Cíl kurzu 3

Počáteční podmínky 3

Matematické modely 3

Algoritmy 4

Formátování práce a prezentace výsledků 6

Téma 2. Odhad souřadnic spotřebitelů pomocí GPS metodou definic přímé navigace 7

Cíl kurzu 7

Počáteční podmínky 7

Matematické modely 7

Algoritmy 8

Formátování práce a prezentace výsledků 10

Literatura 11

Předmluva

Tato výuková příručka obsahuje úkoly a pokyny pro dokončení kurzu v disciplíně „Metody matematického modelování“ na následující témata:

Brzdění satelitů v zemské atmosféře.

Odhad spotřebitelských souřadnic pomocí SNA metodou přímého navigačního určení.

Každé téma je doprovázeno popisem úloh návrhu kurzu, výchozích podmínek (společné pro všechny možnosti), použitých matematické modely a algoritmy, stejně jako příprava vysvětlující poznámky k práci.

V důsledku absolvování předmětu musí studenti zvládnout technologie pro řešení praktických problémů z hlediska navigační podpory komplexních informačních systémů letadel s využitím matematických a počítačových metod modelování.

Téma 1. Brzdění družic v zemské atmosféře Cíl práce v kurzu

Cílem předmětu je určit dynamiku orbitálních parametrů a souřadnice bodu dopadu na společný zemský elipsoid umělé družice Země (AES), pohybující se ve svém centrálním gravitačním poli, s přihlédnutím k brzdění v atmosféra. V procesu dokončování práce v kurzu jste povinni:

zkonstruovat vývoj polohy a rychlosti satelitu v inerciální geocentrické SC;

zkonstruovat vývoj oskulačních prvků na oběžné dráze satelitu;

Metodou statistických testů sestrojte disperzní elipsu pro danou pravděpodobnost spolehlivosti, odhad matematického očekávání a kovarianční matici bodu dopadu družice v geodetických souřadnicích.

Počáteční podmínky

Následující podmínky jsou přijímány jako variabilní počáteční podmínky pro dokončení kurzu:

počáteční parametry oběžné dráhy satelitu;

parametry náhodných fluktuací hustoty atmosféry;

čas zahájení experimentu v UTC.

Matematické modely

Tato zadání využívají absolutní geocentrický souřadnicový systém (IF2000) a světový geodetický souřadnicový systém WGS-84.

Model pohybu družice kolem Země s přihlédnutím k atmosféře

Satelit ztrácí nadmořskou výšku vlivem náhodného aerodynamického brzdění. Model jeho pohybu má tvar:

– vektor poloměru družice v inerciálním geocentrickém souřadnicovém systému;

– geocentrická gravitační konstanta, km 3 /s 2;

– hmotnost satelitu, kg;

– vektor aerodynamické síly.

, kde:

– koeficient aerodynamického odporu;

– charakteristická plocha (oblast středu) satelitu, m2;

– vektor atmosférické rychlosti družice (vzhledem k rotující atmosféře Země), m/s,

, kde:

– vektor poloměru družice v inerciálním geocentrickém souřadnicovém systému, m;

– vektor úhlové rychlosti rotace Země ve stejném SC,
rad/s.

– hustota atmosféry ve výšce nad povrchem Země,
, Kde
km je průměrný poloměr Země.

Matematický model atmosféry (GOST 4401-81)

– hustota zemské atmosféry, kg/m3;

– výška nad obecným zemským elipsoidem, m

,,,– parametry modelu atmosférické hustoty pro každý z nich vrstva.

, m	, kg/m 3	, m -2	, m -1
		–0,263910 -8

		–0,256010 -8

Náhodný proces
– exponenciálně koreluje a má tyto statistické charakteristiky:
,
.

Pro získání implementací náhodného procesu je nutné použít tvarovací filtr, jehož vstup je napájen bílým Gaussovým šumem. Výpočet parametrů tvarovacího filtru je diskutován v. Diferenciální rovnice tvarovacího filtru je vhodné řešit společně s rovnicemi popisujícími dynamiku umělé družice.

GOST 2.052-2006

Jednotný systém projektové dokumentace

MODEL ELEKTRONICKÉHO VÝROBKU

Obecná ustanovení

Jednotný systém pro projektovou dokumentaci. Elektronický model produktu. Obecné zásady

Datum zavedení - 01.09.2006

Předmluva

Cíle, základní principy a základní postup pro provádění prací na mezistátní normalizaci stanoví GOST 1.0-92 „Mezistátní normalizační systém. Základní ustanovení“ a GOST 1.2-97 „Mezistátní normalizační systém. Mezistátní normy, pravidla a doporučení pro mezistátní normalizaci. Postup pro vývoj, přijetí, aplikaci, aktualizaci, zrušení“

1 Oblast použití

Tato norma stanoví obecné požadavky na implementaci elektronických modelů výrobků (dílů, montážních celků) strojírenství a výroby přístrojů.

Na základě této normy je možné v případě potřeby vypracovat normy, které zohledňují specifické rysy implementace elektronických modelů pro produkty konkrétních typů zařízení v závislosti na jejich specifikách.

GOST 2.051-2006 Jednotný systém projektové dokumentace. Elektronické dokumenty. Obecná ustanovení

GOST 2.101-68 Jednotný systém projektové dokumentace. Druhy produktů

GOST 2.102-68 Jednotný systém projektové dokumentace. Druhy a úplnost projektové dokumentace

GOST 2.104-2006 Jednotný systém projektové dokumentace. Základní nápisy

GOST 2.109-73 Jednotný systém projektové dokumentace. Základní požadavky na výkresy

GOST 2.305-68 Jednotný systém projektové dokumentace. Obrázky - pohledy, řezy, řezy

GOST 2.307-68 Jednotný systém projektové dokumentace. Rozměry výkresu a maximální odchylky

GOST 2.317-69 Jednotný systém projektové dokumentace. Axonometrické projekce

Poznámka - Při používání tohoto standardu je vhodné ověřit platnost referenčních standardů pomocí indexu „National Standards“ sestaveného k 1. lednu běžného roku a podle odpovídajících informačních indexů zveřejněných v aktuálním roce. Pokud je referenční standard nahrazen (změněn), pak byste se při používání tohoto standardu měli řídit nahrazeným (změněným) standardem. Pokud je referenční norma zrušena bez náhrady, pak se ustanovení, ve kterém je na ni odkazováno, použije v části, která nemá vliv na tento odkaz.

3 Termíny, definice a zkratky

3.1 Termíny a definice

V této normě se používají následující termíny s odpovídajícími definicemi:

3.1.1 elektronický model produktu(model): Elektronický model dílu nebo montážní jednotky v souladu s GOST 2.102.

3.1.2 elektronický geometrický model (geometrický model): Elektronický model produktu, který popisuje geometrický tvar, rozměry a další vlastnosti produktu v závislosti na jeho tvaru a velikosti.

3.1.3 geometrický prvek: Identifikovaný (pojmenovaný) geometrický objekt použitý v datové sadě.

Poznámka - Geometrickým objektem může být bod, čára, rovina, plocha, geometrický útvar, geometrické těleso.

3.1.4 geometrie modelu: Sada geometrických prvků, které jsou prvky geometrického modelu produktu.

3.1.5 pomocná geometrie: Sada geometrických prvků, které se používají v procesu vytváření geometrického modelu produktu, ale nejsou prvky tohoto modelu.

Poznámka - Geometrickými prvky mohou být středová čára, referenční body spline, vodítka a čáry tvořící povrch atd.

3.1.6 atribut modelu: Rozměr, tolerance, text nebo symbol potřebný k definování geometrie produktu nebo jeho charakteristik* 1) .

3.1.7 modelový prostor: Prostor v souřadnicovém systému modelu, ve kterém se provádí geometrický model výrobku.

3.1.8 rovina symbolů a pokynů: Rovina v modelovém prostoru, na které jsou zobrazeny vizuálně vnímatelné informace, obsahující hodnoty atributů modelu, technické požadavky, symboly a pokyny.

3.1.9 údaje o poloze: Data, která určují umístění a orientaci produktu a jeho komponent v modelovém prostoru v zadaném souřadnicovém systému.

3.1.10 pevný model: Trojrozměrný elektronický geometrický model, který představuje tvar výrobku jako výsledek složení dané množiny geometrických prvků pomocí operací Booleovy algebry s těmito geometrickými prvky.

3.1.11 povrchový model: Trojrozměrný elektronický geometrický model reprezentovaný sadou omezených ploch, které určují tvar produktu v prostoru.

3.1.12 model rámu: Trojrozměrný elektronický geometrický model, reprezentovaný prostorovým složením bodů, segmentů a křivek, které určují tvar produktu v prostoru.

3.1.13 součást produktu: Výrobek jakéhokoli typu v souladu s GOST 2.101, který je součástí výrobku a je považován za jeden celek.

3.1.14 soubor modelu: Soubor obsahující informace o geometrických prvcích, atributech, symbolech a indikacích, které jsou považovány za celek*.

3.1.15 elektronické uspořádání: Elektronický model produktu, který jej popisuje vnější forma a rozměry, umožňující plně nebo částečně vyhodnotit jeho interakci s prvky výrobního a/nebo provozního prostředí, které slouží k rozhodování při vývoji produktu a procesech jeho výroby a použití.

3.2 Zkratky

V této normě se používají následující zkratky:

POU - rovina označení a pokynů;

PZ - vysvětlivka;

KD - projektový dokument;

EMR - elektronický model produktu;

EMD - elektronický model součásti;

EMSE - elektronický model montážní jednotky;

EMK - elektronické uspořádání;

CAD - počítačově podporovaný konstrukční systém;

EGM - elektronický geometrický model.

4 Obecná ustanovení

4.1 V počítačovém prostředí je EMR prezentováno jako soubor dat, které společně určují geometrii produktu a další vlastnosti nezbytné pro výrobu, kontrolu, přejímku, montáž, provoz, opravu a likvidaci produktu.

4.2 EMR se obvykle používá:

Interpretovat celý soubor dat, který tvoří model (nebo jeho část) v automatizovaných systémech;

Vizuálně zobrazit design výrobku během konstrukčních prací, výroby a dalších operací;

Pro zhotovení výkresové projektové dokumentace v elektronické a/nebo papírové podobě.

4.3 Obecné požadavky na realizaci projektové dokumentace ve formě elektronického modelu výrobku - v souladu s GOST 2.051. EMR tvoří obsahovou část odpovídající projektové dokumentace v souladu s GOST 2.102 (EMD nebo EMSE). Požadavky na skladbu a prezentaci informací v souladu s ISO 10303-1, ISO 10303-11, ISO 10303-42, ISO 10303-201. Potřebná část je provedena v souladu s GOST 2.104*.

4.4 EMR se zpravidla skládá z geometrického modelu produktu, libovolného počtu atributů modelu a může zahrnovat technické požadavky. Schematické složení modelu je znázorněno na obrázku B.1 (příloha B).

4.5 Model musí obsahovat úplný soubor konstrukčních, technologických a fyzikálních parametrů v souladu s GOST 2.109, nezbytných pro provádění výpočtů, matematického modelování, vývoje technologických procesů atd.

4.6 Úplnost a detailnost modelu v různých fázích vývoje musí odpovídat požadavkům norem Jednotného systému projektové dokumentace.

