Bộ công thơng
Viện máy và dụng cụ công nghiệp
^]

Báo cáo tổng kết Đề tài

M số: 134.10.RD/HĐ-KHCN

Tên đề tài:
Mô hình hoá quá trình cắt nhiều dao khi gia công
lòng khuôn ba chiều trên máy CNC

Cơ quan chủ trì Chủ nhiệm đề tài

TS. Nguyễn Đức Minh ThS. Trần Quang Hng

90672
Bộ công thơng
Cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam
Viện máy và dụng cụ công nghiệp
Độc lập - Tự do - Hạnh phúc Báo cáo tóm tắt
Thực hiện đề tài 134.10.rd/hĐ-khcn

Tên đề tài: Mô hình hóa quá trình cắt nhiều dao khi gia công lòng khuôn
3 chiều trên máy CNC
Cấp quản lý: Bộ Công Thơng
Cơ quan thực hiện: Viện máy và dụng cụ công nghiệp

Theo tinh thần và nội dung của Hợp đồng nghiên cứu khoa học và phát triển công
nghệ số 134.10.RD/HĐ-KHCN, ký ngày 25/02/2010 với Bộ Công Thơng, Viện máy và
dụng cụ công nghiệp đã hoàn thành đề tài Mô hình hóa quá trình cắt nhiều dao khi gia
công lòng khuôn 3 chiều trên máy CNC.
1. Các nội dung nghiên cứu và tiến trình thực hiện
1.1. Thời gian bắt đầu: 01/2010
1.2. Nghiên cứu lý thuyết tổng quan và các vấn đề có liên quan: 01/2010 ữ 02/2010
1.3. Nghiên cứu lý thuyết về mòn và tuổi bền dụng cụ cắt: 02/2010 ữ 03/2010
1.4. Nghiên cứu lý thuyết tối u hóa chế độ cắt: 03/2010 ữ 04/2010
1.5. Nghiên cứu lý thuyết mô hình hóa chế độ cắt: 04/2010 ữ 05/2010
1.6. Nghiên cứu xây dựng mô hình thực nghiệm: 05/2010 ữ 06/2010
1.7. Tiến hành thực nghiệm và thu thập số liệu: 06/2010 ữ 07/2011 (bị chậm trễ so với dự

4. Kết luận và hớng phát triển
Đề tài 134.10.RD/HĐ-KHCN đã hoàn thành và đã đạt đợc một số kết quả nhất định
sau:
- Xây dựng đợc phơng pháp nghiên cứu mô hình hóa quá trình cắt khi phay trên
máy phay CNC trên cơ sở nghiên cứu đồng thời các đại lợng đặc trng. Kết quả là
đã thiết lập đợc các phơng trình biểu diễn mối quan hệ giữa các đại lợng đặc
trng cơ bản nh: lực cắt, độ nhám bề mặt, lợng mòn dụng cụ với các thông số
công nghệ trong quá trình gia công nh: vận tốc cắt, lợng chạy dao, chiều sâu cắt
và thời gian gia công. Mô hình các đại lợng này cho phép tính toán xác định giá trị
các đại lợng đặc trng tại thời điểm bất kỳ, với chế độ cắt bất kỳ của quá trình gia
công, góp phần xây dựng cở sở để giải bài toán xác định chế độ cắt tối u khi phay
trên máy phay CNC. Phơng pháp nghiên cứu này có thể ứng dụng cho các phơng
pháp gia công khác trong gia công cắt gọt nh: Tiện, phay cao tốc, mài,

4
- Đánh giá đợc u điểm, khả năng ứng dụng của dao phay cầu trong việc gia công
các bề mặt phức tạp đồng thời cũng chỉ ra những khó khăn, hạn chế khi sử dụng
chúng để gia công đồng thời xác định đợc điều kiện để đỉnh dao tham gia vào quá
trình cắt gọt.
- Thiết lập đợc các phơng trình biểu diễn mối quan hệ giữa các đại lợng đặc
trng trong quá trình gia công.
- Đã xây dựng đợc phơng pháp đánh giá tuổi bền của dao phay đồng thời bằng
nhiều chỉ tiêu. Trong điều kiện gia công cụ thể ta có thể lựa chọn đợc giá trị tuổi
bền hợp lý, góp phần tiết kiệm chi phí, nâng cao hiệu quả sản xuất
- Thiết kế đợc hệ thống thí nghiệm hiện đại có thể phục vụ cho công tác đào tạo và
nghiên cứu khoa học của Viện IMI. Xây dựng đợc phơng pháp xử lý số liệu hiện
đại, chính xác và tin cậy trên cơ sở ứng dụng các phần mềm ứng dụng mạnh nh
MATLAB R12, EXCEL.

