Виды структур

В основе исследования структуры лежит ее классификация. Принципы построения и вид модели структуры системы зависят от типа системы и целей исследований.

При моделировании систем вообще и, в частности, для целей структурного анализа используются различные модели, отображающие:

• функции, которые система должна выполнять;

• процессы, обеспечивающие выполнение указанных функций;

• данные, необходимые при выполнении функций, и отношения между этими данными;

• организационные структуры, обеспечивающие выполнение функций;

• материальные и информационные потоки, возникающие в ходе выполнения функций.

По принципам разбиения системы на подсистемы различают структуру систем, в которых элементы объединяются по функциональному и (или) объектному принципам. При объектном разбиении могу различаться структуры по принадлежности объектов: отраслевые, региональные и т.д.

Функциональные, геометрические и функционально-геометрические модели отражают соответственно только функциональные, только пространственные и одновременно функциональные и пространственные свойства оригинала.

По числу уровней иерархии – одноуровневые и многоуровневые.

По принципам управления и подчиненности – децентрализованные, централизованные и смешанные.

В децентрализованной системе решения отдельными элементами принимаются независимо и не корректируются системой более высокого уровня.

В централизованной системе задания отдельным элементам системы выдаются лишь одним элементом более высокого уровня.

В смешанных системах управление некоторыми функциями или этапами их выполнения происходит централизовано, а другими – децентрализовано.

По выполняемым функциям и целевому назначению – структуры систем планирования, оперативного управления, информационные и т.д.

В зависимости от постоянства числа элементов системы и связей между ними различают системы с фиксированной (жесткой) и изменяемой структурами.

По принципам разбиения системы на подсистемы различают структуру систем, в которых элементы объединяются по функциональному и (или) объектному принципам. При объектном разбиении могу различаться структуры по принадлежности объектов: отраслевые, региональные и т.д.

Физические модели – описание сложных физических свойств с помощью простых структурных элементов.

Временные модели – в качестве элементов выступают этапы процесса или состояния в некоторый момент времени.

Отношения – условия перехода от одного этапа к другому или из одного состояния в другое.

Примеры: производственные сетевые графики (технологические карты, где вершины графа – производственные операции, ребра – последовательность и длительность операций), системы массового обслуживания (случайный поток заявок, отношения между элементами – условия поступления заявок).

Геометрические модели содержит сведения о форме и размерах системы и элементов, об их взаимном расположении.

Применяются модели двухмерного (2Д) и трехмерного (3Д) моделирования. 2Д моделирование – подготовка чертежей, трассировка плат, 3Д моделирование - каркасные, поверхностные и объемные модели.

Каркасная модель отображает форму детали в виде конечного множества линий на поверхности детали. Для каждой линии известны координаты концевых точек и указана их инцидентность ребрам или поверхностям.

Поверхностная модель отображает форму детали заданием ограничивающих ее поверхностей, например, в виде совокупности данных о гранях, ребрах и вершинах.

Объемная модель содержит сведения о принадлежности элементов внутреннему или внешнему пространству по отношению к объекту.

Подходы к построению геометрических моделей:

- задание граничных элементов – граней, ребер, вершин;

- задание двумерного контура и траектории его перемещения, след от перемещения принимается в качестве поверхности детали (кинематический метод);

- пространство разбивается на ячейки (позиции), объект задается указанием ячеек, принадлежащих детали (позиционный метод);

- объект представляется в виде совокупности базовых элементов формы (заранее разработанные модели простых тел – параллелепипеда, цилиндра, сферы, призмы) и выполняемых над ними теоретико-множественных операций объединения, пересечения, разности - метод конструктивной геометрии - для сборочных единиц.

Одним из путей преодоления сложности построения моделей является иерархическое представление возможных структур системы: структурную сложность системы можно раскрыть в форме иерархической системы.