволяет выявить специфику и закономерности сложной системы, разбить на подсистемы и организовать взаимодействие подсистем с учетом влияния внешней среды. В дальнейшем это позволяет перейти к использованию формальных методов