4.7 Elektronický návrhový dokument vyrobený ve formě modelu musí splňovat tyto základní požadavky:

a) atributy (modely), označení a pokyny uvedené v modelu musí být nezbytné a dostatečné pro stanovený účel uvolnění (například výroba produktu nebo vytvoření výkresu na papíře a/nebo elektronické podobě);

b) všechny hodnoty velikosti musí být získány z modelu;

c) související geometrické prvky, atributy, symboly a označení definované v modelu musí být konzistentní;

d) atributy, označení a instrukce definované a/nebo specifikované v modelu a zobrazené na výkresu musí být konzistentní*;

e) pokud model neobsahuje všechny konstrukční údaje výrobku, musí to být uvedeno*;

f) není dovoleno uvádět odkazy na regulační dokumenty definující tvar a rozměry konstrukčních prvků (otvory, zkosení, drážky apod.), pokud neobsahují geometrický popis těchto prvků. Všechny údaje pro jejich výrobu musí být uvedeny v modelu;

g) bitovou hloubku při zaokrouhlování hodnot lineárních a úhlových rozměrů musí určit vývojář;

4.8 Při vizualizaci (zobrazení) modelu na elektronické zařízení(například obrazovka) postupujte podle následujících pravidel:

a) rozměry, maximální odchylky a pokyny (včetně technických požadavků) by měly být uvedeny v hlavních projekčních rovinách v souladu s GOST 2.305, axonometrické projekce - v souladu s GOST 2.317 nebo jiné projekční roviny vhodné pro vizuální vnímání zobrazovaných informací*;

b) veškerý text (požadavky, označení a instrukce) musí být definován v jednom nebo více SOU;

c) zobrazení informací v jakémkoli SOU by se nemělo překrývat se zobrazením jakýchkoli jiných informací v tomtéž SOU;

d) text požadavků, označení a instrukcí v žádné POU by neměl být umístěn nad geometrií modelu, pokud je umístěn kolmo k rovině zobrazení modelu;

e) pro axonometrické projekce musí být orientace blatníku rovnoběžná, kolmá nebo shodná s povrchem, na který je aplikován;

f) při otáčení modelu musí být v každé POU* zajištěn požadovaný směr čtení.

Příklad zobrazení SOA pro různé orientace modelu v modelovém prostoru při vizualizaci modelu na elektronickém zobrazovacím zařízení je uveden v příloze B.

4.9 Při vizualizaci modelu je povoleno:

a) neprezentovat model ve formátu výkresu;

b) neukazovat zobrazení středových (středových) čar nebo středových rovin k označení rozměrů;

c) nezobrazovat stínování v řezech a řezech;

d) neuvádět detaily hlavního nápisu a doplňkových sloupců k němu ve formátu výkresu. V tomto případě by mělo být na vyžádání poskytnuto zobrazení podrobností hlavního nápisu a dalších sloupců. Složení detailů je v souladu s GOST 2.104;

e) zobrazit další parametry návrhu pomocí pomocné geometrie, například souřadnice těžiště;

f) uvádět rozměry a maximální odchylky bez použití řezů;

g) obsahovat odkazy na dokumenty jiného typu, pokud je referenční dokument v elektronické podobě. Při převodu projektové dokumentace do jiného podniku musí být tyto dokumenty zahrnuty do balíku projektové dokumentace produktu*.

4.10 Při specifikaci atributů se používají konvence (znaky, čáry, abecední a alfanumerické označení atd.) stanovené v normách Jednotného systému projektové dokumentace. Rozměry symbolů jsou určeny s ohledem na jasnost a srozumitelnost a jsou zachovány stejné pro opakované použití v rámci stejného modelu.*

4.11 Při vývoji modelu je zajištěno využití elektronických knihoven (elektronických katalogů) standardních a nakupovaných produktů. Aplikaci, způsoby a pravidla pro používání elektronických knihoven stanoví vývojář, pokud to není uvedeno v dokumentu podmínky zadání nebo protokol o přezkoumání technického návrhu (návrhu návrhu)*.

U dokumentace k produktům vyvinutým na objednávku Ministerstva obrany musí být nomenklatura a technický obsah použitých elektronických produktových knihoven, jakož i regulační dokumenty organizace, dohodnuty se zákazníkem (zástupcem zákazníka).

4.12 Je povoleno zahrnout do modelu odkazy na normy a technické specifikace, pokud plně a jednoznačně definují příslušné požadavky. Je povoleno uvádět odkazy na technologické pokyny, pokud požadavky stanovené tímto návodem jsou jediné, které zaručují požadovanou kvalitu výrobku.

Pro dokumentaci k výrobkům vyvíjeným na zakázku Ministerstva obrany je třeba se zákazníkem (zástupcem zákazníka) dohodnout normy a technologické pokyny organizací.

4.13 Součástí modelu není technologický návod. Výjimečně je povoleno zahrnout technologické pokyny v případech stanovených GOST 2.109.

5 Obecné požadavky na implementaci elektronického modelu výrobku

5.1 EMR musí obsahovat alespoň jeden souřadnicový systém. Souřadnicový systém modelu je znázorněn třemi navzájem kolmými čarami s počátkem umístěným v průsečíku tří os, v tomto případě:

Musí být uveden kladný směr a označení každé osy;

Pokud není specifikován jiný souřadnicový systém, měl by být použit pravostranný souřadnicový systém modelu (obrázek 1).

V případě potřeby je povoleno použít neortogonální souřadnicový systém modelu.

5.2 Při vývoji EMR použijte následující typy znázornění tvaru výrobku podle ISO 10303-42, ISO 10303-41, ISO 10303-43:

Drátová reprezentace;

Prezentace povrchu;

Solidní reprezentace.

Složení a vztah typů reprezentace formy produktu jsou uvedeny na obrázku B.2 (příloha B)*.

5.3 Při vývoji EMR poskytněte reprezentaci souboru modelu v souladu s ISO 10303-21, ISO 10303-22.

5.4 V EMR je možné provádět zjednodušené znázornění částí modelu, jako jsou díry, závity, pásky, pružiny atd., pomocí částečné definice geometrie modelu, atributů modelu nebo jejich kombinace.

5.5 Počáteční orientace EMR v modelovém prostoru není specifikována.

Obrázek 1 - Souřadnicový systém elektronického modelu výrobku

6 Požadavky na typy modelů elektronických výrobků

6.1 Elektronický model dílu

6.1.1 Elektromagnetická kompatibilita je vyvíjena zpravidla pro všechny součásti obsažené ve výrobku, pokud technické specifikace stanoví provedení dokumentace pouze ve formě elektrotechnické jednotky.

6.1.2 Elektromagnetická oxidace by měla být zpravidla provedena v rozměrech, kterým musí výrobek před montáží vyhovovat. Výjimkou jsou případy uvedené v GOST 2.109. Hodnoty maximálních odchylek, drsnosti povrchu a další potřebné hodnoty atributů výrobku nebo jeho prvků musí odpovídat hodnotám před montáží.

Maximální odchylky a drsnost povrchu prvků výrobku vyplývající ze zpracování během nebo po montáži jsou uvedeny v EMSE.

6.1.3 Symboly materiálů jsou zaznamenány v EMD v souladu s GOST 2.109.

6.1.4 Pokud se pro výrobu součásti předpokládá použití materiálových náhražek, pak jsou uvedeny v technických požadavcích. Pokud se EMR provádí s ohledem na texturu materiálu, pak by měla být specifikována textura základního materiálu.

6.1.5 Pokud musí být díl vyroben z materiálu, který má určitý směr vláken, podklad atd. (kovová páska, tkanina, papír, dřevo) nebo uspořádání vrstev materiálu dílu (textolit, vlákno, getinax) , pak je v případě potřeby dovoleno naznačit směr zrna nebo uspořádání vrstev materiálu v součásti.

6.2 Elektronický model montážní jednotky

6.2.1 EMSE musí dávat představu o umístění a vzájemném spojení součástí spojených do montážního celku a obsahovat potřebné a dostatečné informace pro montáž a ovládání montážního celku.

6.2.3 EMSE je součástí produktu více než vysoká úroveň hierarchie, doporučuje se zahrnout modely tohoto produktu jako nezávislé modely, umístit je do souřadnicového systému EMSE vyšší úrovně hierarchie a specifikovat údaje o poloze.

6.2.4 Organizace úrovní zahrnutí součástí zahrnutých do EMSE konečného výrobku musí být nezbytná a dostatečná pro racionální organizaci výroby (montáž a kontrolu) výrobků.

6.2.5 EMSE musí obsahovat parametry a požadavky, které musí být splněny nebo monitorovány*:

a) čísla pozic součástí obsažených ve výrobku;

b) instalační, připojovací a další potřebné referenční rozměry;

c) technické vlastnosti výrobku (je-li to nutné);

d) pokyny k povaze spárování prvků EMSE a metodám jejího provedení, pokud je přesnost lícování zajištěna nikoli stanovenými maximálními rozměrovými odchylkami, ale výběrem, osazením apod.;

e) pokyny k provádění trvalých spojů (svařované, pájené atd.) V EMSE jednotlivých výrobních výrobků je povoleno uvádět údaje o přípravě hran pro (trvalé spoje (svařování, pájení atd.).

6.2.6 Je povoleno zahrnout modely hraničních (sousedních) produktů (“prostředí”) do EMSE při dodržení rozměrů, které určují jejich relativní polohu.

Instalační a připojovací rozměry potřebné pro spojení s jinými výrobky musí být uvedeny s maximálními odchylkami*.

6.2.7 Všechny součásti montážní jednotky jsou očíslovány. Čísla položek musí odpovídat číslům uvedeným ve specifikaci a/nebo elektronické struktuře produktu této montážní jednotky*.

6.2.8 Dokumentaci k montážnímu celku je dovoleno provádět pouze formou EMSE. V tomto případě poskytuje EMSE další údaje potřebné pro výrobu dílů (drsnost povrchu, tvarové odchylky atd.).

6.2.9 Pokud jsou při sestavování výrobku pro jeho seřízení, seřízení, kompenzaci vybrány součásti, pak jsou v EMSE zahrnuty do jedné (hlavní) z možných aplikací, které poskytují jmenovité parametry.

Technické požadavky obsahují nezbytné pokyny pro instalaci takto „vybraných“ dílů. Znění pokynů je v souladu s GOST 2.109.

6.2.10 Pokud je po sestavení produktu během jeho skladování a (nebo) přepravy nutné nainstalovat ochranné dočasné díly (kryt, zástrčka atd.), jsou tyto díly součástí EMSE tak, jak by měly být instalovány během skladování a přeprava. Pokud musí být místo jakýchkoli zařízení nebo mechanismů odstraněných z produktu instalovány ochranné dočasné díly během skladování a přepravy, pak jsou jejich EMD zahrnuty v EMSE a příslušné pokyny jsou zahrnuty v technických požadavcích*.

6.3 Elektronické uspořádání

6.3.1 EMC je druh EMR (EMSE) a je určen k posouzení interakce součástí prototypového výrobku nebo výrobku jako celku s prvky výrobního a/nebo provozního prostředí.

6.3.2 EMC se vyvíjí ve fázích návrhu, není určeno pro výrobu výrobků na nich založených a zpravidla neobsahuje údaje pro výrobu a montáž.

6.3.3 EHR se zpravidla provádí na základě EMC s využitím multimediálních technologií zobrazujících dynamiku pohybu a krajní polohy pohyblivých, vysouvacích nebo naklápěcích částí, pák, vozíků, odklápěcích krytů atd.

