Метод моделирования заключается в. Модель и метод моделирования в научном исследовании

Моделирование

Это исследование определенных объектов путем воспроизведения их характеристик на другом объекте – модели. Последняя представляет собой аналог того или иного фрагмента действительности (вещного или мыслительного) – оригинала модели. Следовательно, при моделировании изучаемый объект (явление, процесс) заменяется другой вспомогательной или искусственной системой. Закономерности и тенденции, выявленные в процессе моделирования, затем распространяются на реальную действительность.

Существуют различные подходы к классификации и типологии моделей.

По форме представления информации модели делятся на материальные и идеальные.

К материальным относятся пространственно-подобные модели (макеты, муляжи и пр.), физически подобные модели, обладающие различными видами подобия с оригиналом (модели самолетов, судов и пр.) и математически подобные модели (аналоговые и цифровые машины).

Мысленные (идеальные) модели подразделяются на образные (зарисовки, фотографии и пр.), знаковые или символические (математические, кибернетические) и смешанные образно-знаковые модели (карты, чертежи, графики, блок-диаграммы и пр.). Различают модели дескриптивные и нормативные. Первые объясняют наблюдаемые факты или дают вероятный прогноз, вторые предполагают целенаправленную деятельность.

В зависимости от того, включают ли математико-географические модели пространственные факторы и условия или не включают, различают модели пространственные (континуальные) и точечные (дискретные).

Наиболее универсальными принципами моделирования являются подобие (аналогия), системность, выделение в изучаемом объекте главного, наиболее существенного, постоянное соотнесение модели с конкретным объектом.

С моделью можно экспериментировать, изучая различные варианты, пути воздействия. Это значит, что можно составлять много моделей одного и того же объекта.

Процесс моделирования включает в себя три элемента:

1. субъект (исследователь);

2. объект исследования;

3. модель, опосредующую отношения познающего субъекта и познаваемого объекта.

Этап построения модели предполагает наличие некоторых знаний об объекте-оригинале. Познавательные возможности модели обусловливаются тем, что модель отражает какие-либо существенные черты объекта-оригинала. Считается, что модель утрачивает свой смысл как в случае тождества с оригиналом, так и в случае чрезмерного во всех существенных отношениях отличия от оригинала.

Модели выполняют разнообразные функции:

· психологическую (возможность изучения тех объектов и явлений, которые трудно исследовать иными способами);

· собирательную (определение необходимой информации, ее сбор и систематизация);

· логическую (выявление и объяснение механизма развития конкретного явления);

· систематизирующую (рассмотрение действительности как совокупности взаимосвязанных систем);

· конструктивную (создание теорий и познание законов);

· познавательную (содействие в распространении знаний).

Моделирование территориальных систем, а регионы, безусловно, относятся к таковым, – сопряжено со многими сложностями. К последним относятся динамичность пространственных, географичес-ких процессов, изменчивость их параметров и структурных отношений. Вследствие этого они должны постоянно находится под наблюдением, которое призвано обеспечивать устойчивый поток обновляемых данных. Применение математического моделирования заострило проблему измерений и количественных сопоставлений различных аспектов и явлений социально-экономического развития, достоверности и полноты получаемых данных, их защиты от намеренных и технических искажений.

В соответствии с исследуемыми территориальными процессами и содержательной проблематикой можно выделить модели народного хозяйства в целом и его подсистем, отраслей, регионов, комплексы моделей производства, потребления, формирования и распределения доходов, трудовых ресурсов и т.д.

Большой интерес для анализа населения и хозяйства представляют диффузные модели. Первым ученым, разработавшим модель пространственной диффузии нововведений был шведский ученый Хагерстранд.

Нововведения возникают в «полюсах роста» (концепция «полюсов роста», теория «центральных мест», с которой она связана генетически, родились на Западе в 1930–1950-х гг. и в разных вариантах были положены в основу многих планов и программ региональной политики зарубежных стран) и в центрах развития, а из них передаются в окружающее их экономическое пространство. Обычно такими полюсами и центрами являются крупные города, где концентрируются квалифицированные научно-исследовательские структуры, высшие учебные заведения.

Хагерстранд в 50-х–60-х гг. XX в. исследовал восприятие различных агротехнических нововведений в Центральной Швеции и показал как они распространяются по территории. Он выделил четыре стадии диффузии: первоначальную, которая характеризуется резким контрастом между источником нововведений и периферийными районами, вторую, когда образуются новые быстро развивающиеся центры в отдаленных районах, стадию компенсации, на которой происходит одинаковое распространение нововведений во всех местах, и стадию насыщения, характеризующуюся медленным подъемом до максимума.

Одним из наиболее перспективных методов моделирования территориальных систем является имитационное моделирование. В основе этого метода теория вычислительных систем, статистика, теория вероятности, математика. Под имитационной моделью понимается модель, которая воспроизводит процесс функционирования систем в пространстве в определенный фиксированный момент времени путем отображения элементарных явлений и процессов с сохранением их логической структуры и последовательности. Это позволяет, используя исходные данные о структуре и главных свойствах территориальных систем, получать сведения о взаимосвязях между их компонентами и выявлять механизм формирования их устойчивого развития.

Особенно велика роль моделирования в изучении демографических процессов, ибо воспроизводство населения – это многосложный процесс. В демографии практически невозможен эксперимент, а исторические аналогии как средство исследования тоже чаще всего неприменимы.

Многие демографические показатели, используемые в практике демографического анализа, рассчитываются, исходя из демографических моделей. Речь идет о таких показателях, как средняя продолжительность жизни при рождении, нетто- и брутто-коэффициенты воспроизводства и т.д.

Демографические модели важны для практических расчетов. К примеру, модель передвижки по возрастам является основой демографического прогноза.

Сегодня в демографии широко используются математические модели населения, с помощью которых на основе фрагментарных и неполных данных, являющихся результатом непосредственного наблюдения, можно получить достаточно полное и достоверное представление о состоянии воспроизводства населения. Причем с помощью математических моделей можно получить более достоверные данные, чем с помощью статистического учета.

Преимущества метода моделирования очевидны:

1. он дает ключ к познанию многих объектов, которые не поддаются непосредственному измерению;

2. моделирование облегчает и упрощает исследование, делает его более наглядным;

3. с моделями можно экспериментировать.

Но у этого метода есть и слабые стороны. Так, в моделировании региональных систем должна находить отражение вся сложность взаимосвязанных процессов и явлений, протекающих в пространстве и времени. Вместе с тем модель должна быть максимально пригодна для практического использования, должна быть понятна тем, кто принимает решение, исходя из тех заключений, выводов, рекомендаций, прогнозов, которые делаются в результате изучения. Поиск оптимального варианта всегда приводит к разумной абстракции, к отвлечению от каких-то сторон реальных явлений и процессов. Но упрощение реальных ситуаций в сложных региональных системах таит в себе опасность получения неверных результатов. Следовательно, существует предел упрощения модели. Кроме того, всегда остаются проблемы, которые не поддаются формализации, и в этом случае математическое моделирование малоэффективно.

