modelos funcionales
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Realidad y Abstracción ¿Relaciones causales? ¿Eventos? ¿Cómo funciona? ¿Para qué:intencionalidad?
¿Porqué del Diseño? ¿Estructura?
Realidad
Abstracción
Comprensión
Modelo Funcional Definición: Un modelo funcional es una
descripción teleológica de un proceso que explicita el propósito (fin) para el que fue concebido, como (diseño) persigue el logro de tal propósito y con que recursos (medios).
Metas y objetivos relacionados con el propósito, Componentes físicos y sus interconexiones.
Funciones que deben desempeñarse para lograrlo,
Componentes físicos y sus interconexiones.
Relaciones
Metas y objetivos
Propósito
Funciones
Componentes
Tipos de relaciones: logro o alcance, condición y realización.
Metas y objetivos Definición: Una meta u objetivo es la
resultante o “output” que se pretende lograr mediante la realización de ciertas actividades en un proceso.
Metas de producción: megavatios en una central nuclear o térmica.Metas de seguridad: emisiones “cero” de radioactividad o monóxido de carbono.
Metas económicas: Minimizar las pérdidas de energías.
Función Definición: Una función es el rol que un
componente, parte o conjunto de ellas tienen en la consecución o logro de una meta.
La representación funcional de un proceso esta compuesta por un conjunto de estructuras de flujo vinculadas por relaciones con las metas y componentes.
Las estructuras de flujo son agrupaciones homogéneas de funciones que describen como se movilizan la materia, la energía y la información en un proceso.
Condición y realización
G2: Suministro energía
Relación de condición
Relación de realización
Tanque BombaBombaLago Equipos
Ejemplo
EnergíaCA
F
F
F
F
N
N
N
G1: mantener el nivel en ambos tanques
G2: mantener la bomba funcionando.
Modelo funcional
G1: mantener el nivel en ambos tanques
G1
F7F2 F3 F4 F5 F6F1
G2: Suministro energía
F8 F9 F10
Propósito y metas
Propósito: “exponer el producto a una dada temperatura (e.g. 80 grados) por un corto lapso de tiempo (e.g. 3 segundos).”
G1-Calentar el producto, G2-Circular el producto, G3-Circular el fluido de calefacción.
G4-Garantizar la temperatura de exposición, G5-Garantizar el tiempo de exposición, G6-Garantizar una operación segura.
Metas básicas
Metas específicas:
Componentes C1-Tanque de producto, C2-Bomba de producto, C3-Intercambiador de calor, C4-Tanque de agua, C5-Bomba de agua, C6-línea de vapor, C7-Válvula de vapor, C8-Inyector de vapor. C9-Controlador C10-Sensor de temperatura, C11-Válvula modulante.
Funciones F1-proveer el producto, F2-transportar el producto, F3-transferencia de energía, F4-proveer energía, F5-transporte de energía, F6-transporte de agua, F7-proveer agua, F8-proveer vapor. F9-controlar la temperatura F10-transporte de vapor, F11-Mezclar vapor con agua.
Estructura del modelo
G1
G2 G3
G4
G6G5
F1 F2 F3 F4 F5 F6 F7 F8 F9 F10 F11
C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 C8 C9 C10 C11
Pulpa seca
Hogar
aire
Gas natural
pulpa
gases
FT
FT
FC
FC
TC
TTFF
MT
MC
ST SC
SY
TC TT
LS
Secadero rotativo
Secadero de pulpa
Bibliografía
Larson, J.E., “Diagnosis based on explicit means-ends models,” Artificial Intelligence, 80, 29-93, 1996. www.goalart.com/publications.
Lind, M. “Modeling goals and functions of complex industrial plants,” Applied Artificial Intelligence, Vol. 8, No. 2, 1994, www.iau.dtu.dk/~ml
Petersen, J. “Knowledge based support for situation assessment in human supervisory control,” PhD Thesis, DUT, 2000, www.iau.dtu.dk/~jop/
Larsson, J. E., "Diagnostic Reasoning Based on Means-End Models: Experiences and Future Prospects," Knowledge-Based Systems, vol. 15, no. 1-2, pp. 103-110, 2002. www.goalart.com/publications.