Методы черного ящика

Таким образом, до сих пор аналитическое описание поведения сложных систем отсутствует. В данной главе на примере Периодической системы атомов элементов эта возможность будет показана, если эволюцию системы описывать с помощью метода черного ящика рассматривать только параметры, отвечающие за вход и выход из ящика [c.64]

Но и модели технологических процессов, в свою очередь, могут быть переведены на язык имитационного моделирования. Это откроет принципиально новые возможности для поиска оптимальных решений в сфере технологии и в перспективе позволит создать гибкие технологические процессы и автоматизированные системы управления, в которых оптимальные решения будут формироваться не методом черного ящика , а на-основе структурных моделей, отражающих реальные механизмы взаимодействия компонентов при получении материалов и элементов конструкций. В частности, уже разработаны такие структурные модели и алгоритмы имитации накопления повреждений в очаге деформирования и модели возникновения очагов физико-химического взаимодействия волокон и матрицы при твердофазном получении композиционных материалов. [c.262]

Применение к проектанту этих на первый взгляд сковывающих ограничений нельзя считать заведомо, оправданным или неоправданным. При решении некоторых задач проектирования методы прозрачного ящика оказываются более эффективными, чем методы черного ящика . [c.164]

Таким образом, неопределенным остается функционал /, который в общем изотропном случае может зависеть только от инвариантов тензоров напряжений и деформаций и от пути деформирования. В том случае, когда / зависит лишь от одного инварианта (например, от второго инварианта девиатора напряжений), функционал / можно определить непосредственно методом черного ящика из серии опытов по одноосному растяжению — сжатию стержня. [c.8]

В этом случае применимо широко распространенное понятие модели черного ящика , когда внутреннее содержание системы неизвестно, а описание ее поведения в меняющейся среде связывается с двумя группами параметров — входа и выхода . Выход рассматривается как функция входа . Эта функция может определяться часто эмпирическим, статистическим путем и даже методом проб и ошибок . [c.16]

Матричная формула (9.138) дает возможность более точно рассчитывать погрешности обработки по сравнению с равенством (9.133). Однако такое уточнение математической модели еще недостаточно, так как при этом прочие исходные факторы, характеризующие состояние самого процесса термообработки, учитываются по их совместному действию на точность обработки, т. е. рассматриваются с позиций черного ящика . Для построения математической модели, адекватно. описывающей исследуемый технологический процесс, необходимо подойти к раскрытию внутреннего содержания черного ящика , т. е. к изучению влияния на точность тер>лической обработки таких технологических факторов, как температура закалки, температура охлаждающей среды, метод погружения деталей в закалочную среду, конструкция печного оборудования и др., которые характеризуют сам процесс термообработки. [c.310]

Перспективными являются методы эквивалентного моделирования, при использовании которых предполагается, что решающее значение в анализе системы имеет не физическая природа исследуемого объекта, а его функциональные, информационные свойства, т. е. объект можно рассматривать как черный ящик и интересоваться лишь его поведением — характером переработки информации в направлении вход — выход. [c.344]

Существует еще один способ рассмотрения неравновесных процессов, применимый в тех случаях, когда исходное и конечное состояния системы являются полностью равновесными или равновесными по некоторым параметрам. Этот метод несколько напоминает задачу о черном ящике в кибернетике дано некоторое устройство с неизвестной внутренней структурой — черный ящик, и задача заключается в том, чтобы научиться связывать входные сигналы и выходные. Аналогично этому термодинамика равновесных процессов не дает нам никаких сведений о ходе необратимого процесса. Мы можем, однако, пользоваться любыми уравнениями, справедливыми для начального и конечного (равновесных ) состояний, в частности, принципом энергии, уравнением состояния и т. д. [c.119]

Методы планирования эксперимента предполагают кибернетический подход к изучению процессов, внутренние закономерности которых недостаточно ясны ввиду сложности структуры самого объекта, представляя объект исследования в виде черного ящика с множеством входов (факторы) и выходов у (функция стойкости, параметр оптимизации, целевая функция). [c.328]