Примеры применения метода моделирования.

В настоящее время, пожалуй, нет такой области научного знания, в которой не применялся бы метод моделирования.

Сегодня в большинстве кандидатских и докторских диссертаций как обязательный элемент содержания диссертаций выступают различные схемы моделей формирования или развития каких-то конкретных качеств.

1. Герман Эббингауз в 1885 году выпустил книгу «О памяти», где конкретно рассматривал метод моделирования. Он рассматривал это на основе построенных графиков, на которых показывал как протекает процесс запоминания информации у учеников, которые потом должны использовать нужный материал в учебных целях. Из графиков видно, что уже через полчаса в памяти человека остается лишь половина того, что она запомнила в начале усвоения.

2. Книга «Метод статистического моделирования» Н. П. Бусленко. 1970 год. Брошюра посвящена методу статистического моделирования, реализуемому на быстродействующих электронных цифровых машинах.

3. С 50-х–60-х гг. XX в. моделирование стало широко и активно применяться в политологии. Проникает он и в науку о международных отношениях. Российским примером может быть работа М.А. Хрусталева «Системное моделирование международных отношений».

4. Особенно велика роль моделирования в изучении демографических процессов, ибо воспроизводство населения – это многосложный процесс. В демографии практически невозможен эксперимент. Книга «Компьютерное моделирование демографических процессов» - А.А. Саралашвили, Е.Н. Гусева. Книга о компьютерном моделировании в области социологии является инструментом мониторинга и прогнозирования демографической ситуации в стране и может активно использоваться для корректировки правительственного курса и стабилизации прироста населения в России.

5. В. Ф. Зайцев «Методы моделирования в гуманитарных науках» 2006 год. Монография предназначена для студентов, магистрантов и преподавателей и может быть использована в качестве учебного пособия при изучении дисциплин, связанных с моделированием в самых разнообразных отраслях прикладной науки. Специалистам-гуманитариям пособие может служить кратким руководством по применению математических методов в истории, лингвистике и музыковедении. Основной целью настоящей монографии является изложение логики моделирования на нетривиальных примерах, что способствует также повышению кругозора, эрудиции и глубины мышления будущих специалистов высшей квалификации.

6. «Моделирование социальных и политических процессов» Александр Юрьевич Петухов Университет им. Лобаческого 2015 год. Данное учебное пособие посвящено методам моделирования политических и социальных процессов. Рассматриваются различные типы моделей: аналоговые, фрактальные, эмпирические и т.д. Так же предлагается авторский подход к моделированию общественных систем – социально-энергетический и приводится ряд примеров практического использования данного подхода. Рекомендовано для студентов МО и Политологов (магистров)

Иногда модели пишут на языках программирования, но это долгий и дорогой процесс. Для моделирования можно использовать математические пакеты, но, как показывает опыт, в них обычно не хватает многих инженерных инструментов. Оптимальным является использование среды моделирования.

В нашем курсе в качестве такой среды выбрана . Лабораторные работы и демонстрации, которые вы встретите в курсе, следует запускать как проекты среды Stratum-2000.

Модель, выполненная с учётом возможности её модернизации, конечно, имеет недостатки, например, низкую скорость исполнения кода. Но есть и неоспоримые достоинства. Видна и сохранена структура модели, связи, элементы, подсистемы. Всегда можно вернуться назад и что-то переделать. Сохранен след в истории проектирования модели (но когда модель отлажена, имеет смысл убрать из проекта служебную информацию). В конце концов, модель, которая сдаётся заказчику, может быть оформлена в виде специализированного автоматизированного рабочего места (АРМа), написанного уже на языке программирования, внимание в котором уже, в основном, уделено интерфейсу, скоростным параметрам и другим потребительским свойствам, которые важны для заказчика. АРМ, безусловно, вещь дорогая, поэтому выпускается он только тогда, когда заказчик полностью оттестировал проект в среде моделирования, сделал все замечания и обязуется больше не менять своих требований.

Моделирование является инженерной наукой, технологией решения задач. Это замечание очень важное. Так как технология есть способ достижения результата с известным заранее качеством и гарантированными затратами и сроками, то моделирование, как дисциплина:

изучает способы решения задач, то есть является инженерной наукой;
является универсальным инструментом, гарантирующим решение любых задач, независимо от предметной области.

Смежными моделированию предметами являются: программирование, математика, исследование операций.

Программирование потому что часто модель реализуют на искусственном носителе (пластилин, вода, кирпичи, математические выражения), а компьютер является одним из самых универсальных носителей информации и притом активным (имитирует пластилин, воду, кирпичи, считает математические выражения и т. д.). Программирование есть способ изложения алгоритма в языковой форме. Алгоритм один из способов представления (отражения) мысли, процесса, явления в искусственной вычислительной среде, которой является компьютер (фон-Неймановской архитектуры). Специфика алгоритма состоит в отражении последовательности действий. Моделирование может использовать программирование, если моделируемый объект легко описать с точки зрения его поведения. Если легче описать свойства объекта, то использовать программирование затруднительно. Если моделирующая среда построена не на основе фон-Неймановской архитектуры, программирование практически бесполезно.

Какова разница между алгоритмом и моделью?

Алгоритм это процесс решения задачи путём реализации последовательности шагов, тогда как модель совокупность потенциальных свойств объекта. Если к модели поставить вопрос и добавить дополнительные условия в виде исходных данных (связь с другими объектами, начальные условия, ограничения), то она может быть разрешена исследователем относительно неизвестных. Процесс решения задачи может быть представлен алгоритмом (но известны и другие способы решения). Вообще примеры алгоритмов в природе неизвестны, они суть порождение человеческого мозга, разума, способного к установлению плана. Собственно алгоритм это и есть план, развёрнутый в последовательность действий. Следует различать поведение объектов, связанное с естественными причинами, и промысел разума, управляющий ходом движения, предсказывающий результат на основе знания и выбирающий целесообразный вариант поведения.

модель + вопрос + дополнительные условия = задача .

Математика наука, предоставляющая возможность исчисления моделей, приводимых к стандартному (каноническому) виду. Наука о нахождении решений аналитических моделей (анализ) средствами формальных преобразований.

Исследование операций дисциплина, реализующая способы исследования моделей с точки зрения нахождения наилучших управляющих воздействий на модели (синтез). По большей части имеет дело с аналитическими моделями. Помогает принимать решения, используя построенные модели.

Проектирование процесс создания объекта и его модели; моделирование способ оценки результата проектирования; моделирования без проектирования не существует.

