Mo hinh He thong va Mo phong

1. Modelling and Simulation Folie 1
II. 1. Khái niệm về Mô hình hệ thống
Tiếp cận hệ thống:
• Hệ thống S (System)
• Môi trường E (Environment)
• Mô hình M (Model)
Tiếp cận cấu trúc ?
Tiếp cận chức năng ?
Tiếp cận hệ thống cho phép ta
xây dựng các hệ thống lớn, có
tính đến nhiều yếu tố tác động.

2. Modelling and Simulation Folie 2
II.2 Các đặc điểm Mô hình hệ thống
• Tính mục tiêu (propose).
• Độ phức tạp (complexity).
• Hành vi của mô hình (behavior).
• Tính thích nghi (adaptability).
• Tính điều khiển được (controllability).
• Khả năng phát triển của mô hình (development).
• Độ tin cậy (reliability).
• Độ chính xác (accuracy).

3. Modelling and Simulation Folie 3
II.3 Phân loại Mô hình hệ thống
• Mô hình tiền định (predictive)  Mô hình ngẫu nhiên (random).
• Mô hình tĩnh (static)  Mô hình động (dynamic).
• Mô hình tuyến tính (linear)  Mô hình phi tuyến (nonlinear).
• Mô hình liên tục (continuous)  Mô hình gián đoạn (discrete).
• Mô hình tập trung (lumped)  Mô hình phân tán (distributed).
• Mô hình vật lý (physical)  Mô hình toán học (mathematical).
• Mô hình giải tích (analytic)  Mô hình mô phỏng (simulated).
MÔ HÌNH HỆ THỐNG
MÔ HÌNH VẬT LÝ MÔ HÌNH TOÁN HỌC
• Tính đồng nhất (identity)
• Tính thực dụng (usability)

4. Modelling and Simulation Folie 4
II.4 Các nguyên tắc xây dựng mô hình
Ví dụ II.1: Xây dựng mô hình toán học của đối tượng

5. Modelling and Simulation Folie 5
II.4 Các nguyên tắc xây dựng mô hình
Dễ dàng thay đổi và khả năng tái sử dụng:
• Các phân tích dựa trên kinh nghiệm và khả năng tái sử dụng các mô
hình.
• Các phân tích chính xác để lập kế hoạch.
Một số gợi ý khi xây dựng mô hình:
• Phân chia hoặc tổ hợp
• Chọn lọc
• Phân tích hệ thống ở nhiều mặt
• Các mẫu điển hình

6. Modelling and Simulation Folie 6
II.4.1 Nguyên tắc 1: Sự phân chia / tổ hợp
Quá trình chọn lọc:
• Phân chia hay tổ hợp các thực thể của mô hình.
Ví dụ: Xây dựng một hệ thống tự động hoá dây truyền sản xuất
• Phân chia hệ thống thành các nhiệm vụ:
– Sơ đồ lắp đặt
– Quản lý dữ liệu
– Hệ thống điều khiển
– Các cơ cấu cảm biến và chấp hành
– .....

7. Modelling and Simulation Folie 7
II.4.2 Nguyên tắc 2: Sự chọn lọc
Xây dựng mô hình dựa theo sự chọn lọc:
• Tìm ra các điểm tương đồng.
• Tập trung vào mối quan hệ mang tính tổng quát.
Ví dụ:
• Chuẩn đoán và xác định lỗi trong hệ thống
• Phân chia các lỗi vào thành nhóm:
Theo vị trí:
• Tại thiết bị đo
• Trên đường truyền thông
• Tại bộ điều khiển trung tâm
• ......
Theo biểu hiện:
• Không có đáp ứng của thiết bị
• Đáp ứng sai
• Lỗi tự kiểm tra
• ......

8. Modelling and Simulation Folie 8
II.4.3 Nguyên tắc 3: Phân tích hệ thống ở nhiều mặt
Xem xét và phân tích mô hình dưới nhiều góc độ và nhu cầu:
Ví dụ:
• Cần xây dựng mô hình các yêu cầu về hệ thống tự động hoá sản
xuất:
Các yêu cầu về hệ thống có thể phân chia theo các mô hình độc lập:
• Độ an toàn (safety)
• Tính sẵn sàng (availability)
• Tính dự phòng (redundancy)
• Khả năng chẩn đoán lỗi (fault diagnosis)
• .....

9. Modelling and Simulation Folie 9
III. Phương pháp Mô phỏng – III.1. Khái niệm về mô phỏng
Mô phỏng là gì ?
„Mô phỏng là quá trình xây dựng mô hình toán học của hệ thống
thực sau đó tiến hành các tính toán, thực nghiệm trên mô hình để
mô tả, giải thích và dự đoán hành vi của hệ thống thực”
Các ứng dụng mô phỏng:
• Thiết kế và phân tích hệ thống điều khiển, lập kế hoạch sản xuất.
• Đánh giá phần cứng, phần mềm của hệ thống máy tính.
• Hệ thống quản lý kho tàng.
• Thiết kế và phân tích hệ thống thông tin liên lạc, độ tin cậy của chúng.
• Thiết kế và phân tích các hệ thống giao thông.
• Các hệ thống dịch vụ
• Hệ thống tài chính, kinh tế.

10. Modelling and Simulation Folie 10
III. 2. Phương pháp nghiên cứu bằng Mô phỏng
Quá trình nghiên cứu bằng phương pháp mô phỏng:
Hệ thống
thực
Mô hình mô
phỏng
Kết quả mô
phỏng
Kết luận về
hệ thống
(*): Hình 3.1. Trang 24
Mô hình hoá
Xủ lý kết quả
Thử nghiệm
Điều chỉnh

11. Modelling and Simulation Folie 11
III. 3. Các bước nghiên cứu mô phỏng
Các bước nghiên cứu mô phỏng:
• Mục tiêu và kế hoạch nghiên cứu.
• Thu thập dữ liệu và xác định mô hình nguyên lý.
• Hợp thức mô hình nguyên lý.
• Xây dựng mô hình mô phỏng.
• Chạy thử mô hình.
• Kiểm chứng mô hình mô phỏng.
• Lập kế hoạch và thực nghiệm mô phỏng.
• Xử lý kết quả mô phỏng.
• Sử dụng và lưu trữ kết quả mô phỏng.

12. Modelling and Simulation Folie 12
III. 4. Mô hình nguyên lý
Mô hình nguyên lý (conceptual model):
• Mô hình bài toán tối ưu hoá.
• Mô hình bài toán quy hoạch tuyến tính.
• Mô hình bài toán vận tải.
• Mô hình trò chơi.
• Mô hình mạng lưới.
• Mô hình tin cậy.
• Mô hình quản lý dự trữ.
• Mô hình hàng đợi.

13. Modelling and Simulation Folie 13
III. 5. Các phương pháp mô phỏng và ứng dụng
Các phương pháp mô phỏng:
• Mô phỏng liên tục (continuous simulation):
• Mô phỏng gián đoạn (discrete simulation):
• Mô phỏng hỗn hợp liên tục – gián đoạn (combined simulation)
• Mô phỏng Monte – Carlo: (Monte – Carlo simulation)