Обычно расчет устройств на СПЛ с неуравновешенной связью осуществляется при помощи классических матричных методов [2, 63]. Очевидно, что такой подход лишь косвенным образом дает представление о волновых процессах, протекающих внутри черного ящика . Задача исследования связанных волн в устройствах на СПЛ с неоднородным диэлектриком решалась в работе [49], но результаты этой работы были ограничены расчетом частотных характеристик. [c.42]

Несмотря на то что методы планирования многофакторного эксперимента получают свое более широкое развитие, такой подход с позиций черного ящика , когда контролируются параметры лишь на входе и на выходе процесса и строятся регрессионные модели, очевидно, не является рациональным при исследовании разрушения материалов. [c.17]

Экспериментально — статистические методы, позволяющие отыскать оптимум при изучении объектов, механизм явлений в которых неизвестен или известен не полностью (так называемая задача черного ящика ). Эти методы позволяют фор.мали-зовать процесс эмпирического поиска значений независимых переменных (факторов), при которых зависимая переменная, рассматриваемая как критерий качества, принимает оптимальное (максимальное или минимальное в зависимости от смысла задачи) значение. [c.326]

Одним из перспективных подходов к изучению диффузных систем является использование методов многомерной математической статистики с применением математических моделей для описания поведения систем. Статистические методы исследования позволяют предсказать макроскопические результаты процессов без полного описания микроскопических явлений. При таком подходе отпадает необходимость в разграничении переменных, и задача сводится к тому, чтобы, варьируя одновременно большим числом переменных, найти оптимальные условия протекания процесса. В этом случае диффузная система представляется в виде черного ящика с множеством входных параметров. С помощью локально-интегральной (полиномиальной) математической модели определяется связь между входными и выходными параметрами почти при полном отсутствии сведений о механизме протекающих явлений. Вместе с тем поиск оптимальных условий с помощью полиномиальных моделей не исключает возможности параллельного изучения механизма представляющих интерес явлений с помощью эскизных моделей, заданных, в частности, дифференциальными уравнениями. В общем случае полиномиальная модель имеет вид [c.118]

Общие методы анализа чувствительности, рассмотренные в предыдущем параграфе, позволяют определить одновременно всю матрицу чувствительности д )i д W. Однако эти методы чрезвычайно трудоемки и, как следствие этого, анализ чувствительности сложных электронных схем с их помощью практически неосуществим. В общих методах анализа чувствительности математическая модель схемы используется в виде черного ящика , обращаясь к которому для заданных значений [c.130]

Важную роль в теории систем играет понятие черного ящика (см. с. 36). Нас интересует не конструкция элементов, а их поведение, т. е. реакция на различные воздействия. Используя этот подход, мы можем создавать модели элементов самых различных природных систем, общества и техники и имитировать (воспроизводить) их поведение на ЭВМ. Это значительно облегчает поиск эффективных методов управления. [c.66]

Таким образом, можно с уверенностью утверждать, что черный ящик в кибернетическом смысле на практике встречается крайне редко в том же менее черном варианте, в каком подобные задачи могут возникнуть в инженерных приложениях, решение их методом осмысленных целеустремленных проб или попыток значительно надежнее и скорее приводит к цели, чем перекодирование протоколов на базе чисто случайных манипуляций. [c.301]

Мозговая атака. Можно считать, что этот метод снимает социальные запреты, налагаемые каждым человеком на свои высказывания в обычном разговоре это сознательный возврат к нелогичной и эгоцентричной детской болтовне. Если считать человека черным ящиком , то можно предположить, что устранение фильтров на выходе, по меньшей мере, увеличит количество выходных сигналов, если не повысит их качество. Практическая ценность мозговой атаки заключается в том, что на ранних этапах проектирования, когда структура задачи еще не ясна и не подверглась трансформации, резко повышается скорость генерирования данных, имеющих отношение к этой задаче. Результаты мозговой атаки целесообразно ввести в черный ящик одного человека, поручив ему классифицировать все высказанные случайные идеи, структурировать их. - [c.161]