Một số kiến nghị về những nghiên cứu tiếp theo

Mở đầu:
- Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nớc
- Mục tiêu đề tài

Nội dung chính của đề tài:
Chơng 1: Các lý thuyết cơ sở
Chơng 2: Xây dựng hệ thống thực nghiệm
Chơng 3: Nghiên cứu và đánh giá kết quả thực nghiệm

Kết luận và hớng phát triển:
- Các kết quả đạt đợc
- Hớng phát triển

6
Mục lục

Nội dung Trang
Mở đầu

2.2.2. Xác định độ nhám bề mặt của chi tiết sau gia công 38
2.2.3. Xác định lợng mòn dụng cụ đo 39
2.2.4. Kết nối hệ thống đo lực cắt nhiều thành phần kiểu áp điện 40
2.2.5. Kết quả đo 42
2.2.6. Xây dựng phơng pháp xử lý số liệu 43
Chơng 3: nghiên cứu và đánh giá kết quả th.nghiệm
48

7
3.1. Thực nghiệm với dao phay ngón ghép mảnh cắt xoay
48
3.1.1. Xây dựng phơng pháp thực nghiệm
48
3.1.2. Phơng pháp tiến hành thực nghiệm 51
3.1.3. Các kết quả mô hình hóa quá trình cắt khi phay
70
3.1.4. Thiết lập phơng trình biểu diễn mối quan hệ qua lại giữa các
đại lợng đặc trng cơ bản
76
3.3.5. Xây dựng phơng pháp xác định tuổi bền dao bằng cách sử
dụng đồng thời nhiều chỉ tiêu
78
3.2. Thực nghiệm với dao phay đầu cầu ghép mảnh cắt xoay
80
3.2.1. Mục đích thực nghiệm
80
3.2.2. Các giới hạn của thực nghiệm 80
3.3.3. Mô hình toán học
80
3.2.4. Các thông số đầu vào của thực nghiệm

đang là một đòi hỏi cấp thiết của thực tế.
Một trong những định hớng phát triển của Viện máy và dụng cụ công nghiệp là
nghiên cứu, chế tạo các loại máy CNC có đủ chất lợng và giá cả cạnh tranh với các sản
phẩm của các quốc gia khác đang có mặt trên thị trờng. Việc nghiên cứu mô hình hoá
quá trình cắt nhiều dao trên máy CNC là phù hợp cũng nh để hỗ trợ cho định hớng phát
triển đó.
Nội dung của đề tài bao gồm ba phần chính:
- Nghiên cứu về mài mòn và tuổi bền dụng cụ cắt.
- Nghiên cứu về tối u hoá chế độ cắt.
- Nghiên cứu về mô hình hoá.
Ngoài ra, phần thực nghiệm để phục vụ cho các nghiên cứu lý thuyết cũng đợc
trình bày trong phần nội dung của đề tài.
9
Chơng 1: Các lý thuyết cơ sở

1.1. Mòn và tuổi bền dụng cụ cắt
1.1.1. tổng quan về mòn và tuổi bền của dụng cụ cắt
Nh đã nói ở trên, năng suất và chất lợng của sản phẩm bị hạn chế rất nhiều bởi sức

tính toán sự phá huỷ này, ta thờng áp dụng phơng pháp tính toán theo ứng suất cho
phép.

1.1.2.1. Phơng pháp xác định sức bền dòn
Để tính toán sức bền dòn, ta dụng điều kiện tình trạng ứng suất giới hạn đợc thể
hiện bới công thức:

tđ
=
1
[
b
/(
-b
)].
3
(1.1)

-b
: giới hạn bền khi nén.
Công thức này sử dụng khi
1
0 và
3
0.
Phá huỷ xảy ra khi
tđmax
=
b
.