6.3.4 EHR by mělo být zpravidla prováděno se zjednodušeními odpovídajícími účelům jeho rozvoje. Detail EHR by měl být dostatečný k tomu, aby poskytl komplexní představu o vnějších obrysech produktu, polohách jeho vyčnívajících částí (páky, setrvačníky, rukojeti, tlačítka atd.) a prvcích, které musí být neustále v zorné pole (například váhy), na umístění prvků spojujících produkt s jinými produkty.

6.3.5 V případě potřeby je povoleno poskytnout údaje o provozu výrobku a vzájemném působení jeho částí. Tyto údaje se zapisují do anotační části EHR. Je také povoleno umístit odkaz na (elektronické) Textový dokument(obvykle PP).

6.3.6 Je dovoleno nezobrazovat prvky, které vyčnívají za hlavní obrys nevýznamně ve srovnání s rozměry výrobku.

6.3.7 Do EMC je povoleno zahrnout díly a montážní jednotky, které nejsou součástí výrobku („vybavení“), při dodržení jejich vzájemné polohy.

6.3.8 Přesnost konstrukce EMC musí být nezbytná a dostatečná pro stanovení celkových rozměrů výrobku, montážních a připojovacích rozměrů a v případě potřeby rozměrů určujících polohu vyčnívajících částí.

Příloha A

GOST 2.052-2006

Skupina T52

MEZISTÁTNÍ STANDARD

Jednotný systém projektové dokumentace

MODEL ELEKTRONICKÉHO VÝROBKU

Obecná ustanovení

Jednotný systém pro projektovou dokumentaci. Elektronický model produktu.

Obecné zásady

Datum zavedení 2006-09-01

Předmluva

Cíle, základní principy a základní postup pro provádění prací na mezistátní normalizaci stanoví GOST 1.0-92 "Mezistátní normalizační systém. Základní ustanovení" a GOST 1.2-97 * "Mezistátní normalizační systém. Mezistátní normy, pravidla a doporučení pro mezistátní normalizaci . Postup pro vývoj, přijetí, aplikace, aktualizace, zrušení“

________________

Standardní informace

1 VYVINUTO Federálním státním jednotným podnikem All-Russian Scientific Research Institute of Standardization and Certification in Mechanical Engineering (VNIINMASH), Autonomní nezisková organizace Vědecké výzkumné centrum pro technologie CALS „Aplikovaná logistika“ (Výzkumné centrum ANO pro technologie CALS „Aplikovaná logistika ")

2 PŘEDSTAVENO Federální agenturou pro technický předpis a metrologie

3 PŘIJATO Mezistátní radou pro normalizaci, metrologii a certifikaci (protokol č. 23 ze dne 28. února 2006)

Ázerbajdžán				Azstandard

Uzbekistán				Uzstandard

				Gospotrebstandart Ukrajiny

4 Nařízením Spolkové agentury pro technickou regulaci a metrologii ze dne 22. června 2006 N 119-st mezistátní norma GOST 2.052-2006 uzákoněno jakonárodní norma Ruská Federace od 1. září 2006

5 POPRVÉ PŘEDSTAVENO

6 REPUBLIKACE. dubna 2011

Informace o vstupu v platnost (ukončení) této normy jsou zveřejněny v rejstříku „Národní normy“.

Informace o změnách tohoto standardu jsou zveřejněny v rejstříku (katalogu) "Národní standardy" a text změn je zveřejněn v informačních rejstřících "Národní standardy". V případě revize nebo zrušení této normy budou příslušné informace zveřejněny v informačním rejstříku „Národní normy“

1 oblast použití

Tato norma stanoví obecné požadavky na implementaci elektronických modelů výrobků (dílů, montážních celků) strojírenství a výroby přístrojů.

GOST 2.051-2006 Jednotný systém projektové dokumentace. Elektronické dokumenty. Obecná ustanovení

GOST 2.101-68 Jednotný systém projektové dokumentace. Druhy produktů

GOST 2.102-68 Jednotný systém projektové dokumentace. Druhy a úplnost projektové dokumentace

GOST 2.104-2006 Jednotný systém projektové dokumentace. Základní nápisy

GOST 2.109-73 Jednotný systém projektové dokumentace. Základní požadavky na výkresy

GOST 2.305-2008 Jednotný systém projektové dokumentace. Obrázky - pohledy, řezy, řezy

GOST 2.307-68 Jednotný systém projektové dokumentace. Rozměry výkresu a maximální odchylky

________________

Dokument neplatí na území Ruské federace. Platí GOST 2.307-2011, dále v textu. - Poznámka výrobce databáze.

GOST 2.317-69 Jednotný systém projektové dokumentace. Axonometrické projekce

________________

Dokument neplatí na území Ruské federace. Platí GOST 2.317-2011, dále v textu. - Poznámka výrobce databáze.

Poznámka: Při použití tohoto standardu je vhodné zkontrolovat účinek referenční standardy podle indexu "Národní standardy", sestaveného k 1. lednu běžného roku, a podle odpovídajících informačních indexů zveřejněných v běžném roce. Pokud je referenční standard nahrazen (změněn), pak byste se při používání tohoto standardu měli řídit nahrazujícím (změněným) standardem. Pokud je referenční norma zrušena bez náhrady, pak se ustanovení, ve kterém je na ni odkazováno, použije v části, která nemá vliv na tento odkaz.

3 Termíny, definice a zkratky

3.1 Termíny a definice

V Tato norma používá následující termíny s odpovídajícími definicemi:

3.1.1 elektronický model produktu(model): Elektronický model dílu nebo montážní jednotky v souladu s GOST 2.102.

3.1.2 elektronický geometrický model (geometrický model):Elektronický model produktu, který popisuje geometrický tvar, rozměry a další vlastnosti produktu v závislosti na jeho tvaru a velikosti.

3.1.3 geometrický prvek: Identifikovaný (pojmenovaný) geometrický objekt použitý v datové sadě.

Poznámka - Geometrickým objektem může být bod, čára, rovina, plocha, geometrický útvar, geometrické těleso.

3.1.4 geometrie modelu: Sada geometrických prvků, které jsou prvky geometrického modelu produktu.

3.1.5 pomocná geometrie: Sada geometrických prvků, které se používají v procesu vytváření geometrického modelu produktu, ale nejsou prvky tohoto modelu.

Poznámka - Geometrickými prvky mohou být středová čára, referenční body spline, vodítka a čáry tvořící povrch atd.

3.1.6 atribut modelu: Rozměr, tolerance, text nebo symbol, které je třeba definovat

geometrie nebo vlastnosti produktu*.

3.1.7 modelový prostor: Prostor v souřadnicovém systému modelu, ve kterém se provádí geometrický model výrobku.

3.1.8 rovina symbolů a pokynů: Rovina v modelovém prostoru, na které jsou zobrazeny vizuálně vnímatelné informace, obsahující hodnoty atributů modelu, technické požadavky, symboly a pokyny.

3.1.9 údaje o poloze: Data, která určují umístění a orientaci produktu a jeho komponent v modelovém prostoru v zadaném souřadnicovém systému.

3.1.10 pevný model: Trojrozměrný elektronický geometrický model, který představuje tvar výrobku jako výsledek složení dané množiny geometrických prvků pomocí operací Booleovy algebry s těmito geometrickými prvky.

3.1.11 povrchový model: Trojrozměrný elektronický geometrický model reprezentovaný sadou omezených ploch, které určují tvar produktu v prostoru.

3.1.12 model rámu: Trojrozměrný elektronický geometrický model, reprezentovaný prostorovým složením bodů, segmentů a křivek, které určují tvar produktu v prostoru.

3.1.13 komponent produkty: Výrobek jakéhokoli typu v souladu s GOST 2.101, který je součástí výrobku a je považován za jeden celek.

3.1.14 soubor modelu: Soubor obsahující informace o geometrických prvcích, atributech, symbolech a indikacích, které jsou považovány za celek*.

3.1.15 elektronické uspořádání: Elektronický model produktu, který popisuje jeho vnější tvar a rozměry, umožňující plně nebo částečně vyhodnotit jeho interakci s prvky výrobního a/nebo provozního prostředí, sloužící k rozhodování při vývoji produktu a procesů jeho výroba a použití.

3.2 Zkratky

V této normě se používají následující zkratky:

POU - rovina označení a pokynů;

PZ - vysvětlivka;

KD - projektový dokument;

EMR - elektronický model produktu;

EMD - elektronický model součásti;

EMSE - elektronický model montážní jednotky;

EMK - elektronické uspořádání;

CAD - počítačově podporovaný konstrukční systém;

EGM - elektronický geometrický model.

4 Obecná ustanovení

4.1 V počítačovém prostředí je EMR prezentováno jako soubor dat, které společně určují geometrii produktu a další vlastnosti nutné pro výrobu, kontrolu, přejímku, montáž, provoz, opravu a likvidaci produktu.

4.2 EMR se obvykle používá:

- interpretovat celý soubor dat, který tvoří model (nebo jeho část) v automatizovaných systémech;

- pro vizuální zobrazení návrhu výrobku při konstrukčních, výrobních a jiných operacích;

- pro zhotovení výkresové projektové dokumentace v elektronické a/nebo papírové podobě.

4.3 Obecné požadavky provádět projektovou dokumentaci ve formě elektronického modelu výrobku - v souladu s GOST 2.051. EMR tvoří obsahovou část odpovídající projektové dokumentace v souladu s GOST 2.102 (EMD nebo EMSE).

Požadavky na skladbu a prezentaci informací podle ISO 10303-1, ISO 10303-11

ISO 10303-42, ISO 10303-201. Potřebná část se provádí v souladu s GOST 2.104 *.

________________

Přístup k mezinárodním a zahraničním dokumentům zmíněným zde a dále v textu lze získat kliknutím na odkaz. - Poznámka výrobce databáze.

4.5 Model musí obsahovat úplný soubor konstrukčních, technologických a fyzikálních parametrů v souladu s GOST 2.109, nezbytný pro provádění výpočtů, matematické modelování, vývoj technologických procesů atd.

4.6 Úplnost a detailnost modelu v různých fázích vývoje musí odpovídat požadavkům norem Jednotného systému projektové dokumentace.

4.7 Elektronický návrhový dokument vyrobený ve formě modelu musí splňovat tyto základní požadavky:

a) atributy (modely), označení a pokyny uvedené v modelu musí být nezbytné a dostatečné pro stanovený účel uvolnění (například výroba produktu nebo sestavení výkresu v papírové a/nebo elektronické podobě);

b) všechny hodnoty velikosti musí být získány z modelu;

c) související geometrické prvky, atributy, symboly a označení definované v modelu musí být konzistentní;

d) atributy, označení a instrukce definované a/nebo specifikované v modelu a zobrazené na výkresu musí být konzistentní*;

e) pokud model neobsahuje všechny konstrukční údaje výrobku, musí to být uvedeno*;

g) bitovou hloubku při zaokrouhlování hodnot lineárních a úhlových rozměrů musí určit vývojář;

4.8 Při vizualizaci (zobrazení) modelu na elektronickém zařízení (například na obrazovce) se dodržují následující pravidla:

b) veškerý text (požadavky, označení a instrukce) musí být definován v jednom nebo více SOU;

c) zobrazení informací v jakémkoli SOU by se nemělo překrývat se zobrazením jakýchkoli jiných informací v tomtéž SOU;

d) text požadavků, označení a pokynů v žádné POU by neměl být umístěn na geometrii modelu, pokud je umístěn kolmo k rovině zobrazení modelu

e) pro axonometrické projekce musí být orientace blatníku rovnoběžná, kolmá nebo shodná s povrchem, na který je aplikován;

f) při otáčení modelu musí být v každé POU* zajištěn požadovaný směr čtení.

