Черный ящик

Основу второго подхода составляет совокупность методов, объединяемых в кибернетике общим термином черный ящик . В их состав входят вероятностно-статистические методы анализа сложных явлений и систем, теория статистических решений и оптимального планирования эксперимента, методы теории распознавания образов, адаптации и обучения и т. п. Статистические методы поиска катализаторов позволяют по ограниченной экспериментальной информации просматривать значительные совокупности факторов, предполагаемых априори ответственными за каталитическую активность. Причем планы эксперимента предусматривают возможность варьирования испытываемых факторов на двух и более уровнях в зависимости от сложности поверхности отклика. Выявление доминирующих факторов проводится по различным вариантам ветвящейся стратегии, а их численная оценка — с использованием стандартных приемов регрессионного анализа. При усложнении задач статистического анализа методы корреляционного и регрессионного анализа уступают место математической теории распознавания с богатым арсеналом приемов раскрытия многомерных корреляций. [c.58]

Можно допустить, что термодинамическое совершенство процесса разделения в реакционно-диффузионных мембранах также окажется функцией величин Ф,, а,/, х и 1Х Аг. Если использовать значения ац и Л1 = Ф,Л,-, то потери эксергии в мембранах такого типа можно вычислить по уравнениям (7.47) и (7.52), эксергетический к. п. д. проницания по соотношениям (7.54) —(7.56), (7.64) и (7.66), приведенные плотности проникшего целевого и суммарного потоков — по уравнениям (7.58), (7.59) и (7.67), состав проникшего потока по выражениям (7.62) и (7.65). Применимость соотношений несопряженного массопереноса для расчета эффективности разделения в реак-ционно-диффузионных мембранах основано на общности подхода, трактующего мембрану в сечении как точечную систему с конечным значением движущей силы на границах, т. е. как черный ящик . При этом предполагается, что перенос компонентов смеси сопряжен только с химической реакцией, взаимно их потоки независимы. [c.249]

Принцип черного ящика . При анализе сложных процессов, когда не представляется возможным найти внутренние связи в системе, в кибернетике применяют принцип черного ящика . Этот принцип заключается в том, что, не имея информации о существе, внутренней структуре процесса, для его математического описания используют лишь зависимость выходных величин от входных. [c.21]

Эксперименты, подобные опытам Резерфорда, Рентгена и Беккереля, показывают, как бывают полезны косвенные доказательства при изучении свойств объектов, которых мы не можем увидеть или ощутить. В этой лабораторной работе вы попытаетесь определить, что находится в закрытом ящике она во многом будет напоминать работу ученых при определении природы атома - более сложного черного ящика . [c.309]

А.5. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА ЭКСПЕРИМЕНТЫ С ЧЕРНЫМ ЯЩИКОМ [c.309]

Количественный аспект проблемы подбора катализаторов. В рамках количественного аспекта рассматриваемой проблемы можно выделить несколько характерных направлений 1) квантовохимический подход к прогнозированию активности гетерогенных катализаторов 2) прогнозирование катализаторов методом линейных корреляций 3) экспериментально-статистический метод подбора катализаторов 4) прогнозирование катализаторов методом математической теории распознавания. Сюда же примыкают энтропийно-информационные методы принятия решений при подборе катализаторов, а также разработка экспертных систем прогнозирования каталитического действия. Как уже упоминалось, методы количественных оценок при решении задач подбора катализаторов разделяются на два направления методы, основанные на глубоком анализе механизмов гетерогенного катализа, и формальные приемы анализа кибернетических систем типа черного ящика . Методы первого направления связаны в основном с развитием квантовохимических расчетов и установлением полуэмпирических зависимостей активности катализаторов от их физико-химических и термодинамических параметров. [c.60]

Законы термодинамики не раскрывают механизма сопряженного массопереноса, по существу рассматривая мембранную систему как черный ящик . Поэтому в гл. 2 и 3 подобные явления рассмотрены более детально и с иных позиций. [c.26]

Известно несколько экспериментальных значений параметра, перекрывающих область изменения условий протекания процесса, но неизвестен закон его изменения. В этом случае закон изменения параметра в области протекания процесса устанавливается путем обработки экспериментальных данных по эмпирическим зависимостям статистическими методами. Такой подход широко применяется в практике расчетов, особенно в тех случаях, когда отсутствует теоретический подход к рассматриваемому явлению и последнее рассматривается как черный ящик . Проблема заключается в том, чтобы подобрать класс функций, наилучшим образом воспроизводящих экспериментальные данные. Этот способ получил распространение при описании зависимости свойств от параметров процесса, например зависимости вязкости от температуры и т. д. [c.181]