Hệ số dự trữ sức bền dẻo:
n
T
=
T
/
tđmax
(1.4)
Tình trạng biến dạng lớp tiếp xúc ở mặt sau gần nh là tình trạng trợt đơn. Khi trợt
đơn các đờng trợt là đờng thẳng, ứng suất là hằng số dọc các đờng trợt và bằng giá
trị trung bình ứng suất chính =(
1
+
2
)/2.
ứng suất tiếp
yz
đợc xác định bởi lực ma sát bề mặt tiếp xúc và bằng lực ma sát
đơn vị. Khi xác định ứng suất tiếp của dụng cụ ở mặt sau cần tính đến ứng suất pháp tiếp
xúc trên mặt trớc tác dụng lên lỡi cắt hớng vào mặt sau. Do đó, ứng suất tiếp có thể
viết dới dạng:

yz
=
1
+
x
(1.5)

1

= (1.7)
Do đó, muốn xác định sức bền dòn và sức bền dẻo phần cắt dụng cụ cần phải biết giá
trị ứng suất tiếp xúc, giới hạn bền và giới hạn dẻo của vật liệu dụng cụ.
12
1.1.2.3. Hiện tợng mòn và cơ chế mòn của dụng cụ
Khi hai vật thể chuyển động tơng đối với nhau và có sự tiếp xúc thì cả hai vật thể sẽ
bị mài mòn. Mòn của dụng cụ là một tất yếu và là một hiện tợng xảy ra thờng xuyên
đối với dụng cụ cắt. Trên cơ sở nghiên cứu đối với các vật liệu dụng cụ nh thép gió,
HKC, kim cơng, gốm,ngời ta xây dựng cơ chế mòn của dụng cụ cắt và thiết lập cơ
chế mòn theo quy luật của nó.
Để có thể thiết lập đợc một mối quan hệ thay đổi có quy luật của sự mài mòn cần
phải đi sâu vào nghiên cứu bản chất của nó, đó chính là các cơ chế mòn. Có rất nhiều cơ
chế mòn và đợc chia làm các loại mòn chủ yếu sau:

1.1.2.3.1. Mài mòn vì chảy dính
Đây là phơng thức phổ biến hơn cả. Dụng cụ bị mòn do vật liệu dụng cụ bị bám
dính vào chi tiết gia công hay phoi trong quá trình ma sát với chúng. Hiện tợng này xảy
ra mãnh liệt khi áp lực cao và chuyển động liên tục.
Khi các bề mặt tiếp xúc trợt lên nhau trong qúa trình cắt liên tục, xuất hiện các
phần tử chảy dính. Bề mặt dụng cụ theo các điểm riêng biệt tiếp xúc thực, chịu tác dụng
của ứng suất cắt (lực cắt, trợt). Kết quả là các phần tử nhỏ của vật liệu tách ra khỏi bề
mặt, thông thờng từ các loại vật liệu dẻo dễ bị chảy dính hơn.
Trong quá trình cắt, các phần tử chảy dính gắn vào bề mặt, xuất hiện, mất đi có tính
chất chu kỳ trong các phạm vi hẹp trên bề mặt dụng cụ. Kích thớc các phần tử nhỏ dao
động từ vài phần nghìn tới vài phần trăm mm, còn diện tích tiếp xúc thực chịu dính
khoảng 10% ữ 60% diện tích tiếp xúc tiêu chuẩn.
Các nghiên cứu cho thấy khi cắt với tốc độ thấp các vật liệu có sức bền lớn, mòn vì




==
(1.9)
Trong đó: - : giới hạn bền của lớp tiếp xúc vật liệu dụng cụ cắt.
- X
a
: yếu tố xác suất thay đổi vì vật liệu chảy dính (X
a
< 1).
-
m
: thông số cơ học xác suất thay đổi vật liệu (
m
< 1).
- a: chiều dày cắt.
-

: ứng suất tiếp xúc ở mặt trợt.
-
k
: sức bền đứt ở lớp tiếp xúc của vật liệu gia công.
- n, x, y, z: các số mũ (n x 1, y z 1).

1.1.2.3.2. Mòn do hạt mài (do cào xớc)
Một trong những cơ chế mài mòn dụng cụ cắt là mài mòn do hạt mài. Đây là hiện
tợng mòn do phoi của vật liệu gia công cào xớc bề mặt tiếp xúc của dụng cụ tác dụng
nh một hạt mài nhỏ cắt vào bề mặt dụng cụ.
Bề mặt tiếp xúc của dụng cụ càng cứng thì mòn do cào xớc càng giảm. Khi xảy ra

m
.G).tg.tg1(3
G.h.tg.
T



=
(1.10)
Khi lớp khuyếch tán là vật liệu trung gian:
2/12/1
0
2/1
gs
1
2/3
s
s
K.D.C.v.G.G).tg.tg1(6
G.h.tg.
T


=
(1.11)
Trong đó: - G
1
: mật độ vật liệu dụng cụ (độ đồng nhất).
- G: mật độ vật liệu gia công (độ đồng nhất).
- v: tốc độ cắt.