Смежными дисциплинами для моделирования можно признать электротехнику, экономику, биологию, географию и другие в том смысле, что они используют методы моделирования для исследования собственного прикладного объекта (например, модель ландшафта, модель электрической цепи, модель денежных потоков и т. д.).

В качестве примера посмотрим, как можно обнаружить, а потом описать закономерность.

Допустим, что нам нужно решить «Задачу о разрезаниях», то есть надо предсказать, сколько потребуется разрезов в виде прямых линий, чтобы разделить фигуру (рис. 1.16 ) на заданное число кусков (для примера достаточно, чтобы фигура была выпуклой).

Попробуем решить эту задачу вручную.

Из рис. 1.16 видно, что при 0 разрезах образуется 1 кусок, при 1 разрезе образуется 2 куска, при двух 4, при трёх 7, при четырёх 11. Можете ли вы сейчас сказать наперёд, сколько потребуется разрезов для образования, например, 821 куска? По-моему, нет! Почему вы затрудняетесь? Вам неизвестна закономерность K = f (P ) , где K количество кусков, P количество разрезов. Как обнаружить закономерность?

Составим таблицу, связывающую известные нам числа кусков и разрезов.

Пока закономерность не ясна. Поэтому рассмотрим разности между отдельными экспериментами, посмотрим, чем отличается результат одного эксперимента от другого. Поняв разницу, мы найдём способ перехода от одного результата к другому, то есть закон, связывающий K и P .

Уже кое-какая закономерность проявилась, не правда ли?

Вычислим вторые разности.

Теперь все просто. Функция f называется производящей функцией . Если она линейна, то первые разности равны между собой. Если она квадратичная, то вторые разности равны между собой. И так далее.

Функция f есть частный случай формулы Ньютона:

Коэффициенты a , b , c , d , e для нашей квадратичной функции f находятся в первых ячейках строк экспериментальной таблицы 1.5.

Итак, закономерность есть, и она такова:

K = a + b · p + c · p · (p 1)/2 = 1 + p + p · (p 1)/2 = 0.5 · p 2 + 0.5 · p + 1 .

Теперь, когда закономерность определена, можно решить обратную задачу и ответить на поставленный вопрос: сколько надо выполнить разрезов, чтобы получить 821 кусок? K = 821 , K = 0.5 · p 2 + 0.5 · p + 1 , p = ?

Решаем квадратное уравнение 821 = 0.5 · p 2 + 0.5 · p + 1 , находим корни: p = 40 .

Подведём итоги (обратите на это внимание!).

Сразу угадать решение мы не смогли. Поставить эксперимент оказалось затруднительно. Пришлось построить модель, то есть найти закономерность между переменными. Модель получилась в виде уравнения. Добавив к уравнению вопрос и уравнение, отражающее известное условие, образовали задачу. Поскольку задача оказалась типового вида (канонического), то её удалось решить одним из известных методов. Поэтому задача оказалась решена.

И ещё очень важно отметить, что модель отражает причинно-следственные связи. Между переменными построенной модели действительно есть крепкая связь. Изменение одной переменной влечёт за собой изменение другой. Мы ранее сказали, что «модель играет системообразующую и смыслообразующую роль в научном познании, позволяет понять явление, структуру изучаемого объекта, установить связь причины и следствия между собой». Это означает, что модель позволяет определить причины явлений, характер взаимодействия её составляющих. Модель связывает причины и следствия через законы, то есть переменные связываются между собой через уравнения или выражения.

Но!!! Сама математика не даёт возможности выводить из результатов экспериментов какие-либо законы или модели , как это может показаться после рассмотренного только что примера. Математика это только способ изучения объекта, явления, и, причём, один из нескольких возможных способов мышления. Есть ещё, например, религиозный способ или способ, которым пользуются художники, эмоционально-интуитивный, с помощью этих способов тоже познают мир, природу, людей, себя.

Итак, гипотезу о связи переменных А и В надо вносить самому исследователю, извне, сверх того. А как это делает человек? Посоветовать внести гипотезу легко, но как научить этому, объяснить это действо, а значит, опять-таки как его формализовать? Подробно мы покажем это в будущем курсе «Моделирование систем искусственного интеллекта».

А вот почему это надо делать извне, отдельно, дополнительно и сверх того, поясним сейчас. Носит это рассуждение имя Геделя, который доказал теорему о неполноте нельзя доказать правильность некоторой теории (модели) в рамках этой же теории (модели). Посмотрите ещё раз на рис. 1.12 . Модель более высокого уровня преобразует эквивалентно модель более низкого уровня из одного вида в другой. Или генерирует модель более низкого уровня по эквивалентному опять же её описанию. А вот саму себя она преобразовать не может. Модель строит модель. И эта пирамида моделей (теорий) бесконечна.

А пока, чтобы «не подорваться на ерунде», вам надо быть настороже и проверять все здравым смыслом. Приведём пример, старую известную шутку из фольклора физиков.

«Модельный метод обучения» (занятия в виде деловых игр, уроки типа: урок-суд, урок-аукцион, урок-пресс-конференция)

«Модельный метод обучения» в интерпретации В.В.Гузеева

«Есть основания полагать, что с модельным методом обучения связан завтрашний день школы, поскольку этот метод предоставляет ученику наибольшую меру самостоятельности и творческого поиска. Можно привести несколько примеров его длительного и успешного использования, и почти все они относятся к предметам естественно-математического цикла. Один из таких примеров — обучение геометрии на геоплане в Венгрии. Геоплан представляет собой квадратную доску, на которой в узлах квадратной решетки находятся штифты. Ученик имеет набор разноцветных резиновых колечек, которые может натягивать на штифты, получая различные геометрические фигуры. Это позволяет экспериментировать, выдвигать гипотезы, формирует потребность в доказательствах (известно, что мотивация доказательств — труднейший элемент деятельности учителя математики). Учитель управляет процессом через соответствующую постановку задач. Начинается курс с простейших заданий. Например, натянуть резинку на три штифта так, чтобы получился прямоугольный треугольник. Затем проделать то же с другими расположениями. Далее указывается, что эти разные треугольники получены с помощью сдвигов и поворотов. Теперь появляется простор для деятельности. Не откажем себе в удовольствии посмотреть полностью пример задачи из учебника Т.Варги (1978).

Задача. Как ты думаешь, сколько способов сделать такой резиновый треугольничек можно придумать, если учесть все возможные сдвиги и (пер. с. 14-15) повороты? Запиши свое мнение здесь: ___________________ Проверь свое предположение опытным путем, поэкспериментировав... И все, что при этом будет на дощечке возникать, зарисовывай на клетчатой бумаге. Выискивая интересующие нас сейчас треугольники, обязательно имей в виду следующие три обстоятельства:

Все наши треугольники должны быть одинаковой формы.
Каждый новый треугольник должен иметь иное положение, чем все предыдущие.
Не должен быть пропущен ни один из возможных случаев.
Кстати, а треугольник, который мы сейчас рассматриваем, действительно ли он самый маленький из всех возможных? Нет ли еще меньших? _________________________

Эта обширная цитата дана для иллюстрации работы учителя. Далее таким же образом курс развертывается до весьма нетривиальных фактов — таких, как формула Пика для площади, и других.