Příklad zobrazení SOA pro různé orientace modelu v modelovém prostoru při vizualizaci modelu na elektronickém zobrazovacím zařízení je uveden v příloze B.

4.9 Při vizualizaci modelu je povoleno:

a) neprezentovat model ve formátu výkresu;

b) neukazovat zobrazení středových (středových) čar nebo středových rovin k označení rozměrů;

c) nezobrazovat stínování v řezech a řezech;

e) zobrazit další parametry návrhu pomocí pomocné geometrie, například souřadnice těžiště;

f) uvádět rozměry a maximální odchylky bez použití řezů;

4.10 Při zadávání atributů se používají konvence (znaky, řádky, písmena a alfanumerická označení atd.) stanovená ve standardech Jednotného systému projektové dokumentace. Rozměry symbolů jsou určeny s ohledem na jasnost a srozumitelnost a jsou zachovány stejné pro opakované použití v rámci stejného modelu*.

4.11 Při vývoji modelu je zajištěno použití elektronických knihoven

(elektronické katalogy) standardních a nakupovaných produktů. Aplikaci, způsoby a pravidla používání elektronických knihoven stanoví zpracovatel, pokud to není uvedeno v technických specifikacích nebo protokolu o přezkoumání technického návrhu (návrhu návrhu)*.

Pro dokumentaci k výrobkům vyvíjeným na zakázku Ministerstva obrany je třeba se zákazníkem (zástupcem zákazníka) dohodnout normy a technologické pokyny organizací.

4.13 Součástí modelu není technologický návod. Výjimečně je povoleno zahrnout technologické pokyny v případech stanovených GOST 2.109.

5 Obecné požadavky na implementaci elektronického modelu výrobku

- Musí být uveden kladný směr a označení každé osy;

- Pokud není specifikován jiný souřadnicový systém, měl by být použit pravostranný souřadnicový systém modelu (obrázek 1).

Obrázek 1 - Souřadnicový systém elektronického modelu výrobku

V případě potřeby je povoleno použít neortogonální souřadnicový systém modelu

5.2 Při vývoji EMR se používají následující typy znázornění tvaru výrobku podle

GOST R 57412-2017

NÁRODNÍ STANDARD RUSKÉ FEDERACE

POČÍTAČOVÉ MODELY V PROCETECH VÝVOJE, VÝROBY A PROVOZU PRODUKTŮ

Obecná ustanovení

Počítačové modely produktů v designu, výrobě a údržbě. Všeobecné

OKS 01.040.01

Datum zavedení 2017-07-01

Předmluva

1 VYVINUTO Akciovou společností „Výzkumné centrum „Aplikovaná logistika“ (JSC Scientific Research Center „Applied Logistics“), otevřenou akciovou společností „T-Platforms“ (JSC „T-Platforms“) a Federal State Unitary Enterprise „Research Institut pro standardizaci a sjednocení" (FSUE "NIISU")

2 PŘEDSTAVENO Technickým výborem pro normalizaci TC 700 „Matematické modelování a vysoce výkonné výpočetní technologie“ spolu s Technickým výborem pro normalizaci TC 482 „Integrovaná logistická podpora pro exportované vojenské produkty“

3 SCHVÁLENO A NABÍZENO nařízením Spolkové agentury pro technickou regulaci a metrologii ze dne 10. března 2017 N 110-st

4 POPRVÉ PŘEDSTAVENO

5 REPUBLIKACE. srpna 2018

Pravidla pro aplikaci této normy jsou stanovena včlánek 26 Federální zákon ze dne 29. června 2015 N 182-FZ „O standardizaci v Ruské federaci“. Informace o změnách tohoto standardu jsou zveřejňovány v každoročním (k 1. lednu běžného roku) informačním indexu „Národní standardy“ a oficiální text změn a dodatků jePROTI měsíční informační index "Národní standardy". V případě revize (náhrady) nebo zrušení tohoto standardu bude odpovídající upozornění zveřejněno v příštím vydání měsíčního informačního indexu „Národní standardy“. Relevantní informace, upozornění a texty jsou také zveřejněny v informační systém běžné použití - na oficiálních stránkách Federální agentury pro technickou regulaci a metrologii na internetu (www.gost.ru)

Úvod

Vzhledem k vývoji modern informační technologie rostoucí využívání technologií počítačové modelování při řešení problémů vývoje, výroby a údržby výrobků. Počítačové modely se stávají jednou z forem prezentace výsledků projekční a inženýrské činnosti.

Zároveň se zvyšuje role počítačového modelování jako alternativy k fyzickému testování, které může výrazně snížit náklady na testování při tvorbě produktů.

1 oblast použití

Norma stanovuje obecné požadavky na počítačové modely, jejich klasifikaci a použití ve všech fázích životní cyklus průmyslové výrobky (dále jen výrobky).
________________
Průmyslovými výrobky se v této normě rozumí především výrobky strojírenství a výroby nástrojů.

Na základě této normy je možné v případě potřeby vypracovat normy zohledňující specifika zhotovování počítačových modelů konkrétních typů výrobků v závislosti na jejich specifikách.

2 Normativní odkazy

Tato norma používá normativní odkazy na následující normy:

GOST 2.052 Jednotný systém projektové dokumentace. Elektronický model produktu. Obecná ustanovení

GOST 2.053 Jednotný systém projektové dokumentace. Elektronická struktura produktu. Obecná ustanovení

GOST 2.058 Jednotný systém projektové dokumentace. Pravidla pro plnění požadované části elektronických návrhových dokumentů

GOST 2.307 Jednotný systém projektové dokumentace. Rozměry výkresu a maximální odchylky

GOST 2.308 Jednotný systém projektové dokumentace. Označení tolerancí tvaru a umístění ploch

GOST 2.309 Jednotný systém projektové dokumentace. Symboly drsnosti povrchu

GOST 20886 Organizace dat v systémech zpracování dat. Termíny a definice

GOST R 15.000 Systém pro vývoj a uvádění výrobků do výroby. Základní ustanovení

GOST R 15.301 Systém pro vývoj a zavádění výrobků do výroby. Výrobky pro průmyslové a technické účely. Postup pro vývoj a uvedení výrobků do výroby

GOST R 53392 Integrovaná logistická podpora. Analýza logistické podpory. Základní ustanovení

GOST R 54089 Integrovaná logistická podpora. Elektronické pouzdro na produkt. Základní ustanovení

Poznámka - Při používání této normy je vhodné ověřit si platnost referenčních norem ve veřejném informačním systému - na oficiálních stránkách Spolkové agentury pro technickou regulaci a metrologii na internetu nebo pomocí ročního informačního indexu "Národní normy" , který byl zveřejněn k 1. lednu běžného roku, a o vydáních měsíčního informačního indexu „Národní standardy“ pro aktuální rok. Pokud je nahrazena referenční norma, na kterou je uveden nedatovaný odkaz, doporučuje se použít aktuální verzi této normy s přihlédnutím ke všem změnám, které byly v ní provedeny. tato verze Změny. Pokud je nahrazena datovaná referenční norma, doporučuje se použít verzi této normy s rokem schválení (přijetí) uvedeným výše. Pokud je po schválení této normy provedena změna v odkazované normě, na kterou je uveden datovaný odkaz, ovlivňující odkazované ustanovení, doporučuje se, aby bylo toto ustanovení aplikováno bez ohledu na tato změna. Pokud je referenční norma zrušena bez náhrady, pak se ustanovení, ve kterém je na ni uveden odkaz, doporučuje použít v části, která nemá vliv na tento odkaz.

3 Termíny, definice a zkratky

3.1 Pojmy a definice

V této normě se používají následující termíny s odpovídajícími definicemi:

3.1.1 Modelka: Entita, která reprodukuje jev, předmět nebo vlastnost předmětu v reálném světě*.
________________
Zde a níže „*“ označuje body, ke kterým jsou uvedeny komentáře v příloze A.

3.1.2 modelovací objekt: Fenomén, objekt nebo vlastnost objektu reálného světa*.

3.1.3 modelářský aspekt: Samostatná vlastnost nebo soubor vlastností modelovacího objektu, který je předmětem výzkumu pomocí modelování.

3.1.4 matematický model: Model, ve kterém jsou informace o modelovacím objektu prezentovány ve formě matematických symbolů a výrazů*.

3.1.5 informační model: Model, ve kterém jsou informace o modelovacím objektu prezentovány jako sada datových prvků a vztahů mezi nimi*.

Poznámka - Složení (nomenklatura) dat je určena oblastí zájmu vývojáře modelu a potenciálního nebo skutečného uživatele.

3.1.6 modelování: Studium vlastností a/nebo chování modelovaného objektu, prováděné pomocí jeho modelů*.

3.1.7 počítačový model (elektronický model): Model vytvořený v počítačovém (výpočtovém) prostředí a představující soubor dat a programový kód nutné pro práci s daty.

3.1.8 kontrola vhodnosti modelu počítače: Soubor akcí s modelem, jehož výsledkem je potvrzení jeho souladu se simulovaným objektem reálného světa*.

3.1.9 kontrola výsledků počítačového modelování: Soubor akcí, jejichž výsledkem je potvrzení shody počítačové implementace modelu s původním matematickým nebo informačním modelem*.

3.1.10 počítačový model produktu: Počítačový model, ve kterém je předmětem modelování produkt(y)*.

3.1.11 počítačové modelování produktu: Modelování prováděné pomocí počítačového modelu produktu.

Poznámka - Počítačové modelování produktu se provádí za účelem získání dat nezbytných pro rozhodování v procesech vývoje, návrhu, výroby, údržby provozu a dalších úkonů v průběhu životního cyklu produktu.

3.2 Zkratky

V této normě se používají následující zkratky:

Životní cyklus - životní cyklus;

IO - informační objekt;

KD - projektový dokument;

KM - počítačový model;

VaV - vědeckovýzkumná práce;

R&D - experimentální projekční práce;

OM - modelovací objekt;

MF - součást (výrobku).

4 Základní ustanovení

4.1 KM produktů a procesy související s produktem se používají ve všech fázích životního cyklu produktů.

4.2 Technický obsah CM je dán účelem modelování a souborem studovaných vlastností analyzovaného OM, přičemž proces formalizace určitých vlastností modelovacího objektu probíhá v zájmu konkrétního řešeného problému.

Poznámka - Účelem modelování je soubor vědeckých, technických a/nebo inženýrských problémů řešených během modelování.

4.3 Produkty KM jsou klasifikovány podle následujících kritérií:
________________
V rozsahu této normy.

a) na studovaném aspektu modelování (studované vlastnosti OM);

b) metoda použitá k popisu OM.

4.4 Podle studovaného aspektu modelování CM se produkty dělí na:

a) funkční, jehož modelovacím aspektem je identifikace a popis funkcí produktu, jejich struktury a vztahů;

b) konstrukční, jejímž modelovacím hlediskem je struktura výrobku (například konstrukční, technologická, provozní elektronická struktura výrobku podle GOST 2.053, logistická struktura výrobku podle GOST R 53392)*;

c) geometrické, jehož modelovacím hlediskem je zejména tvar, rozměry a vlastnosti spojené s tvarem a rozměry (například rozměry a tolerance podle GOST 2.307, drsnost podle GOST 2.308, přípustné tvarové odchylky podle GOST 2.309 atd. .)*;

d) fyzikální a mechanické, jejichž hlediskem modelování jsou fyzikální a mechanické vlastnosti výrobku a interakce výrobku s vnějším prostředím (statika, kinematika, dynamika tuhého tělesa, dynamika hydro- a plynů, deformace, tepelná vodivost, atd.)*;

e) fyzikální a chemické, jejichž modelovacím aspektem jsou změny vlastností materiálů výrobku (korozivní destrukce materiálu, stárnutí apod.) *;

f) technické a ekonomické, jejichž modelovacím aspektem jsou vzájemně související technické a ekonomické vlastnosti výrobku (například nákladový model životního cyklu výrobku, nákladový model poprodejního servisu výrobku);

g) procesní, jehož aspektem modelování jsou procesy přímo související s produktem (například model technologický postup výroba produktu nebo model procesu technický provoz produkty).