В реальных ситуациях, как правило, существует априорная информация о внутренней структуре процессов, протекающих в промышленных объектах химической технологии. Поэтому подход к синтезу оператора с позиций черного ящика обычно уступает по своей гибкости и эффективности второму и третьему подходам. [c.13]

Рис. 3.1. Модель взаимосвязи физико-химических свойств системы по принципу черного ящика.

V В данной главе были рассмотрены некоторые характерные приемы формального построения функционального оператора ФХС на основе принципов черного ящика , когда единственно доступной информацией об объекте являются его входные и выходные сигналы. В качестве результирующего функционального оператора в данном случае могут выступать модели, построенные на базе идей адаптации и обучения, уравнения регрессии и булевы модели (преимущественно при описании статического состояния ФХС), уравнения пространства состояний (при описании динамического поведения ФХС), специальные распознающие устройства, обучающиеся автоматы или любая другая форма описания, получаемая на основе анализа и обработки внешних информационных характеристик объекта. [c.130]

К решению задачи синтеза оператора, описывающего гидродинамическую структуру потоков в технологических аппаратах, можно подходить по-разному. Например, с точки зрения формальной теории динамических систем задача сводится к проблеме минимальной реализации (см. 2.5). В этом случае для решения задачи достаточно знать функцию отклика системы на известные входные возмущения. Однако при моделировании процессов в технологических аппаратах, как правило, нет необходимости считать объект черным ящиком , так как почти всегда существует априорная информация о важнейших особенностях структуры потоков в аппарате. Другая менее формальная и более технологичная точка зрения на синтез математической модели гидродинамической структуры потоков в аппаратах состоит в выборе наилучшего в известном смысле оператора из ограниченного множества возможных операторов для аппарата данной конструкции. [c.240]

Взять хотя бы подбор цветовой отделки производственных помещений. Казалось бы, не все ли равно, в какой цвет окрашены помещения, скажем, операторной или механической мастерской. Оказывается, что далеко не все равно. Научно установлено, что цвет влияет на наши ощущения и настроения, делает вещи тяжелыми или легкими , холодными или горячими . Производили такой опыт рабочим было поручено перетаскивать ящики совершенно одинакового веса, но одни из них были окрашены в черный, а другие в белый цвет. Все без исключения рабочие заявляли, что черные ящики значительно тяжелее белых. Установлено также, что в жарком климате и в помещениях с большим тепловыделением целесообразно применять для окраски стен так называемые холодные тона. В гладильном цехе одной из швейных фабрик работницы жаловались на высокую температуру, которая быстро их утомляла. Тогда стены и столы выкрасили в холодный синеватый цвет, и все гладильщицы заявили, что в цехе похолодало и работать стало легче, хотя температура в помещении оставалась той же. Наоборот, в холодном климате и в неотапливаемых или плохо отапливаемых помещениях целесообразно применение так называемых теплых тонов. [c.268]

С другой стороны, в любом анализе присутствуют оба подхода. Так, при стохастическом подходе инфор.мация об объекте неявно все же присутствует хотя бы потому, что целенаправленно выделили X и Z. Для детерминированного подхода схема черного ящика также верна. Отличие в том, что знаем механизм влияния на процесс вектора X. Вектор Ъ в этом случае называется шумом. Обычно =Г(Х) при проектных разработках, [c.5]

Формальный путь построения мысленной модели можно указать, пожалуй, лишь для одного простейшего случая. Этот прием очень распространен в моделировании и получил название модели черного ящика . Сущность приема состоит в том, что изучаемый объект представляется в виде некоего математического механизма , устройство которого либо неизвестно, либо полностью игнорируется ввиду сложности (отсюда название черный ящик ). Известно только, что этот механизм перерабатывает значения величин хи. .., Хп, поступающих к нему на вход, в значения величины у на выходе (иными словами, значения определяющих факторов в значения изучаемой характеристики). [c.264]