Таким образом, в отношении методов проектирования, основанных на представлении о проектанте (проектантах) как черном ящике , можно сделать следующие выводы [c.162]

При решении часто повторяющихся задач, таких как проектирование дорог, перекрытий, турбин, электрических цепей, электродвигателей и т.д., иногда удается всецело объективировать опыт разработчиков и полностью автоматизировать процесс проектирования. Это метод прозрачного ящика в чистом виде. Однако чаще всего, и особенно в тех случаях, когда достаточно вЫсок риск совершения дорогостоящей ошибки в проектировании, это оказывается невозможным ввиду отсутствия необходимого опыта его приходится искусственно создавать путем проведения испытаний и исследований в рамках процесса проектирования. Здесь ни методы прозрачного ящика , ни черного ящика уже недостаточны, а нужны, по-видимому, новые методы и средства проектирования, которые сочетали бы в себе лучшие черты обоих подходов. [c.165]

В формализованном виде метод синектики можно представить как передачу выходного сигнала черного ящика по цепи обратной связи на его вход (рис. 18.1). [c.249]

Разработка технического устройства, способного воспроизводить некоторые функции зрения — одна из важнейших (и труднейших) задач бионики и кибернетики. В некоторых случаях представляет интерес также математическое моделирование зрения —составление алгоритмов, позволяющих рассчитать (обычно на ЭВМ), будет ли в заданных условиях решена поставленная зрительная задача. Часто математическую модель удается построить без проникновения в сущность зрительных процессов, по методу кибернетического черного ящика [50]. Черным ящиком может быть любой прибор (в частности, живой орган), о механизме работы которого нам заранее ничего не известно. Не пытаясь проникнуть внутрь, мы прилагаем к прибору—подаем на его вход — измеренные воздействия и измеряем ответы на выходе прибора. Проделав ряд экспериментов, стараемся найти функцию, устанавливающую соотношение между интенсивностью воздействия и ответом. Найденную зависимость можно принять за переходную функцию, пригодную для формального описания процессов, происходящих внутри прибора. В сущности, такой подход к изучению зрения в зародыше наметился уже давно, можно сказать, со времени Бугера. Начиная с 1947 г. публикуются работы [26], в которых уже последовательно используется принцип черного ящика, хотя еще без такого названия, поскольку кибернетика в то время только зарождалась [60]. В последующие годы метод кибернетического черного ящика широко использовался как для экспериментального изучения зрительных функций, так и для математического моделирования работы зрения. [c.71]

Методы структурного анализа и проектирования стремятся преодолеть сложность больших систем путем расчленения их на части ("черные ящики") и иерархической организации этих черных ящиков. Выгода в использовании черных ящиков заключается в том, что их пользователю не требуется знать, как они работают, необходимо знать лишь его входы и выходы, а также его назначение (т.е. функцию, которую он выполняет). [c.30]

Другие методы согласования нагрузки. Не всегда легко достичь согласования передающей линии и нагрузки . Если условия работы допускают применение распределенной нагрузки, занимающей заметный объем, то поглощение без отражения можно получить и не имея согласованной нагрузки с сосредоточенными параметрами, какой является, например, эквивалент . Так, если мы хотим поглотить без отражения интенсивный пучок света, мы можем направить его в щель, сделанную в большом светонепроницаемом картонном ящике. Выложим изнутри стенки ящика черным материалом (поглотитель) и поставим в нем несколько перегородок, чтобы воспрепятствовать выходу света. Щель в ящике даже в яркий день будет выглядеть чернее любого черного тела, например сажи. Такая черная поверхность и совершенный эквивалент неразличимы по своему действию излучение, попавшее в щель, не выходит обратно. Щель действует, как простирающаяся до бесконечности прозрачная среда (воздух). [c.217]

