Моделиране на сложни системи
Технологичните процеси се характеризират със значителна сложност. Това се проявява в голямото количество информация, съдържаща се в индустриалните системи, и във взаимното влияние на техните параметри. Моделът на такава система е колекция от различни модели измежду всички разновидности. Системата може да бъде представена по различни начини, които се различават значително един от друг по сложност и детайлност. В същото време осигуряването на изискванията за точност и адекватност на модела води до увеличаване на обема и сложността на програмата за моделиране.
Сложните системи, като правило, се състоят от голям брой елементи, които изпълняват различни функции. Получаването на модел на доста проста форма за такива системи е най-често невъзможно. Следователно в този случай системният модел се изгражда на модулна основа, т.е. системата се представя като състояща се от елементи, блокове и подсистеми. Всяка система може да бъде разделена на подсистеми, а подсистемите на блокове, а блоковете на елементи. По този начин моделът е функционално подразделен на подмодели. Общата идея на модела се показва под формата на логическа структурна диаграма на системата [163].
Основната цел на разделянето на система е да се получат елементи, които могат да бъдат математически описани. Този подход е доста ефективен и може лесно да се приложи. В този случай е възможно да се изгради и подобри моделът чрез итеративен метод, добавяйки към основната схема блок по блок. Изграждането на модел от блокове дава възможност да се експериментира с неговото изпълнение и в процеса на машинна симулация.
Изграждането на математически модел за сложни системи започва с анализ на отделни "елементарни" процеси, протичащи в обекта на моделиране, и разпределяне на отделни блокове, съответстващи на който и да е елемент или процес на системата. За това функциите на модела са разделени на логически подфункции с по-високо ниво на детайлност. Ако някой първоначално избран блок се окаже прекалено сложен, той се разчленява (със запазване на връзките) на краен брой по-малки блокове от по-ниското ниво, образувайки подсистема, съответстваща на разделения блок. Този процес на разделяне на подсистеми и блокове продължава до необходимото ниво на детайлност в описанието на системата, т.е. докато се получат такива блокове, които при условията на този проблем ще бъдат признати за достатъчно прости и удобни за директно математическо описание. Блоковете, които не подлежат на допълнително разчленяване на части, са елементи на сложна система (за това разглеждане на системата). Елементите могат да съхраняват, предават, трансформират и разсейват енергия или информация. Извиква се точката, в която са свързани елементите възел. Няма натрупване, преобразуване или разсейване на енергия във възлите; те са като абстрактни точки на координатната система.
По този начин в общия случай сложната система е многостепенна, състояща се от взаимосвързани елементи, комбинирани в блокове и подсистеми от различни нива. Използвайки съвременни езици за програмиране, е възможно да се получи модел, който е възможно най-близо до изследваната система (както структурно, така и терминологично).
При съставяне на модел, състоящ се от отделни блокове, са възможни два подхода в зависимост от целта на модела: