Strukturering og Modellering. HVAD er metodelære?

Transkript

1 Strukturering og Modellering Dagens program:! Introduktion til metodelære! Strukturering! Modellering Tek-Nat BÅ - Industri - E07 1 HVAD er metodelære? Metodelære er læren om og anvendelsen af (arbejds)metoder, som sætter jer i stand til at arbejde videnskabeligt dvs. på en sådan måde at jeres resultater har en høj grad af pålidelighed og kan stå for en kritisk granskning af andre videnskabsfolk Tek-Nat BÅ - Industri - E07 2 1

2 HVAD er metode?! Planmæssig fremgangsmåde;! systematisk måde at indsamle og bearbejde data på (Gyldendal Psykologisk pædagogisk ordbog 1997) Mere udførligt er en metode en! formuleret fremgangsmåde,! struktureret i faser og! begrundet og dokumenteret i hele forløbet. Tek-Nat BÅ - Industri - E07 3 HVAD er metode? Kvantitative metoder! Undersøgelsesområdet er et objekt! Data er objektivt målbare! Resultater på numeriske form Kvalitative metoder! Undersøgelsesområdet er et subjekt! Data er subjektivt prægede (af subjektet)! Resultater på sproglig form I kommer til at høre mere om kvantitative og kvalitative dataindsamlingsmetoder i TMS!!! Tek-Nat BÅ - Industri - E07 4 2

3 HVORFOR metodelære?! Fordi I skal lære at arbejde videnskabeligt!! Nøgleordene er orden og præcision!! Tek-Nat BÅ - Industri - E07 5 Om klassifikation! Klassifikation er en metode med 4 faser:! Identificere begreber/elementer! Navngive begreber/elementer! Definere begreber/elementer! Indordne i klasser efter fælles kendemærker bruges til at etablere orden og overblik over viden (og manglende viden). Tek-Nat BÅ - Industri - E07 6 3

4 Tek-Nat BÅ -Industri -E07 7 Hvad er struktur? Fra TMS-kurset: Struktur kan defineres som en STABIL ORDNING af ELEMENTER indenfor en HELHED JEH Tek-Nat BÅ - Industri - E07 8 4

5 kravspecifikation digital User interface tabel design Kædet liste Dynamisk lagerallokering Power supply program datapakke brænde Sorter træ dataflowdiagram svartid Refresh time træ datastrukturer Algorithms Tek-Nat BÅ -Industri -E min. summemøde om strukturering Opgave: Lav en struktur, dvs. en (stabil) ordning af (nogle af) disse ord/elementer i en helhed vær parat til at fremlægge jeres resultat. Regler: I må gerne ændre ordene fra/til navne- til/fra udsagns- til/fra tillægsord og fra engelsk til dansk men kun således, at ordets stamme bibeholdes og er genkendelig. I må også gerne tilføje enkelte hjælpeord for at skabe strukturen. Tek-Nat BÅ - Industri - E

6 Plenum fremlæggelse af jeres strukturer Tek-Nat BÅ - Industri - E07 11 Struktur - 1 Ordnende princip: Farve digital User interface design datastrukturer dataflowdiagram Dynamisk lagerallokering tabel Sorter træ Eventuelt struktureringsprincip: Regnbuens farver Tek-Nat BÅ - Industri - E

7 Struktur - 2 Ordnende princip: Grammatik Udsagnsord: Navneord: Tillægsord: brænde Dynamisk tabel træ digital Tek-Nat BÅ - Industri - E07 13 Struktur - 3 Ordnende princip: Alfabetisk dataflowdiagram Algorithms datapakke datastrukturer digital brænde Dynamisk lagerallokering Tek-Nat BÅ - Industri - E

8 Struktur - 4 Ordnende princip: Sprog Engelsk: Dansk: Algorithms Power supply kravspecifikation svartid Refresh time træ User interface Tek-Nat BÅ - Industri - E07 15 Struktur - 5 Strukturerende princip: Flow/ sekventielt forløb kravspecifikation design Tek-Nat BÅ - Industri - E

9 Struktur - 6 Strukturerende princip: Hierarkisk program Algorithms datastrukturer Sorter træ Lav Kædet liste tabel træ Tek-Nat BÅ - Industri - E07 17 Et par eksempler på sekventielle strukturer Tek-Nat BÅ - Industri - E

10 og her er det komponenter Her er det processer Tek-Nat BÅ -Industri -E07 19 Om strukturering! Strukturering er en metode med 5 faser: Klassifikation! Identificere begreber/elementer! Navngive begreber/elementer! Definere begreber/elementer! Indordne i klasser efter fælles kendemærker! Ordne klasser efter et ordnende princip (struktureringsprincip) bruges til at etablere orden, overblik og sammenhæng mellem klasser. Tek-Nat BÅ - Industri - E