Мы находимся в условиях первого уровня информации о математическом описании. Структура математического описания известна на уровне черного ящика . В этом случае для сокращения числа переменных можно использовать метод анализа размерностей. Метод, как известно, пользуется единственным положением,, состоящим в том, что в физическом уравнении правая и левая части должны иметь одинаковые размерности. Из этого вытекают следующие сведения о структуре таких уравнений , все физические уравнения размерно однородны, т. е. либо это сумма членов одинаковой размерности, либо комбинация безразмерных выражений. [c.267]

Таким образом, внесение элементов случайности в процедуру выбора направления поиска эквивалентно представлению о критерии оптимальности как о некотором черном ящике , который на случайные приращения независимых переменных реагирует случайным, точнее, неизвестным заранее исследователю образом. [c.202]

Формально-статистический подход сводится к попытке, реализуя 1 и Уь оценить 0( 1) аппроксимацией в каких-то наперед заданных узких классах Ф Х1), по своей структуре физически не интерпретируемых. Этот подход эквивалентен известной проблеме исследования черного ящика , т. е. речь может идти о построении математической модели на уровне информационной страты, описывающей поведение объекта. Применение данного подхода ограничено необходимостью в действующем объекте, он неприменим на стадии проектирования. К достоинствам его следует отнести разработанность методов и простоту практической реализации. [c.11]

Вероятностно-статистические модели позволяют оценить уровень искомой величины, выявить случайные и систематические ее составляющие, но при этом не объясняют физической сущности явления ее образования. В этом случае явление рассматривается как черный ящик и между выходной и входной величиной устанавливаются корреляционные зависимости. Кроме того, по вероятностно-статистической модели невозможно рассчитать конкретное значение искомой величины, а можно лишь оценивать пределы ее изменения. При построении моделей такого типа необходимо проводить значительный объем экспериментов для сбора статистических данных. [c.76]

Детерминированную модель строят на основе теоретического и экспериментального исследования сущности технологического процесса, его причинно-следственных связей. Иными словами, построение детерминированной модели основано на раскрытии внутреннего содержания черного ящика . И в этом заключается главное преимущество детерминированных моделей. [c.76]

Очевидно, аналогичное уравнение выполняется для средних значений функции распределения F по /-му иу-му параметрам, характеризующему определенные физико-химические свойства системы. Для этого подействуем на левую и правую часть уравнения (3.8) некоторым оператором М, который выполняет две функции во-первых, трансформирует входные параметры "черного ящика" в функцию отклика [c.72]

При стохастическом подходе процесс рассматривают как черный ящик (рис. 1.1). [c.4]

И с точки зрения самой математики, энтропийно-информационная формула представляет собой универсальную алгебраическую функцию, применимую для описания как линейных, так и сложных нелинейных закономерностей ФХС. Она может успешно заменить применяемый в химической кибернетике эмпирический математический язык черного ящика , а также может применяться при статистической обработке информации в других областях науки. [c.117]

Отметим, что ДГ-оптимизация характеризуется разбиением множества Мг на логически связанные множества а М (что соответствует разбиению комбината на блоки и регионы), составлением множества 8г а 3 (связи между регионами), установлением глобального критерия 2дг, соответствующего данному разбиению, и выбором метода оптимизации. Короче говоря, при ДГ-оптимизации ищется оптимум критерия Z работы регионов М при связи выбранным методом. При этом каждый регион из множества М рассматривается как своего рода черный ящик , т. е. задаются зависимости выходных переменных от управляемых и входных переменных региона без учета всех его внутренних процессов и особенностей. Поэтому если Х . — есть вектор выходных переменных v-гo региона, Yrv — вектор его входных переменных, А Ату — матрица преобразования, то зависимости между этими переменными в линейном варианте могут быть представлены в следующем виде [c.160]

Понятие черного ящика Относится к основным понятиям кибернетики, помогая при изучении поведения систем, т. е. реакций на различные внешние воздействия, абстрагироваться от их внутреннего устройства. Многие системы, особенно большие, оказываются настолько сложными, что, даже имея полную информацию о состоянии их элементов, практически невозможно связать ее с поведением системы в целом. В подобных случаях представление такой сложной системы в виде некоторого черного ящика , функционирующего аналогично, облегчает построение упрощенной модели. Анализируя поведение модели и сравнивая его с поведением системы, можно сделать ряд выводов о свойствах самой системы и нри их совпадении со свойствами модели выбрать рабочую гипотезу о предполагаемом строении исследуемой системы. [c.21]