Poznámka - Uvedený seznam klasifikačních charakteristik může být rozšířen v závislosti na problémech řešených během modelování. Klasifikace podle jiných kritérií je povolena, odrážející význam studovaných vlastností OM.

4.5 Podle použité metody popisu OM se rozlišují matematické a informační modely.

4.6 Matematické modely se v závislosti na způsobu hledání řešení (určení typu závislosti některých parametrů modelu na jiných) dělí na:

a) analytické, popisující vlastnosti OM soustavou rovnic, pro které lze nalézt analytické řešení v explicitní podobě (například jednotlivé modely mechaniky těles založené na dynamických rovnicích)*;

b) numerické, popisující vlastnosti OM soustavou rovnic, jejichž řešení se nalézá pomocí metod výpočetní matematiky (například diferenční metody nebo metody konečných prvků, konečných nebo hraničních objemů apod., používané k řešení úloh mechanika deformovatelné pevné látky, přenos tepla, hydrodynamika a elektrodynamika atd.);

c) simulace, při které se opakovaným testováním modelu s různými vstupními daty zjišťuje forma a koeficienty závislosti některých parametrů modelu na jiných (například modely řazení, modely popisující dynamiku změn skladových zásob)*.

4.7 Informační modely se dělí na:

a) na formální (symbolický), ve kterém se popis OM provádí pomocí specializovaných jazyků (například popis geometrie a struktury produktu podle)*;

b) deskriptivní (figurativní), ve kterém je OM popsán pomocí přirozeného jazyka nebo obrázků (například text popisující vlastnosti nebo chování OM nebo jeho vizuální obraz (fotografie)*.
________________
Poz. , viz část Bibliografie, dále. -

4.8 Kromě klasifikačních charakteristik uvedených v 4.2-4.7 lze modely dodatečně klasifikovat:

a) podle účelu (oblast činnosti, ve které se řeší problémy modelování a fáze životního cyklu výrobku) - pro vědecké (výzkumné), konstrukční, technologické, provozní, demonstrační atd. *;

b) podle míry přiblížení zobrazení k objektu reálného světa - na zjednodušené a přesné;

c) podle míry provázanosti - na základní a odvozené;

d) podle souhrnu studovaných vlastností - na jednoduché a kombinované (např. jednoduché pro studium jedné vlastnosti a kombinované pro studium souboru vlastností)*;

e) podle závislosti vlastností modelu na čase - statické a dynamické;

f) podle charakteru změn vlastností modelu v čase - deterministické a stochastické;

g) podle oblasti definice uvažovaných vlastností a hodnot, které přijímají - na diskrétní a spojité

a další funkce, které jsou významné z pohledu tvůrce modelu.

Poznámka - Modely klasifikované podle dvou nebo více klasifikačních kritérií se nazývají hybridní*.

4.9 CM, skládající se ze sady vzájemně propojených modelů popisujících jeden OM, se nazývá kompozitní (komplexní).

4.10 Jeden OM může odpovídat několika modelům, včetně modelů s různými klasifikačními charakteristikami. Na druhou stranu lze stejný model použít při studiu různých OM*.

4.11 Vývoj CM komplexních objektů hierarchického typu, umožňující dekompozici analyzovaného OM na jeho jednotlivé prvky, spočívá v sekvenční analýze a modelování jeho jednotlivých komponent s následným vytvořením vazeb mezi modely komponent OM. V tomto případě je CM každé hierarchické úrovně tvořeno spojením CM složek OM nižší úrovně a proces interakce OM je modelován s ustavením koordinačních spojení mezi interagujícími úrovněmi.

4.12 Příklady typických technických problémů řešených pomocí různých počítačových modelů výrobku jsou uvedeny v příloze B.

5 Obecné požadavky na vývoj a používání počítačových modelů

5.1 Vývoj CM by měl být proveden s úrovní podrobnosti odpovídající fázi životního cyklu OM podle GOST R 15.000 a odpovídajícímu typu práce. Úplnost a podrobnost CM musí odpovídat úkolům řešeným při modelování*.

5.2 Požadavky na modely vyvinuté ve fázích životního cyklu výrobku (metody modelování, seznam studovaných vlastností OM, míra podrobnosti, forma prezentace výsledků atd.) by měly být stanoveny v příslušných technických specifikacích (pro výzkum a vývoj, předběžný návrh, vývojové práce a jejich SS), podle GOST R 15.201*.

5.3 Produkty vyvinuté CM, stejně jako získané výsledky počítačového modelování, jsou zahrnuty do výsledků provedených prací (výzkumné práce, předprojektové, vývojové práce nebo jiné práce provedené na základě smlouvy se zákazníkem) podle dohody se zákazníkem. s přihlédnutím k 5,5*.

5,4 V obecný případ Proces vývoje CM zahrnuje následující fáze:

b) vytvoření modelu (přijetí symboly a popis OM, prvků OM a vazeb mezi nimi v přijaté podobě)*;

c) výběr způsobu řešení s ohledem na znalosti a preference uživatele a vývojáře*;

d) vývoj CM (implementace softwaru, včetně vývoje algoritmu, programového kódu (v případě potřeby) nebo výběru softwaru);

e) aplikace získaného CM pro modelování OM;

f) sledování a analýza získaných výsledků, stanovení přiměřenosti vyvinutého CM*.

Poznámka - Je třeba mít na paměti, že při použití automatizačních systémů pro matematické výpočty a informační modelování v inženýrské praxi vývojář CM (uživatel systému) zpravidla provádí pouze část fází procesu. Úkolem vývojáře CM je v tomto případě zpravidla koncepční formulace problému a formální popis modelu pomocí převzaté metody, přičemž volba metody řešení a samotná výpočetní implementace jsou uživateli skryty. takový automatizovaný systém.

5.5 Formu předkládání a postup kontroly, odsouhlasení a schvalování projektové dokumentace pro každý stupeň rozpracovanosti a etapu prováděných prací určuje zpracovatel, není-li v technických specifikacích uvedeno jinak. U produktů CM vyvinutých na základě vládních obranných příkazů musí být toto rozhodnutí dohodnuto se zákazníkem (vojenským zastupitelským úřadem) v souladu s aktuálními regulačními dokumenty.

5.6 Typické složení detailů KM - na základě GOST 2.058. V případě potřeby můžete zadat další podrobnosti.

Dodatek A (pro referenci). Vysvětlení některých bodů normy

Příloha A
(informativní)

3.1.1 Model je přibližná reprezentace, která zachovává podstatné rysy simulovaného objektu reálného světa a popisuje hlavní vlastnosti OM, jeho parametry, vnitřní a vnější souvislosti s specifikované vývojářem přesnost. Slouží ke studiu vlastností objektu reálného světa zkoumáním modelu.

3.1.2 Objekt modelování může být buď jednoduchý (například produkt bez zohlednění vlivu prostředí) nebo složitý (například interakce produktu s produktem, produktu s prostředím atd.) .

3.1.3 Aspektem výzkumu (modelování) mohou být jednotlivé vlastnosti nebo vzájemně související vlastnosti, které určují vzorec změn charakteristik produktu, které jsou důležité pro řešení konkrétního problému (např. předmětem modelování může být změna tvaru produkt a hlediskem je jeho závislost na zatížení).

3.1.4 Matematické symboly znamenají čísla, matematické znaky, symbolická označení proměnných, matematické výrazy znamenají rovnice, logické podmínky atd. Informace o OM zahrnují soubor počátečních a okrajových podmínek.

3.1.5 Informační modely jsou prezentovány především v symbolické formě.

3.1.6 U složitých technologicky vyspělých výrobků je modelování zpravidla jediným způsobem, jak posoudit vlastnosti výrobku bez jeho výroby. U takových produktů může srovnání výsledků jejich výzkumu pomocí různých matematických modelů významně zvýšit spolehlivost výsledků modelování.

3.1.7 Postup pro potvrzení vhodnosti modelu k simulovanému objektu reálného světa se také nazývá validace. Přiměřenost CM lze ověřit jak použitím jiných CM, jejichž přiměřenost byla stanovena a zdokumentována, tak provedením experimentů v plném rozsahu. Kontrola přiměřenosti se provádí podle metodiky dohodnuté se zákazníkem.

3.1.8 Postup pro potvrzení shody počítačové implementace s matematickým (nebo informačním) modelem se také nazývá verifikace.

3.1.9 Počítačový model je vytvořen pomocí vhodného softwaru.

4.4, bod b) Teoretickým základem pro tvorbu strukturních CM jsou metody teorie grafů (zpravidla se používá hierarchický model, který je popsán acyklickým grafem podle GOST 2.053). Použitelný je také síťový model, ve kterém mohou být vazby mezi konstrukčními prvky libovolné.

4.4, výpis c) Teoretickým základem pro tvorbu geometrických CM jsou metody analytické a diferenciální geometrie, algebra logiky a topologie. Pro reprezentaci geometrických CM je vhodné použít jak standardní, tak popisné metody propagované vývojáři odpovídajícího softwaru.

4.4, výpis d) Fyzikálně-mechanické CM mohou mít formu algebraických, diferenciálních, integro-diferenciálních rovnic nebo logických podmínek.

4.4, výpis e) Teoretickým základem pro tvorbu technicko-ekonomického CM jsou metody teorie pravděpodobnosti a matematické statistiky.

4.6, výpisy a), b) Matematické modely jsou obvykle prezentovány ve formě soustav (soustav soustav) rovnic (logických podmínek), počátečních a okrajových podmínek. Pokud je jejich složitost vysoká, kdy přímé (analytické) řešení není možné, používají se numerické metody řešení.

4.6, výpis c) Simulační model odráží elementární jevy tvořící proces, zachovává jejich logickou strukturu a posloupnost výskytu v čase, což umožňuje z výchozích dat získat informace o stavech procesu v určitých bodech čas, což umožňuje vyhodnotit vlastnosti OM.

4.7, výpis a) Grafické modely jsou také považovány za ikonické.

4.7, výpis b) V tomto případě jsou zaznamenány nejpodstatnější vlastnosti OM a souvislosti mezi nimi. Zpravidla se omezují nikoli na kvantitativní, ale na kvalitativní kategorie popisu OM, například poznamenávají, že hodnota takové a takové charakteristiky se zvyšuje jako hodnoty dalšího poklesu atd.

4.8, výpis d) Kombinované modely pokrývají současně několik aspektů modelování, např. logistickou strukturu funkcí, funkční poruchy prvků této struktury a jejich důsledky a vztahy s logistickou strukturou produktu. V praxi se zpravidla používají kombinované modely.

4.8, poznámka Typickým příkladem popisu OM několika modely s jedním klasifikačním atributem může být popis OM ve fázi předběžného návrhu se zjednodušeným (s přihlédnutím k malému počtu parametrů) analytickým modelem a přesným analytickým modelem na fázi podrobného návrhu.

Typickým příkladem popisu OM několika modely s různými klasifikačními charakteristikami je popis jednoho OM propojenými geometrickými a fyzikálně-mechanickými modely, což je způsobeno potřebou studovat různé vlastnosti OM.

4.10 Příkladem použití stejného modelu (ekvivalentního matematického modelu) při studiu různých OM je model oscilačního procesu, který se používá k simulaci procesů v mechanice i elektrických obvodech.

5.1 Konkrétní skladba studovaných vlastností OM, rozsah práce a míra detailu, jakož i skladba účinkujících by měla být stanovena pro každý projekt individuálně v závislosti na následujících faktorech:

Typ projektu (vývoj nového produktu, modernizace stávajícího produktu, vývoj úpravy nebo provedení produktu, dodávka stávajícího produktu beze změn);

Složitost produktu;

Požadavky zákazníka;

Možnost ovlivnění designu produktu;

Etapy životního cyklu OM.

5.2 V případě potřeby (např. při velkém objemu požadavků) mohou být požadavky na CM stanoveny v příloze smlouvy (dohody) nebo společným rozhodnutím developera a zákazníka.

5.3 Dalšími pracemi prováděnými na základě smlouvy se zákazníkem se rozumí práce prováděné např. v rámci projektanta a/nebo technického dozoru apod.

5.4, výpis a) V této fázi vytváření modelu se studují a shromažďují informace o OM:

Popište OM na koncepční úrovni, v abstraktních termínech a konceptech;

Hypotézy a předpoklady jsou nakonec přijaty (odsouhlaseny);

Zdůvodňují volbu postupu pro aproximaci reálných procesů při konstrukci CM.

5.4, výpis b) Konstrukce matematického modelu (formulace matematického problému), včetně popisu souvislostí mezi prvky OM ve formě matematických výrazů, se provádí pokud možno pomocí standardních matematických schémat. Konstrukce informačního modelu, včetně definice množiny OM pro reprezentaci hlavních vlastností OM a jejich vztahů, se provádí pomocí akceptované formy popisu (formální symbolická) nebo deskriptivní (figurativní).

V této fázi se může ukázat, že dříve provedená systémová analýza vedla k souboru prvků, vlastností a vztahů, pro které neexistuje přijatelná metoda řešení problému, v důsledku čehož je nutné se do systému vrátit. fáze analýzy.

5.4, výpis c) Pro stejný problém lze zpravidla navrhnout několik výpočetních algoritmů. Mezi různými možnými algoritmy však nejsou všechny stejné ve své účinnosti.

5.4, bod f) Hlavním cílem kontroly CM a certifikace výsledků modelování je zajistit důvěru uživatele CM ve správnost vyvinutého CM ve všech fázích jeho tvorby, až po zpracování a prezentaci modelování. Výsledek. Při využití počítačového modelování výrobků ve fázích životního cyklu strojírenských výrobků vč. Namísto výsledků celoplošných experimentů by mělo být možné provést a zdokumentovat kontrolu adekvátnosti počítačového modelu pro daný soubor výchozích dat.

Dodatek B (pro referenci). Příklady použití počítačových modelů výrobku ve strojírenské praxi

Dodatek B
(informativní)

Tabulka B.1 ukazuje příklady použití různých CM produktů k řešení typických inženýrských problémů.

Tabulka B.1 - Oblasti použití modelů pro řešení typických inženýrských problémů

CM o aspektu modelování produktu (modelované vlastnosti OM)

Analytická

Číselné

Imita-
národní

Formální

Popis-
tělo

Funkční

Model funkce produktu

Strukturální

Elektronická struktura produktu podle GOST 2.053

Geometrický

Elektronický geometrický model výrobku podle GOST 2.052

Fyzikální a mechanické vlastnosti

Rozhodně-
elementární, samozřejmě -
rozdíl

Proces

Výrobní model
národní systém

Faktické (vlastnosti související se zamýšleným použitím produktu)

Elektronické pouzdro produktu podle GOST R 54089


Produkt CM podle metody popisu OM
Matematický	Informace
Například model napětí při statickém zatížení. Například model odrážející ukazatele technického využití technologického zařízení. Podle dalšího klasifikačního kritéria (vlastnosti produktu spojené s jeho zamýšleným použitím*).

________________
* Z „faktografie“ - prezentace faktických dat bez jejich analýzy a zobecnění.

Bibliografie

Federální zákon Ruské federace ze dne 31. prosince 2014 N 488-FZ „O průmyslové politice v Ruské federaci“

ISO 10303-1-94, Systémy automatizace výroby a jejich integrace. Prezentace a výměna produktových dat. Část 1: Přehled a základní principy
________________
Přístup k mezinárodním a zahraničním dokumentům zmíněným zde a dále v textu lze získat kliknutím na odkaz na stránky. -

ANS US PRO/IPO-100-1996 Initial Graphics Exchange Specifications (ANSI/ASME Y14.26M-1989 Digital Repression for Communication of Product Definition Data. The American Society of Mechanical Engineers nebo American National Standards Institute, New York City, NY, 1989)

Text elektronického dokumentu
a ověřeno:
oficiální publikace
M.: Standartinform, 2018

Stáhnout dokument

R50.2.004-2000

Gstátní systém pro zajištění jednoty
Měření

DEFINICE CHARAKTERISTIKA
MATEMATICKÉ MODELY
ZÁVISLOSTI MEZI FYZIKÁLNÍMI
HODNOTY PŘI ŘEŠENÍ
ÚKOLY MĚŘENÍ

Ohlavní ustanovení

3 POPRVÉ PŘEDSTAVENO

R50.2.004-2000

Gnárodní systém pro zajištění jednotnosti měření

DEFINICE CHARAKTERISTIKA MATEMATICKÝCH MODELŮ ZÁVISLOSTÍ
MEZI FYZIKÁLNÍMI VELIČINAMI PŘI ŘEŠENÍ PROBLÉMŮ S MĚŘENÍM

Ohlavní ustanovení

Ddatum zavedení 2000-08-01

1 oblast použití

Tato doporučení platí pro postupy stanovení kvantitativní shody mezi fyzickými objekty a jejich matematickými modely v oblasti státní metrologické kontroly a dozoru. Doporučení platí také pro matematický software, výpočetní techniku a software, včetně samostatně dodávaných, jejichž vlastnosti jsou dokumentovány výrobcem nebo vývojářem.

GOST 22.2.04-97/GOST R 22.2.04-94 Bezpečnost v nouzových situacích. Nehody a katastrofy způsobené člověkem. Metrologická podpora sledování stavu areálu technické systémy. Základní ustanovení a pravidla

GOST R 8.563-96 Státní systém zajištění jednotnosti měření. Měřicí techniky

3 Definice

matematický model měřeného objektu: Matematický model vztahu mezi fyzikálními veličinami charakterizujícími vlastnosti měřeného objektu.

úkol měření:Úkol stanovit kvantitativní shodu mezi vlastnostmi fyzického objektu a charakteristikami jeho matematického modelu za daných podmínek s požadovanou přesností na základě přijatých číselných soustav a měření fyzikálních veličin.

způsob řešení problému měření: Soubor metod pro reprodukci fyzikálních veličin, měření a výpočtů pro získání výsledku hledaného v úloze měření.

chyba neadekvátnosti (matematický model měřeného objektu): Hodnota charakterizující rozdíl mezi vypočtenou hodnotou dané fyzikální veličiny jako proměnné v matematickém modelu měřeného objektu a výsledkem jejího nezávislého měření za podmínek odpovídajících výpočtu.

4 Obecná ustanovení

4.1 Vlastnosti fyzických objektů jako objektů měření (dále jen objekty) jsou kvantitativně vyjádřeny stejnými charakteristikami jejich matematických modelů (dále jen modely). Modely závislostí mezi fyzikálními veličinami by měly být charakterizovány:

V zástupech vstup a výstupní proměnné - fyzikální veličiny, které vyjadřují vztahy příčiny a následku mezi vlastnostmi objektu (v pravděpodobnostních modelech lze výstupní proměnné považovat za vstupní ve vztahu k pravděpodobnostním charakteristikám);

Mnoho parametry (numerické koeficienty);

Struktura analytického výrazu pro závislost vypočtené hodnoty výstupní proměnné Y p z výstupních proměnných nebo binárního kódu struktury daného modelu maximální složitosti, popisující třídu modelů;

Chybová funkce E p (X) - rozdělení pravděpodobnosti rozdílu mezi vypočteným a referenčním hodnoty proměnné Yp jako funkce referenčních hodnot vstupních proměnných v rozsahu jejich změny.

Model je považován za známý, pokud je určena jeho struktura, hodnoty parametrů a dimenze proměnných.

4.3 Jejich skutečné nebo skutečné hodnoty by měly být brány jako referenční hodnoty fyzikálních veličin. Skutečná hodnota fyzikální veličiny se vypočítává v rámci přísné fyzikální teorie, jejíž konstanty jsou určeny z naměřených dat primárními etalony ověřovacího schématu. Skutečná hodnota fyzikální veličiny je výsledkem jejího měření etalonem takové úrovně ověřovacího schématu, při kterém je rozdíl mezi skutečným a skutečné hodnoty lze v tomto měření zanedbat.

4.4 Chyby modelu se dělí na:

Podle zdrojů - na rozměrově-nejistou D NR (X) (chyby ve výsledcích měření použitých k identifikaci modelu), strukturně-nejistou D NS (X) (chyby neadekvátnosti v závislosti na struktuře modelu) a parametricky-nejistou? NP (X) (chyby nedostatečnosti, v závislosti na volbě hodnot parametrů modelu, včetně omezení bitové hloubky čísel, přerušení výpočetních procesů atd., které podle GOST R 8.563 a GOST 22.2.04/GOST R 22.2 .04, jsou klasifikovány jako metodické chyby) součásti;

Podle typu matematického popisu - systematický (je popsán jednoznačně a lze jej použít jako korekce) a náhodný (je popsán rozdělením pravděpodobnosti jako nejvíce plný popis nejistoty) složky.

4.5 Stanovení úlohy měření by mělo obsahovat následující:

a) označení objektu a popis jeho modelu, včetně oblasti definice a apriorních hodnot neurčených parametrů nebo proměnných;

b) stanovení podmínek měření (charakteristiky ovlivňujících veličin dostupnost modelových proměnných změnám a měřením);

c) formulace cíle problému z hlediska charakteristik objektového modelu;

d) požadavky na formu prezentace a správnost požadovaného výsledku.

Z hlediska zaměření postupů pro stanovení kvantitativní korespondence mezi vlastnostmi fyzického objektu a charakteristikami jeho matematického modelu - na identifikační problémy a reprodukční problémy;

Podle typů používaných matematických modelů - dynamické (modely operátorů), statické (funkční modely) a pravděpodobnostně-statistické úlohy;

Podle účelu - pro rozměrové (týkající se proměnných) a strukturně-parametrické (týkající se struktury a parametrů) úlohy;

Podle stavu - aplikované (s použitím pracovních měřidel) a metrologické (s použitím etalonů) úkoly.

Rozměrové úlohy jsou rozděleny podle typů měření (druhy fyzikálních veličin nebo ověřovací schémata, v jejichž rámci se zjišťují chyby požadovaných výsledků). Strukturně-parametrické problémy se podle stupně apriorní nejistoty podmínek řešení dělí na počáteční (struktura modelu není specifikována), strukturně-nejistá (struktura modelu je specifikována až do třídy modelů). ) a parametricky-nejisté (model je specifikován až na parametry) problémy.