В отечественной системе образования модельный метод обучения также довольно давно и широко используется, но в специфической области — военной подготовке. Это обучение тактике на так называемом «ящике с песком» — изменяемой модели местности на большом столе с бортиками, с помощью которой создается тактическая обстановка и проигрываются различные варианты боевых действий. Преподаватель оценивает, достигают ли обучаемые запланированных результатов, и дает им советы и наставления. Аналогично это средство может применяться при изучении элементов курса географии: ландшафтов, речных бассейнов, геологических структур и т.д. Другой вариант этого же метода — путешествия по картам на уроках географии или истории.

С середины 80-х годов все большую популярность в школах приобретают разнообразные уроки в виде деловых игр: урок-суд, урок-аукцион, урок-пресс-конференция и тому подобное. Все деловые игры — это реализация модельного метода обучения. Рассмотрим, к примеру, типичную организацию урока-пресс-конференции. Пусть это будет урок химии по теме «Производство серной кислоты». Ситуация вводится учителем, ведущим пресс-конференцию, так: в некоторой местности планируется строительство комбината по производству серной кислоты и ее производных. Ответственные лица и ведущие специалисты будущего производства устраивают пресс-конференцию, чтобы подготовить благоприятное общественное мнение. В ходе пресс-конференции звучат многочисленные вопросы, ответы на которые дают полную и ясную картину изучаемого материала. Скажем, в ответ на вопрос газеты «Первозданная красота» о вредном воздействии производства на природу

Специалист по охране окружающей среды рассказывает о системе защиты от выбросов вредных веществ, а главный технолог — об особенностях технологического процесса. По просьбе тележурналистов специалист по общественным связям — о количестве создаваемых рабочих мест и выгодах, которые получит за счет налогов и отчислений местный бюджет. Для журналистов научно-популярного альманаха еще раз объясняются химические реакции, лежащие в основе технологического процесса. Для радиостанции транспортников раскрываются источники сырья, география сбыта продукции и перспективы развития системы коммуникаций. И так далее. Таким образом, мы видим, что, играя свои роли, ученики моделируют профессиональную деятельность, задавая самостоятельно начальные условия, возвращаясь к ним и уточняя. Это обучение с помощью модельного метода. Поскольку подготовить урок-пресс-конференцию, пользуясь только учебником химии, невозможно, то в план урока обязательно входит обсуждение результатов самостоятельной работы учеников с дополнительными источниками информации. По определению — это урок в форме семинара. Таким образом, урок-пресс-конференция представляет собой модельный семинар.

Если теперь рассмотреть урок-суд, то выяснится, что и он, несмотря на иной набор персонажей (прокурор, адвокат, обвиняемые, потерпевшие, свидетели, судьи и прочие), является модельным семинаром. Средства, применяемые на уроке-пресс-конференции и уроке-суде, могут быть даже одинаковыми. Разные действующие лица приводят лишь к различиям в наборе педагогических приемов. Поэтому можно считать, что уроком-пресс-конференцией и уроком-судом представлены две модели обучения, совпадающие на уровне метода, формы и средств. При этом не важно, различаются ли они по содержанию. То же можно отнести и к другим «урокам с дефисами» (урок-аукцион, урок-свадьба и им подобные).

Насыщение образовательных учреждений мощной электронно-вычислительной техникой является средством активизации модельного обучения. Имеется уже немалое количество соответствующих программных средств и создаются новые. Например, в США немногим больше десяти лет назад появился один из первых пакетов подобных программ, который был создан в Институте исследования информации и школы (IRIS) Университета Брауна (Yankelovich N. et ai., 1985): «Введение в проблемы ядерного разоружения», «Сохранение энергии», «География Ближнего Востока и Северной Африки», «Лингвистический подход к чтению». Из образцов совсем недавнего времени с удовольствием упомянем продемонстрированную Ирвином Кауфманом программу «Решения, (пер. с. 16-17) решения...», при работе с которой ученик выступает в роли мэра маленького городка в шахтерском крае и в преддверии выборов должен принимать важные решения из области экономики, экологии, политики, социальных наук; причем на его решения могут влиять советники, руководитель избирательной кампании, профсоюзы и население. Из отечественных разработок назовем программу «Сечения многогранников плоскостью» В. Л. Шамшурина (Московский педагогический университет). Таких программ автору удалось увидеть уже около трех десятков» [Гузеев В.В. Образовательная технология: от приема до философии / М.: Сентябрь, 1996. — C. 14-17]

Под конструированием одежды подразумевается создание чертежа-развертки поверхности тела человека с заданными прибавками на свободу и нанесение модельных линий. Цель промышленного конструирования – разработка плоского чертежа или развертки изделия. Собранные плоские детали кроя создают объемную оболочку готового изделия.

При разработке конструкции необходимо учитывать эстетические параметры одежды и при этом соблюдать технические требования индивидуального или массового пошива.

prestigeprodesign.com

Конструкция – это чертеж, который наглядно демонстрирует расположение деталей, силуэт, покрой, модельные линии швейного или трикотажного изделия. Качество уже готовой одежды зависит от точности снятых мерок или взятых за основу стандартов, от качества расчетов и от выбранной методики конструирования.

На базовом чертеже располагают модельные линии, отображают особенности кроя, детали, которые характерны для конкретной модели. Верно сконструированная и смоделированная схема предмета одежды должна обладать определенными характеристиками.

Соответствовать идее дизайнера по форме, пропорциям и деталям.
Обеспечивать комфорт в носке за счет правильного выбора прибавок и с учетом свойств ткани.
Должны быть учтены технологические тонкости раскроя и швейной сборки.
Обеспечивать баланс и разграничение деталей.
Иметь возможность последующего повтора в лекалах для создания новых схожих моделей.

Реализация этих требований возможна при правильном прочтении технического рисунка, точно снятых мерках и учете особенности характеристик выбранной ткани.

vogue.com

Для создания конструкции необходимо тщательно изучить рисунок, проанализировать пропорции и детали. Затем снимаются мерки с фигуры или берутся стандартные параметры, включая и длину изделия.

Схема построения конструкции

Построение основы.
Обозначение базовых линий.
Отрисовка модельных особенностей конкретной модели.

Для практического применения в современной отечественной и мировой школе кроя используются две принципиальные системы:

муляжные;
расчетно-графические.

blogspot.com

Каждая методика кроя имеет особенности и характеристики. Некоторые системы и методы конструирования одежды не учитывают деформирующие свойства материалов и класс точности развертывания. Для других необходимо высокотехнологичное оборудование. При создании чертежей одежды международные и отечественные школы используют методы, которые работают с построениями разверток. Во всех методиках строится плоский чертеж, описывающий объемную трехмерную фигуру человека. Потом он дорабатывается на макетах и примерках.

История возникновения методов конструирования

Муляжные методы

Исторически первым методом кроя одежды был муляжный способ наколки ткани на живую фигуру. Принцип заключается в закалывании ткани булавками на статичный торс или манекен, обозначая смену плоскостей и создавая конструктивные и модельные линии. Затем контуры и выбранные объемы переносятся на бумагу. Выкроенный материал собирается в изделие с последующей примеркой для уточнения линий на статичной фигуре или манекене.

pinterest.com

Этот метод называется также макетным (или методом наколки), так как используется для изготовления макетов первых образцов изделия с помощью булавок.

Муляжный метод применяется в современном конструировании для моделирования:

уникальных предметов одежды уровня “haute couture”;
изделий сложного кроя с драпировками и деталями сложной формы;
моделей для нестандартной фигуры;
моделей кроеного и верхнего трикотажа;
корсетных изделий;
исторического костюма.

Достоинство метода макетирования в возможности учесть особенности фигуры и технические характеристики ткани – драпируемость и пластичность. Она дает возможность увидеть форму и пропорции изделия до его сборки без предварительных расчетов. В то же время метод наколки требует особых знаний – принципов зрительного восприятия, основ конструирования и особенности конкретной методики.

Расчетно-графические методы

Расчетно-графические методы построения конструкций одежды возникли в начале 19 века. Их создали портные, которые перенесли опыт ручного кроя и работу с живой фигурой в простые формулы. Расчетные методы начали использоваться в индивидуальном пошиве, затем нашли свое практическое применение в массовом производстве в период индустриализации 20 века. Различные страны и мастера имели свои методики, основанные на конкретном опыте.

Система «дриттель»

Уже в 1800 г. британский закройщик Мишель создал собственный принцип кроя «дриттель». В его основу он положил мерку обхвата груди. Закройщик поделил половину обхвата груди на три части, построив в каждой прямоугольник, который затем разворачивался в детали. Его метод был достаточно прогрессивным и позволял повторять однотипные предметы разных размеров.

На базе сетки «дриттель» затем была создана клеточная система создания чертежа, которая позже позволила систематизировать европейские методики.

Французская система

После введения в Европе использования метрической системы портные начали использовать сантиметровую ленту, какой ее знают и сегодня. Одновременно с этим во Франции был создан метод построения деталей на основе горизонтальных обмеров. Уже тогда была разработана градация чертежа на основе одного базового размера. При этом во французской системе не учитывались особенности нестандартной фигуры и высоты.

Немецкая “Muller & Sohn”

Г.А.Мюллер в 1840 создал новую систему раскроя деталей. Его методика впервые учла тот факт, что фигура – это сложная объемная фигура. Для снятия мерок Мюллер использовал принцип тригонометрии. При построении конструкции выполнялись дуговых засечки циркулем по трем сторонам треугольников.

Школа конструирования “Muller & Sohn” успешно существует сегодня и применяется во всем мире, включая Россию.

Методика конструирования ЦНИИШП ЕМКО СЭВ

С наступлением индустриализации и необходимостью обеспечения населения с помощью массового производства возникла систематизация школ и принципов построения конструкций. Индивидуальные мерки были заменены стандартными и расчетами коррелирующих признаков от основных измерений фигуры.

Постепенно сложилась новая координатная пропорционально-расчетная система, которая учитывала стандартные мерки и рассчитывала пропорции. Авторы различных методик продолжали принимать за норму отличающиеся конфигурации тела.

В СССР в 1934 году создана система конструирования Короткова, которая предназначалась для массового производства швейного ассортимента. Эту систему периодически дополняли с учетом обновленных и дополненных обмеров населения, которые давали более четкую зависимость между размерными признаками различных типологий фигур.

Как результат многолетней систематизации знаний в 1956 году Центральный научно-исследовательский институт швейной промышленности разработал типовой отечественный метод конструирования. В обмерах населения и улучшении системы помогали и участвовали дружественные страны члены СЭВ. В результате массовых исследований была реализована классическая методика кроя и моделирования ЦНИИШП ЕМКО СЭВ.

НИИ продолжал работу по улучшению единой методики для всех типов одежды. Новые рекомендации учитывали определенные стандарты в измерениях, их зависимость и прибавки на свободу движения и модельные допущения. Разрабатывались официальные документы, рекомендовавшие прибавки и припуски в зависимости от ассортимента одежды, свойств материалов, внедренных технологий и оборудования.

Тем не менее изменения тенденций моды и технологий изготовления происходили быстрее, чем государственные структуры выпускали документы по изготовлению чертежей, моделирования и прибавок.

Инженерные методы

В основе инженерных методов лежит решение задачи дифференциальной геометрии об укрывании поверхности, учитывая способность материала менять угол между перпендикулярными нитями утка и основы.

irapr.ru

Метод триангуляции

Все инженерные системы создания конструкций основываются на принципе развертки поверхности объемной фигуры и построение плоского чертежа. Метода триангуляции заключается в разбиении поверхности на крупные треугольники. Метод требует обязательную проверку конструкции на первичных образцах.

Метод секущих плоскостей

Метод создан в СССР в 1954 году и основан на получении развертки, используя принципы начертательной геометрии. Плоскость фигуры условно приравнивается к геометрической поверхности, которая развертывается в плоскость.

docplayer.ru

Метод геодезических линий

Принцип состоит в нанесении на поверхности объемной фигуры линий и моделировании плоскостных разверток деталей. В настоящее время метод применяется в сканировании объемных объектов.

Метод расчета разверток деталей по образцам

Используются в его основе так называемые «чебышевские сети» на объемной поверхности по ортогональным геодезическим осям. На них закрепляются нити основы и утка некого сетчатого материала. Образовавшуюся чебышевскую сеть укладывают в прямоугольных осях координат для получения плоской развертки поверхности.

Современные практически применяемые методики

ЦОТШЛ

В практической работе для построения базовых чертежей и моделирования конструкций швейных изделий в СССР и России последних десятилетий используются преимущественно отечественные методики.

ЕМКО ЦНИИШП, созданная для массового швейного производства.
ЕМКО для индивидуальных предметов одежды. Была разработана в Центральной опытно-технологической швейной лаборатории на основе системы ЦНИИШП.

Для этих расчётно-графических методов характерны упрощенные формулы расчетов базового чертежа и небольшое количество обмеров фигуры. Было проанализировано и замечено, что для женской фигуры, характеризующейся прямой осанкой, низкими плечевыми скатами и более полными, чем стандарт, руками подходит одежда, произведенная с помощью ЦНИИШП. Для фигур, которые имеют прямую осанку, среднее положение плеч, достаточно стройные руки и среднеразвитые грудные железы – ЦОТШЛ.

wellconstruction.ru

ЕМКО СЭВ

Также в массовом производстве швейных изделий на территории СНГ применяется Единая Методика, которая была создана в 80-е годы. Методика обобщила обмеры, опыт кроя и моделирования стран-участниц бывшего СЭВ. Метод ЕМКО СЭВ был заложен первым в создание системы автоматизированного проектирования одежды. Методика используется в России и Восточной Европе. Замечено, что ЕМКО СЭВ хорошо работает для фигур с условно нормальной осанкой и несколько низким положением плеч.

“Muller & sohn”

Преимущества современной немецкой школы кроя “Muller & Sohn” заключаются в оптимальном небольшом количестве базовых мерок, возможности использования как в индивидуальном, так и массовом производстве одежды. Необходимые мерки рассчитываются на базе основных мерок фигуры.

pinterest.com

С точки зрения специфики и лучшей посадки фигуры “Muller & Sohn” хорошо работает при создании ассортимента для худощавых фигур европейского типа с высокими плечами и невыраженными ягодичными мышцами.

ВДМТИ

Для создания чертежей и конструкций трикотажа Всесоюзный Дом моделей разработал свою методику ВДМТИ, которая используется современными российскими специалистами. В ней применяются формулы, которые учитывают растяжимость и минусовые прибавки, характерные для трикотажа. Методика работает как для бельевого, так и для верхнего трикотажа различных переплетений. Кроме классического метода конструкторы по трикотажу принимают во внимание макетный способ для уточнения прилегания и растяжимости новых, не изученных в лаборатории полотен.

studfiles.net

В современном конструировании применяется и трехмерное создание чертежей разверток, за которыми, очевидно, будущее одежды. Этот метод используется исключительно с применением компьютерных программ и обладает достаточно высокой точностью.

Этапы трехмерного метода

Разработка трехмерной модели после снятия трехмерных антропометрических данных фигуры посредством сканирования.
Разработка плоских чертежей деталей разворачиванием трехмерных моделей.

Несмотря на существования различных школ конструирования одежды, в практическом применении используются как новейшие компьютерные программы, учитывающие несколько систем, так и традиционные ручные методики построения. Метод макетирования или наколки активно используется для создания уникальных моделей и в примерках сметанных образцов для уточнения деталей крой.

Некоторые специалисты применяют смешанные техники:

создание базы чертежа на основе классических расчетных методик и доведение линий моделирования методом наколки;
создание основы конструкции новой модели с помощью макетирования и финальное моделирование на бумажном чертеже.

Существует ряд конструкторских методик, предназначенных для создания лекал, в которых учитываются заданные и определенные технологией запасы швов, с нанесением линий кроя и созданием надсечек. Используются разнообразные методики и системы, которые делают компьютерную градацию или размножение лекал по размерам и ростам на основе одной базовой конструкции.

shwea.ru

Таким образом, для получения идеальной конструкции изделия можно использовать как одну методику, так и комбинировать несколько вариантов кроя и моделирования. Практический выбор методики конструирования зависит от предпочтений конкретной школы пошива и специализации кафедры швейных учебных заведений.

Понятие «модель» возникло в процессе опытного изучения мира, а само слово в переводе с латинского означает мера, образ, способ. Первоначально модели активно использовались в строительстве, затем на моделях стали изучать течение водяных потоков, при строительстве плавательных средств, инженерных сооружений. Сегодня моделирование превращается в один из универсальных методов познания, применяемых во всех современных науках.

Научной основой моделирования служит теория аналогии. Основные виды качественной аналогии - химическая, физическая, кибернетическая. Например, физическая аналогия - это подобие при наличии физического аналога, а константы подобия - безразмерные величины, результат же исследования предполагает раскрытие физического смысла самих уравнений. Все эти виды объединяются понятием обобщенной аналогии - абстракцией, которая выражает особого рода соответствие между сопоставляемыми объектами, между моделью и прототипом.

Основным видом количественной аналогии является понятие математической аналогии. Это аналогия формы уравнений и аналогия соотношений между переменными в уравнениях оригинала и модели. Частные случаи математической аналогии - геометрическая (подобие пространственных пропорций частей объекта, подобие геометрических образов), временная (подобие функции времени, при котором константа подобия показывает, в каком соотношении к ней находятся такие параметры, как период, задержка).

Вместе с тем, следует четко усвоить, что аналогия - это не модель. Аналогия - это объективная, научная основа моделирования. А само моделирование является методологией эксперимента.

Моделирование - это метод исследования на модели, т.е. на аналогах (схемах, структурах, знаковых системах) определенных фрагментов действительности, которые называются оригиналами. Модель - это, прежде всего то, с чем сравнивают. Главное, чтобы между моделью и оригиналом было сходство в каких-то физических характеристиках, или в структуре, или в функциях. Существуют различные виды моделирования: предметное (прямое) и знаковое, а также информационное, компьютерное, математическое, математико-картографическое, молекулярное, цифровое, логическое, психолого-педагогическое, статистическое, экономико-математическое, эволюционное и другие. Такое разнообразие указывает на достаточно высокую степень эффективности моделирования в разных науках.

Предметным называется моделирование, в ходе которого исследование ведется на модели, воспроизводящей определенные физические, геометрические и прочие характеристики оригинала. Предметное моделирование используется как практический метод познания. При знаковом моделировании моделями служат схемы, чертежи, формулы, предложения естественного или искусственного языка. Поскольку действия со знаками есть одновременно действия с некоторыми мыслями, то всякое знаковое моделирование по своей сути является моделированием мысленным.

Исследование мысленных моделей связано с применением гипотетико-дедуктивного метода, потому что модель является некоторым возможным, предположительным (гипотетическим) вариантом оригинала, и этот вариант можно проверить с помощью вытекающих из него следствий.

Таким образом, моделирование является методом опосредованного оперирования объектом, в ходе которого исследуется непосредственно не сам интересующий нас объект, а некоторая промежуточная вспомогательная система (естественная или искусственная), которая:

Во-первых, находится в некотором объективном соответствии с познаваемым объектом;

Во-вторых, подобного рода система способна в ходе познания замещать на известных этапах и в определенных отношениях изучаемый объект;

В-третьих, система может давать в процессе ее исследования полезную информацию об интересующем нас объекте.

Рассмотрим, используя учебное пособие О.Е. Акимова, (Акимов О.Е. Естествознание: Курс лекций. - М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2001. - 639с.) операцию моделирования. Обратимся к разделу динамики, где используют три типа модели - материальная точка, абсолютно твердое тело и сплошная среда.