11 Struktureringsprincipper! Stigende talværdier (talsystemet)! Alfabetisk rækkefølge (telefonbogen)! Kronologisk rækkefølge (kongerækken)! Sekventiel rækkefølge (flow diagram)! Hierarkisk opbygning! Top-down! Bottom-up Tek-Nat BÅ - Industri - E og et par andre eksempler Tek-Nat BÅ - Industri - E

12 HUSK:! Elementer på samme niveau skal være af samme karakter! Det strukturerende princip skal anvendes konsekvent! Der findes ingen rigtige strukturer kun (mere eller mindre) formålstjenlige! En struktur er opbygget ud fra den viden I har lige nu den kan ændres!!! Når I har lavet en (konsekvent) struktur, kan andre gennemskue og overveje den selv Tek-Nat BÅ - Industri - E07 23 PAUSE Tek-Nat BÅ - Industri - E

13 HVAD er en model?! En model er en afbildning af et system! Modellen afbilder systemet med en vis nøjagtighed indenfor et vist gyldighedsområde! Modellen er ikke virkeligheden!! Tek-Nat BÅ - Industri - E07 25 men HVAD er så et system???? Et system er en afgrænset del af virkeligheden. Systemet vekselvirker med omverden via in- og output. Systemet afbildes i en systemmodel - omverden i en omverdensmodel Afbilding Omverden Omverdens -model System -input System System -output System -model Modelinput Modeloutput Tek-Nat BÅ - Industri - E

14 Et par systemeksempler System 1: Hus + have System 2: Brændeovnen Omverden systemafgrænsning Tek-Nat BÅ - Industri - E07 27 Modellers formål og anvendelse! To formål:! At tilvejebringe viden! At formidle viden! Anvendelse:! Overblik! Forklaring! Forudsigelse! Problemløsning Tek-Nat BÅ - Industri - E

15 Modelanvendelse Overblik/forklaring! Strukturmodeller! Repræsentationsorientere de! Analoge modeller! Flowmodeller Problemløsning/forudsigelse! Teoretiske modeller! Beregningsorienterede! Tidsfaktororienterede! Funktionsmodeller Tek-Nat BÅ - Industri - E07 29 Modelopbygning Fra virkelighed til model Virkelighedsniveau Afgrænsning Strukturering Systemniveau Tag Vinduer Fundament Væg t ude t inde Materiale 1 Materiale 2 Tek-Nat BÅ - Industri - E

16 Fra virkelighed til model Systemniveau Forenkling Formalisering Modelniveau t ude t inde Væggens transmissions koefficient 1 1 U = = R R + R + R 1 Ri =, R α i u i d 1 =, R α u d u d = λ Materiale 1 Materiale 2 Varmestrømmen gennem væg Φ = U A ( t i tu ) Tek-Nat BÅ - Industri - E07 31 Modelopbygning Fra virkelighed til model Rumluftens varmebalance Φ k + B0 ( t0 ti ) + B1 ( t1 ti ) = 0 Solindfald Φ sol = A f f a s f af De varmeakkumulerende lags temperatur t a, n = a1 ta, n 1 + a2 t0, n 1 ( fsk It dir ( It It,, dir )) Udetemperatur t u 2π ( τ h 14) = tu + tu cos 24 Tek-Nat BÅ - Industri - E

17 Modelopbygning i 5 faser Systemafgrænsning Udvælgelse af elementer Udvælgelse af relationer mellem elementer Afbilde systemet i en model Test af model Virkelighedsniveau Systemniveau Modelniveau Afgrænsning Strukturering Forenkling Formalisering Tek-Nat BÅ - Industri - E07 33 Test af model! Man sætter data fra virkeligheden ind i modellen og ser om resultatet svarer til empirisk viden om systemet! Man planlægger og udfører eksperimenter, der skaffer data om sammenhæng mellem system og model! Man vurdere om modellen er opbygget sådan, at den holder sig indenfor rammerne af en model, som i forvejen er kendt og testet Tek-Nat BÅ - Industri - E

18 Eksempel Analyse af Pendul Problem: Vi har gjort den iagttagelse at noget tungt, der hænger i noget bøjeligt, undertiden bevæger sig med en vis regularitet Spørgsmål Fænomenet ønskes undersøgt Hvilke kvalitative relationer gælder for denne bevægelse af denne systemklasse? Tek-Nat BÅ - Industri - E07 35 Eksempel (fortsat) Systemafgrænsning Virkelighedsniveau Systemniveau Afgrænsning Strukturering Tek-Nat BÅ - Industri - E