4.7 Hlavní metody řešení rozměrových problémů jsou metody přímého, nepřímého a kumulativního měření, jakož i přímé a nepřímé reprodukce. Strukturně-parametrická metoda (metoda společného měření), stejně jako metody změny programu, parametrické kompenzace a strukturálního sčítání, jsou metodami pro identifikaci a reprodukci závislostí. Určují typy metod řešení úloh měření (metody provádění měření podle GOST R 8.563 jsou metody nepřímých měření).

4.8 Při rozměrové identifikaci se určují hodnoty proměnných a při strukturně-parametrické identifikaci struktura a hodnoty nebo pouze hodnoty parametrů modelů měřených objektů.

5 Rozměrová identifikace

5.1 Lze-li podle podmínek úlohy měření vlastnost objektu, vyjádřenou požadovanou proměnnou jeho modelu, porovnat s mírou odpovídající fyzikální veličiny s požadovanou přesností tak či onak (pomocí způsob substituce, sčítání, rozdílu apod.), pak se číselný výsledek takového srovnání zaokrouhlí na číslici, odpovídající nejméně významné číslici číselného vyjádření mezí dovolené chyby s uvedením těchto mezí a spolehlivosti. pravděpodobnost (při jednotkové spolehlivosti pravděpodobnosti není uvedena její hodnota jako výsledek řešení úlohy). Tento způsob řešení problému měření se nazývá metoda přímého měření(dále jen měření).

5.2 Pokud je požadovaná proměnná v úloze měření výstupní proměnnou známého modelu objektu a její vstupní proměnné jsou k dispozici pro měření, pak se ve statickém případě problém řeší následující metodou: změřte vstupní proměnné, pak dosaďte získaná data do rovnice zapojení a vypočítejte hodnotu výstupní proměnné, výsledek zaokrouhlete s přihlédnutím k charakteristikám chyb měření a nedostatečnosti modelu. Tento způsob řešení problému měření se nazývá metodou nepřímého měření.

5.3 Pokud jsou požadované proměnné v úloze měření vstupními proměnnými objektového modelu a výstupní proměnné s nimi spojené známými funkcemi jsou k dispozici pro měření, pak se ve statickém případě řešení problému s P = Q redukuje na měření výstupní proměnné s následným řešením soustavy rovnic

vzhledem ke vstupním proměnným a stanovení charakteristik chyby výsledku s přihlédnutím k chybám měření, chybám nedostatečnosti modelu a chybám při řešení soustavy rovnic. Když P > Q, použijí se metody nejmenších čtverců (LS) nebo moduli (MLM) a další výpočetní postupy. Tento způsob řešení problému měření se nazývá metoda kumulativních měření.

5.4 V dynamických úlohách použití metody nepřímých měření vyžaduje řešení odpovídajících diferenciálních rovnic a použití metody kumulativních měření vyžaduje řešení odpovídajících integrálních rovnic pro požadované proměnné.

6 Strukturálně-parametrická identifikace

6.1 Strukturálně-parametrická identifikace modelu měřeného objektu nebo identifikace interpretačního modelu proměnnou Y p zahrnuje konstrukci jeho systematické složky (charakteristiky polohy, posunutí) a náhodné složky E p (X) (rozdělení chyb) jako náhodná funkce vstupních proměnných. V tomto případě by optimálnost modelu měla být charakterizována s ohledem na kritéria uvedená v příloze A.

6.2 A posteriori jsou chyby neadekvátnosti interpretačního modelu definovány jako chyby extrapolace vypočtených hodnot jeho výstupní proměnné na data referenčních měření výstupní proměnné, která se nepoužívají ke stanovení parametrů modelu. na odpovídajících hodnotách vstupních proměnných. Pořadí použití dat, podle kterého se parametry modelu určují z jedné části dat (pokus) a chyby modelu z jiné části (kontrola), po nichž následuje střídání částí a spojování výsledků, se nazývá křížové pozorování. schéma chyb neadekvátnosti. Tato metoda identifikace interpretačních modelů měřených objektů podle kritérií přílohy A se nazývá metoda maximální kompaktnosti (MCM).

6.3 Identifikace interpretačních modelů se provádí na základě dat společného měření a strukturních možností, které jsou specifikovány maximálně složitým modelem redukovaným do strukturované podoby

kde je binární kód struktury.

V tomto případě je strukturovaný pohled určen dohodou o součtu:

a) každá složka struktury modelu je doplněna faktorem ve formě binární indikační funkce s indexem parametru sestávajícím ze stupňů proměnných I ... J ... K;

b) sada binárních indikačních funkcí tvoří kód struktury modelu - R-bit binární číslo, jehož číslice odpovídají pořadové pozici parametrů modelu (přímý kód - od seniorského k juniorskému stupni, obrácený - naopak);

c) složky modelu se sečtou do skupin (první se skládá ze složek, které závisí na stupních pouze jedné proměnné; druhá - složky, které závisí na stupních dvojic proměnných; třetí - ze stupňů trojic atd.), seřazené podle počtu proměnných podskupin;

d) pořadí tvorby variant modelové struktury je určeno posloupností kódů (úplný výčet strukturních variant nebo redukovaný podle nějakého optimalizačního kritéria - postupná komplikace nebo zjednodušení struktury).

6.4 Pokud je dána struktura interpretačního modelu a jeho proměnné jsou k dispozici pro měření a změny, pak jsou parametry modelu s jejich počtem M = N určeny jako řešení soustavy rovnic.

kde N je počet společných měření všech proměnných objektového modelu.

U M< N параметры модели определяют как результат минимизации функционалов случайной составляющей погрешности неадекватности:

Pro S= 2 ve vzorci (2), výsledné odhady systematické složky objektového modelu jsou odhady nejmenších čtverců a pro S= 1 - Odhady MNM. Jsou povoleny i jiné metody parametrické identifikace.

6.5 Je-li struktura interpretačního modelu známa až do modelu maximální složitosti, pak se jeho identifikace provádí sekvenční minimalizací chyby neadekvátnosti ve schématu průřezového pozorování výběrem kódu struktury, způsobu stanovení parametrů a pravidlo segmentace dat.

Současně je kontrolován systém nulových hypotéz ohledně charakteristik pozice interpretačního modelu: H 0 - degenerace (absence závislosti); N 00 - spojitost; N 000 - kompoziční homogenita (jediný model pro soubor sérií dat společných měření).

6.6 Ve schématu průřezového pozorování jsou chybové charakteristiky nedostatečnosti modelu určeny pomocí extrapolačního funkcionálu modelu pro výstupní proměnnou.

kde M je počet parametrů modelu;

- T- i je součástí podprostoru vstupních proměnných používaných jako ovládací prvek (řídicí okno);

Sada parametrů modelu určená z dat patřících do zkušební části

Funkce indikátoru ovládacího okna.

6.7 Odchylky skutečných hodnot výstupní proměnné modelu vzhledem k její extrapolační funkcionálu představují údaje o skutečných hodnotách chyby modelu.

K posouzení přesnosti interpretačního modelu by měl být použit průměrný modul chyby neadekvátnosti (MAE) modelu.

(4)

Kde R- objem dat v průřezovém schématu pozorování;

jako hodnocení správnosti - průměrná nevyloučená systematická složka chyby nedostatečnosti

jako hodnocení konvergence - průměrný modul náhodné složky chyby neadekvátnosti jako střední absolutní odchylka (MAD)

kde je množina parametrů určená ze všech dat

6.8 Strukturálně-parametrická identifikace polohových charakteristik interpretačního modelu je založena na testování systému nulových hypotéz H 0, H 00 a H 000, respektive alternativních hypotéz o přítomnosti funkční závislosti, o její po částech. spojitá povaha (přítomnost „poruch“ – diskontinuit prvního druhu, včetně derivací) a existence jednotlivých interpretačních modelů pro složky souboru datových řad měření.

6.9 Při testování hypotézy H 0 proveďte následující akce:

Protokol výsledků společných měření rozdělte do bloků takovým způsobem, že počet bloků je o jeden větší než počet parametrů dané modelové struktury;

Všechny kombinace M bloků jsou tvořeny jako testovací vzorek dat a zbývající blok jako kontrolní vzorek (okno);

Funkcionality typu (2) jsou minimalizovány na zkušebních vzorcích a funkcionality typu (4) jsou počítány na kontrolních vzorcích.

Za nejvěrohodnější spojitý model se považuje model s nejnižší hodnotou SMPN. Poté se pomocí celého protokolu naměřených dat nakonec určí parametry modelu optimální struktury - modelu MMC. V tomto případě je možné použít funkcionály (4) nebo (5) v závislosti na formulaci problému.

6.10 Hypotéza H 00 se kontroluje metodou „posuvné hranice“, přičemž se řešení úlohy způsobem popsaným v 6.9 opakuje na obě strany hranice s výpočtem pro každou polohu hranice průměru váženou počtem rozměry SMPS po částech spojitého modelu. Hypotéza kontinuity H 00 je zamítnuta, pokud je nalezen po částech spojitý model, jehož vážený průměr SMPS bude menší než hodnota SMPS nejvěrohodnějšího spojitého modelu.

6.11 Kompoziční identifikace polohových charakteristik modelu (testování hypotézy H 000) se provádí pomocí sady protokolů měření sekvenčním shlukováním souboru dat a sestrojením modelu MMC pro každou z nich podle 6.9 a 6.10.

6.12 Při určování parametrů modelu lze použít OLS nebo MHM. Odpovídající identifikační algoritmy MMK jsou označeny MMKMNK a MMKMNM a interpolační verze MMKMNM, když jsou jako interpolační uzly přiřazeny střední hodnoty vzorků, je MMKMEDS. V těchto algoritmech se výčet strukturních možností provádí metodou sekvenční komplikace v souladu se sumační dohodou.

6.13 Identifikace rozložení chyb v nedostatečnosti interpretačního modelu se provádí testováním hypotéz o struktuře rozdělení pravděpodobnosti, které je popisují podle kritéria uvedeného v příloze A při zajištění podmínky ergodicity.

6.14 Stav ergodicity je zajištěn následovně:

Data protokolu měření výstupní proměnné modelu s kódem struktury proti vycentrujte jej pomocí funkce extrapolace;

Odchylky těchto dat od extrapolační funkcionality modelu jsou považovány za chyby neadekvátnosti;

Pro sekvence pozitivních a negativních chyb neadekvátnosti modelu se podle 6.9, 6.10 konstruuje charakteristika polohy (SMPS pro MMKMNC nebo kvartilové charakteristiky pro MMKMNM a MMKMEDS), což je škálová charakteristika;

Sekvence pozitivních a negativních chyb neadekvátnosti modelu jsou normalizovány škálovou charakteristikou.

6.15 Pro normalizované kladné a záporné chyby neadekvátnosti, jako realizace shodně rozdělených náhodných veličin, se hypotéza o struktuře rozdělení pravděpodobnosti ověřuje pomocí kritéria reprodukovatelnosti. Distribuční struktura s nejvyšší statistikou kritéria reprodukovatelnosti je brána jako nejvěrohodnější (příloha A). Odpovídající algoritmy MMK jsou označeny jako MMKMP. V tomto případě výsledné rozdělení inverzní transformací s charakteristikami měřítka a polohy vede k charakteristice polohy interpretačního modelu.

6.16 A konečně, chybová funkce matematického modelu vztahu mezi fyzikálními veličinami je reprezentována součtem rozměrově neurčitých? Komponenty NR (X), strukturně neurčité D NS (X) a parametricky neurčité D NP (X):

E p(X) = ? NS (X) + D NP (X) + ? NR(X).

Pro chybovou funkci v úlohách metrologického měření jsou stanoveny pravděpodobnostní charakteristiky (pro přijatou definici pravděpodobnosti - axiomatická, frekvenční, subjektivní, interpolační atd.), jakož i odpovídající statistické charakteristiky ve formě intervalových nebo bodových odhadů jako funkce vstupní proměnné modelu. Pro expertní posouzení těchto charakteristik (subjektivních pravděpodobností) je třeba rozlišovat mezi metrickou a ordinální stupnicí.

Současně jsou v metodách řešení aplikovaných měřicích problémů identifikace rozměrů zohledněny požadavky GOST R 8.563.

PŘÍLOHA A

(Požadované)

Identifikační kritéria

Kritérium pro identifikaci interpretačního modelu podle modulární kriteriální teorém(mu-kritérium), je minimální matematické očekávání jeho posunutí vzhledem k výsledkům měření výstupní proměnné kontrolního vzorku ve schématu průřezového pozorování - .

Pokud funkce rozdělení pravděpodobnosti F X( X) náhodné veličiny X je taková, že pak charakterizovat pozici? veletrh

(A.1)

Snásledek. Identita (A.1) je minimalizována mediánem, protože

Kritérium pro identifikaci hustoty rozdělení pravděpodobnosti F(X)proměnná X je maximálním ukazatelem její reprodukovatelnosti

- odhady hustoty F(X) na zkušebních a kontrolních vzorcích schématu průřezového pozorování ( kappa test lemma - ).

Je-li rovnost hustot rozdělení pravděpodobnosti F P ( X) A F Komu ( X) (Obrázek A.1, respektive křivky 1 A 2 ) náhodné veličiny X je dosaženo v jediném bodě X 0 , pak indikátor reprodukovatelnosti (A.2)

kde D( X) = F P ( X) - F K ( X) je rozdíl pro funkce rozdělení pravděpodobnosti.

Důsledek: Kořeny rovnice F P ( X) = F K ( X)odpovídají extrémům rozdílu D( X) a identita (A.3) má podobu (obrázek A.2)

Obrázek A.1

Obrázek A.2

PŘÍLOHA B

(informativní)

Příklad identifikace regresního modelu

Ukážeme možnosti identifikace MMC - matematické modely objektů na příkladech dat (tabulka B.1) parametrické identifikace regresního modelu

Kde? - náhodná proměnná simulovaná snímačem „náhodného“ čísla za podmínek multikolinearity, kdy determinant informační matice odpovídající systému normálních rovnic nejmenších čtverců má tendenci k nule (v v tomto případě tvoří se? 1.03.10 -19).

Tabulka B.1 - Výstup chemické reakce na v reakční době X 1 a teplotu X 2

Číslo zkušenosti	X 1 min	X 2, °C	Číslo zkušenosti	X 1 min	X 2, °C

Za těchto podmínek poskytuje OLS s Gaussovým schématem model s CAO< 0,735:

Pokud tento problém považujeme za strukturálně nejistý a bereme jej jako model maximální složitosti

pak identifikační algoritmy MMC poskytnou model (je indikováno SMPN?)

= -3941,1650 - 1,0450677X 1 + 39,934086X 2 - 0,096740127 ± 0,804.

Výsledky vyhledávání přes možnosti struktury (Z = ) jsou uvedeny v tabulce B.2. Jejich analýza ukazuje, že senzor pseudonáhodného čísla použitý pro simulaci má zkreslení a výsledky identifikace úplného modelu mají významnou strukturně nejistou složku chyby neadekvátnosti. Nejlepší výsledek, zvýrazněný v tabulce B.2, zůstal pro autory nepozorovatelný.

Tabulka B.2 - SMPN modelů MMKMNK a MMKMEDS

Hypotéza

PŘÍLOHA B

(informativní)

Srovnávací analýza metrologické kvality modelů převodních funkcí měřidel

B.1 Při kalibraci voltmetru střídavý proud v pěti bodech rozsahu vstupní napětí nainstalován s chybou<0,002 %, а на выходе - измеряли n i-fold v každém bodě s chybou<0,005 %. Затем определяли средние арифметическое и квадратическое отсчетов (таблица В.1). По этим данным методом взвешенных наименьших квадратов (МВНК) с весовыми коэффициентами získaná transformační funkce

Tabulka B.1 - Kalibrační údaje

	Xi, V

Srovnávací analýza různých možností (tabulka B.2) pro konstrukci transformační funkce podle tabulky B.1 ukazuje, že podle SMPN je model transformační funkce získaný pomocí MVNC více než 2krát nižší než model získaný pomocí MMCMNC .

Tabulka B.2 - Identifikační údaje MMC transformační funkce

Identifikační algoritmus


Odhady parametrů podle kódu

S přihlédnutím k nestejné přesnosti měření vezmeme jako zobecněnou charakteristiku přesnosti získaných variant transformační funkce odpovídající hodnoty věrohodnostní funkce (tabulka B.3) pro Gaussova rozdělení s parametry A

Je zřejmé, že v tomto příkladu nelze použít algoritmus MVNC k získání odhadů odpovídajících maximální pravděpodobnosti.

2,7783181 . 10 18

2,68122931 . 10 21

2,33879454 . 10 21

Příklad nespecifikuje formu vyjádření chyb – relativní nebo redukované. Navíc nejsou jasné požadavky na přesnost kalibrace voltmetru. Jsou omezeny mezí dovolené (relativní nebo redukované) chyby měření výstupního napětí, tzn. 0,005 %? Proto byla provedena další analýza přesnosti pro horní mez kalibračního rozsahu.

Kritická hodnota uvedená v příkladu (21.10 -5) pro odchylku odhadu konverzního koeficientu b z nominální hodnoty při testování hypotézy o její významnosti neodpovídá hranici dovolené chyby uvedené v příkladu pro tento měřicí přístroj (0,005 % > 5,10 -5). Na horní hranici rozsahu to odpovídá překročení hranice dovolené chyby o více než 4x, a to i bez zohlednění chyb pracovní normy.

Kalibrační metoda použitá v příkladu pro přípustný limit chyby 0,005 % je nevyhovující pouze z důvodu chybové složky způsobené konstrukcí převodní funkce. Na místě i= 1 tato chyba je mimo stanovené limity.

S přihlédnutím k výše uvedeným okolnostem jsou v předposledním sloupci tabulky B.1 uvedeny odchylky vypočtených hodnot transformační funkce zkonstruované pomocí MVNC od průměrných hodnot naměřených dat v kalibračních bodech. Poslední sloupec uvádí podobné odchylky pro transformační funkci konstruovanou pomocí MMKSM.

B.2 Při kalibraci měřícího tepelného převodníku TEM-1 (pomocí potenciometru P348 třídy 0,002, rezistoru P321 třídy 0,01 a normálního prvku třídy 0,005) byly na jeho vstupu nastaveny hodnoty střídavého proudu ( X i = 0,3 i mA, ) a na výstupu byla provedena měření jednoho napětí . Na základě těchto dat (tabulka B.4) byla sestrojena transformační funkce metodou postupných aproximací

PŘÍLOHA D

(informativní)

Bibliografie

Problematika kybernetiky. VK-94. Statistické metody v teorii údržby. - M.: Akademie věd SSSR, 1982

Levin S.F. Základy teorie řízení. - M.: Ministerstvo obrany SSSR, 1983

Levin S.F., Blinov A.P. Vědecké a metodické zajištění garantovaných řešení metrologických problémů pomocí pravděpodobnostních a statistických metod // Měřicí technika. - 1988. - č. 12

Levin S.F. Matematická teorie problémů měření // Řídicí a měřicí přístroje a systémy. - 1999: č. 2 - 5. - 2000: č. 1

Levin S.F. Metrologická certifikace a podpora softwaru pro statistické zpracování výsledků měření // Měřicí technika. - 1991. - č. 12

Levin S.F., Baranov A.N., Veretenin D.A., Khaled H.M. Posuzování spolehlivostních charakteristik prediktivního řízení v automatizovaných metrologických podpůrných systémech // Měřicí technika. - 1991. - č. 12

Levin S.F. Metoda maximální kompaktnosti a složité měřicí úlohy // Měřicí technika. - 1995. - č. 7

Blinov A.P., Veretenin D.A. Vlastnosti funkčního obsahu aplikačního programového balíku metody maximální kompaktnosti // Měřicí technika. - 1991. - č. 12

Shabanov P.G. Použití identifikačních metod k posouzení metrologických charakteristik Josephsonova měření napětí // Technologie měření. - 1991. - č. 12

Levin S.F., Marková E.V. Plánovací zkoušky pro metrologickou certifikaci softwaru pro statistické zpracování dat // Měřicí technika. - 1995. - č. 6

Levin S.F., Markova E.V., Posobilo V.A. Systémy pro metrologickou podporu měřicích úloh // Řídicí a měřicí přístroje a systémy. - 1997. - č. 4

Levin S.F. Metrologická kvalita softwaru pro zpracování výsledků měření // Řídicí a měřicí přístroje a systémy. - 1997. - č. 6

Levin S.F., Migachev B.S. Problém výběru bodů pro měření kontrola měřících přístrojů // Měřicí technika. - 1998. - č. 9

Levin S.F., Lisenkov A.N., Senko O.V., Kharatyan E.I. Metrologický podpůrný systém pro statické měřicí úlohy "MMK-stat M". Uživatelská příručka. - M.: Gosstandart Ruska, Počítačové centrum RAS, 1998

Vuchkov I.N., Boyadzhieva L.N., Solakov E.B. Aplikovaná lineární regresní analýza. - M.: Finance a statistika, 1987

Semenov L.A., Siraya T.N. Metody konstrukce kalibračních charakteristik měřicích přístrojů. - M.: Nakladatelství standardů, 1986

Taube B.S. Vývoj a výzkum vysoce přesných metod a prostředků pro automatické měření efektivní a průměrné hodnoty střídavého napětí. Abstrakt Ph.D. disertační práce, 1972

Blinov A.P. Konstrukce kalibračních charakteristik měřicích přístrojů metodou maximální kompaktnosti // Technika měření. - 1987. - č. 7

Bezikovich A.Ya., Gravin O.N. Studium vzduchových víceprvkových tepelných konvertorů // Proc. metrologické Ústav SSSR. - 1965. - Vydání. 82 (142)

NAklíčová slova: objekt měření, matematický model, chyby neadekvátnosti, rozměrová identifikace, modulární kritérium, kritérium reprodukovatelnosti, strukturně-parametrická identifikace

Matematický model státní registrace. Stanovení kalibračního faktoru

Téma 2. Odhad souřadnic spotřebitelů pomocí GPS metodou definic přímé navigace 7

Předmluva

Téma 1. Brzdění družic v zemské atmosféře Cíl práce v kurzu

Počáteční podmínky

Matematické modely

Model pohybu družice kolem Země s přihlédnutím k atmosféře

Matematický model atmosféry (GOST 4401-81)

Předmluva

Úvod

1 oblast použití

2 Normativní odkazy

3 Termíny, definice a zkratky

3.1 Pojmy a definice

3.2 Zkratky

4 Základní ustanovení

5 Obecné požadavky na vývoj a používání počítačových modelů

Dodatek A (pro referenci). Vysvětlení některých bodů normy

Dodatek B (pro referenci). Příklady použití počítačových modelů výrobku ve strojírenské praxi

Bibliografie

Stáhnout dokument

PŘÍLOHA D

Bibliografie

Jsme na sociálních sítích

Kategorie