Нерасчленимые задачи проектирования. Многие задачи проектирования, как крупные, так и мелкие, вообп е не поддаются или лишь с трудом поддаются такого рода расчленению без ущерба для рабочих характеристик, стоимости, массы, внешнего вида или других показателей, что требует компромиссных решений для сбалансирования различных деталей друг с другом. Такие ситуации возникают при проектировании зданий, автомобилей, станков и других объектов, в которых функции не связаны со специализированными узлами, а сложным и непредсказуемым образом распределены по всему изделию. Обычно в таких случаях на какого-то опытного работника — руководителя проекта — возлагается полная ответственность за все существенные решения, будь то общая схема изделия или тонкие, но важные особенности конструкции деталей. Например, архитектор несет ответственность как за общую планировку здания, так и за детали оформления окон, играющие существенную роль в реализации задуманного им внешнего вида здания главный конструктор отвечает не только за эксплуатационные характеристики новой машины, но и за выбор важнейших входящих в нее деталей. Во всех таких случаях руководитель проекта на основе имеющегося у него опыта решения аналогичных задач сначала рассматривает основные частные задачи, а затем определяет общую схему изделия и распределяет остальную работу между своими помощниками. Ясно, что здесь используются методы черного ящика . [c.165]

Методы черного ящика и прозрачного ящика позволяют расширить область поиска при решении задач проектирования. В методах черного ящика это достигается путем снятия ограничений, накладываемых на выходные реакции нервной системы проектацуа, или путем стимулирования ее к выработке более разнообразных выходных реакций. В методах прозрачного ящика выходная реакция нервной системы обобщается на языке внешних символов с таким расчетом, чтобы она включала альтернативы, одной из которых является замысел проектанта. Основным недостатком в обоих случаях является то, что проектант вырабатывает слишком большое количество неизученных альтернатив, которые невозможно исследовать медленным способом сознательного осмысливания. Выбор не может быть сделан интуитивно, по принципу черного ящика , так [c.169]

С функционалов Сц. При выполнении условия взаимности число независимых функционалов уменьшается до 18. Можно показать, что в случае изотропного упруго-пластического тела коэффициенты Aijmn содержат только два независимых функционала, а тензор Сц становится шаровым с одинаковыми диагональными элементами т. е. имеет только один независимый функционал. В принципе, эти функционалы можно определить экспериментально, однако практически это невозможно вследствие большого числа переменных и вытекаю-лцего отсюда огромного объема экспериментальных работ. Поэтому практически метод черного ящика можно применять лишь к системам с одним входом и одним выходом. Пусть, например, упругопластическое тело подвергнуто растяжению силой Р (вход), в результате чего в некоторых двух характерных точках тела возникает взаимное перемещение и (выход). Единственный функционал, опи-сываюпщй поведение этой системы (т е. эволюцию и в зависимости от изменения Р), определяется эмпирически из серии опытов по нагружению — разгрузке при различных значениях Р. [c.7]

Наиболее рациональный метод исследования, т. е. определения неизвестных функционалов в (1.1.1), состорт в построении эвристической общей модели (теории), которая должна описывать имеющийся набор эмпирических данных для различных простейших систем (нолученных методом черного ящика ). [c.7]

Ту же задачу можно решать методом черного ящика . Например Э. И. Ткачук, использовав обычный метод корреляционного анализа, нашел для кварцевых порфиров района Капчегайской ГЭС зависимость вида [c.9]

По своему характеру все методы идентификации являются кибернетическими методами черного ящика , в которых по техническим и экономическим причинам можно охватить только ограниченное количество входных или выходных данных. Поэтому для получения достоверных результатов эпигнозных расчетов требуется специально обосновать задание сети наблюдательных скважин и выбор режима наблюдений. Следует подчеркнуть, что при сколько-нибудь значительном числе искомых значений параметров их поиск путем проб и ошибок становится чрезвычайно трудным, в связи с чем особое значение приобретает здесь стратегия поиска, которая может иметь значительную специфику постановки и методики решения эпигнозных задач применительно к тому или иному определяемому параметру и характеру представляемой информации о потоке подземных вод. [c.81]