= const
Các nghiên cứu chỉ ra rằng phần lớn dụng cụ bị mòn là do các nguyên nhân từ nhiệt.
Khi cắt với tốc độ lớn, nhiệt cắt cao thì công suất tiếp xúc giảm cờng độ dính tăng, xuất
hiện mòn khuếch tán dẫn tới tuổi bền giảm.
Ta lập quan hệ ảnh hởng của nhiệt độ ở mặt tiếp xúc dụng cụ và bề mặt chi tiết gia
công đến độ mòn và độ cứng của hợp kim cứng.
Khi nhiệt cắt cao (tốc độ cắt cao), quan hệ giữa sức bền tế vi cua HKC với công suất
tiếp xúc bắt đầu giảm và cờng độ mòn dính tăng, tiếp tục tăng nhiệt độ bắt đầu xuất hiện
mòn khuếch tán dẫn đến kết quả tổng mòn tăng và tuổi bền giảm.

Hình 1.3 - Quan hệ giữa tốc độ và tuổi bền
(Dao HKC-BK8, cắt thép 40Cr, t = 1 mm, s = 0.1 mm/s)
Một thông số quan trọng khi nghiên cứu tuổi bền của dụng cụ là chiều dài hành trình
(chiều dài hành trình cắt trong tuổi bền dụng cụ là V.T và V.T.a). Các thông số đó cũng là
hàm số của tốc độ cắt và nhiệt độ.
Thực nghiệm ở tốc độ thấp khi tăng tốc độ cắt (tăng nhiệt cắt) thì chiều dài hành
trình cắt V.T.(.m) và diện tích cắt V.T.a tăng lên đến cực đại ở giá trị tốc độ cắt và nhiệt
cắt xác định. Sau đó khi tăng V và t thì V.T và V.T.a giảm.

16

Hình 1.4 - Quan hệ giữa V.T-V và V.T-
(Cắt thép 40Cr bằng dao thép gió P18, t = 1 mm, a = 0.1 mm)
Cách lựa chọn tốc độ cắt hợp lý (tối u)
Tốc độ cắt tối u tơng ứng với tuổi bền hợp lý tuỳ theo yêu cầu sản xuất thực tế.
Phải xác định sao cho năng suất cắt là lớn nhất mà giảm giá thành sản phẩm tới mức
tối thiểu.
Bên cạnh việc sử dụng các vật liệu dụng cụ ngày càng tốt, hoàn thiện kết cấu hình
học của dao về góc trớc, góc sau, góc nghiêng chính,kết hợp với chế độ trơn nguội
hợp lý, phải có một chế độ cắt tối u tơng ứng để dụng cụ có tuổi bền cao nhất. Xuất


17
T
k
= (n-1)..(+S/E) (1.14)
Ta thấy tuổi bền dụng cụ khi làm việc với một dụng cụ cho giá thành sản phẩm nhỏ
nhất. Do đó, khi làm việc trên máy nhiều dụng cụ tuổi bền dụng cụ tăng lên rất nhiều.
Điều này phù hợp với nền sản xuất hiện đại với các máy móc tích hợp hệ thống và máy tự
động thay dao với ổ chứa dao lên tới hàng chục dụng cụ.
Để tốc độ và tuổi bền cho hao phí là nhỏ nhất thì ta có thể lập quan hệ giữa diện tích
gia công và tốc độ cắt để có đợc tốc độ cắt tối u. Trên cơ sở xây dựng đồ thị: Q - T, An
- T, S - T và Q - V, An - V, S - V.
Nếu giá thành dụng cụ và hao phí sử dụng nhỏ thì Tk và Vk không khác nhiều so
với Tn, Vn, khác nhiều với T
0
và V
0
.

