ESD系统工程实体基础模式化课件

ESD.33--系統工程第十二課實體基礎模式化

課程規劃作業#6問答集應用於設計模擬市場之分散式物件導向模式數學模式於工程設計中扮演角色及使用作業作業#6簡答回歸實驗設計DOE因子成果圖全因子分數因子因子成果平均值重量位置穩定器鼻尖長度翅膀掠度平均流經距離[呎]處理成果模式(雙因子)如其為“附加模式”，我們可假設並無互動存在。重量位置穩定器鼻尖長度翅膀掠度因子成果平均值平均流經距離[呎]•我投擲飛機[A1B1C1D1]9次1914160133212219•我預估

µ

值為

x=18.55•我預估

σ值為

s=3.50•我有9個樣本

n=9何謂信賴區間？信賴區間分解DOFy值數

因平均值因子因子

平方總和

因誤差互動關係課程規劃作業#6問答集應用於設計模擬市場之分散式物件導向模式數學模式於工程設計中扮演角色及使用作業同效性方法決定性同效性方法隨機性同效性方法決定性系統模式同效性邏輯經驗系統模式同效性邏輯設計設計設計設計空間統計資料設計設計DOME作為SE研究案例•最關鍵的應用挑戰為何？•如何解決？•標準扮演了什麼角色？•您是否能想出工程解決方案？•要如何才能完工出廠？DOME作為SE工具•DOME能支援多種系統工程工具–設計結構矩陣–使用性理論–接受度–分析繼承程序•且DOME也可支援建立新互動關係模式分散模擬服務市場 “實際而言，個別參與者於非正式市場中執行其工作，針對服務交換關係討價還價，以獲得其所需之問題解決方案。”定義•數學(或符號)模式

–為一涵括現實系統簡化呈現之結構，模式可由人所架構，通常係為了系統設計之目的。•計算式模擬–為一應用於數位電腦中之數學模式。•自然法則

–為一以數學形式或電腦可執行之演算法，表現對實體系統中因果關係。模式分類優點/缺點？優點/缺點？現實世界實體或想像類比數學或符號數學模式以級數快速成長摩爾定律–密度每18個月↑2X(兩倍)較佳演算法已成形電晶體摩爾定律處理器處理器處理器處理器處理器處理器數學模式提升相互關聯性•產品資料管理之解決方案•分散式物件導向模式環境–促進分散式設計模擬市場–可如應用於文字之HTML方式應用於模式為何模式會錯正確模式->不正確的答案進位錯誤捨去錯誤條件錯誤正確模式->誤導答案數值穩定性、穩亂的系統正確模式->無法產生答案涵蓋範圍錯誤演算邏輯複雜不是非常正確的模式->不精確的答案無法模式化之情況模式之電腦程式有錯電腦複雜度及大O符號n為本問題中的變數數O(f(n))的表示當

n→∞時，其執行時間為某些常數c之最大cf(n)。因為僅考量成長率，我們可忽略倍數常數及低階項，例如， 3nlog(n)+6n+2.7是O(nlog(n))

n3+10000000000n是O(n3)

3n

是

O(3n)O(logn),O(log2n),O(n0.5),O(n),O(nlogn),O(n1.5),O(nlog2n),O(n2),O(n3),O(n4)O(nlogn),O(2n),O(3n),O(4n),O(nn),O(n!)某些函式之成長率多項式函式指數函式類別NP-完成為一問題之集合，我們相信，並無多項式時間演算法。因此，其為困難問題。假如問題為NP-完成類，當n變大時，則無希望能解決此問題。NP-完成科學軟體誤差實驗