Принцип черного ящика оказывается весьма полезным при замене одной системы другой, функционирующей аналогичным образом. Так, при автоматизации вредных производств возникает необходимость замены аппаратчика автоматическим устройством, способным выполнять те же функции. [c.21]

Процесс или объект исследования рассматривают как черный ящик , воздействия на который (независимые переменныеЖ1, лгз, называются факторами, а выходной параметр [c.16]

Структурные схемы подобного типа значительно облегчают принятие правильных решений для наут1н0 обоснованного построения неформальной, основанной на физической сугцности математической модели гетерогенно-каталитического процесса. Здесь уместно отметить, что существуют многие другие более простые в исполнении пути построения математических описаний каталитического процесса. К ним относятся, например, многочисленные модификации формального подхода с позиций черного ящика [1], всевозможные полуэмпирические методы, основанные на относительно неглубоком проникновении в физическую сущность объектов моделирования и др. В последнем случае опыт исследователя может оказаться достаточным для того, чтобы построенная полуэмпирическая модель отражала физическую сущность процесса, однако недостаточно глубокие знания могут привести к ошибочным результатам. Примером могут служить работы, где нестационарные процессы в неподвижном слое катализатора описываются весьма примитивно различными модификациями ячеечной модели [5—7]. [c.224]

При анализе эффективности установок получения серы АГПЗ-1 [31] принят метод пассивного эксперимента, при котором установка рассматривалась в качестве черного ящика с набором входных (выходных) параметров. Для каждого режима фиксировался набор параметров, необходимый для расчета зависимости степени конверсии от срока эксплуатации установки после последнего капитального ремонта (22 показателя). [c.159]

Следует подчеркнуть, что после построения мысленной модели явления исследователь всегда имеет дело только с его математическим описанием, абстрагируясь от самого явления. Даже тагда, когда в качестве мысленной модели выбрана модель черного ящика , имеется в виду, что ей соответствует математическое описание в виде некой функции, вид которой пока не известен у = 1(х1,. .., с ), но о которой все же имеется минимальное количество сведений состав и размерности переменных. [c.265]

В этой же работе автор рассматривает рекомендации, предложенные Комитетом советников по основным опасностям (АСМН) для проведения полевых исследований, а также в общих чертах описывает удовлетворяющую этим рекомендациям схему экспериментов. В работе [M Quaid,1982b], рассматривая модели парового облака, Маккуэйд обращает внимание на неопределенность в терминологии. Так, термин "ящик", на его взгляд, можно применять к физической форме облака, например, представляя его в виде цилиндра, в пределах границ которого концентрация паровоздушной смеси предполагается однородной. Но его легко спутать с понятием "черный ящик", которое довольно широко используется для обозначения систем, внутренняя структура которых неизвестна или не рассматривается, но для которых известна взаимосвязь между входом и выходом. Здесь можно провести аналогию с автомобилем, управляемым человеком, не знающим принципов работы двигателя, трансмиссии, рулевого управления или системы торможения. Более точный пример - бытовые компьютеры или калькуляторы, пользователи которых в своем подавляющем большинстве не знакомы с электронной технологией. [c.120]

Идеал ьн1>1Й стгтстическнй метод мо кно уподобить оператору в математике, или черному ящику в кибернетике, или преобразователю в радиотехнике — короче говоря, любой логической или технической структуре, которая безотказно производит над исходным объектом некое единообразное нреобразоваггие. Синтетический метод — некоторая более или мепее стандартизованная последовательность операций, результатом которой янляется определенное, стандартизованное преобразование структуры исходных соединений. Внутри эт010 черного ящика обязательно присутствует одна или несколько реакций, определенные реагенты, катализаторы, растворители, те или иные процедуры выделения. [c.57]

Таким образом, существует объективное противоречие между необходимостью моделирования сложных систем и дифференциальным, атомномолекулярным подходом к их описанию. В этом плане древние ученые обощли современных они чувствовали вещество как единое целое, понимали его психологическое и мистическое значение [18]. Утрата химиками и физиками чувства реального вещества - это проблема XX века. Если в старых химических монографиях вещество описывалось не только с позиции физически измеряемых свойств, но и цветовых, вкусовых нюансов, запаха, то теперь оно заменено моделями. Поэтому нельзя отрицать опыт алхимиков, более того, их опыт надо учесть при исследовании лекарственного вещества. Непрерывный подход к веществу, родивщийся в древности, воплотился в XIX веке в термодинамику, для которой важен не состав, а начальное и конечное усредненное энергетическое состояние вещества. Кибернетика также [29] оперирует начальным и конечным состоянием системы, которая является черным ящиком — неизвестным предметом. Успехи в области термодинамических исследований сложных физико-химических и биологических систем свидетельствуют о необходимости дальнейщего развития феноменологического подхода не только в термодинамике, но и при изучении физико-химических, технических и экологических систем. [c.25]

Рассмотрим открытую и релаксирующую к равновесию систему, как черный ящик . На рис. 3.1 X, - X - множество входных — множе- [c.69]

Из экспериментов известно, что, несмотря на огромное число компонентов, в различных процессах МСС ведут себя удив1ггельно просто. Подобные факты часто приводят к неоправданному распространению закономерностей химии и физики простых веществ на сложные многокомпонентные системы, даже без введения соответствующих поправок. Несмотря на определенный успех данных моделей, в них имеет место детерминированность элементарных стадий процессов, не учитываются их сопряжение и стохастический характер процесса во времени. Единственно возможным в таких случаях является статистический термодинамический и синергетический недетерминистиче-скии подход, который эффективно используется в естественных науках, в том числе в исследовании систем далеких от равновесия [35-45].Но в синергетике очень часто изучаются не самые главные компоненты и процессы, так как не достаточно информации о системе в це юм. Таким образом, в синергетике не хватает определенного макроуровня для описания сложных многокомпонентных объектов. Непрерывный подход к веществу, родившийся в древности, воплотился в XIX веке в термодинамику, для которой важен не состав, а начальное и конечное усредненное энергетическое состояние вещества. Кибернетика также оперирует начальным и конечным состоянием системы, которая является черным ящиком Из обширного эмпирического материала известно, что МСС, несмотря на огромное число компонентов, в ряде случаев ведут себя удивительно просто. Например, кинетика деструктивных процессов превращения нефтяных фракций и твердого топлива описывается простыми уравнениями первого или второго порядка [17-20]. Кроме того, пре- [c.11]

Под гибридной нейронной сетью в данном случае понимается сеть, выходы которой соответствуют промежуточным (неизмеряемым) переменным. Кроме этого, сеть дополняется известными соотношениями (уравнениями баланса, основными термодинамическими соотношениями), связывающими промежуточные переменные с интересующими выходными величинами. Подобные гибридные нейронные сети работают уже не по принципу "черного ящика", но в силу заложенных в них фундамаггальных соотношений обладают значительной прогнозирующей способностью. [c.74]

Термину синтетический метод трудно дать строгое определение, но не трудно описать смысл этого понятия, Идеальный синтетический метод может быть уподоблен оператору в математике, черному ящику в кибернетике или преобразователю п радиотехнике — короче говоря, любой логической или технической структуре, которая безотказно производит над объектом некоторое однозначно определенное преобразование. Синтетический ме-1Х)Д — некоторая более или менее стандартизированная последовательность операций, результатом которой является строго определенное преобразова-йие структуры исходных соединений независимо от частных особенностей строения последних. Внутри этого черного ящика обязательно присутству- еТодна или несколько реакций, определенный набор реагентов, растворите--"йсй и катализаторов, те или иные процедуры выделения и т. д. [c.79]

Эта последовательность имеет практически универсальную применимость, и поэтому ее вполне правомерно представлять в терминах черных ящиков как результат применения оператора Метод Гриньяра к системе КНа1 [c.80]

Во всех подходах к проблеме селективности, которые мы рассматривали вы-ШС, игра строилась на вариациях, непосредственно заграгаваюших участ-%<ков основного процесса изменялись природа субстрата и/или реагента, проведения реакции или даже природа самой реакции. Хотя в каждом из случаев удавалось обеспечить селективность требуемого превраще-ШШ, однако подчас этот успех достигался дорогой ценой, поскольку требовалось подогнать к решению той или иной конкретной задачи какой-либо из основных методов синтеза, иначе говоря, используя применявшуюся нами ранее метафору влезть внутрь черного ящика . На практике во многих случаях оказывается более вьпчэдным иной подход к проблеме селективности. Йоясним его на следующем схематическом примере. [c.181]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология