Cieľ kurzu 3

Počiatočné podmienky 3

Matematické modely 3

Algoritmy 4

Formátovanie práce a prezentácia výsledkov 6

Téma 2. Odhad spotrebiteľských súradníc pomocou GPS metódou priamych navigačných definícií 7

Cieľ kurzu 7

Počiatočné podmienky 7

Matematické modely 7

Algoritmy 8

Formátovanie práce a prezentácia výsledkov 10

Literatúra 11

Predslov

Táto vzdelávacia príručka obsahuje zadania a pokyny na absolvovanie ročníkovej práce v disciplíne „Metódy matematického modelovania“ na nasledujúce témy:

Brzdenie satelitov v zemskej atmosfére.

Odhad spotrebiteľských súradníc pomocou SNA metódou priameho navigačného určenia.

Každá téma je sprevádzaná popisom úloh návrhu kurzu, počiatočných podmienok (spoločné pre všetky možnosti), použitých matematických modelov a algoritmy, ako aj príprava vysvetľujúcej poznámky k práci.

V dôsledku absolvovania predmetu musia študenti ovládať technológie na riešenie praktických úloh z hľadiska navigačnej podpory zložitých informačných systémov lietadiel pomocou matematických a počítačových metód modelovania.

Téma 1. Brzdenie satelitov v zemskej atmosfére Cieľ seminárnej práce

Cieľom predmetovej práce je určiť dynamiku orbitálnych parametrov a súradníc bodu dopadu na spoločný zemský elipsoid umelej družice Zeme (AES), pohybujúcej sa vo svojom centrálnom gravitačnom poli, berúc do úvahy brzdenie v atmosféru. V procese dokončovania práce na kurze sa od vás vyžaduje:

zostrojiť vývoj polohy a rýchlosti satelitu v inerciálnom geocentrickom SC;

skonštruovať vývoj oskulačných prvkov obežnej dráhy satelitu;

Metódou štatistických testov zostrojte disperznú elipsu pre danú pravdepodobnosť spoľahlivosti, odhad matematického očakávania a kovariančnú maticu bodu dopadu družice v geodetických súradniciach.

Počiatočné podmienky

Nasledujúce sú akceptované ako variabilné počiatočné podmienky na dokončenie práce v kurze:

počiatočné parametre obežnej dráhy satelitu;

parametre náhodných výkyvov hustoty atmosféry;

čas začiatku experimentu v UTC.

Matematické modely

Tieto úlohy využívajú absolútny geocentrický súradnicový systém (IF2000) a svetový geodetický súradnicový systém WGS-84.

Model pohybu satelitov okolo Zeme s prihliadnutím na atmosféru

Satelit stráca výšku pod vplyvom náhodného aerodynamického brzdenia. Model jeho pohybu má tvar:

– vektor polomeru satelitu v inerciálnom geocentrickom súradnicovom systéme;

– geocentrická gravitačná konštanta, km 3 /s 2;

– hmotnosť satelitu, kg;

– vektor aerodynamickej sily.

, Kde:

– koeficient aerodynamického odporu;

– charakteristická plocha (oblasť strednej časti) satelitu, m2;

– vektor atmosférickej rýchlosti družice (vzhľadom na rotujúcu atmosféru Zeme), m/s,

, Kde:

– vektor polomeru satelitu v inerciálnom geocentrickom súradnicovom systéme, m;

- vektor uhlovej rýchlosti rotácie Zeme v tom istom SC,
rad/s.

– hustota atmosféry vo výške nad povrchom Zeme,
, Kde
km je priemerný polomer Zeme.

Matematický model atmosféry (GOST 4401-81)

– hustota zemskej atmosféry, kg/m3;

– výška nad všeobecným zemským elipsoidom, m

,,,– parametre modelu atmosférickej hustoty pre každý z nich vrstva.

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

		–0,256010 -8

Náhodný proces
– exponenciálne korelované a má tieto štatistické charakteristiky:
,
.

Na získanie implementácií náhodného procesu je potrebné použiť tvarovací filter, ktorého vstup je napájaný bielym Gaussovým šumom. Výpočet parametrov tvarovacieho filtra je diskutovaný v. Diferenciálne rovnice tvarovacieho filtra je vhodné riešiť spolu s rovnicami popisujúcimi dynamiku umelej družice.

GOST 2.052-2006

Jednotný systém projektovej dokumentácie

ELEKTRONICKÝ MODEL VÝROBKU

Všeobecné ustanovenia

Jednotný systém projektovej dokumentácie. Elektronický model produktu. Všeobecné zásady

Dátum zavedenia - 01.09.2006

Predslov

Ciele, základné princípy a základný postup pri vykonávaní prác na medzištátnej normalizácii stanovuje GOST 1.0-92 „Medzištátny normalizačný systém. Základné ustanovenia“ a GOST 1.2-97 „Medzištátny normalizačný systém. Medzištátne normy, pravidlá a odporúčania pre medzištátnu normalizáciu. Postup vývoja, prijatia, aplikácie, aktualizácie, zrušenia“

1 Oblasť použitia

Táto norma stanovuje všeobecné požiadavky na implementáciu elektronických modelov výrobkov (častí, montážnych celkov) strojárstva a výroby prístrojov.

Na základe tejto normy je možné v prípade potreby vypracovať normy, ktoré zohľadňujú špecifické vlastnosti implementácie elektronických modelov pre produkty konkrétnych typov zariadení v závislosti od ich špecifík.

GOST 2.051-2006 Jednotný systém projektovej dokumentácie. Elektronické dokumenty. Všeobecné ustanovenia

GOST 2.101-68 Jednotný systém projektovej dokumentácie. Druhy produktov

GOST 2.102-68 Jednotný systém projektovej dokumentácie. Typy a úplnosť projektovej dokumentácie

GOST 2.104-2006 Jednotný systém projektovej dokumentácie. Základné nápisy

GOST 2.109-73 Jednotný systém projektovej dokumentácie. Základné požiadavky na výkresy

GOST 2.305-68 Jednotný systém projektovej dokumentácie. Obrázky - pohľady, rezy, rezy

GOST 2.307-68 Jednotný systém projektovej dokumentácie. Rozmery výkresu a maximálne odchýlky

GOST 2.317-69 Jednotný systém projektovej dokumentácie. Axonometrické projekcie

Poznámka - Pri používaní tohto štandardu je vhodné skontrolovať platnosť referenčných štandardov pomocou indexu „Národné štandardy“ zostaveného k 1. januáru bežného roka a podľa zodpovedajúcich informačných indexov zverejnených v aktuálnom roku. Ak je referenčný štandard nahradený (zmenený), potom by ste sa pri používaní tohto štandardu mali riadiť nahradeným (zmeneným) štandardom. Ak sa referenčná norma zruší bez náhrady, potom sa v časti, ktorá nemá vplyv na tento odkaz, použije ustanovenie, v ktorom sa na ňu odkazuje.

3 Pojmy, definície a skratky

3.1 Pojmy a definície

V tejto norme sa používajú nasledujúce výrazy s príslušnými definíciami:

3.1.1 elektronický model produktu(model): Elektronický model dielu alebo montážnej jednotky v súlade s GOST 2.102.

3.1.2 elektronický geometrický model (geometrický model): Elektronický model produktu, ktorý popisuje geometrický tvar, rozmery a ďalšie vlastnosti produktu v závislosti od jeho tvaru a veľkosti.

3.1.3 geometrický prvok: Identifikovaný (pomenovaný) geometrický objekt použitý v množine údajov.

Poznámka - Geometrickým objektom môže byť bod, čiara, rovina, plocha, geometrický útvar, geometrické teleso.

3.1.4 geometria modelu: Súbor geometrických prvkov, ktoré sú prvkami geometrického modelu produktu.

3.1.5 pomocná geometria: Súbor geometrických prvkov, ktoré sa používajú v procese vytvárania geometrického modelu produktu, ale nie sú prvkami tohto modelu.

Poznámka - Geometrickými prvkami môžu byť stredová čiara, referenčné body spline, vodiace čiary a čiary tvoriace povrch atď.

3.1.6 atribút modelu: Rozmer, tolerancia, text alebo symbol potrebný na definovanie geometrie produktu alebo jeho vlastností* 1) .

3.1.7 modelový priestor: Priestor v súradnicovom systéme modelu, v ktorom sa vykonáva geometrický model výrobku.

3.1.8 rovina symbolov a pokynov: Rovina v modelovom priestore, na ktorej sú zobrazené vizuálne vnímateľné informácie, obsahujúca hodnoty atribútov modelu, technické požiadavky, symboly a pokyny.

3.1.9 údaje o polohe:Údaje, ktoré určujú umiestnenie a orientáciu produktu a jeho komponentov v modelovom priestore v zadanom súradnicovom systéme.

3.1.10 model v pevnej fáze: Trojrozmerný elektronický geometrický model, ktorý predstavuje tvar produktu ako výsledok zloženia danej množiny geometrických prvkov pomocou operácií booleovskej algebry s týmito geometrickými prvkami.

3.1.11 povrchový model: Trojrozmerný elektronický geometrický model reprezentovaný súborom obmedzených plôch, ktoré určujú tvar produktu v priestore.

3.1.12 model rámu: Trojrozmerný elektronický geometrický model, reprezentovaný priestorovou skladbou bodov, segmentov a kriviek, ktoré určujú tvar produktu v priestore.

3.1.13 zložka produktu: Výrobok akéhokoľvek typu v súlade s GOST 2.101, ktorý je súčasťou výrobku a považuje sa za jeden celok.

3.1.14 súbor modelu: Súbor obsahujúci informácie o geometrických prvkoch, atribútoch, symboloch a označeniach, ktoré sa považujú za celok*.

3.1.15 elektronické usporiadanie: Elektronický model produktu, ktorý ho popisuje vonkajšia forma a rozmery, umožňujúce úplne alebo čiastočne zhodnotiť jeho interakciu s prvkami výrobného a/alebo prevádzkového prostredia, ktoré slúži na rozhodovanie pri vývoji produktu a procesoch jeho výroby a použitia.

3.2 Skratky

V tejto norme sa používajú nasledujúce skratky:

POU - rovina označení a pokynov;

PZ - vysvetlivka;

KD - projektový dokument;

EMR - elektronický model produktu;

EMD - elektronický model dielu;

EMSE - elektronický model montážnej jednotky;

EMK - elektronické usporiadanie;

CAD - počítačom podporovaný konštrukčný systém;

EGM - elektronický geometrický model.

4 Všeobecné ustanovenia

4.1 V počítačovom prostredí sa EMR prezentuje ako súbor údajov, ktoré spolu určujú geometriu produktu a ďalšie vlastnosti potrebné na výrobu, kontrolu, prevzatie, montáž, prevádzku, opravu a likvidáciu produktu.

4.2 EMR sa zvyčajne používa:

Interpretovať celý súbor údajov, ktorý tvorí model (alebo jeho časť) v automatizovaných systémoch;

Vizuálne zobraziť dizajn produktu počas dizajnérskych prác, výroby a iných operácií;

Na vyhotovenie výkresovej projektovej dokumentácie v elektronickej a/alebo papierovej podobe.

4.3 Všeobecné požiadavky na realizáciu projektovej dokumentácie vo forme elektronického modelu výrobku - v súlade s GOST 2.051. EMR tvorí obsahovú časť príslušnej projektovej dokumentácie v súlade s GOST 2.102 (EMD alebo EMSE). Požiadavky na skladbu a prezentáciu informácií v súlade s ISO 10303-1, ISO 10303-11, ISO 10303-42, ISO 10303-201. Požadovaná časť je vykonaná v súlade s GOST 2.104*.

4.4 EMR spravidla pozostáva z geometrického modelu výrobku, ľubovoľného počtu atribútov modelu a môže zahŕňať technické požiadavky. Schematické zloženie modelu je znázornené na obrázku B.1 (príloha B).

4.5 Model musí obsahovať úplný súbor konštrukčných, technologických a fyzikálnych parametrov v súlade s GOST 2.109, ktoré sú potrebné na vykonávanie výpočtov, matematické modelovanie, vývoj technologických procesov atď.

4.6 Úplnosť a detailnosť modelu v rôznych štádiách vývoja musí zodpovedať požiadavkám noriem Jednotného systému projektovej dokumentácie.

4.7 Elektronický dizajnový dokument vyhotovený vo forme modelu musí spĺňať tieto základné požiadavky:

a) atribúty (modely), označenia a pokyny uvedené v modeli musia byť potrebné a postačujúce na špecifikovaný účel uvoľnenia (napríklad výroba produktu alebo vytvorenie výkresu na papieri a/alebo elektronickej forme);

b) všetky hodnoty veľkosti musia byť získané z modelu;

c) súvisiace geometrické prvky, atribúty, symboly a označenia definované v modeli musia byť konzistentné;

d) atribúty, označenia a pokyny definované a/alebo špecifikované v modeli a zobrazené na výkrese musia byť konzistentné*;

e) ak model neobsahuje všetky konštrukčné údaje výrobku, musí to byť uvedené*;

f) nie je dovolené uvádzať odkazy na regulačné dokumenty definujúce tvar a rozmery konštrukčných prvkov (otvory, skosenie, drážky a pod.), ak neobsahujú geometrický popis týchto prvkov. Všetky údaje o ich výrobe musia byť uvedené vo vzore;

g) bitovú hĺbku pri zaokrúhľovaní hodnôt lineárnych a uhlových rozmerov musí určiť vývojár;

4.8 Pri vizualizácii (zobrazení) modelu na elektronické zariadenie(napríklad obrazovka) postupujte podľa nasledujúcich pravidiel:

a) rozmery, maximálne odchýlky a pokyny (vrátane technických požiadaviek) by mali byť zobrazené v hlavných projekčných rovinách v súlade s GOST 2.305, axonometrické projekcie - v súlade s GOST 2.317 alebo iné projekčné roviny vhodné na vizuálne vnímanie zobrazovaných informácií*;

b) celý text (požiadavky, označenia a pokyny) musí byť definovaný v jednom alebo viacerých SOU;

c) zobrazenie informácií v akomkoľvek SOU by sa nemalo prekrývať so zobrazením akýchkoľvek iných informácií v tom istom SOU;

d) text požiadaviek, označenia a inštrukcií v rámci akéhokoľvek POU by nemal byť umiestnený na vrchu geometrie modelu, ak je umiestnený kolmo na rovinu zobrazenia modelu;

e) pri axonometrických projekciách musí byť orientácia blatníka rovnobežná, kolmá alebo zhodná s povrchom, na ktorý sa aplikuje;

f) pri otáčaní modelu je potrebné zabezpečiť požadovaný smer čítania v každej POU*.

Príklad zobrazenia SOA pre rôzne orientácie modelu v modelovom priestore pri vizualizácii modelu na elektronickom zobrazovacom zariadení je uvedený v prílohe B.

4.9 Pri vizualizácii modelu je povolené:

a) neprezentovať model vo formáte výkresu;

b) nezobrazovať zobrazenie centrálnych (stredových) čiar alebo stredových rovín na označenie rozmerov;

c) nezobrazovať tieňovanie v sekciách a sekciách;

d) neuvádzať detaily hlavného nápisu a jeho doplnkových stĺpcov vo formáte výkresu. V tomto prípade by sa na požiadanie malo poskytnúť zobrazenie podrobností o hlavnom nápise a ďalších stĺpcoch. Zloženie detailov je v súlade s GOST 2.104;

e) zobraziť ďalšie konštrukčné parametre pomocou pomocnej geometrie, napríklad súradnice ťažiska;

f) ukázať rozmery a maximálne odchýlky bez použitia rezov;

g) obsahovať odkazy na dokumenty iného typu, ak je referenčný dokument v elektronickej forme. Pri prenose projektovej dokumentácie do iného podniku musia byť tieto dokumenty zahrnuté v balíku projektovej dokumentácie produktu*.

4.10 Pri špecifikácii atribútov sa používajú konvencie (znaky, čiary, abecedné a alfanumerické označenia atď.) stanovené v normách Jednotného systému projektovej dokumentácie. Rozmery symbolov sú určené s prihliadnutím na jasnosť a jasnosť a zostávajú rovnaké pre opakované použitie v rámci toho istého modelu.*

4.11 Pri vývoji modelu je zabezpečené využitie elektronických knižníc (elektronických katalógov) štandardných a kupovaných produktov. Aplikáciu, spôsoby a pravidlá používania elektronických knižníc stanovuje vývojár, pokiaľ to nie je uvedené v dokumente zadávacích podmienok alebo protokol o preskúmaní technického návrhu (návrhu návrhu)*.

V prípade dokumentácie k produktom vyvinutým na objednávku ministerstva obrany sa musí so zákazníkom (zástupcom zákazníka) dohodnúť nomenklatúra a technický obsah použitých elektronických knižníc produktov, ako aj regulačné dokumenty organizácie.

4.12 Do modelu je povolené zahrnúť odkazy na normy a technické špecifikácie, ak úplne a jednoznačne definujú príslušné požiadavky. Odkazy na technologické pokyny je dovolené uvádzať, ak požiadavky stanovené týmto návodom sú jediné, ktoré zaručujú požadovanú kvalitu výrobku.

Pre dokumentáciu k výrobkom vypracovaným na objednávku Ministerstva obrany je potrebné so zákazníkom (zástupcom zákazníka) dohodnúť normy a technologické pokyny organizácií.

4.13 Súčasťou modelu nie je technologický návod. Výnimočne je povolené zahrnúť technologické pokyny v prípadoch stanovených GOST 2.109.

5 Všeobecné požiadavky na implementáciu elektronického modelu produktu

5.1 EMR musí obsahovať aspoň jeden súradnicový systém. Súradnicový systém modelu je znázornený tromi navzájom kolmými čiarami s počiatkom umiestneným v priesečníku troch osí, v tomto prípade:

Musí byť uvedený kladný smer a označenie každej osi;

Mal by sa použiť pravostranný súradnicový systém modelu (obrázok 1), pokiaľ nie je špecifikovaný iný súradnicový systém.

V prípade potreby je povolené použiť neortogonálny súradnicový systém modelu.

5.2 Pri vývoji EMR použite nasledujúce typy znázornenie tvaru výrobku podľa ISO 10303-42, ISO 10303-41, ISO 10303-43:

Reprezentácia drôtového modelu;

Prezentácia povrchu;

Pevné zastúpenie.

Zloženie a vzťah medzi typmi znázornenia formy výrobku sú znázornené na obrázku B.2 (príloha B)*.

5.3 Pri vývoji EMR poskytnite reprezentáciu súboru modelu v súlade s ISO 10303-21, ISO 10303-22.

5.4 V EMR je možné vykonať zjednodušenú reprezentáciu častí modelu, ako sú otvory, závity, pásky, pružiny atď., pomocou čiastočnej definície geometrie modelu, atribútov modelu alebo ich kombinácie.

5.5 Počiatočná orientácia EMR v modelovom priestore nie je špecifikovaná.

Obrázok 1 - Súradnicový systém elektronického modelu výrobku

6 Požiadavky na typy modelov elektronických produktov

6.1 Elektronický model dielu

6.1.1 EMD sa vyvíja spravidla pre všetky časti obsiahnuté vo výrobku, ak technické špecifikácie stanovujú vyhotovenie dokumentácie len vo forme EMD.

6.1.2 Elektromagnetická kompatibilita by sa mala spravidla vykonávať v rozmeroch, ktorým musí výrobok vyhovovať pred montážou. Výnimkou sú prípady uvedené v GOST 2.109. Hodnoty maximálnych odchýlok, drsnosti povrchu a ďalšie potrebné hodnoty vlastností výrobku alebo jeho prvkov musia zodpovedať hodnotám pred montážou.

Maximálne odchýlky a drsnosť povrchu prvkov výrobku vyplývajúce zo spracovania počas alebo po montáži sú uvedené v EMSE.

6.1.3 Symboly materiálov sú zaznamenané v EMD v súlade s GOST 2.109.

6.1.4 Ak sa na výrobu dielu počíta s použitím materiálových náhrad, potom sú uvedené v technických požiadavkách. Ak sa EMR vykonáva s prihliadnutím na textúru materiálu, potom by sa mala špecifikovať textúra základného materiálu.

6.1.5 Ak musí byť dielec vyrobený z materiálu, ktorý má určitý smer vlákien, základ atď. (kovová páska, tkanina, papier, drevo) alebo usporiadanie vrstiev materiálu dielu (textolit, vlákno, getinax) , potom je v prípade potreby dovolené naznačiť smer zrna alebo usporiadanie vrstiev materiálu v časti.

6.2 Elektronický model montážnej jednotky

6.2.1 EMSE musí poskytnúť predstavu o umiestnení a vzájomnom spojení komponentov spojených do montážneho celku a obsahovať potrebné a dostatočné informácie pre montáž a ovládanie montážneho celku.

6.2.3 EMSE zahrnuté v produkte viac ako vysoký stupeň hierarchie, odporúča sa zahrnúť modely tohto produktu ako nezávislé modely, umiestniť ich do súradnicového systému EMSE vyššej hierarchickej úrovne a špecifikovať údaje o polohe.

6.2.4 Organizácia úrovní zahrnutia komponentov zahrnutých do EMSE konečného produktu musí byť potrebná a dostatočná pre racionálnu organizáciu výroby (montáže a kontroly) produktov.

6.2.5 EMSE musí obsahovať parametre a požiadavky, ktoré musia byť splnené alebo monitorované*:

a) čísla pozícií komponentov obsiahnutých vo výrobku;

b) montážne, pripojovacie a iné potrebné referenčné rozmery;

c) technické vlastnosti výrobku (ak je to potrebné);

d) pokyny o povahe párovania prvkov EMSE a spôsobe jeho vykonania, ak presnosť párovania nie je zabezpečená stanovenými maximálnymi rozmerovými odchýlkami, ale výberom, osadením atď.;

e) pokyny na realizáciu stálych spojov (zvárané, spájkované a pod.) V EMSE jednotlivých výrobných výrobkov je dovolené uvádzať údaje o príprave hrán pre (trvalé spoje (zváranie, spájkovanie a pod.).

6.2.6 Do EMSE je povolené zahrnúť modely hraničných (susedných) produktov („prostredie“) pri dodržaní rozmerov, ktoré určujú ich relatívnu polohu.

Inštalačné a pripojovacie rozmery potrebné pre spojenie s inými výrobkami musia byť uvedené s maximálnymi odchýlkami*.

6.2.7 Všetky komponenty montážnej jednotky sú očíslované. Čísla položiek musia zodpovedať číslam uvedeným v špecifikácii a/alebo elektronickej štruktúre produktu tejto montážnej jednotky*.

6.2.8 Dokumentáciu k montážnemu celku je možné vykonávať len formou EMSE. V tomto prípade EMSE poskytuje dodatočné údaje potrebné na výrobu dielov (drsnosť povrchu, tvarové odchýlky atď.).

6.2.9 Ak sa pri montáži výrobku na jeho nastavenie, nastavenie, kompenzáciu vyberú súčiastky, potom sú v EMSE zahrnuté do jednej (hlavnej) z možných aplikácií, ktoré poskytujú nominálne parametre.

Technické požiadavky obsahujú potrebné pokyny na inštaláciu takýchto „vybraných“ dielov. Znenie pokynov je v súlade s GOST 2.109.

6.2.10 Ak je po zložení produktu počas jeho skladovania a (alebo) prepravy potrebné namontovať ochranné dočasné diely (kryt, zástrčka atď.), tieto diely sú súčasťou EMSE tak, ako by mali byť nainštalované počas skladovania a dopravy. Ak musia byť namiesto akýchkoľvek zariadení alebo mechanizmov odstránených z produktu nainštalované ochranné dočasné časti počas skladovania a prepravy, potom sú ich EMD zahrnuté v EMSE a príslušné pokyny sú zahrnuté v technických požiadavkách*.

6.3 Elektronické usporiadanie

6.3.1 EMC je typ EMR (EMSE) a je určený na posúdenie interakcie komponentov prototypového výrobku alebo výrobku ako celku s prvkami výrobného a/alebo prevádzkového prostredia.

6.3.2 EMC sa vyvíja v etapách návrhu, nie je určené na výrobu výrobkov na nich založených a spravidla neobsahuje údaje pre výrobu a montáž.

6.3.3 EHR sa spravidla vykonáva na základe EMC s využitím multimediálnych technológií zobrazujúcich dynamiku pohybu a krajné polohy pohyblivých, vysúvacích alebo sklopných dielov, pák, vozíkov, sklopných krytov a pod.

6.3.4 EHR by sa malo spravidla vykonávať so zjednodušeniami zodpovedajúcimi účelu jeho rozvoja. Detail EHR by mal byť dostatočný na to, aby poskytol komplexnú predstavu o vonkajších obrysoch produktu, polohách jeho vyčnievajúcich častí (páky, zotrvačníky, rukoväte, tlačidlá atď.) a prvkoch, ktoré musia byť neustále v zorné pole (napríklad váhy), na umiestnenie prvkov spájajúcich produkt s inými produktmi.

6.3.5 V prípade potreby je povolené poskytnúť údaje o prevádzke produktu a interakcii jeho častí. Tieto údaje sa zapisujú do anotačnej časti EZZ. Je tiež povolené umiestniť odkaz na (elektronické) Textový dokument(zvyčajne PP).

6.3.6 Je dovolené nezobrazovať prvky, ktoré vyčnievajú za hlavný obrys nepodstatne v porovnaní s rozmermi výrobku.

6.3.7 Do EMC je povolené zahrnúť diely a montážne jednotky, ktoré nie sú súčasťou výrobku („vybavenie“), pričom treba dodržať ich vzájomnú polohu.

6.3.8 Presnosť konštrukcie EMC musí byť potrebná a dostatočná na určenie celkových rozmerov výrobku, montážnych a pripojovacích rozmerov a v prípade potreby rozmerov určujúcich polohu vyčnievajúcich častí.

Príloha A

GOST 2.052-2006

Skupina T52

MEDZIŠTÁTNY ŠTANDARD

Jednotný systém projektovej dokumentácie

ELEKTRONICKÝ MODEL VÝROBKU

Všeobecné ustanovenia

Jednotný systém projektovej dokumentácie. Elektronický model produktu.

Všeobecné zásady

Dátum zavedenia 2006-09-01

Predslov

Ciele, základné princípy a základný postup pri vykonávaní prác na medzištátnej normalizácii stanovuje GOST 1.0-92 "Medzištátny normalizačný systém. Základné ustanovenia" a GOST 1.2-97 * "Medzištátny normalizačný systém. Medzištátne normy, pravidlá a odporúčania pre medzištátnu normalizáciu . Postup vývoja, prijatia, žiadostí, aktualizácií, zrušení“

________________

Štandardné informácie

1 VYVINUTÉ Federálnym štátnym jednotným podnikom All-Russian Scientific Research Institute of Standardization and Certification in Mechanical Engineering (VNIINMASH), autonómnou neziskovou organizáciou Vedeckým výskumným centrom pre technológie CALS „Aplikovaná logistika“ (Výskumné centrum ANO pre technológie CALS „Aplikovaná logistika“ ")

2 ZAVEDENÉ Federálnou agentúrou pre technický predpis a metrológie

3 PRIJATÉ Medzištátnou radou pre normalizáciu, metrológiu a certifikáciu (protokol č. 23 z 28. februára 2006)

Azerbajdžan				Azstandard

Uzbekistan				Uzstandard

				Gospotrebstandart Ukrajiny

4 Nariadením Federálnej agentúry pre technickú reguláciu a metrológiu z 22. júna 2006 N 119-st medzištátny štandard GOST 2.052-2006 uzákonený akonárodná norma Ruská federácia od 1.9.2006

5 PRVÝ KRÁT PREDSTAVENÉ

6 REPUBLIKÁCIA. apríla 2011

Informácie o nadobudnutí platnosti (ukončení) tejto normy sú zverejnené v indexe „Národné normy“.

Informácie o zmenách tohto štandardu sú zverejnené v indexe (katalógu) „Národné štandardy“ a text zmien je zverejnený v informačných indexoch „Národné štandardy“. V prípade revízie alebo zrušenia tejto normy budú príslušné informácie zverejnené v informačnom indexe „Národné normy“

1 oblasť použitia

Táto norma stanovuje všeobecné požiadavky na implementáciu elektronických modelov výrobkov (častí, montážnych celkov) strojárstva a výroby prístrojov.

GOST 2.051-2006 Jednotný systém projektovej dokumentácie. Elektronické dokumenty. Všeobecné ustanovenia

GOST 2.101-68 Jednotný systém projektovej dokumentácie. Druhy produktov

GOST 2.102-68 Jednotný systém projektovej dokumentácie. Typy a úplnosť projektovej dokumentácie

GOST 2.104-2006 Jednotný systém projektovej dokumentácie. Základné nápisy

GOST 2.109-73 Jednotný systém projektovej dokumentácie. Základné požiadavky na výkresy

GOST 2.305-2008 Jednotný systém projektovej dokumentácie. Obrázky - pohľady, rezy, rezy

GOST 2.307-68 Jednotný systém projektovej dokumentácie. Rozmery výkresu a maximálne odchýlky

________________

Dokument neplatí na území Ruskej federácie. Platí GOST 2.307-2011, ďalej v texte. - Poznámka výrobcu databázy.

GOST 2.317-69 Jednotný systém projektovej dokumentácie. Axonometrické projekcie

________________

Dokument neplatí na území Ruskej federácie. Platí GOST 2.317-2011, ďalej v texte. - Poznámka výrobcu databázy.

Poznámka: Pri použití tohto štandardu je vhodné skontrolovať účinok referenčné štandardy podľa indexu "Národné štandardy", zostaveného k 1. januáru bežného roka a podľa zodpovedajúcich informačných indexov zverejnených v bežnom roku. Ak je referenčný štandard nahradený (zmenený), potom by ste sa pri používaní tohto štandardu mali riadiť nahradzujúcim (zmeneným) štandardom. Ak sa referenčná norma zruší bez náhrady, potom sa v časti, ktorá nemá vplyv na tento odkaz, použije ustanovenie, v ktorom sa na ňu odkazuje.

3 Pojmy, definície a skratky

3.1 Pojmy a definície

IN Táto norma používa nasledujúce výrazy so zodpovedajúcimi definíciami:

3.1.1 elektronický model produktu(model): Elektronický model dielu alebo montážnej jednotky v súlade s GOST 2.102.

3.1.2 elektronický geometrický model (geometrický model):Elektronický model produktu, ktorý popisuje geometrický tvar, rozmery a ďalšie vlastnosti produktu v závislosti od jeho tvaru a veľkosti.

3.1.3 geometrický prvok: Identifikovaný (pomenovaný) geometrický objekt použitý v množine údajov.

Poznámka - Geometrickým objektom môže byť bod, čiara, rovina, plocha, geometrický útvar, geometrické teleso.

3.1.4 geometria modelu: Súbor geometrických prvkov, ktoré sú prvkami geometrického modelu produktu.

3.1.5 pomocná geometria: Súbor geometrických prvkov, ktoré sa používajú v procese vytvárania geometrického modelu produktu, ale nie sú prvkami tohto modelu.

Poznámka - Geometrickými prvkami môžu byť stredová čiara, referenčné body spline, vodiace čiary a čiary tvoriace povrch atď.

3.1.6 atribút modelu: Rozmer, tolerancia, text alebo symbol, ktoré je potrebné definovať

geometria alebo vlastnosti produktu*.

3.1.7 modelový priestor: Priestor v súradnicovom systéme modelu, v ktorom sa vykonáva geometrický model výrobku.

3.1.8 rovina symbolov a pokynov: Rovina v modelovom priestore, na ktorej sú zobrazené vizuálne vnímateľné informácie, obsahujúca hodnoty atribútov modelu, technické požiadavky, symboly a pokyny.

3.1.9 údaje o polohe:Údaje, ktoré určujú umiestnenie a orientáciu produktu a jeho komponentov v modelovom priestore v zadanom súradnicovom systéme.

3.1.10 model v pevnej fáze: Trojrozmerný elektronický geometrický model, ktorý predstavuje tvar produktu ako výsledok zloženia danej množiny geometrických prvkov pomocou operácií booleovskej algebry s týmito geometrickými prvkami.

3.1.11 povrchový model: Trojrozmerný elektronický geometrický model reprezentovaný súborom obmedzených plôch, ktoré určujú tvar produktu v priestore.

3.1.12 model rámu: Trojrozmerný elektronický geometrický model, reprezentovaný priestorovou skladbou bodov, segmentov a kriviek, ktoré určujú tvar produktu v priestore.

3.1.13 komponent Produkty: Výrobok akéhokoľvek typu v súlade s GOST 2.101, ktorý je súčasťou výrobku a považuje sa za jeden celok.

3.1.14 modelový súbor: Súbor obsahujúci informácie o geometrických prvkoch, atribútoch, symboloch a označeniach, ktoré sa považujú za celok*.

3.1.15 elektronické usporiadanie: Elektronický model produktu, ktorý popisuje jeho vonkajší tvar a rozmery, umožňujúci úplne alebo čiastočne vyhodnotiť jeho interakciu s prvkami výrobného a/alebo prevádzkového prostredia, ktorý slúži na rozhodovanie pri vývoji produktu a procesov jeho výrobu a použitie.

3.2 Skratky

V tejto norme sa používajú nasledujúce skratky:

POU - rovina označení a pokynov;

PZ - vysvetlivka;

KD - projektový dokument;

EMR - elektronický model produktu;

EMD - elektronický model dielu;

EMSE - elektronický model montážnej jednotky;

EMK - elektronické usporiadanie;

CAD - počítačom podporovaný konštrukčný systém;

EGM - elektronický geometrický model.

4 Všeobecné ustanovenia

4.2 EMR sa zvyčajne používa:

- interpretovať celý súbor údajov, ktorý tvorí model (alebo jeho časť) v automatizovaných systémoch;

- pre vizuálne zobrazenie dizajnu produktu počas projekčných prác, výroby a iných operácií;

- na vyhotovenie výkresovej projektovej dokumentácie v elektronickej a/alebo papierovej podobe.

4.3 Všeobecné požiadavky vykonať projektovú dokumentáciu vo forme elektronického modelu výrobku - v súlade s GOST 2.051. EMR tvorí obsahovú časť príslušnej projektovej dokumentácie v súlade s GOST 2.102 (EMD alebo EMSE).

Požiadavky na skladbu a prezentáciu informácií podľa ISO 10303-1, ISO 10303-11

ISO 10303-42, ISO 10303-201. Požadovaná časť sa vykonáva v súlade s GOST 2.104 *.

________________

Prístup k medzinárodným a zahraničným dokumentom uvedeným tu a ďalej v texte získate kliknutím na odkaz. - Poznámka výrobcu databázy.

4.4 EMR spravidla pozostáva z geometrického modelu produktu, ľubovoľného počtu atribútov modelu a môže zahŕňať technické požiadavky. Schematické zloženie modelu je znázornené na obrázku B.1 (príloha B).

4.5 Model musí obsahovať celý súbor konštrukčných, technologických a fyzikálnych parametrov v súlade s GOST 2.109, potrebný na vykonávanie výpočtov, matematické modelovanie, vývoj technologických procesov atď.

4.6 Úplnosť a detailnosť modelu v rôznych štádiách vývoja musí zodpovedať požiadavkám noriem Jednotného systému projektovej dokumentácie.

4.7 Elektronický dizajnový dokument vyhotovený vo forme vzoru musí spĺňať tieto základné požiadavky:

a) atribúty (modely), označenia a pokyny uvedené v modeli musia byť potrebné a postačujúce na špecifikovaný účel uvoľnenia (napríklad výroba produktu alebo zostavenie výkresu v papierovej a/alebo elektronickej forme);

b) všetky hodnoty veľkosti musia byť získané z modelu;

c) súvisiace geometrické prvky, atribúty, symboly a označenia definované v modeli musia byť konzistentné;

d) atribúty, označenia a pokyny definované a/alebo špecifikované v modeli a zobrazené na výkrese musia byť konzistentné*;

e) ak model neobsahuje všetky konštrukčné údaje výrobku, musí to byť uvedené*;

g) bitovú hĺbku pri zaokrúhľovaní hodnôt lineárnych a uhlových rozmerov musí určiť vývojár;

4.8 Pri vizualizácii (zobrazení) modelu na elektronickom zariadení (napríklad na obrazovke) sa dodržiavajú tieto pravidlá:

b) celý text (požiadavky, označenia a pokyny) musí byť definovaný v jednom alebo viacerých SOU;

c) zobrazenie informácií v akomkoľvek SOU by sa nemalo prekrývať so zobrazením akýchkoľvek iných informácií v tom istom SOU;

d) text požiadaviek, označení a pokynov v rámci žiadnej POU by nemal byť umiestnený na vrchu geometrie modelu, ak je umiestnený kolmo na rovinu zobrazenia modelu

e) pri axonometrických projekciách musí byť orientácia blatníka rovnobežná, kolmá alebo zhodná s povrchom, na ktorý sa aplikuje;

f) pri otáčaní modelu je potrebné zabezpečiť požadovaný smer čítania v každej POU*.

Príklad zobrazenia SOA pre rôzne orientácie modelu v modelovom priestore pri vizualizácii modelu na elektronickom zobrazovacom zariadení je uvedený v prílohe B.

4.9 Pri vizualizácii modelu je povolené:

a) neprezentovať model vo formáte výkresu;

b) nezobrazovať zobrazenie centrálnych (stredových) čiar alebo stredových rovín na označenie rozmerov;

c) nezobrazovať tieňovanie v sekciách a sekciách;

e) zobraziť ďalšie konštrukčné parametre pomocou pomocnej geometrie, napríklad súradnice ťažiska;

f) ukázať rozmery a maximálne odchýlky bez použitia rezov;

4.10 Pri zadávaní atribútov sa používajú konvencie (znaky, riadky, písmená a alfanumerické označenia atď.) stanovené v štandardoch Jednotného systému projektovej dokumentácie. Rozmery symbolov sú určené s ohľadom na jasnosť a jasnosť a sú zachované rovnaké pre opakované použitie v rámci toho istého modelu*.

4.11 Pri vývoji modelu je zabezpečené použitie elektronických knižníc

(elektronické katalógy) štandardných a nakupovaných produktov. Aplikáciu, spôsoby a pravidlá používania elektronických knižníc stanovuje ich spracovateľ, pokiaľ to nie je uvedené v technických špecifikáciách alebo protokole o preskúmaní technického návrhu (návrhu návrhu)*.

Pre dokumentáciu k výrobkom vypracovaným na objednávku Ministerstva obrany je potrebné so zákazníkom (zástupcom zákazníka) dohodnúť normy a technologické pokyny organizácií.

4.13 Súčasťou modelu nie je technologický návod. Výnimočne je povolené zahrnúť technologické pokyny v prípadoch stanovených GOST 2.109.

5 Všeobecné požiadavky na implementáciu elektronického modelu produktu

- Musí byť uvedený kladný smer a označenie každej osi;

- Mal by sa použiť pravý súradnicový systém modelu (obrázok 1), pokiaľ nie je špecifikovaný iný súradnicový systém.

Obrázok 1 - Súradnicový systém elektronického modelu výrobku

V prípade potreby je povolené použiť neortogonálny súradnicový systém modelu

5.2 Pri vývoji EMR sa používajú nasledujúce typy znázornenia tvaru výrobku podľa

GOST R 57412-2017

NÁRODNÝ ŠTANDARD RUSKEJ FEDERÁCIE

POČÍTAČOVÉ MODELY V PROCESOCH VÝVOJA, VÝROBY A PREVÁDZKY PRODUKTOV

Všeobecné ustanovenia

Počítačové modely produktov v dizajne, výrobe a údržbe. generál

OKS 01.040.01

Dátum zavedenia 2017-07-01

Predslov

1 VYVINUTÉ Akciovou spoločnosťou „Výskumné centrum „Aplikovaná logistika“ (Centrum vedeckého výskumu JSC „Aplikovaná logistika“), Otvorenou akciovou spoločnosťou „T-Platforms“ (JSC „T-Platformy“) a Federálnym štátnym jednotným podnikom „Výskum Inštitút pre normalizáciu a zjednotenie“ (FSUE „NIISU“)

2 PREDSTAVENÉ Technickým výborom pre normalizáciu TC 700 „Matematické modelovanie a vysokovýkonné výpočtové technológie“ spolu s Technickým výborom pre normalizáciu TC 482 „Integrovaná logistická podpora pre vyvážané vojenské produkty“

3 SCHVÁLENÉ A NADOBUDNUTÉ ÚČINNOSTI nariadením Spolkovej agentúry pre technickú reguláciu a metrológiu zo dňa 10.03.2017 N 110-st.

4 PRVÝ KRÁT PREDSTAVENÉ

5 REPUBLIKÁCIA. augusta 2018

Pravidlá pre aplikáciu tejto normy sú ustanovené včlánok 26 Federálny zákon zo dňa 29. júna 2015 N 182-FZ „O štandardizácii v Ruskej federácii“. Informácie o zmenách tohto štandardu sú zverejnené vo výročnom (k 1. januáru bežného roka) informačnom indexe „Národné štandardy“ a oficiálny text zmien a doplnkov jeV mesačný informačný index "Národné štandardy". V prípade revízie (nahradenia) alebo zrušenia tohto štandardu bude príslušné oznámenie uverejnené v nasledujúcom vydaní mesačného informačného indexu „Národné štandardy“. Relevantné informácie, upozornenia a texty sú tiež zverejnené v informačný systém bežné používanie - na oficiálnej webovej stránke Federálnej agentúry pre technickú reguláciu a metrológiu na internete (www.gost.ru)

Úvod

Vzhľadom na vývoj modern informačných technológií rastúce využívanie technológií počítačové modelovanie pri riešení problémov vývoja, výroby a údržby produktov. Počítačové modely sa stávajú jednou z foriem prezentácie výsledkov projektovej a inžinierskej činnosti.

Zároveň sa zvyšuje úloha počítačového modelovania ako alternatívy k fyzickému testovaniu, čo môže výrazne znížiť náklady na testovanie pri tvorbe produktov.

1 oblasť použitia

Norma stanovuje všeobecné požiadavky na počítačové modely, ich klasifikáciu a použitie vo všetkých fázach životný cyklus priemyselné výrobky (ďalej len výrobky).
________________
Priemyselné výrobky sú v tejto norme chápané predovšetkým ako výrobky strojárstva a výroby nástrojov.

Na základe tejto normy je možné v prípade potreby vypracovať normy, ktoré zohľadňujú špecifiká zhotovovania počítačových modelov konkrétnych typov výrobkov v závislosti od ich špecifík.

2 Normatívne odkazy

Táto norma používa normatívne odkazy na nasledujúce normy:

GOST 2.052 Jednotný systém projektovej dokumentácie. Elektronický model produktu. Všeobecné ustanovenia

GOST 2.053 Jednotný systém projektovej dokumentácie. Elektronická štruktúra produktu. Všeobecné ustanovenia

GOST 2.058 Jednotný systém projektovej dokumentácie. Pravidlá pre splnenie požadovanej časti elektronických návrhových dokumentov

GOST 2.307 Jednotný systém projektovej dokumentácie. Rozmery výkresu a maximálne odchýlky

GOST 2.308 Jednotný systém projektovej dokumentácie. Označenie tolerancií tvaru a umiestnenia povrchov

GOST 2.309 Jednotný systém projektovej dokumentácie. Symboly drsnosti povrchu

GOST 20886 Organizácia údajov v systémoch spracovania údajov. Pojmy a definície

GOST R 15.000 Systém pre vývoj a uvedenie produktov do výroby. Základné ustanovenia

GOST R 15.301 Systém pre vývoj a uvádzanie produktov do výroby. Výrobky na priemyselné a technické účely. Postup vývoja a uvedenia produktov do výroby

GOST R 53392 Integrovaná logistická podpora. Analýza logistickej podpory. Základné ustanovenia

GOST R 54089 Integrovaná logistická podpora. Elektronické puzdro na produkt. Základné ustanovenia

Poznámka - Pri používaní tejto normy je vhodné skontrolovať platnosť referenčných noriem vo verejnom informačnom systéme - na oficiálnej stránke Federálnej agentúry pre technickú reguláciu a metrológiu na internete alebo pomocou ročného informačného indexu "Národné normy" , ktorý bol zverejnený k 1. januáru bežného roka a o číslach mesačného informačného indexu „Národné štandardy“ na aktuálny rok. Ak sa nahradí referenčná norma, na ktorú je uvedený nedatovaný odkaz, odporúča sa použiť aktuálnu verziu tejto normy, berúc do úvahy všetky zmeny v nej vykonané. túto verziu zmeny. Ak sa nahradí datovaná referenčná norma, odporúča sa použiť verziu tejto normy s rokom schválenia (prijatia) uvedeným vyššie. Ak po schválení tejto normy dôjde k zmene referenčnej normy, na ktorú sa odkazuje s dátumom, ktorá má vplyv na uvedené ustanovenie, odporúča sa, aby sa toto ustanovenie uplatňovalo bez ohľadu na túto zmenu. Ak je referenčná norma zrušená bez náhrady, potom sa odporúča použiť ustanovenie, v ktorom je na ňu uvedený odkaz, v časti, ktorá nemá vplyv na tento odkaz.

3 Pojmy, definície a skratky

3.1 Pojmy a definície

V tejto norme sa používajú nasledujúce výrazy s príslušnými definíciami:

3.1.1 Model: Entita, ktorá reprodukuje jav, objekt alebo vlastnosť objektu v reálnom svete*.
________________
Tu a nižšie „*“ označuje body, ku ktorým sú uvedené komentáre v prílohe A.

3.1.2 objekt na modelovanie: Fenomén, objekt alebo vlastnosť objektu reálneho sveta*.

3.1.3 modelovací aspekt: Samostatná vlastnosť alebo súbor vlastností modelovacieho objektu, ktorý je predmetom výskumu pomocou modelovania.

3.1.4 matematický model: Model, v ktorom sú informácie o modelovanom objekte prezentované vo forme matematických symbolov a výrazov*.

3.1.5 informačný model: Model, v ktorom sú informácie o objekte modelovania prezentované ako súbor dátových prvkov a vzťahov medzi nimi*.

Poznámka - Zloženie (nomenklatúra) údajov je určené oblasťou záujmu vývojára modelu a potenciálneho alebo skutočného používateľa.

3.1.6 modelovanie:Štúdium vlastností a/alebo správania modelovaného objektu, vykonávané pomocou jeho modelov*.

3.1.7 počítačový model (elektronický model): Model vytvorený v počítačovom (výpočtovom) prostredí a predstavujúci súbor údajov a programový kód potrebné pre prácu s dátami.

3.1.8 kontrola vhodnosti modelu počítača: Súbor akcií s modelom, ktorého výsledkom je potvrdenie jeho súladu so simulovaným objektom reálneho sveta*.

3.1.9 kontrola výsledkov počítačového modelovania: Súbor akcií, ktorých výsledkom je potvrdenie súladu počítačovej implementácie modelu s pôvodným matematickým alebo informačným modelom*.

3.1.10 počítačový model produktu: Počítačový model, v ktorom je predmetom modelovania produkt(y)*.

3.1.11 počítačové modelovanie produktu: Modelovanie vykonávané pomocou počítačového modelu produktu.

Poznámka - Počítačové modelovanie produktu sa vykonáva za účelom získania údajov potrebných pre rozhodovanie v procesoch vývoja, návrhu, výroby, údržby prevádzky a ďalších úloh počas životného cyklu produktu.

3.2 Skratky

V tejto norme sa používajú nasledujúce skratky:

Životný cyklus - životný cyklus;

IO - informačný objekt;

KD - projektový dokument;

KM - počítačový model;

VaV - vedecko-výskumná práca;

R&D - experimentálne dizajnérske práce;

OM - modelovací objekt;

MF - komponent (výrobku).

4 Základné ustanovenia

4.1 KM produktov a procesy súvisiace s produktom sa používajú vo všetkých fázach životného cyklu produktov.

4.2 Technický obsah CM je určený účelom modelovania a súborom študovaných vlastností analyzovaného OM, pričom proces formalizácie určitých vlastností objektu modelovania sa uskutočňuje v záujme konkrétneho riešeného problému.

Poznámka - Účelom modelovania je súbor vedeckých, technických a/alebo inžinierskych problémov vyriešených počas modelovania.

4.3 Produkty KM sú klasifikované podľa nasledujúcich kritérií:
________________
V rozsahu pôsobnosti tejto normy.

a) na študovanom aspekte modelovania (študované vlastnosti OM);

b) metóda použitá na opis OM.

4.4 Podľa skúmaného aspektu modelovania CM sa produkty delia na:

a) funkčný, ktorého modelovacím aspektom je identifikácia a popis funkcií produktu, ich štruktúry a vzťahov;

b) konštrukčná, ktorej modelovacím aspektom je štruktúra výrobku (napríklad konštrukčná, technologická, prevádzková elektronická štruktúra výrobku podľa GOST 2.053, logistická štruktúra výrobku podľa GOST R 53392)*;

c) geometrický, ktorého modelovacím aspektom je najmä tvar, rozmery a vlastnosti spojené s tvarom a rozmermi (napríklad rozmery a tolerancie podľa GOST 2.307, drsnosť podľa GOST 2.308, prípustné tvarové odchýlky podľa GOST 2.309 atď. .)*;

d) fyzikálno-mechanické, ktorých hľadiskom modelovania sú fyzikálno-mechanické vlastnosti výrobku a interakcia výrobku s vonkajším prostredím (statika, kinematika, dynamika tuhého telesa, hydro- a plynová dynamika, deformácie, tepelná vodivosť, atď.)*;

e) fyzikálne a chemické, ktorých modelovacím aspektom sú zmeny vlastností materiálov výrobku (korozívne ničenie materiálu, starnutie a pod.) *;

f) technické a ekonomické, ktorých aspektom modelovania sú vzájomne súvisiace technické a ekonomické vlastnosti výrobku (napríklad nákladový model životného cyklu výrobku, nákladový model popredajného servisu výrobku);

g) procesné, ktorých aspektom modelovania sú procesy priamo súvisiace s produktom (napríklad model technologický postup výroba produktu alebo model procesu technická prevádzka Produkty).

Poznámka - Uvedený zoznam klasifikačných charakteristík môže byť rozšírený v závislosti od problémov riešených počas modelovania. Klasifikácia podľa iných kritérií je povolená, odrážajúc význam študovaných vlastností OM.

4.5 Podľa metódy použitej na opis OM sa rozlišujú matematické a informačné modely.

4.6 Matematické modely sa v závislosti od spôsobu hľadania riešenia (určenie typu závislosti niektorých parametrov modelu od iných) delia na:

a) analytické, popisujúce vlastnosti OM systémom rovníc, pre ktoré možno nájsť analytické riešenie v explicitnej forme (napríklad jednotlivé modely mechaniky pevných látok založené na dynamických rovniciach)*;

b) numerické, popisujúce vlastnosti OM sústavou rovníc, pre ktoré sa nájde riešenie pomocou metód výpočtovej matematiky (napríklad diferenčné metódy alebo metódy konečných prvkov, konečných alebo hraničných objemov a pod., používané na riešenie problémov tzv. mechanika deformovateľnej pevnej látky, prenos tepla, hydrodynamika a elektrodynamika atď.);

c) simulácia, pri ktorej sa opakovaným testovaním modelu s rôznymi vstupnými údajmi zisťuje forma a koeficienty závislosti niektorých parametrov modelu od iných (napríklad modely radenia, modely popisujúce dynamiku zmien skladových zásob)*.

4.7 Informačné modely sa delia na:

a) na formálny (symbolický), v ktorom sa opis OM vykonáva pomocou špecializovaných jazykov (napríklad opis geometrie a štruktúry produktu podľa)*;

b) popisný (obrazový), v ktorom je OM opísaný pomocou prirodzeného jazyka alebo obrázkov (napríklad text popisujúci vlastnosti alebo správanie OM alebo jeho vizuálny obraz (fotografie)*.
________________
poz. , pozri časť Bibliografia, ďalej. - .

4.8 Okrem klasifikačných charakteristík špecifikovaných v 4.2-4.7 možno modely dodatočne klasifikovať:

a) podľa účelu (oblasť činnosti, v ktorej sa riešia problémy modelovania a etapy životného cyklu výrobku) - na vedecké (výskumné), konštrukčné, technologické, prevádzkové, demonštračné atď. *;

b) podľa miery priblíženia zobrazenia k objektu reálneho sveta - na zjednodušené a presné;

c) podľa miery prepojenosti - na základné a odvodené;

d) podľa súhrnu skúmaných vlastností - na jednoduché a kombinované (napríklad jednoduché na štúdium jednej vlastnosti a kombinované na štúdium súboru vlastností)*;

e) podľa závislosti vlastností modelu od času - statické a dynamické;

f) podľa charakteru zmien vlastností modelu v čase – deterministické a stochastické;

g) podľa oblasti definície uvažovaných vlastností a hodnôt, ktoré akceptujú - na diskrétne a spojité

a ďalšie funkcie, ktoré sú významné z pohľadu vývojára modelu.

Poznámka - Modely klasifikované podľa dvoch alebo viacerých klasifikačných kritérií sa nazývajú hybridné*.

4.9 CM, pozostávajúci zo súboru vzájomne prepojených modelov popisujúcich jeden OM, sa nazýva kompozitný (komplexný).

4.10 Jeden OM môže zodpovedať niekoľkým modelom, vrátane modelov s rôznymi klasifikačnými charakteristikami. Na druhej strane, rovnaký model možno použiť pri štúdiu rôznych OM*.

4.11 Vývoj CM komplexných objektov hierarchického typu, umožňujúci dekompozíciu analyzovaného OM na jeho jednotlivé prvky, pozostáva zo sekvenčnej analýzy a modelovania jeho jednotlivých komponentov s následným vytváraním väzieb medzi modelmi komponentov OM. V tomto prípade je CM každej úrovne hierarchie vytvorený ako spojenie CM komponentov OM nižšej úrovne a proces interakcie OM je modelovaný s vytvorením koordinačných spojení medzi interagujúcimi úrovňami.

4.12 Príklady typických technických problémov vyriešených pomocou rôznych počítačových modelov produktu sú uvedené v prílohe B.

5 Všeobecné požiadavky na vývoj a používanie počítačových modelov

5.1 Vývoj CM by sa mal vykonávať s úrovňou podrobnosti zodpovedajúcou štádiu životného cyklu OM podľa GOST R 15.000 a zodpovedajúcemu typu práce. Úplnosť a detailnosť CM musí zodpovedať úlohám, ktoré sa riešia pri modelovaní*.

5.2 Požiadavky na modely vyvinuté v etapách životného cyklu výrobku (metódy modelovania, zoznam študovaných vlastností OM, stupeň podrobnosti, forma prezentácie výsledkov atď.) by mali byť stanovené v príslušných technických špecifikáciách (pre výskum a vývoj, predbežný návrh, vývojové práce a ich SS), podľa GOST R 15.201*.

5.3 Produkty vyvinuté spoločnosťou CM, ako aj získané výsledky počítačového modelovania sú zahrnuté do výsledkov vykonaných prác (výskumné práce, predbežný návrh, vývojové práce alebo iné práce vykonávané na základe zmluvy so zákazníkom) podľa dohody so zákazníkom. , berúc do úvahy 5,5*.

5,4 V všeobecný prípad Proces vývoja CM zahŕňa nasledujúce fázy:

b) zostavenie modelu (prijatie symbolov a popis OM, prvkov OM a spojení medzi nimi v akceptovanej forme)*;

c) výber spôsobu riešenia s prihliadnutím na znalosti a preferencie používateľa a vývojára*;

d) vývoj CM (implementácia softvéru vrátane vývoja algoritmu, programového kódu (ak je to potrebné) alebo výberu softvéru);

e) aplikácia získaného CM na modelovanie OM;

f) monitorovanie a analýza získaných výsledkov, určenie primeranosti vyvinutého CM*.

Poznámka - Je potrebné mať na pamäti, že pri použití automatizačných systémov na matematické výpočty a informačné modelovanie v inžinierskej praxi vývojár CM (používateľ systému) spravidla vykonáva iba časť procesných krokov. Úlohou vývojára CM je v tomto prípade spravidla koncepčná formulácia problému a formálny popis modelu prevzatou metódou, pričom voľba metódy riešenia a samotná výpočtová implementácia sú používateľovi skrytá. takýto automatizovaný systém.

5.5 Formu predloženia a postup kontroly, odsúhlasovania a schvaľovania projektovej dokumentácie pre každý stupeň rozpracovania a etapu vykonávaných prác určuje spracovateľ, ak nie je v technických špecifikáciách určené inak. Pre produkty CM vyvinuté na základe vládnych obranných príkazov musí byť toto rozhodnutie dohodnuté so zákazníkom (vojenským zastupiteľským úradom) v súlade s platnými regulačnými dokumentmi.

5.6 Typické zloženie detailov KM - na základe GOST 2.058. V prípade potreby môžete zadať ďalšie podrobnosti.

Dodatok A (pre referenciu). Vysvetlivky k niektorým bodom normy

Príloha A
(informatívne)

3.1.1 Model je približnou reprezentáciou, ktorá zachováva základné vlastnosti simulovaného objektu reálneho sveta a popisuje hlavné vlastnosti OM, jeho parametre, vnútorné a vonkajšie súvislosti s špecifikované vývojárom presnosť. Slúži na štúdium vlastností objektu skutočného sveta skúmaním modelu.

3.1.2 Objekt modelovania môže byť jednoduchý (napríklad produkt bez zohľadnenia vplyvu prostredia) alebo zložitý (napríklad interakcia produktu s produktom, produktu s prostredím atď.) .

3.1.3 Aspektom výskumu (modelovania) môžu byť jednotlivé vlastnosti alebo vzájomne súvisiace vlastnosti, ktoré určujú vzor zmien charakteristík produktu, ktoré sú dôležité pre riešenie konkrétneho problému (napr. predmetom modelovania môže byť zmena tvaru výrobok a hľadiskom je jeho závislosť od zaťaženia).

3.1.4 Matematické symboly znamenajú čísla, matematické znaky, symbolické označenia premenných, matematické výrazy znamenajú rovnice, logické podmienky a pod. Informácie o OM zahŕňajú súbor počiatočných a okrajových podmienok.

3.1.5 Informačné modely sú prezentované predovšetkým v symbolickej forme.

3.1.6 Pri zložitých high-tech výrobkoch je modelovanie spravidla jediným spôsobom, ako posúdiť vlastnosti výrobku bez jeho výroby. Pri takýchto produktoch môže porovnanie výsledkov ich výskumu pomocou rôznych matematických modelov výrazne zvýšiť spoľahlivosť výsledkov modelovania.

3.1.7 Postup na potvrdenie vhodnosti modelu k simulovanému objektu reálneho sveta sa tiež nazýva validácia. Adekvátnosť CM možno overiť použitím iných CM, ktorých primeranosť bola stanovená a zdokumentovaná, ako aj vykonaním experimentov v plnom rozsahu. Kontrola primeranosti sa vykonáva podľa metodiky dohodnutej so zákazníkom.

3.1.8 Postup potvrdenia zhody počítačovej implementácie s matematickým (alebo informačným) modelom sa nazýva aj verifikácia.

3.1.9 Počítačový model sa vytvorí pomocou vhodného softvéru.

4.4, bod b) Teoretickým základom pre vytváranie štruktúrnych CM sú metódy teórie grafov (spravidla sa používa hierarchický model, ktorý je popísaný acyklickým grafom podľa GOST 2.053). Použiteľný je aj sieťový model, v ktorom môžu byť spojenia medzi konštrukčnými prvkami ľubovoľné.

4.4, výpis c) Teoretickým základom pre tvorbu geometrických CM sú metódy analytickej a diferenciálnej geometrie, algebra logiky a topológie. Na reprezentáciu geometrických CM sa odporúča použiť štandardné aj popisné metódy podporované vývojármi príslušného softvéru.

4.4, zoznam d) Fyzikálno-mechanické CM môžu mať formu algebraických, diferenciálnych, integro-diferenciálnych rovníc alebo logických podmienok.

4.4, výpis e) Teoretickým základom pre tvorbu technicko-ekonomického KM sú metódy teórie pravdepodobnosti a matematickej štatistiky.

4.6, výpisy a), b) Matematické modely sú zvyčajne prezentované vo forme systémov (množín sústav) rovníc (logických podmienok), počiatočných a okrajových podmienok. Keď je ich zložitosť vysoká, keď nie je možné priame (analytické) riešenie, používajú sa numerické metódy riešenia.

4.6, výpis c) Simulačný model odráža elementárne javy, ktoré tvoria proces, zachováva ich logickú štruktúru a postupnosť výskytu v čase, čo umožňuje z počiatočných údajov získať informácie o stavoch procesu v určitých bodoch čas, čo umožňuje vyhodnotiť vlastnosti OM.

4.7, výpis a) Grafické modely sa tiež považujú za ikonické.

4.7, výpis b) V tomto prípade sú zaznamenané najpodstatnejšie vlastnosti OM a súvislosti medzi nimi. Spravidla sa neobmedzujú na kvantitatívne, ale na kvalitatívne kategórie opisu OM, napríklad poznamenávajú, že hodnota takejto a takej charakteristiky sa zvyšuje ako hodnoty ďalšieho poklesu atď.

4.8, výpis d) Kombinované modely pokrývajú súčasne viacero aspektov modelovania, napríklad logistickú štruktúru funkcií, funkčné poruchy prvkov tejto štruktúry a ich dôsledky a vzťahy s logistickou štruktúrou produktu. V praxi sa spravidla používajú kombinované modely.

4.8, poznámka Typickým príkladom popisu OM niekoľkými modelmi s jedným klasifikačným atribútom môže byť popis OM v štádiu predbežného návrhu so zjednodušeným (berúc do úvahy malý počet parametrov) analytickým modelom a presným analytickým modelom na etapa podrobného návrhu.

Typickým príkladom popisu OM viacerými modelmi s rôznymi klasifikačnými charakteristikami je popis jedného OM prepojenými geometrickými a fyzikálno-mechanickými modelmi, čo je spôsobené potrebou skúmania rôznych vlastností OM.

4.10 Príkladom použitia rovnakého modelu (ekvivalentného matematického modelu) pri štúdiu rôznych OM je model oscilačného procesu, ktorý sa používa na simuláciu procesov v mechanike aj v elektrických obvodoch.

5.1 Konkrétna skladba študovaných vlastností OM, rozsah prác a miera detailnosti, ako aj skladba účinkujúcich by mali byť stanovené pre každý projekt individuálne v závislosti od nasledujúcich faktorov:

Typ projektu (vývoj nového produktu, modernizácia existujúceho produktu, vývoj úpravy alebo prevedenie produktu, dodávka existujúceho produktu bez zmien);

Zložitosť produktu;

Požiadavky zákazníkov;

Možnosť ovplyvnenia dizajnu produktu;

Etapy životného cyklu OM.

5.2 V prípade potreby (napríklad pri veľkom množstve požiadaviek) môžu byť požiadavky na CM stanovené v prílohe zmluvy (dohoda) alebo spoločným rozhodnutím developera a objednávateľa.

5.3 Inými prácami vykonávanými na základe zmluvy s objednávateľom sa rozumejú práce vykonávané napríklad v rámci projektanta a/alebo technického dozoru a pod.

5.4, zoznam a) V tejto fáze vytvárania modelu sa študujú a zhromažďujú informácie o OM:

Popíšte OM na koncepčnej úrovni, v abstraktných termínoch a konceptoch;

Hypotézy a predpoklady sú nakoniec prijaté (odsúhlasené);

Zdôvodňujú výber postupu aproximácie reálnych procesov pri konštrukcii CM.

5.4, výpis b) Konštrukcia matematického modelu (formulácia matematického problému) vrátane opisu súvislostí medzi prvkami OM vo forme matematických výrazov sa vykonáva podľa možnosti pomocou štandardných matematických schém. Konštrukcia informačného modelu, vrátane definície množiny OM, ktorá má reprezentovať hlavné vlastnosti OM a ich vzťahy, sa uskutočňuje pomocou akceptovanej formy popisu (formálne symbolické) alebo deskriptívnej (figuratívne).

V tejto fáze sa môže ukázať, že predtým vykonaná systémová analýza viedla k súboru prvkov, vlastností a vzťahov, pre ktoré neexistuje prijateľná metóda riešenia problému, v dôsledku čoho je potrebné vrátiť sa do systému. fáza analýzy.

5.4, výpis c) Spravidla je možné pre ten istý problém navrhnúť niekoľko výpočtových algoritmov. Medzi rôznymi možnými algoritmami však nie sú všetky rovnaké vo svojej účinnosti.

5.4, bod f) Hlavným cieľom kontroly CM a certifikácie výsledkov modelovania je zabezpečiť dôveru používateľa CM v správnosť vyvinutého CM vo všetkých fázach jeho tvorby, až po spracovanie a prezentáciu modelovania. výsledky. Pri využití počítačového modelovania výrobkov v etapách životného cyklu strojárskych výrobkov vr. Namiesto výsledkov celoplošných experimentov by malo byť možné vykonať a zdokumentovať kontrolu primeranosti počítačového modelu pre daný súbor počiatočných údajov.

Dodatok B (pre referenciu). Príklady využitia počítačových modelov výrobku v strojárskej praxi

Príloha B
(informatívne)

Tabuľka B.1 ukazuje príklady použitia rôznych CM produktov na riešenie typických technických problémov.

Tabuľka B.1 - Oblasti použitia modelov na riešenie typických inžinierskych problémov

CM o aspekte modelovania produktu (modelované vlastnosti OM)

Analytický

Číselné

Imita-
národný

Formálne

Popis-
telo

Funkčné

Model funkcie produktu

Štrukturálne

Elektronická štruktúra produktu podľa GOST 2.053

Geometrické

Elektronický geometrický model výrobku podľa GOST 2.052

Fyzikálne a mechanické vlastnosti

určite-
elementárne, samozrejme -
rozdiel

Proces

Výrobný model
národný systém

Faktické (vlastnosti súvisiace so zamýšľaným použitím produktu)

Elektronické puzdro produktu podľa GOST R 54089


Produkt CM podľa metódy popisu OM
Matematické	Informácie
Napríklad stresový model pri statickom zaťažení. Napríklad model zohľadňujúci ukazovatele technického využitia technologických zariadení. Podľa dodatočného klasifikačného kritéria (vlastnosti produktu spojené s jeho zamýšľaným použitím*).

________________
* Z „faktografie“ - prezentácia faktických údajov bez ich analýzy a zovšeobecňovania.

Bibliografia

Federálny zákon Ruskej federácie z 31. decembra 2014 N 488-FZ „O priemyselnej politike v Ruskej federácii“

ISO 10303-1-94, Systémy automatizácie výroby a ich integrácia. Prezentácia a výmena údajov o produktoch. Časť 1: Prehľad a základné princípy
________________
Prístup k medzinárodným a zahraničným dokumentom uvedeným tu a ďalej v texte je možné získať kliknutím na odkaz na stránku. - .

Špecifikácie počiatočnej výmeny grafiky ANS US PRO/IPO-100-1996 (ANSI/ASME Y14.26M-1989 Digital Repression for Communication of Product Definition Data. The American Society of Mechanical Engineers alebo American National Standards Institute, New York City, NY, 1989)

Text elektronického dokumentu
a overené:
oficiálna publikácia
M.: Standartinform, 2018

Stiahnite si dokument

R50.2.004-2000

Gštátny systém na zabezpečenie jednoty
merania

DEFINÍCIA CHARAKTERISTIKY
MATEMATICKÉ MODELY
ZÁVISLOSTI MEDZI FYZIKÁLNYMI
HODNOTY PRI RIEŠENÍ
MERACIE ÚLOHY

Ohlavné ustanovenia

3 PRVÝ KRÁT PREDSTAVENÉ

R50.2.004-2000

Gnárodný systém na zabezpečenie jednotnosti meraní

DEFINÍCIA CHARAKTERISTIKA MATEMATICKÝCH MODELOV ZÁVISLOSTI
MEDZI FYZIKÁLNYMI VELIČINAMI PRI RIEŠENÍ PROBLÉMOV S MERANÍM

Ohlavné ustanovenia

Ddátum zavedenia 2000-08-01

1 oblasť použitia

Tieto odporúčania sa vzťahujú na postupy stanovenia kvantitatívneho súladu medzi fyzickými objektmi a ich matematickými modelmi v oblasti štátnej metrologickej kontroly a dozoru. Odporúčania sa vzťahujú aj na matematický softvér, výpočtovú techniku a softvér, vrátane samostatne dodávaných, ktorých vlastnosti sú zdokumentované výrobcom alebo vývojárom.

GOST 22.2.04-97/GOST R 22.2.04-94 Bezpečnosť v núdzových situáciách. Nehody a katastrofy spôsobené človekom. Metrologická podpora monitorovania stavu areálu technické systémy. Základné ustanovenia a pravidlá

GOST R 8.563-96 Štátny systém zabezpečenie jednotnosti meraní. Meracie techniky

3 Definície

matematický model meraného objektu: Matematický model vzťahu medzi fyzikálnymi veličinami charakterizujúcimi vlastnosti meraného objektu.

úloha merania:Úloha stanoviť kvantitatívnu zhodu medzi vlastnosťami fyzického objektu a charakteristikami jeho matematického modelu za daných podmienok s požadovanou presnosťou na základe akceptovaných číselných sústav a meraní fyzikálnych veličín.

metóda riešenia problému merania: Súbor metód na reprodukciu fyzikálnych veličín, meraní a výpočtov na získanie výsledku hľadaného v meracej úlohe.

chyba neadekvátnosti (matematický model meraného objektu): Hodnota charakterizujúca rozdiel medzi vypočítanou hodnotou danej fyzikálnej veličiny ako premennej v matematickom modeli meraného objektu a výsledkom jej nezávislého merania za podmienok zodpovedajúcich výpočtu.

4 Všeobecné ustanovenia

4.1 Vlastnosti fyzických objektov ako objektov merania (ďalej len objekty) sú kvantitatívne vyjadrené rovnakými charakteristikami ich matematických modelov (ďalej len modely). Modely závislostí medzi fyzikálnymi veličinami by mali byť charakterizované:

V zástupoch vstup a výstupné premenné - fyzikálne veličiny, ktoré vyjadrujú vzťahy príčin a následkov medzi vlastnosťami objektu (v pravdepodobnostných modeloch možno výstupné premenné považovať za vstupné vo vzťahu k pravdepodobnostným charakteristikám);

Veľa parametre (numerické koeficienty);

Štruktúra analytického výrazu pre závislosť vypočítanej hodnoty výstupnej premennej Y p z výstupných premenných alebo binárneho kódu štruktúry daného modelu maximálnej zložitosti, popisujúci triedu modelov;

Chybová funkcia E p (X) - rozdelenie pravdepodobnosti rozdielu medzi vypočítaným a referenčným hodnoty premennej Y p ako funkcie referenčných hodnôt vstupných premenných v rozsahoch ich zmeny.

Model sa považuje za známy, ak je určená jeho štruktúra, hodnoty parametrov a rozmer premenných.

4.3 Ich skutočné alebo skutočné hodnoty by sa mali brať ako referenčné hodnoty fyzikálnych veličín. Skutočná hodnota fyzikálnej veličiny je vypočítaná v rámci prísnej fyzikálnej teórie, ktorej konštanty sú určené z nameraných údajov primárnymi štandardmi overovacej schémy. Skutočná hodnota fyzikálnej veličiny je výsledkom jej merania etalónom takej úrovne overovacej schémy, pri ktorej je rozdiel medzi skutočnou a skutočné hodnoty možno v tejto úlohe merania zanedbať.

4.4 Chyby modelu sa delia na:

Podľa zdrojov - na rozmerovo-neistú D NR (X) (chyby vo výsledkoch meraní použitých na identifikáciu modelu), štrukturálne-neistú D NS (X) (chyby neadekvátnosti v závislosti od štruktúry modelu) a parametricky-neistú? NP (X) (chyby nedostatočnosti, v závislosti od výberu hodnôt parametrov modelu, vrátane obmedzení bitovej hĺbky čísel, prerušenia výpočtových procesov atď., Ktoré podľa GOST R 8.563 a GOST 22.2.04/GOST R 22.2 .04, sú klasifikované ako metodologické chyby) komponenty;

Podľa typu matematického opisu - systematický (je popísaný jednoznačne a možno ho použiť ako opravný) a náhodný (označuje sa rozdelením pravdepodobnosti ako najviac úplný popis neistoty) zložky.

4.5 Vyhlásenie úlohy merania by malo obsahovať nasledovné:

a) označenie objektu a popis jeho modelu vrátane oblasti definície a apriórnych hodnôt neurčených parametrov alebo premenných;

b) stanovenie podmienok merania (charakteristiky ovplyvňujúcich veličín dostupnosť modelových premenných zmenám a meraniam);

c) formulácia cieľa problému z hľadiska charakteristík objektového modelu;

d) požiadavky na formu prezentácie a presnosť požadovaného výsledku.

Z hľadiska zamerania postupov na stanovenie kvantitatívneho súladu medzi vlastnosťami fyzického objektu a charakteristikami jeho matematického modelu - na identifikačné problémy a reprodukčné problémy;

Podľa typov používaných matematických modelov - dynamické (modely operátorov), statické (funkčné modely) a pravdepodobnostno-štatistické úlohy;

Podľa účelu - pre rozmerové (súvisiace s premennými) a štruktúrno-parametrické (týkajúce sa štruktúry a parametrov) úlohy;

Podľa stavu - aplikované (s použitím pracovných meradiel) a metrologické (s použitím etalónov) úlohy.

Rozmerové úlohy sú rozdelené podľa typov meraní (druhy fyzikálnych veličín alebo overovacie schémy, v rámci ktorých sa určujú chyby požadovaných výsledkov). Štrukturálne-parametrické úlohy sa podľa miery apriórnej neistoty podmienok riešenia delia na počiatočné (štruktúra modelu nie je špecifikovaná), štrukturálne-neisté (štruktúra modelu je špecifikovaná až do triedy modelov). ) a parametricky-neisté (model je špecifikovaný až po parametre) problémy.

4.7 Hlavnými metódami riešenia rozmerových problémov sú metódy priameho, nepriameho a kumulatívneho merania, ako aj priamej a nepriamej reprodukcie. Štruktúrno-parametrická metóda (metóda spoločného merania), ako aj metódy zmeny programu, parametrickej kompenzácie a štrukturálneho sčítania sú metódami na identifikáciu a reprodukciu závislostí. Určujú typy metód riešenia problémov merania (metódy vykonávania meraní podľa GOST R 8.563 sú metódy nepriamych meraní).

4.8 Pri rozmerovej identifikácii sa určujú hodnoty premenných a pri štrukturálno-parametrickej identifikácii štruktúra a hodnoty alebo len hodnoty parametrov modelov meraných objektov.

5 Identifikácia rozmerov

5.1 Ak možno podľa podmienok meracej úlohy vlastnosť objektu, vyjadrenú požadovanou premennou jeho modelu, porovnať s mierou zodpovedajúcej fyzikálnej veličiny s požadovanou presnosťou tak či onak (pomocou spôsob dosadenia, sčítania, rozdielu a pod.), potom sa číselný výsledok takéhoto porovnania zaokrúhli na číslicu zodpovedajúcu najmenej významnej číslici číselného vyjadrenia hraníc dovolenej chyby s uvedením týchto hraníc a spoľahlivosti pravdepodobnosť (pri jednotkovej pravdepodobnosti nie je uvedená jej hodnota ako výsledok riešenia úlohy). Tento spôsob riešenia úlohy merania sa nazýva metóda priameho merania(ďalej len meranie).

5.2 Ak je požadovaná premenná v meracej úlohe výstupnou premennou známeho modelu objektu a jej vstupné premenné sú k dispozícii na merania, potom sa v statickom prípade problém rieši nasledujúcou metódou: zmerajte vstupné premenné, potom dosaďte získané údaje do rovnice zapojenia a vypočítajte hodnotu výstupnej premennej, pričom výsledok zaokrúhlite s prihliadnutím na charakteristiky chýb merania a nevhodnosť modelu. Tento spôsob riešenia úlohy merania sa nazýva metódou nepriameho merania.

5.3 Ak sú požadované premenné v meracom probléme vstupné premenné objektového modelu a výstupné premenné s nimi spojené známymi funkciami sú dostupné pre merania, potom sa v statickom prípade riešenie problému s P = Q redukuje na meranie výstupných premenných s následným riešením sústavy rovníc

vzhľadom na vstupné premenné a určenie charakteristík chyby výsledku, pričom sa zohľadnia chyby merania, chyby nevhodnosti modelu a chyby pri riešení sústavy rovníc. Keď P > Q, použijú sa metódy najmenších štvorcov (LS) alebo moduly (MLS) a iné výpočtové postupy. Tento spôsob riešenia úlohy merania sa nazýva metóda kumulatívnych meraní.

5.4 V dynamických úlohách použitie metódy nepriamych meraní vyžaduje riešenie zodpovedajúcich diferenciálnych rovníc a použitie metódy kumulatívnych meraní vyžaduje riešenie zodpovedajúcich integrálnych rovníc pre požadované premenné.

6 Štrukturálne-parametrická identifikácia

6.1 Štruktúrno-parametrická identifikácia modelu meraného objektu alebo identifikácia interpretačného modelu premennou Y p zahŕňa konštrukciu jeho systematickej zložky (charakteristiky polohy, posunutia) a náhodnej zložky E p (X) (rozdelenie chýb) ako náhodná funkcia vstupných premenných. V tomto prípade by sa optimálnosť modelu mala charakterizovať s prihliadnutím na kritériá uvedené v prílohe A.

6.2 A posteriori sú chyby nedostatočnosti interpretačného modelu definované ako chyby extrapolácie vypočítaných hodnôt jeho výstupnej premennej na údaje referenčných meraní výstupnej premennej, ktoré sa nepoužívajú na určenie parametrov modelu. pri zodpovedajúcich hodnotách vstupných premenných. Poradie použitia údajov, podľa ktorého sa parametre modelu určia z jednej časti údajov (pokus) a chyby modelu z inej časti (kontrola), po ktorých nasleduje striedanie častí a spájanie výsledkov, sa nazýva krížové pozorovanie. schéma chýb nedostatočnosti. Táto metóda identifikácie interpretačných modelov meraných objektov podľa kritérií prílohy A sa nazýva metóda maximálnej kompaktnosti (MCM).

6.3 Identifikácia interpretačných modelov sa vykonáva na základe údajov spoločného merania a štruktúrnych možností, ktoré sú špecifikované modelom maximálnej zložitosti zredukovaným na štruktúrovanú formu

kde je binárny kód štruktúry.

V tomto prípade je štruktúrovaný pohľad určený dohodou o sumácii:

a) každý komponent modelovej štruktúry je doplnený o faktor vo forme binárnej indikačnej funkcie s indexom parametra pozostávajúcim zo stupňov premenných I ... J ... K;

b) súbor binárnych indikátorových funkcií tvorí kód štruktúry modelu - R-trocha binárne číslo, ktorých číslice zodpovedajú poradovej pozícii parametrov modelu (priamy kód - od vyšších po juniorské stupne, reverzne - naopak);

c) komponenty modelu sú sčítané v skupinách (prvá pozostáva zo zložiek, ktoré závisia od stupňov iba jednej premennej; druhá - zložky, ktoré závisia od stupňov párov premenných; tretia - zo stupňov tripletov atď.), usporiadané podľa počtu premenných podskupín;

d) poradie tvorby možností modelovej štruktúry je určené sekvenciou kódov (úplné vymenovanie štruktúrnych možností alebo redukované podľa nejakého optimalizačného kritéria - postupná komplikácia alebo zjednodušenie štruktúry).

6.4 Ak je daná štruktúra interpretačného modelu a jeho premenné sú dostupné na merania a zmeny, potom sa parametre modelu s ich počtom M = N určia ako riešenie sústavy rovníc.

kde N je počet spoločných meraní všetkých premenných objektového modelu.

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

Pre S= 2 vo vzorci (2), výsledné odhady systematickej zložky objektového modelu sú odhady najmenších štvorcov a pre S= 1 - odhady MNM. Povolené sú aj iné metódy parametrickej identifikácie.

6.5 Ak je známa štruktúra interpretačného modelu až po model maximálnej zložitosti, potom sa jeho identifikácia vykonáva postupnou minimalizáciou chyby nedostatočnosti v schéme prierezového pozorovania výberom kódu štruktúry, metódy určovania parametrov a pravidlo segmentácie údajov.

Zároveň sa kontroluje systém nulových hypotéz týkajúcich sa charakteristík polohy interpretačného modelu: H 0 - degenerácia (absencia závislosti); N 00 - spojitosť; N 000 - kompozičná homogenita (jediný model pre súbor sérií údajov spoločného merania).

6.6 V schéme prierezového pozorovania sa chybové charakteristiky nedostatočnosti modelu určujú pomocou extrapolačnej funkcionality modelu pre výstupnú premennú.

kde M je počet parametrov modelu;

- T- i je časť podpriestoru vstupných premenných používaných ako kontrola (riadiace okno);

Súbor parametrov modelu určených z údajov patriacich do skúšobnej časti

Funkcia indikátora ovládacieho okna.

6.7 Odchýlky skutočných hodnôt výstupnej premennej modelu vo vzťahu k jej extrapolačnej funkcionalite predstavujú údaje o skutočných hodnotách chyby modelu.

Na posúdenie presnosti interpretačného modelu by sa mal použiť priemerný modul chyby neadekvátnosti (MAE) modelu.

(4)

Kde R- objem údajov v schéme prierezového pozorovania;

ako hodnotenie správnosti - priemerná nevylúčená systematická zložka chyby nedostatočnosti

ako hodnotenie konvergencie - priemerný modul náhodnej zložky chyby nedostatočnosti ako stredná absolútna odchýlka (MAD)

kde je množina parametrov určená zo všetkých údajov

6.8 Štruktúrno-parametrická identifikácia polohových charakteristík interpretačného modelu je založená na testovaní systému nulových hypotéz H 0, H 00 a H 000, ako aj alternatívnych hypotéz, respektíve o prítomnosti funkčnej závislosti, o jej po častiach spojitý charakter (prítomnosť „poruch“ – diskontinuít prvého druhu, vrátane derivátov) a existencia individuálnych interpretačných modelov pre zložky súboru radov údajov meraní.

6.9 Pri testovaní hypotézy H 0 vykonajte nasledujúce činnosti:

Rozdeľte protokol výsledkov spoločných meraní do blokov takým spôsobom, že počet blokov je o jeden väčší ako počet parametrov danej modelovej štruktúry;

Všetky kombinácie M blokov sú vytvorené ako testovacia vzorka dát a zvyšný blok ako kontrolná vzorka (okno);

Funkcionality typu (2) sú minimalizované na skúšobných vzorkách a funkcionality typu (4) sú vypočítané na kontrolných vzorkách.

Za najpravdepodobnejší spojitý model sa považuje model s najnižšou hodnotou SMPN. Potom sa pomocou celého protokolu nameraných údajov nakoniec určia parametre modelu optimálnej štruktúry - modelu MMC. V tomto prípade je možné použiť funkcionály (4) alebo (5) v závislosti od formulácie problému.

6.10 Hypotéza H 00 sa kontroluje metódou „posuvnej hranice“, pričom sa riešenie úlohy spôsobom popísaným v 6.9 opakuje na oboch stranách hranice s výpočtom pre každú polohu hranice priemeru váženou počtom rozmery SMPS po častiach spojitého modelu. Hypotéza kontinuity H 00 je zamietnutá, ak sa nájde po častiach spojitý model, ktorého vážený priemer SMPS bude menší ako hodnota SMPS najpravdepodobnejšieho spojitého modelu.

6.11 Kompozičná identifikácia charakteristík polohy modelu (testovanie hypotézy H 000) sa vykonáva pomocou sady meracích protokolov postupným zhlukovaním súboru údajov a zostavením modelu MMC pre každú z nich podľa 6.9 a 6.10.

6.12 Pri určovaní parametrov modelu možno použiť OLS alebo MHM. Zodpovedajúce identifikačné algoritmy MMK sú označené MMKMNK a MMKMNM a interpolačná verzia MMKMNM, keď sú mediány vzoriek priradené ako interpolačné uzly, je MMKMEDS. V týchto algoritmoch sa enumerácia štruktúrnych možností vykonáva metódou sekvenčnej komplikácie v súlade s dohodou o sumácii.

6.13 Identifikácia rozloženia chýb v nevhodnosti interpretačného modelu sa vykonáva testovaním hypotéz o štruktúre rozdelenia pravdepodobnosti, ktoré ich popisujú podľa kritéria uvedeného v prílohe A pri zabezpečení podmienky ergodicity.

6.14 Stav ergodicity je zabezpečený nasledovne:

Údaje meracieho protokolu výstupnej premennej modelu s kódom štruktúry v vycentrujte ho pomocou funkcie extrapolácie;

Odchýlky týchto údajov od extrapolačnej funkcionality modelu sa považujú za chyby nedostatočnosti;

Pre sekvencie pozitívnych a negatívnych chýb modelovej nedostatočnosti sa podľa 6.9, 6.10 zostrojí charakteristika polohy (SMPS pre MMKMNC alebo kvartilové charakteristiky pre MMKMNM a MMKMEDS), čo je škálová charakteristika;

Postupnosti pozitívnych a negatívnych chýb nedostatočnosti modelu sú normalizované škálovou charakteristikou.

6.15 Pre normalizované kladné a záporné chyby nedostatočnosti, ako realizácie identicky rozdelených náhodných premenných, sa hypotéza o štruktúre rozdelenia pravdepodobnosti overuje pomocou kritéria reprodukovateľnosti. Distribučná štruktúra s najvyššou štatistikou kritéria reprodukovateľnosti sa považuje za najpravdepodobnejšiu (príloha A). Zodpovedajúce algoritmy MMK sú označené ako MMKMP. V tomto prípade výsledná distribúcia inverznou transformáciou s charakteristikami mierky a polohy vedie k charakteristike polohy interpretačného modelu.

6.16 Napokon, chybová funkcia matematického modelu vzťahu medzi fyzikálnymi veličinami je reprezentovaná súčtom rozmerovo neurčitých? Komponenty NR (X), štruktúrne neurčité D NS (X) a parametricky neurčité D NP (X):

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

Pre chybovú funkciu v úlohách metrologického merania sa stanovujú pravdepodobnostné charakteristiky (pre akceptovanú definíciu pravdepodobnosti - axiomatická, frekvenčná, subjektívna, interpolačná atď.), ako aj zodpovedajúce štatistické charakteristiky vo forme intervalových alebo bodových odhadov ako funkcie vstupné premenné modelu. Pri expertnom hodnotení týchto charakteristík (subjektívnych pravdepodobností) treba rozlišovať medzi metrickou a ordinálnou stupnicou.

Zároveň sa v metódach riešenia aplikovaných problémov merania identifikácie rozmerov zohľadňujú požiadavky GOST R 8.563.

PRÍLOHA A

(požadovaný)

Kritériá identifikácie

Kritérium na identifikáciu interpretačného modelu podľa modulárna teoréma kritéria(mu-kritérium), je minimálny matematický predpoklad jeho posunu vzhľadom na výsledky merania výstupnej premennej kontrolnej vzorky v schéme prierezového pozorovania - .

Ak funkcia rozdelenia pravdepodobnosti F X( X) náhodnej premennej X je taká, že potom charakterizovať polohu? fér

(A.1)

Sdôsledkom. Identita (A.1) je minimalizovaná mediánom, od r

Kritérium na identifikáciu hustoty rozdelenia pravdepodobnosti f(X)premenná X je maximálnym ukazovateľom jej reprodukovateľnosti

- odhady hustoty f(X) na skúšobných a kontrolných vzorkách schémy prierezového pozorovania ( kappa test lemma - ).

Ak je rovnosť hustôt rozdelenia pravdepodobnosti f P ( X) A f Komu ( X) (Obrázok A.1, respektíve krivky 1 A 2 ) náhodnej premennej X sa dosiahne v jedinom bode X 0 , potom indikátor reprodukovateľnosti (A.2)

kde D( X) = F P ( X) -F K ( X) je rozdiel pre funkcie rozdelenia pravdepodobnosti.

Dôsledok: Korene rovnice f P ( X) = f K ( X)zodpovedajú extrémom rozdielu D( X) a identita (A.3) má formu (obrázok A.2)

Obrázok A.1

Obrázok A.2

PRÍLOHA B

(informatívne)

Príklad identifikácie regresného modelu

Ukážeme možnosti identifikácie MMC - matematických modelov objektov pomocou vzorových údajov (tab. B.1) parametrickej identifikácie regresného modelu.

Kde? - náhodná premenná simulovaná snímačom „náhodného“ čísla v podmienkach multikolinearity, keď determinant informačnej matice zodpovedajúci systému normálnych rovníc najmenších štvorcov má tendenciu k nule (v v tomto prípade tvorí sa? 1.03.10 - 19).

Tabuľka B.1 - Výstup chemickej reakcie pri v reakčnom čase X 1 a teplotu X 2

Číslo skúseností	X 1 minúta	X 2, °C	Číslo skúseností	X 1 minúta	X 2, °C

Za týchto podmienok poskytuje OLS s Gaussovou schémou model s CAO< 0,735:

Ak tento problém považujeme za štrukturálne neistý a berieme ho ako model maximálnej zložitosti

potom identifikačné algoritmy MMC poskytnú model (je uvedený SMPN?)

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

Výsledky vyhľadávania cez možnosti štruktúry (Z = ) sú uvedené v tabuľke B.2. Ich analýza ukazuje, že snímač pseudonáhodného čísla použitý na simuláciu má skreslenie a výsledky identifikácie úplného modelu majú významnú štrukturálne neistú zložku chyby nedostatočnosti. Najlepší výsledok, zvýraznený v tabuľke B.2, zostal pre autorov nepozorovateľný.

Tabuľka B.2 - SMPN modelov MMKMNK a MMKMEDS

Hypotéza

PRÍLOHA B

(informatívne)

Porovnávacia analýza metrologickej kvality modelov konverzných funkcií meradiel

B.1 Pri kalibrácii voltmetra striedavý prúd v piatich bodoch rozsahu vstupné napätie nainštalovaný s chybou<0,002 %, а на выходе - измеряли n i-fold v každom bode 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 transformačná funkcia

Tabuľka B.1 - Kalibračné údaje

	Xi, V

Porovnávacia analýza rôznych možností (tabuľka B.2) na konštrukciu transformačnej funkcie podľa tabuľky B.1 ukazuje, že podľa SMPN je model transformačnej funkcie získaný pomocou MVNC viac ako 2-krát nižší ako model získaný pomocou MMCMNC .

Tabuľka B.2 - Identifikačné údaje MMC transformačnej funkcie

Identifikačný algoritmus


Odhady parametrov podľa kódu

Berúc do úvahy nerovnakú presnosť meraní, vezmeme ako zovšeobecnenú charakteristiku presnosti získaných variantov transformačnej funkcie zodpovedajúce hodnoty pravdepodobnostnej funkcie (tabuľka B.3) pre Gaussove rozdelenia. s parametrami A

Je zrejmé, že v tomto príklade nie je možné použiť algoritmus MVNC na získanie odhadov zodpovedajúcich maximálnej pravdepodobnosti.

2,7783181 . 10 18

2,68122931 . 10 21

2,33879454 . 10 21

Príklad nešpecifikuje formu vyjadrenia chýb – relatívnej alebo redukovanej. Okrem toho nie sú jasné požiadavky na presnosť kalibrácie voltmetra. Sú obmedzené hranicou dovolenej (relatívnej alebo redukovanej) chyby merania výstupného napätia, t.j. 0,005 %? Preto sa vykonala ďalšia analýza presnosti pre hornú hranicu kalibračného rozsahu.

Kritická hodnota uvedená v príklade (21.10 -5) pre odchýlku odhadu konverzného koeficientu b z nominálnej hodnoty pri testovaní hypotézy o jej významnosti nezodpovedá hranici dovolenej chyby uvedenej v príklade pre toto meradlo (0,005 % > 5,10 -5). Pri hornej hranici rozsahu to zodpovedá prekročeniu hranice prípustnej chyby o viac ako 4-násobok, a to aj bez zohľadnenia chýb pracovnej normy.

Kalibračná metóda použitá v príklade pre povolenú hranicu chyby 0,005 % je nevyhovujúca len z dôvodu chybovej zložky v dôsledku konštrukcie konverznej funkcie. Na mieste i= 1 táto chyba je mimo špecifikovaných limitov.

Berúc do úvahy vyššie uvedené okolnosti, v predposlednom stĺpci tabuľky B.1 sú uvedené odchýlky vypočítaných hodnôt transformačnej funkcie skonštruovanej pomocou MVNC od priemerných hodnôt nameraných údajov v kalibračných bodoch. Posledný stĺpec uvádza podobné odchýlky pre transformačnú funkciu skonštruovanú pomocou MMKSM.

B.2 Pri kalibrácii meracieho tepelného prevodníka TEM-1 (pomocou potenciometra P348 triedy 0,002, odporu P321 triedy 0,01 a normálneho prvku triedy 0,005) boli na jeho vstupe nastavené hodnoty striedavého prúdu ( X i = 0,3 i mA, ) a na výstupe sa vykonali merania jedného napätia . Na základe týchto údajov (tabuľka B.4) bola pomocou metódy postupných aproximácií skonštruovaná transformačná funkcia

PRÍLOHA D

(informatívne)

Bibliografia

Problematika kybernetiky. VK-94. Štatistické metódy v teórii údržby. - M.: Akadémia vied ZSSR, 1982

Levin S.F. Základy teórie riadenia. - M.: Ministerstvo obrany ZSSR, 1983

Levin S.F., Blinov A.P. Vedecké a metodické zabezpečenie garantovaných riešení metrologických problémov pomocou pravdepodobnostných a štatistických metód // Meracia technika. - 1988. - č.12

Levin S.F. Matematická teória problémov merania // Riadiace a meracie prístroje a systémy. - 1999: č.2 - 5. - 2000: č.1

Levin S.F. Metrologická certifikácia a podpora softvéru pre štatistické spracovanie výsledkov meraní // Meracia technika. - 1991. - č.12

Levin S.F., Baranov A.N., Veretenin D.A., Khaled H.M. Posudzovanie charakteristík spoľahlivosti prediktívneho riadenia v automatizovaných metrologických podporných systémoch // Meracia technika. - 1991. - č.12

Levin S.F. Metóda maximálnej kompaktnosti a zložité meracie úlohy // Meracia technika. - 1995. - č.7

Blinov A.P., Veretenin D.A. Vlastnosti funkčného obsahu balíka aplikačných programov metódy maximálnej kompaktnosti // Meracia technika. - 1991. - č.12

Šabanov P.G. Použitie identifikačných metód na posúdenie metrologických charakteristík Josephsonovho merania napätia // Technológia merania. - 1991. - č.12

Levín S.F., Marková E.V. Plánovacie skúšky pre metrologickú certifikáciu softvéru na štatistické spracovanie údajov // Meracia technika. - 1995. - č.6

Levín S.F., Marková E.V., Posobilo V.A. Systémy pre metrologickú podporu meracích úloh // Riadiace a meracie prístroje a systémy. - 1997. - č.4

Levin S.F. Metrologická kvalita softvéru na spracovanie výsledkov meraní // Riadiace a meracie prístroje a systémy. - 1997. - č.6

Levin S.F., Migachev B.S. Problém výberu bodov pre kontrolu merania meracích prístrojov // Meracia technika. - 1998. - Číslo 9

Levin S.F., Lisenkov A.N., Senko O.V., Kharatyan E.I. Metrologický nosný systém pre statické meracie úlohy "MMK-stat M". Užívateľská príručka. - M.: Gosstandart Ruska, Počítačové centrum RAS, 1998

Vuchkov I.N., Boyadzhieva L.N., Solakov E.B. Aplikovaná lineárna regresná analýza. - M.: Financie a štatistika, 1987

Semenov L.A., Siraya T.N. Metódy konštrukcie kalibračných charakteristík meracích prístrojov. - M.: Vydavateľstvo noriem, 1986

Taube B.S. Vývoj a výskum vysoko presných metód a prostriedkov na automatické meranie efektívnej a strednej hodnoty striedavého napätia. Abstrakt Ph.D. dizertačná práca, 1972

Blinov A.P. Konštrukcia kalibračných charakteristík meracích prístrojov metódou maximálnej kompaktnosti // Technika merania. - 1987. - č.7

Bezikovich A.Ya., Gravin O.N. Štúdia vzduchových viacprvkových tepelných konvertorov // Proc. metrologické Ústav ZSSR. - 1965. - Vydanie. 82 (142)

TOKľúčové slová: objekt merania, matematický model, chyby neadekvátnosti, rozmerová identifikácia, modulárne kritérium, kritérium reprodukovateľnosti, štruktúrno-parametrická identifikácia

Matematický model štátnej registrácie. Stanovenie kalibračného faktora

Téma 2. Odhad spotrebiteľských súradníc pomocou GPS metódou priamych navigačných definícií 7

Predslov

Téma 1. Brzdenie satelitov v zemskej atmosfére Cieľ seminárnej práce

Počiatočné podmienky

Matematické modely

Model pohybu satelitov okolo Zeme s prihliadnutím na atmosféru

Matematický model atmosféry (GOST 4401-81)

Predslov

Úvod

1 oblasť použitia

2 Normatívne odkazy

3 Pojmy, definície a skratky

3.1 Pojmy a definície

3.2 Skratky

4 Základné ustanovenia

5 Všeobecné požiadavky na vývoj a používanie počítačových modelov

Dodatok A (pre referenciu). Vysvetlivky k niektorým bodom normy

Dodatok B (pre referenciu). Príklady využitia počítačových modelov výrobku v strojárskej praxi

Bibliografia

Stiahnite si dokument

PRÍLOHA D

Bibliografia

Sme v sociálnych sieťach

Kategórie