Под материальной точкой понимают тело конечной массы, пространственные размеры и внутренняя структура которого не принимаются во внимание. Однако на практике чаще встречаются более сложные случаи, когда механическую систему нельзя представить в виде одной изолированной точки, так как требуется, например, учитывать вращательный моменты, который в свою очередь зависит от геометрических параметров тела и распределения масс внутри системы. В таком случае прибегают к модели абсолютно твердого тела, которая состоит из конечной совокупности жестко связанных материальных точек.

Изучение динамики абсолютно твердого (т.е. совершенно недеформируемого в процессе движения) тела начинается с рассмотрения геометрии масс. Затем производится анализ возникающих сил и, наконец, рассчитывается траектория движения всей механической системы. Подобные задачи возникают, например, при рассмотрении движения Луны относительно Земли, которое существенным образом зависит от движения Земли относительно Солнца, или вращения коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания, которое зависит от сопротивления поршней.

Третья модель механической системы - сплошная среда - является естественным расширением модели твердого тела, когда условие абсолютной жесткости между материальными точками нарушается, а их число становится бесконечным. Таким образом, сплошной средой считают деформируемое твердое тело, жидкость, газ, т.е. три основные фазы вещества. Известно и четвертое состояние вещества - плазма, которая также описывается при помощи модели сплошной среды. Сплошная среда в реальных условиях состоит из большого числа частиц - молекул. Молекулы газа и жидкости находятся в непрерывном хаотическом движении.

Молекулярно-кинетическая теория ставит перед собой цель изучения как раз этой формы движения материи. При этом она пользуется статистическим методом, анализируя не движения отдельно взятых молекул, а целых их ансамблей. Отсюда происходит и другое название указанной теории - статистическая физика. Для нее, например, давление газа и температура жидкости есть уже интегральные характеристики движения большого числа материальных частиц, движущихся в абсолютной пустоте по случайным траекториям. Молекулярно-кинетическая теория стала основой современной атомной физики и физики элементарных частиц.

В 1950-х годах моделирование успешно стали применять в социально-экономических процессах (работы Дж. Форрестера по экономическому развитию локальных территорий и мировых экономических процессов), а впоследствии применительно к глобальным общественно-политическим и экологическим процессам, проблемам освоения ближнего и дальнего космоса.

Моделирование в истории науки

Моделирование издавна применялось в познании; еще античный мыс-литель Эмпедокл пытался объяснить функционирование дыхательной системы животных, используя в качестве модели принцип действия водя-ного сифона, а английский врач XVII в. У. Гарвей представлял работу серд-ца и движение крови в системе кровообращения в виде механической модели. С начала Нового времени (XVI в.) метод моделирования посте-пенно приобретает все большее распространение, проникая во все отрас-ли научного знания.

Осознание общенаучной значимости этого метода происходит в XX в. под влиянием успехов кибернетики,продемонстрировавшей возможности создания и изучения систем, являющихся функционально сходными,хотя и реализованных на разных материальных носителях. Активное обсуждение общеметодологической значимости моделирования началось со статьи Н. Винера и А. Розенблюта «Роль моделей в науке» (1946) — ученых, непо-средственно стоявших у истоков кибернетики. Период 1950-1970-х гг. в связи с расцветом кибернетики и использованием системного подходаозна-менован особенно интенсивной разработкой проблематики моделирования как в мировой, так и в отечественной научной и философской литературе.

Сейчас, хотя пик интереса исследователей к этой теме пройден, в фило-софии и методологии науки важное значение моделирования общепри-знано, а сам метод моделирования надежно занимает свое заслуженное место в научном познании. Термин «моделирование» сегодня ассоциируется математическими методами для решения научно-практических задач, когда вместо непосредственного манипулирования объектом изучают его математический «образ», решая с использованием компьютерных технологий сложные вычислительные задачи. Не круг тем, охватываемых методами моделирования, гораздо разнообраз-нее; например, использование деловых игр в социальных исследованиях, в педагогике и т.п. тоже является видом моделирования. Методы и приемы моделирования получили сегодня широкое распространение во многих областяхнаучно-практической деятельности.

Показания к моделированию

Метод моделирования применяется в тех ситуациях, когда по какой- либо причине исследователю предпочтительно заменить непосредственное изучение исходного объекта его моделью. Это ситуации, в которых прямое манипулирование с оригиналом либо крайне затруднительно, либо неэффективно, либо вообще невозможно.

Примерами ситуаций, в которых пока-зано применение моделирования, могут служить :

1) многие виды медико-биологических исследований, объектом которых должен служить человек, что недопустимо по этическим причинам;

2) технические испытания различных дорогостоящих объектов: судов, самолетов, зданий и т.п. (которые вполне могут быть заменены моде-лями-макетами, воспроизведением отдельных частей);

3) недоступные во времени или в пространстве объекты и процессы (уда-ленные космические тела, процессы далекого прошлого);

4) отсутствие возможностей изучить объект целиком (массовые явления, которые подлежат изучению лишь на выборочных примерах);

5) другие случаи подобного рода, когда вместо оригинала исследователь строит или подыскивает подходящую модель: лабораторных животных — вместо человека, крыло самолета в аэродинамической трубе — вместо целого самолета, репрезентативную выборку для социологического опроса — вместо опроса всего населения, математическую модель колебания цен в каком-то периоде исторического прошлого.

Этапы и структура моделирования

Процесс моделирования включает всебя следующие шаги:

1) построение модели;

2) изучение модели;

3) экстраполяцию — или перенос полученных данных на область знаний об исходном объекте.

На первом этапе при осознании невозможности или нецелесообразно-сти прямого изучения объекта создается его модель.Целью этого этапа является создание условий для полноценного замещенияоригинала объектом-посредником, воспроизводящим его необходимые параметры.

На втором этапе производится изучение самой модели, настолько детальное, насколько это требуется для решения конкретной познава-тельной задачи. Здесь исследователь может осуществлять наблюденияза поведением модели, проводить над ней эксперименты (модельный эк-сперимент), осуществлять измерение или описание ее характеристик. Это зависит от специфики самой модели и от исходной познаватель-ной задачи. Целью второго этапа является получение требуемой ин-формации о модели.

Необходимо отметить, что, хотя модель мы создаем (или выбираем) сами, подчиняя ее ряду условий, она обладает определенной самостоятельностью. В ней присутствует некий элемент неизвестности,поэтому модель надо действительно изучать, и она в должной мере заранее неизвестна. Метод моделирования потому и относится к эмпирическимметодам, что предполагает интерактивный режим работы с изучаемым явлением (в данном случае с моделью, а также в той или иной мере — и с оригиналом).

Третий этап (экстраполяционный) представляет собой возвращение к исходному объекту, т.е. интерпретацию полученных знаний о модели, оценку их приемлемости и, соответственно, непосредственное примене-ние их к оригиналу, позволяющее в случае успеха решить исходную по-знавательную задачу.

