モデルとモデリングの概要#
モデルとモデリングの定義#
モデルは現実のシステムの理想化された抽象化または簡潔な表現であり、現実のシステムの主要な特徴を描写し、システムの研究や開発を可能にするために作成されます。
モデルの特徴：モデルは現実世界の一部を抽象化または模倣したものです。分析問題に関連する要素で構成され、関連要素間の相互関係を示します。
システムモデルは現実のシステムの代替物であり、現実世界の抽象化を表現するために作成されます。モデルはシステムの主要な構成要素、部分間の相互作用、および適用条件下での因果関係や相互関係を反映しています。
モデリングは、システムの構成と振る舞いを記述するために、物理的なシステムのさまざまな要素を適切に選択し、数学的、グラフィカルなどの方法でシステムの実体を表現することです。
モデリングの本質、役割、および位置づけ#
モデリングの本質は、モデルと現実の間のある側面の関係を利用することで、研究プロセスでモデルをプロトタイプの代わりに使用し、モデルの研究を通じてプロトタイプに関する情報を得ることです。
モデリングの役割は次の 3 つに分けられます：
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モデル自体は、問題システムに関する一定の研究成果の表現です。この表現は簡潔で形式的です。
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モデルは、具体的な内容の論理的な検討や計算から離れた基盤を提供します。これにより、科学の法則、理論、原理の発見が促進されます。
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モデルを使用することで、「思考実験」が行えます。
モデリングの位置づけ：モデルの本質は、その役割の制約を決定します。モデルは客観的なシステムの内容の研究を代替することはできません。モデルの役割は、客観的なシステムとの組み合わせにおいてのみ十分に発揮されます。
モデルの分類#
モデル構築の一般的な原則#
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システムの集合性を考慮する - ブロック図
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情報の関連性を考慮する
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情報の正確性を考慮する
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システムの階層性を考慮する
モデリングの基本的な手順#
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モデリングの目的と要件を明確にする
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システムを一般的な言語で記述する
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システムの主要な要素（変数）とその相互関係（構造的関係、機能的関係）を明確にする
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モデルの構造を確定する
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モデルのパラメータを推定する
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実験研究
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必要な修正
モデリングの基本的な方法#
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解析法 問題を分析し、対象システムの内部の詳細（構造、形式、機能的関係など）を詳しく研究します。論理的な推論方法を使用して、公理、法則からシステムモデルを導き出します。
例：$ Mx'' + Bx' + kx = F (t) $ -
実験法 実験結果の観察と分析を通じて、論理的帰納法を使用してシステムモデルを導き出します。数理モデル法が典型的な例です。実験法は基本的に 3 つのタイプに分けられます：シミュレーション法、統計データ分析（線形回帰分析など）、実験分析。
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総合法 実験データを重視しながら理論的な価値を認め、実験データと理論的導出を統合します。実験データと理論は切り離せず、実験なしでは理論を構築することはできず、理論的導出なしでは有用なデータを得ることは難しいです。通常、演繹法を使用し、既知の定理からモデルを導き出し、いくつかの不明な部分については実験法を使用して補完し、実験データから関係を明らかにし、モデルを構築します。
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経験法 主にデルファイ法です。専門家間の啓発的な議論を通じて、システムの理解を段階的に改善し、モデルを構築します。社会システムの計画や意思決定にはよく使用される方法です。
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弁証法の基本的な視点は、システムは対立統一体であり、矛盾する 2 つの側面で構成されているということです。矛盾する両方の側面が相互に変換と統一されることが真の状況です。同じデータは 2 つのモデルで説明することができます。この方法は一面的な結果を防ぐことができ、単一の結果よりも優れています。
モデルの簡略化#
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変数の削減
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変数の性質の変更
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変数の統合（集約）
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関数の関係の変更
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制約条件の変更
この記事は Mix Space からの同期更新であり、xLog にも掲載されています。
元のリンクは https://nishikori.tech/posts/systems-engineering-note/System-Model-and-Modeling-Technology-1 です。