1.2. tối u hoá chế độ cắt
1.2.1. Khái niệm và ý nghĩa của tối u hoá
Tối u hóa quá trình gia công cắt gọt là phơng pháp nghiên cứu xác định chế độ cắt
tối u thông qua mối quan hệ việc xây dựng mối quan hệ toán học giữa hàm mục tiêu kinh
tế với các thông số của chế độ gia công ứng với một hệ thống giới hạn về mặt chất lợng,
kỹ thuật và tổ chức của nhà máy.
Các bớc cơ bản của việc nghiên cứu tối u hóa quá trình cắt gọt bao gồm:
- Xây dựng hàm mục tiêu của quá trình gia công.
- Xây dựng các giới hạn từ đó xác định miền giới hạn của bài toán
- Khảo sát, biện luận để xác định chế độ công nghệ hợp lý


việc theo chế độ cắt đã đợc xác định.
Trong qúa trình làm việc mặc dầu xuất hiện yếu tố ngẫu nhiên và thay đổi theo
thời gian nh độ cứng vật liệu không đồng nhất, lợng d gia công không đều, lợng
mòn của dao thay đổi theo thời gian nhng nhờ có các tín hiệu do hệ thống đo lờng
chủ động cung cấp, hệ thống xử lý nhanh và luôn luôn xác định đợc chế độ cắt hợp lý
ở các thời điểm tơng ứng, cung cấp kịp thời cho hệ thống điều khiển tự động đảm bảo
cho máy luôn luôn làm việc với ché độ hợp lý.
Nh vậy khác với tối u hóa tĩnh, ở tối u hóa động chế độ gia công chẳng
những đợc điều chỉnh trớc mà còn đợc tự động điều chỉnh ngay trong quá trình cắt.
Tối u hóa động giải quyết vấn đề triệt để hơn so với tối u hóa tĩnh nhng cũng
phức tạp hơn tối u hóa tĩnh rất nhiều vì tối u hóa động gần gắn liền với đo l
ờng chủ
động và điều khiển thích nghi. Tuy nhiên, do tính hiệu quả của nó, tối u hóa động sẽ
đợc phát triển mạnh mẽ trong thế kỷ 21. 19

1.2.3. Cơ sở kinh tế kỹ thuật của tối u hoá
Muốn thực hiện tối u hóa quá trình gia công cắt gọt phải dựa trên mối quan hệ
kinh tế - kỹ thuật đợc thiết lập đợc xuất phát từ bản chất vật lý của quá trình cắt cũng
nh dựa trên tính chất đặc trng của từng nguyên công. Các mô hình toán học mô tả
mối quan hệ giữa lực cắt, tuổi bền của dụng cụ với các thông số công nghệ cần tối u là
cơ sở để thực hiện tối u hóa quá trình gia công cắt gọt.

1.2.3.1. Mô hình lực cắt
Từ sơ đồ lực cắt đơn vị K đợc xác định nh sau:

2
1

1
và số mũ k
2
phụ thuộc vào các điều kiện giữa gia công cụ thể nh vật
liệu gia công, vật liệu dao, kết cấu bộ phận cắt của dụng cụ cắt, chế độ bôi trơn và làm
nguội khi cắt,
F
z
=k
1
.b.a
1+k2
sin
k2
(1.16)
Trong đó: k
1
= k
10.
k
11
k
1i
Với k
1i
là hệ số xét tới ảnh hởng của các yếu tố đặc trng cho điều kiện gia công
cụ thể tới lực cắt, các gia trị k
1i
phải xác định bằng thực nghiệm:
Các thành phần F

z
2

Trong đó C
x
, C
y
là các hệ số mô tả mối quan hệ giữa F
x
, F
y
, với F
z
và đợc xác
định bằng thực nghiệm.

1.2.3.2. Mô hình mài mòn dụng cụ cắt
Chiều cao sau mòn mặt sau của dụng cụ cắt đợc dùng làm chỉ tiêu đánh giá quá
trình mòn. Quá trình mòn phu thuộc chủ yếu vào thời gian cắt và tốc độ cắt V
Lợng mòn mặt sau B của dao đợc xác định nh sau:
B = C
1

C2
(1.17)
Trong đó: - Thời gian cắt
C
1
hệ số
C

A2
S
A4
V = A
5
V
A2
S
A4
t
A6

Trong đó A
1
đến A
6
là các hệ số mũ phu thuộc vào các điều kiện gia công cụ thể
và đợc xác định bằng thực nghiệm. Khi cắt kim loại luôn luôn có
A
1
, A
3
, A
5
> 0
A
2
, A
4
, A

