利用异功能图推广线性图与键合图模型以应用于系统之系统工程
摘要
在 20 世纪，发电机、电话和汽车等单一技术产品被连接起来，形成了我们今天所知的许多大规模复杂基础设施网络：电网、通信基础设施和交通系统。渐渐地，这些网络化系统开始相互作用，形成了现在所谓的系统之系统。由于系统之系统中的组件系统各不相同，因此需要具有适用于跨多个领域或学科的基本要素的建模和分析技术。例如，线性图和键合图已广泛用于电气工程、机械工程和机电一体化领域，以设计和分析各种工程系统。相比之下，异功能图理论 应运而生，用于研究许多复杂工程系统和系统之系统（例如电力、饮用水、废水、天然气、石油、煤炭、多式联运、大规模定制生产和个性化医疗保健服务系统）。本文旨在将异功能图与线性图和键合图联系起来，并证明前者是后两者的推广。该贡献分三个阶段传达。首先，对这三种建模技术进行了概念上的比较。接下来，在六个示例系统上对比了这些技术： 电气系统， 平移机械系统， 旋转机械系统， 流体系统， 热系统，以及 多能（机电）系统。最后，本文在数学上证明了异功能图是线性图和键合图的形式化推广。
引用
@article{arxiv.2409.03630,
title = {Generalizing Linear Graphs and Bond Graph Models with Hetero-functional Graphs for System-of-Systems Engineering Applications},
author = {Ehsanoddin Ghorbanichemazkati and Amro M. Farid},
journal= {arXiv preprint arXiv:2409.03630},
year = {2024}
}
备注
This paper seeks to show that hetero-functional graphs generalize linear graphs and bond graphs. In order to do so, we needed to demonstrate all three graph techniques for six energy domains. We also add a mathematical proof. The resulting paper, although lengthier than normal, makes a significant theoretical as well as pedagogical contribution