Классификация моделей

Назовем некоторые основания классификации моделей:

1) по субстрату — материальные (вещественные) и идеальные (концеп-туальные, мысленные);

2) по моделируемым аспектам — структурные, функциональные;

3) по виду сходства между оригиналом и моделью — физические, анало-говые, квазианалоговые.

Проблема сходства оригинала и модели

Для решения многих задач, в которых используется моделирование, требуется уточнить интуитивное понимание того, что модель похожа на оригинал. Знание точных взаимоотношений модели и оригинала позволяет на всех этапах моделирования действовать более адекватно: от этапа построениямодели с заданными характеристиками до экстраполяции,осуществляемой по строгим правилам.

В физико-технических науках для обозначения обобщенного отношения сходства модели и оригинала используется термин «подобие».В физике существует особая дисциплина — теория подобия; она обеспечивает концептуальную поддержку моделирования. В теории подобия разрабатываются методы, с помощью которых можно репрезентировать данные как зависимости между безразмерными величинами, т.е. в некотором нейтральном виде; тогда явления, которые описываются одинаковыми значениями безразмерных величин, являются подобны-мидруг другу.

Пользуясь этой теорией, исследователь может, изучая явление на какой-либо модели, переносить полученные результаты на совершенно иные явления, но характеризующиеся теми же значения-ми безразмерных величин. При точном моделировании оперируют и такими понятиями, как масштабы(отношения, устанавливающие условия перехода от модели к оригиналу), критерии подобия (крите-рии адекватного сходства модели и оригинала); выделяют также раз-личные виды подобия — абсолютное, полное, неполное, приближен-ное.

У истоков теории подобия стояли Галилей и Ньютон . Так, Галилей показал, что сходство механических систем базируется не просто на интуитивно понимаемом сходстве их по внешнему виду и т.п., а на определенных физических соотношениях. И. Ньютон, продолжая этот подход, сформулировал две теоремы подобия для механических систем.

Для обозначения еще более широкого отношения сходства между объек-тами, системами, процессами предлагают также использовать термин «изо-морфизм» — понятие, пришедшее из абстрактной алгебры. Две сравнивае-мые системы называются изоморфными,если каждому элементу одной системы взаимно однозначно соответствует элемент второй системы, а каж-дому отношению между элементами первой системы соответствует отноше-ние второй системы, имеющее такие же структурные свойства.

В контексте моделирования две системы называют изоморфными, если между ними мо-жет быть установлено взаимное соответствие по некоторым изучаемым свойствам. Например, у информационных процессов могут быть выделе-ны устойчивые общие черты, позволяющие им протекать сходным обра-зом в биологическом объекте, компьютере, социальной системе, тогда все эти объекты рассматриваются как изоморфныеотносительно протекания их информационных процессов.

Взаимное соответствие определенных аспектов двух систем может быть обнаружено и реализовано различными способами. Наиболее яр-ким случаем такого соответствия является изоморфизм структур. При моделировании этого сходства исследователь пытается воспроизвести структурные особенности одной системы на ином субстрате. В бионикедля нужд технических наук создаются искусственные аналоги объектов или процессов, обнаруженных в живой природе: например, ультразвуко-вая эхолокация имитирует соответствующие органы животных.

Струк-турное моделирование также широко используется в медицинских науках при протезировании органов. Другим вариантом соответствия является существенное сходство функции(поведения). Один и тот же эффект мо-жет быть реализован в системах с совершенно разными структурами: летательный аппарат может быть выполнен не обязательно на основе крыла, но и на основе пропеллера, баллона с легким газом, реактивного двигателя.

Логические аспекты этапа экстраполяции

Завершающим этапом моделирования является экстраполяция . В ко-нечном счете, именно экстраполяция оправдывает весь процесс работы с моделью. Экстраполяционный вывод как перенос информации с одного объекта на другой, сходный с ним, с логической стороны представляет собой заключение по аналогии. Однако в целом моделирование нельзя сводить лишь к логической операции вывода по аналогии, т.к. оно являет-ся сложным процессом, включающим в себя различные типы логического вывода. Положение дел здесь подобно тому, что имеет место в математике, которая является дедуктивной наукой, однако не может быть сведена к одному лишь дедуктивному выводу. Какие же процедуры лежат в осно-ве экстраполяционных выводов?

Следует помнить, что вывод по аналогии относится в логике к недедуктивным, т.е. неточным, приближенным рассуждениям. Поэтому час-то требуется применение более строгих методов, ведь методологиче-ским идеалом экстраполяции является достижение максимальной точностипри переходе от модели к оригиналу. В тех случаях, когда модельстроится по уточненным критериям соответствия оригиналу, экстраполяционные выводы основываются на специальных расчетах, а не просто на видимом сходстве. Строго говоря, такие выводы, осно-ванные на точных критериях подобия, не могут расцениваться как приблизительные, а являются уже дедуктивным процессом.

Существует один тонкий вопрос, касающийся логической стороны отношений модели и оригинала. Следует обратить внимание на то, что в общем случаеоригинал и его модель относятся к разнымклассам объек-тов, т.е. вполне могут быть совершенно разноплановыми явлениями. Имен-но поэтому между ними могут быть определены отношения только аналогии, но не логические отношения более тесного родства — отношения включения элемента в класс, части и целого, тождества и т.п. В противном случае будет утрачена специфика самого модельногосоотношения, и оно примет универ-сальный и одновременно бессодержательный характер.

Тогда окажется, что модельное соотношение будет приложимо ко всему, ведь и часть можно будет считать моделью целого, и элемент — моделью множества. отношение между экспериментоми классом реальных ситуаций, на которые он должен быть экстраполирован (с обеспечением внешней валидности), не является модельным,т.к. отношение между явлением, выделяе-мым в чистом виде в данном эксперименте, и другими явлениями этой же предметной области, является отношением тождества,а не аналогии.

Заметим также, что понимание логического отношения оригинала и модели как отношения аналогиине должно вызывать затруднений в по-нимании статуса статистики. Хотя при статистическом исследовании и производится случайная выборка из самой же генеральной совокупно-сти объектов, полученная выборка является именно модельюгенеральной совокупности.

Ведь в общем случае изучаемые свойства выборки могут существенно отличаться от свойств оставшейся части (или от свойств целого); исследователь не может рассчитывать на их тождество, целью статистического подхода как раз и является создание условий, макси-мально приближающих выборку к генеральной совокупности. Поэтому статистическое исследование тоже представляет собой вид моделирования;для построения статистической модели, как и для всякой другой, необходимы определенные допущения,идеализирующие ситуацию и вы-полняющиеся лишь приближенно, и определенные условия,позволяющие повысить достоверность экстраполяционных выводов.

Итак, экстраполяциябазируется на выводе по аналогии, но с использо-ванием всех возможностей для повышения его точности.