T1電腦軟體之統計量測誤差自許多工業擷取案例約每千行之商業用程式有~10個嚴重錯誤實驗T2使用相同輸入資料，其相同程式碼可應用於數個獨立應用深度應用研究(地震資料處理)平均特性圖都會同意1或2 Hatton,Les,1997,“T實驗：科學軟體誤差”,IEEE電腦科學及工程工程模式相較於科學模式應用於科學及工程之模式有些基本差異...科學使用模式以獲得了解事物之方法...工程使用模式...係嘗試達到應達到事項...科學模式之驗證也應用於工程...係建立界限並改善產品...Blanchard及Fabrycky,第7.2節工程模式應用工程師尋找下述問題之答案：依據設計完成之系統是否能運作？兩種系統設計何者為佳？我是否充分瞭解系統？

Hazelrigg,1999,“數學模式於工程設計中扮演角色及應用”,ASME機械設計雜誌定義精確性–模式能忠實呈現現實世界之能力辨識率–模式能適當區分各備選案例之能力確認–依據模式既定應用，決定模式能精確呈現現實世界程度之一套程序(AIAA,1998)驗證–決定模式應用能精確呈現發展者之觀念描述及模式解決方案之一套程序(AIAA,1998)工程系統模式能以具某信賴度之資料予以確認除非系統經設計並內建機制，否則特定系統中實體資料無法被蒐集當必須做設計決策時，模式從未完全確認工程模式確認定義決策–(1)自一組備選方案中做出選擇，(2)不可取消之資源配置輸出–決策之實際結果資訊–供作決策之基礎不確定性–依據模式或程序之輸入或其本身或未來事件，其缺少精準知識之程度風險–決策輸出之不確定性結果依模式資料量化不確定性以數學方式呈現不確定性機率密度函式時機範圍經由系統傳播評估成果性能方面已定決策方面上述公式使用於與規模無關之情況因此，蒙地卡羅之優點在於：粗略近似法，或需快速執行之模擬甚至為系統有許多隨機變數時蒙地卡羅模擬

其優點為何？精確性實驗數持續攪動槽式反應器目的是以每分鐘60莫耳速率產生化學樣本B摘自Kalagnanam及Diwekar,1997,“非線上品管之效率取樣技術”,Technometrics(39(3)308-319.持續攪動槽式反應器

機率分析•六個輸入變數時，有10%不確定性(10%=2σ)•輸出部分有66%不確定性(起點)•輸出部分有30%不確定性(穩健設計)機率密度起點應用穩健設計後生產速率(莫耳/分)決策支援模式於做出通知工程決策時，有哪些關鍵要素？儘管有非常多的不確定性，仍有信心做出工程決策？Hazelrigg的M&M巧克力遊戲“猜測”罐中M&M巧克力數目競爭式遊戲由猜的最接近但未超過數目者獲勝遊戲模擬此糖果罐遊戲之模擬邏輯案例1之模擬結果案例2之模擬結果獲勝機率獲勝機率猜測猜測開始樣本計算設定樣本使使設定如儲存

結束模擬使找出設定使如寫入資料：L=本遊戲中其他玩家數K=模擬數模式化及模擬之摘要數學模式為現代系統工程之基礎部份模式包含許多陷阱當系統愈複雜或性能愈多時，大部分陷阱會變得更糟策略掌握模式的限制預估不確定性了解決策成果之不確定性於重要案例，建立確認模式將模式與經驗結合課程規劃作業#6問答集應用於設計模擬市場之分散式物件導向模式數學模式於工程設計中扮演角色及使用作業建議修正•測驗#2移到“課外”•測驗#2需時三小時•驗飛機引擎提前•TimDavis需要更多時間T20JUL穩健設計Taguchi_Clausing_穩健品質.pdfUlrich_Eppinger_產品設計發展第十三章.pdf#6R22JUL極限程式設計Beck_極限程式設計.pdfWilliams_成對程式設計.pdfT27JUL測驗#2R29JUL飛機引擎(奇異)汽車Davis_TBD.pdf#7T3AUG飛機引擎作業活氧計畫Steele_TBD.pdfR5AUGNORAD指令及控制(Mitre)Folk_TBD.pdf#8#7T10AUG戰術型戰斧C