Рисунок 4.2 - Прогнозирование механических свойств материала [2] Традиционные методы определения механических свойств, как известно, базируются на определении отклика системы на то насилие , которое осуществляется в опытах при внепшем воздействии, и, так как otkjthk системы в этих условиях чувствителен к внешним факторам, необходимо знание кинетики процесса деформации и при возможных внешних воздействиях с целью раскрытия черного ящика. Поэтому для определения комплекса механических свойств материала в упругопластической области требуется изучение влияния на свойства внешних факторов (скорости деформации и, температуры Т, ис-

Экономико-математические методы прошли несколько этапов развития. На смену детерминированной постановке максимально решабельных линейных задач пришла концепция черного ящика , учитывающая нелинейность зависимости его выходных параметров от входных, которую в настоящее время вытесняют попытки раскрыть механизм их взаимосвязи. При этом каждая последующая методика использует наиболее ценные элементы предшествовавших ей. Так, из методов линейного программирования практическую ценность представляют не столько конкретные оптимальные решения, сколько концепция двойственности и вытекающие из нее оптимальные оценки. Из кибернетической теории наибольшее распространение получили методы факторного анализа и планирования эксперимента, позволяющие выявлять зависимости между основными параметрами производства. [c.96]

Несмотря на обширную литературу по численным методам решения задач гидродинамики и теплообмена, исследователь, только начинающий свой путь в этой области, испытывает большие трудности. Чтобы убедиться в этом, достаточно зайти в Internet и познакомиться с материалами конференций пользователей различных FD-пакетов. К сожалению, многими (особенно начинающими) исследователями эти пакеты используются в режиме черного ящика без глубокого понимания реализованных в них математических моделей, алгоритмов, приемов и особенностей адаптации пакета к прикладной задаче. Ситуация иногда усугубляется и тем, что некоторые, даже широко известные компьютерные коды (PHOEN1 S, FLUENT и др.), недостаточно подробно документированы. Все это нередко приводит к удручающим последствиям. [c.11]

Разработка программ высокого качества и эффективности невозможна без понимания каждым специалистом задач и методов смежных областей знаний. Конструктору, даже если он пользуется готовой программой, нельзя ее воспринимать как черный ящик . Он должен знать, что может эта программа и чего не может, т. е. он должен иметь представление о заложенных в программу методах и ограничениях, возникающих из-за использования данных методов. Владени математическими методами позволяет инженеру построить и решить упрощенные модели, что необходимо для тестирования программ. Поэтому структура последующих глав книги содержит общие сведения о математических основах решений соответствующих математических моделей, языках программирования и технических средствах. Примеры решения задач на каждом уровне автоматизации проектирования станков доведены до алгоритмов расчета на ЭВМ. [c.36]

Можно, однако, утверждать и обратное не имея груза разрешенных в прошлом конфликтов и навязчивых идей (а именно они считаются причиной негибкого мышления), человек, по-видимому, становится менее активным, теряет способность разрешать противоречия между текущими входными сигналами и выдает не более чем компромиссные решения. Быть может, для того чтобы иметь возможность и желание разрешить тот или иной конфликт в конкретной задаче проектирования, нужно не столько обладать творческими способностями, сколько иметь соответствующий данному случаю опыт и необходимую подвижность нервной системы. Пока нет надежных данных о работе мозга, рассуждать на эту тему можно до бесконечности. Поэтому отметим некоторые мieтoды проектирования, в которых проек-т шт проявляет себя как черный ящик (эти методы более подробно будут рассмотрены ниже). [c.161]

Синектика. В рамкг1Х концепции черного ящика рассматривается метод синектики. Построение аналогий, в котором участвуют [c.161]

