Изучите концепции, инструменты, приложения и технические термины, составляющие мир качества. Для получения дополнительных определений просмотрите онлайн-глоссарий терминов качества, аббревиатур и ключевых людей в истории качества.
Определение глоссария качества: Испытания с использованием моделей
Такого рода эксперименты в качестве обязательного этапа содержат моделирование - проведение расчетов на основе различного рода моделей и (или) определенных влияний параллельно опытным испытаниям объекта и его фрагментов. Испытания с использованием моделей включают проведение расчетов на математических или физико-математических моделях объекта испытаний и (или) воздействий на него в сочетании с натурными испытаниями объекта и его составных частей (опытно-теоретический метод испытаний), а также применение физической модели объекта испытаний или его составных частей. ГОСТ 16504-81.
Данные натурных испытаний необходимы в качестве исходных данных для моделирования, а также используются для проверки правильности функционирования объекта испытаний (правильности стыковки составных частей объекта, способности объекта выполнять задачи, для решения которых он предназначен, и т. д.)
В ходе контроля и изучения проводится замена реального объекта определенной схемой, строение и метод осуществления которой исследуют посредством математического, физического и физико-математического моделирования. Это дает возможность уменьшить объем, длительность и финансовые затраты, в сравнении с иными методами проведения испытаний.
• Быстрая и результативная оценка свойств объекта на каждом этапе: от его проектирования до ввода в эксплуатацию - через имитацию функционирования.
• Огромный потенциал применения этого метода в случае аварий с целью определения утраты работоспособности объекта в силу воздействия на него тех или иных факторов.
• Моделирование позволяет корректно выбрать контролируемые параметры объекта в ходе его разработки.
• Возможность воспроизведения функционала систем с минимизацией натурных испытаний, оптимизация их свойств, прогнозирование на ближайшую и отдаленную перспективу.
Главная цель использования модели - выбор наилучшей стратегии из числа имеющихся вариантов.
Ограничения метода - учет конкретных, четко заданных условий. Если они изменятся, то и итог моделирования окажется неудовлетворительным. Однако выявление новых, не учтенных ранее условий и характеристик дает возможность вырабатывать новые принципы поиска.
Проведение испытаний такого рода в лаборатории "Менделеев Тест Групп" подразумевает следующую логику работы:
• обработка исходных данных по опытным испытаниям объектов;
• определение разновидности модели, проектирование рабочей модели применительно к конкретным условиям;
• создание модели;
• экспериментирование на рабочей модели с дальнейшим уточнением ее разновидности и итогов моделирования;
• анализ итоговых данных, полученных в результате экспериментов;
• серия контрольных испытаний для того, чтобы закрепить итог и удостовериться в его надежности.
Исходя из назначения, применяют две категории моделей: физические и математические. Первые дают возможность воссоздать объект в точном соответствии с его физическими свойствами и процессами, которые происходят в нем в тех или иных условиях воздействия. Вторые - это математические соответствия, дающие представление об исследуемом объекте и процессах внутри него в условиях заданных средовых воздействий.
Физическое моделирование актуально при необходимости изучения специфики и характеристик объекта и процессов, происходящих в нем, если эксперимент с реальным объектом требует больших затрат и усилий, а математическое моделирование невозможно. Тогда модель дает возможность выявить корреляцию между разными параметрами прямым измерением. И позже итоги испытаний проецируются на оригинал.
Физические модели допустимо применять в ходе испытаний для выявления сложно измеряемых параметров, при проверке надежности для выявления слабых мест и оценки их надежности по реакции уязвимого места.
Математические модели используют, если можно высчитать трансформацию (после внешнего воздействия) параметров, обусловливающих функционирование объекта. Это определенные соотношения, применяющие дискретные значения начальных данных и показывающие итоги расчета тоже для дискретных периодов. Даются разные вариации описаний объекта и его функционирования.
Создание математических моделей иногда основывается на обработке статистической информации. Но при изучении абсолютно неисследованного феномена на ранних этапах слишком мало данных, и тогда модель дает возможность воспроизвести не процесс, но его умозрительную логику.
Каждая модель: и физическая, и математическая, служит дополнением для другой.
• Изучение и оптимизация систем и их свойств, в том числе - скрытых. Это могут быть наилучшие конструктивные и технологические параметры; реальные значения базовых данных при одновременном влиянии внешних и внутренних факторов; параметры, определяющие экстремальные условия испытаний, степень надежности систем в конкретных условиях применения.
• Оценка и прогнозирование поведения (реакции) объекта в определенных обстоятельствах воздействия внешних и внутренних факторов.
Цели применения полученных данных могут варьироваться. Рассмотрим основные из них.
• Итоги моделирования можно применять в дальнейшей разработке объекта - чтобы улучшить его структуру, расширить функциональные возможности, провести оптимизацию этапов испытаний и контроля.
• Для создания модели функционального объекта, если важно собрать полный свод данных относительно его свойств, по сравнению с данными лабораторных исследований.
• Чтобы разработать и создать модель комплексного (сложного) объекта, если необходимо выявить степень нагрузки определенных частей его структуры либо надежность их связей.
Прежде всего, принципиальным является адекватность соотношений и наличие тех или иных характеристик электронно-вычислительных средств, применяемых в ходе испытаний.
Рациональность и оправданность физического моделирования обусловлена спецификой объекта, а также разновидностями испытаний, которые определяются целями и условиями эксперимента. В случае, когда объектом исследования является комплексная техническая система, в которую вошло множество фрагментов (блоков, узлов), с разной степенью прочности (невосприимчивости) к разнородным экспериментальным воздействиям, то испытания допускается проводить, используя физические модели.
Если объект имеет такие свойства, которые позволяют комплексные внешние влияния заменить более простыми или менее интенсивными, то испытания реализуются на основании физического моделирования влияний на объект.
Как и испытания иного рода, такие эксперименты обязательно документируются. Предварительная подготовка документации подразумевает обязательное составление и утверждение программы и выбор методики исследований. В программе прописываются цели и объект, условия проведения испытаний, необходимое для этого оснащение, период и специфика экспериментов. Дается обоснование выбранной методики, описываются ожидаемые результаты.
По итогам испытания с применением моделирования составляется акт, отражающий все данные, которые были получены таким способом, анализируется степень их соответствия ожиданиям и возможность дальнейшего практического применения. Акт и документация направляется экспертной комиссии, которая выносит свое решение относительно возможностей дальнейшего использования результатов испытаний: либо даются рекомендации по доработке и повторному проведению испытаний, либо предоставляется разрешение на серийный выпуск смоделированного объекта.
В "Менделеев Тест Групп" возможно проведение испытаний с использованием физических и математических моделей объекта. Это одно из ведущих направлений нашей специализации.