19 Eksempel (fortsat) Systemafgrænsning Virkelighedsniveau Systemafgrænsning: Det tunge koncentrerer vi i et lod Det bøjelige gør vi ekstremt fleksibelt idet vi hænger loddet i en snor Ophængningspunktet gør vi jordfast Vi anbringer lod og snor i rolig luft Vi bringer loddet ud af ligevægten ved at trække det til ud til siden og give slip Tek-Nat BÅ - Industri - E07 37 Eksempel (fortsat) Systemafgrænsning Antagelser:! Krogen er uinteressant! Loddet sætter den omgivende luft i bevægelse! luften påvirker loddets og snorens bevægelse! systemet påvirker ikke omverdenen på nogen mærkbar måde! Lod og snor bevæger sig i et fast plan! Snorens form er tilnærmelsesvis retlinet Tek-Nat BÅ - Industri - E

20 Eksempel (fortsat) Udvælgelse af elementer Udvælgelse af elementer:! Loddets masse betegnes M! Loddets længde betegnes D! Snorens masse betegnes m! Snorens længde betegnes L! Vinklen θ indføres! tyngdeaccelerationen g indføres! Ophængningskraften defineres! lodlinien og bevægelses ligevægtspunkt indføres Tek-Nat BÅ - Industri - E07 39 Eksempel (fortsat) fra systemniveau til modelniveau Systemniveau Modelniveau Udvælgelse Forenkling af relationer Formalisering mellem elementer Tek-Nat BÅ - Industri - E

21 Eksempel (fortsat) Udvælgelse af relationer mellem elementer Forenklinger! Loddets masse M 100 m! Hvorfor vi ser bort fra snorens masse! Snorens længde L 10 D! Snoren kan ikke strækkes! Hvorfor loddet bevæger sig i en cirkelbane med centrum i ophængningspunktet! Loddets masse er koncentreret i loddets massemidtpunkt! Loddet betragtes derfor som en massepartikel Relationer Radius i cirkelbevægelsen l = L + a D Påvirkning fra omgivende luft på massepartikel, virker tangentielt på cirkelbanen F c Snorens og tyngdekraftens påvirkning af loddet F s, Mg Tek-Nat BÅ - Industri - E07 41 Eksempel (fortsat) teoretisk model Model bestående af teori begreber Massepartikel M Kræfterne Mg, F c, og F s Positionen (l,θ) i et referencesystem Alle begreber er veldefinerede i teorien mekanisk fysik Tek-Nat BÅ - Industri - E

22 Eksempel (fortsat) test model Opbygge matematisk model Gennemførelse af forsøg Sammenholde data fra matematisk model med data fra forsøg Tek-Nat BÅ - Industri - E07 43 Eksempel (fortsat) Kommentarer til eksemplet Det kan gøres hurtigere Hvorfor bruge så meget tid på systemmodeller og papirarbejde To holdninger Ikke bevidst opstilling af systemmodeller og ikke explicit nedfældelse af antagelser etc. medføre GROVE fejl, og det bliver svært at finde fejlene! Tek-Nat BÅ - Industri - E

23 Repræsentationsmodeller eksempel: Rige billeder Hvad?! En tegning uden formelle symboler og regler! Der fokuseres på væsentlige forhold i situationen! Problematiske områder fremhæves Tek-Nat BÅ - Industri - E07 45 Rige billeder - indhold! Mennesker! Fysiske objekter! Steder! Organisationer! Roller og opgaver Tek-Nat BÅ - Industri - E

24 Rige billeder - symboler Tek-Nat BÅ - Industri - E07 47 Rige billeder - vurderingskriterier! Rige billeder skal indeholde meget information og være åbne for fortolkning! Der bør være en velafbalanceret og sammenhængende mængde af processer og strukturer! Der bør være mindst ét problematisk område! Billederne skal være rige, men ikke kaotiske! Billederne skal tilsammen belyse alle forhold, der er relevante for at forstå og skabe indlevelse i situationen Tek-Nat BÅ - Industri - E

25 Rige billeder - eksempel Tek-Nat BÅ - Industri - E07 49 Gruppeopgave 1! Identificér hh. en sekventiel og en hierarkisk struktur i jeres projektarbejde! Gennemgå strukturerne kritisk mhp. at sikre, at de er konsekvente, dvs. at elementer på samme niveau er af samme karakter og at struktureringsprincippet er brugt konsekvent! 2 grupper fremlægger deres resultater kl. 15:30 Tek-Nat BÅ - Industri - E

26 Gruppeopgave 2 : Modeller i projektet! Diskutér hvordan jeres projekt relaterer sig til semesterets tema: Virkelighed og modeller! Identificér én eller flere muligheder/behov for at benytte modeller i jeres projekt og overvej (for hver model) følgende:! Formål med modellen! Type af model! Modellens gyldighedsområde! De antagelser, tilnærmelser og idealiseringer I har gjort i forbindelse med modelleringen! Alternativt kan i lave en struktureret model af jeres projekt! To grupper fremlægger deres resultater kl. 15:30 Tek-Nat BÅ - Industri - E det var alt for i dag! Tek-Nat BÅ - Industri - E