模型構(gòu)成形式分為實體模型(擁有體積及重量的物理形態(tài)概念實體物件)及虛擬模型(用電子數(shù)據(jù)通過數(shù)字表現(xiàn)形式構(gòu)成的形體以及其他實效性表現(xiàn))。
結(jié)構(gòu)模型
主要反映系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點和因果關(guān)系的模型 。結(jié)構(gòu)模型中的一類重要模型是圖模型。此外生物系統(tǒng)分析中常用的房室模型(見房室模型辨識)等也屬于結(jié)構(gòu)模型。結(jié)構(gòu)模型是研究復(fù)雜系統(tǒng)的有效手段。
工業(yè)模型
定義:工業(yè)模型,俗稱手板、首板模型和快速成型,主要制作方法有CNC加工、激光快速成型和硅膠模小批量生產(chǎn)。工業(yè)模型廣泛應(yīng)用于工業(yè)新產(chǎn)品設(shè)計研發(fā)階段,在短的時間內(nèi)加工出和設(shè)計一致的實物模型。設(shè)計師進行產(chǎn)品外觀確認和功能測試等,從而完善設(shè)計方案 ,達到降低開發(fā)成本,縮短開發(fā)周期,迅速獲得客戶認可的目的。
應(yīng)用范圍:
數(shù)碼產(chǎn)品(手機、電話機、USB.耳機、攝像頭)。
家電醫(yī)療產(chǎn)品(電視機、電腦、空調(diào)、吸塵器、打印機、復(fù)印機、洗衣機、熱水壺、按摩器、B超儀)。
3.汽車配件(汽車儀表板、車門、汽車空調(diào)、汽車DVD 車燈、反向盤、保險杠)。
如今的工業(yè)模型并非手板那么簡單,它已經(jīng)從數(shù)碼產(chǎn)品、家用醫(yī)療產(chǎn)品和汽車配件等轉(zhuǎn)化為大型的機械模型和工程模型。它甚至比建筑模型規(guī)模還龐大,工藝難度系數(shù)進一步提高。
仿真模型
通過數(shù)字計算機、模擬計算機或混合計算機上運行的程序表達的模型。采用適當(dāng)?shù)姆抡嬲Z言或程序,物理模型、數(shù)學(xué)模型和結(jié)構(gòu)模型一般能轉(zhuǎn)變?yōu)榉抡婺P?[6] 。關(guān)于不同控制策略或設(shè)計變量對系統(tǒng)的影響,或是系統(tǒng)受到某些擾動后可能產(chǎn)生的影響,是在系統(tǒng)本身上進行實驗,但這并非永遠可行。原因是多方面的,例如:實驗費用可能是昂貴的;系統(tǒng)可能是不穩(wěn)定的,實驗可能破壞系統(tǒng)的平衡,造成危險;系統(tǒng)的時間常數(shù)很大,實驗需要很長時間;待設(shè)計的系統(tǒng)尚不存在等。在這樣的情況下,建立系統(tǒng)的仿真模型是有效的。例如,生物的甲烷化過程是一個絕氧發(fā)酵過程,由于的作用分解而產(chǎn)生甲烷。根據(jù)生物化學(xué)的知識可以建立過程的仿真模型,通過計算機尋求過程的穩(wěn)態(tài)值并且可以研究各種起動方法。這些研究幾乎不可能在系統(tǒng)自身上完成,因為從技術(shù)上很難保持過程處于穩(wěn)態(tài),而且生物甲烷化反應(yīng)的起動過程很慢,需要幾周的時間。但如果利用(仿真)模型在計算機上仿真,則甲烷化反應(yīng)的起動過程只需要幾分鐘的時間。
模型假設(shè)
根據(jù)對象的特征和建模目的,對問題進行必要的、合理的簡化,用的語言作出假設(shè),是建模至關(guān)重要的一步。如果對問題的所有因素一概考慮,無疑是一種有勇氣但方法欠佳的行為,所以高超的建模者能充分發(fā)揮想象力、洞察力和判斷力,善于辨別主次,而且為了使處理方法簡單,應(yīng)盡量使問題線性化、均勻化。
模型構(gòu)成
根據(jù)所作的假設(shè)分析對象的因果關(guān)系,利用對象的內(nèi)在規(guī)律和適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)工具,構(gòu)造各個量間的等式關(guān)系或其它數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)。這時,我們便會進入一個廣闊的應(yīng)用數(shù)學(xué)天地,這里在高數(shù)、概率老人的膝下,有許多可愛的孩子們,他們是圖論、排隊論、線性規(guī)劃、對策論等許多許多,真是泱泱大國,別有洞天。不過我們應(yīng)當(dāng)牢記,建立數(shù)學(xué)模型是為了讓更多的人明了并能加以應(yīng)用,因此工具愈簡單愈有價值。