Превратить разрабатывавзме изделие в конструкцию поточного (или сборного) типа, т.е. сначала спроектировать взаимозаменяемые нормализованные узлы для каждой существенной функции. При этом все зависимости и расхождения между общей схемой изделия и конструкцией отдельных узлов сводятся к небольшому числу точно предсказуемых и неизменных правил соединения одного нормализованного узла с другим. В результате появляется возможность, используя методы прозрачного ящика , создать большое количество новых изделий, не задумываясь над конструкцией самих узлов. Где же в таком случае цикличность Она не исчезла. Она появляется на более высоком уровне при разработке нормализованных узлов и правил их соединения. Эта нерасчленимая операция намного сложнее, чем разработка отдельных изделий, и в настоящее время в ее осуществлении, по-видимому, основную роль играет чудо черного ящика — особо одаренные разработчики, в которых счастливо сочетаются надлежащий опыт, особенности нервной системы, заинтересованность, упорство, везение и способность апеллировать к глубинным слоям сознания. Поскольку для того чтобы обеспечить приемлемый уровень нормализации, такой процесс мышления должен давать на выходе в высшей степени упорядоченные и системно организованные результаты, то нужно думать, что в основе этого метапроцесса проектирования лежат системные методы прозрачного ящика . Разработка нормализованных узлов и правил их сборки, по-видимому, имеет нечто общее с предельно упорядоченным процессом, в результате которого осуществляется химический синтез нового материала. Пока же, однако, разработка нормализованных узлов остается загадкой черного ящика . [c.167]

Вспомним теперь, что если мы проводим фурье-преобразование в некотором подпространстве, используя базис, полный для всего пространства, то он в этом подпространстве является сверх-полным. Введение псевдопотенциала как раз и означало, что какая-то часть пространства заменена черным ящиком , дэйстви-тельные свойства которого совершенно не важны он должеа имитировать реальный рассеиватель. Это означает, что внутри данного черного ягцика разложение волновой функции проводится не по плоским волнам, а по каким-либо другим функциям, т. е. при проведении фурье-преобразований эта область пространства не включается в рассмотрение. Разложение по плоским волнам в теории псевдопотенциала тем самым проводилось всегда в некотором подпространстве координатного пространства, что и означает, что все методы, связанные с псевдопотенциалом, должны быть сверхполны. [c.206]

Исследование всякого рода взаимосвязей является одним из наиболее распространенных направлений применения МММ в инженерной геологии. Предметом изучения при этом слул ат различные показатели физико-механических свойств пород, связи между структурой пород и их механическими свойствами, влияние различных факторов на геологические процессы (оползни, переработка берегов водрхранилищ и т. д.). При решении этих задач используются различные методы и модели, как детерминированные, так и статистические. Однако здесь нас интересует классификация всего этого множества методов и моделей по другому признаку основано решение задачи на вскрытии механизма взаимосвязи и взаимовлияния факторов или оно использует принцип черного ящика . Существенно, что содержательная интерпретация результатов решения, полученного по этой схеме, как правило, неоднозначна. Примерами первого способа могут служить классические решения механики грунтов, задач об устойчивости откосов, о переработке берегов водохранилищ и др., а также ряд решений, связывающих параметры трещиноватости с механическими и фильтрационными свойствами пород в массиве примерами второго — разнообразные корреляционные зависимости, парные и многомерные между показателями состава, структуры и свойств пород. Эти примеры свидетельствуют о многообразии решаемых задач и о том (важном с методологической точки зрения) факте, что одни и те же задачи решаются с использованием обоих способов. Последнее обстоятельство дает возможность рассмотреть преимущества и недостатки каждого из них на конкретных примерах. [c.8]

Место имитационных и аналитических моделей определяется степенью неполноты информации о моделируемом объекте Имитационные экспериментально-статистические модели служат для описания объекта как черного ящика по его внешним характеристикам. Наиболее полная аналитическая модель соответствует белому ящику . При моделировании чаще всего исследуют объекты типа серого ящика . Вследствие этого обоснование достоверности (верификация) математической модели и идентификация параметров моделируемых объектов являются неотъемлемыми этапами применения методов машинного моделиро-вання. [c.7]

Предназначена для формования теплоизоляцион-ны.х вкладышей типа плит, применяемых в черной металлургии для футеровки верхней части изложниц методом залива пульпы в формовочный ящик и отжима воды через сетку сжатым воздухом. [c.143]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...