3i
là hệ số ảnh hởng của các yếu tố đặc trng cho các điều kiện cắt cụ
thể tới tuổi bền T, ở đây đặc biệt chú ý tới ảnh hởng của cặp vật liệu gia công - vật
liệu dụng cụ cắt. 21
1.4. mô hình hoá
1.4.1. Khái niệm chung
Ngày nay, khó có thể tìm thấy lĩnh vực hoạt động nào của con ngời mà không sử
dụng phơng pháp mô hình hóa ở những mức độ khác nhau. Điều này đặc biệt quan trọng
đối với lĩnh vực điều khiển các hệ thống (kỹ thuật, xã hội). Bởi điều khiển chính là quá
trình thu nhận thông tin từ hệ thống, nhận dạng hệ thống theo một mô hình nào đó và đa
ra quyết định điều khiển thích hợp. Quá trình này đợc tiếp diễn liên tục nhằm đa hệ
thống vận động theo một mục tiêu định trớc.
Quá trình phát triển khoa học kỹ thuật đi theo các bớc cơ bản sau:
- Quan sát- thực nghiệm- nghiên cứu lý thuyết- tổ chức sản xuất
- Mô hình hóa là một phơng pháp khoa học trợ giúp các bớc nói trên.
Phơng pháp mô hình hóa và mô phỏng đợc phát triển từ đại chiến thế giới lần thứ
II vào những năm 40 của thế kỉ XX. Lúc đó ngời ta ứng dụng phơng pháp mô hình hóa
và mô phỏng để nghiên cứu các phản ứng hạt nhân nhằm chế tạo bom nguyên tử. Ngày
nay, nhờ có máy tính điện tử mà phơng pháp mô hình hóa và mô phỏng phát triển nhanh
chóng và đợc ứng dụng vào nhiều lĩnh vực khoa học kỹ thuật cũng nh các ngành khoa
học xã hội khác nhau. Nhờ có phơng pháp mô hình hóa và mô phỏng, ngời ta có thể
phân tích, nghiên cứu các hệ thống phức tạp, xác định các đặc tính, hành vi hoạt động của
hệ thống. Các kết quả mô phỏng đợc dùng để thiết kế, chế tạo cũng nh xác định các chế
độ vận hành của hệ thống.
Đối với các hệ thống phức tạp, phi tuyến, ngẫu nhiên, các tham số biến đổi theo thời
gian, phơng pháp giải tích truyền thống không thể cho ta lời giải chính xác. Lúc này
phơng pháp mô hình hóa và mô phỏng phát huy sức mạnh của mình và trong nhiều

pháp hữu hiệu để con ngời nghiên cứu đối tợng, nhận biết các quá trình, các quy luật tự
nhiên. Đặc biệt, ngày nay, với sự trợ giúp đắc lực của khoa học kỹ thuật, nhất là khoa học
máy tính và công nghệ thông tin, ngời ta đã phát triển các phơng pháp mô hình hóa cho
phép xây dựng các mô hình ngày càng gần với đối tợng nghiên cứu, đồng thời, việc thu
nhận, lựa chọn, xử lí các thông tin về mô hình rất thuận tiện, nhanh chóng và chính xác.
Chính vì vậy, mô hình hóa là một phơng pháp nghiên cứu khoa học mà tất cả những
ngời làm khoa học, đặc biệt là các kỹ s đều phải nghiên cứu và ứng dụng vào thực tiễn
hoạt động của mình.

1.4.2. KHáI NIệM CƠ BảN Về MÔ HìNH HóA Hệ THốNG
1.4.2.1.Khái niệm chung
Ngày nay, để phân tích và tổng hợp các hệ thống lớn, ngời ta thờng sử dụng
phơng pháp tiếp cận hệ thống. Khác với phơng pháp truyền thông trớc đây đi phân tích

23
từ phần tử đến hệ thống, phơng pháp tiếp cận hệ thống đi từ phân tích chung toàn hệ
thống đến cấu tạo từng phần tử, đi từ xác định mục tiêu toàn hệ thống đến chức năng,
nhiệm vụ của từng phần tử cụ thể, xác định mối tơng quan giữa các phần tử trong hệ
thống, giữa hệ thống đang xét với các hệ thống khác và với môi trờng xung quanh. Ngời
ta định nghĩa hệ thống (system) S là tập hợp các phần tử có quan hệ với nhau, đó chính là
đối tợng cần nghiên cứu. Môi trờng (Environment) E. Tùy thuộc vào mục đích nghiên
cứu mà ngời ta xác định hệ thống S và môi trờng E tơng ứng.
Khi tiến hành mô hình hóa, điều quan trọng là xác định mục tiêu mô hình hóa, trên
cơ sở đó xác định hệ thống S, môi trờng E và mô hình (model) M. Bớc tiếp tho là xác
định cấu trúc của hệ thống, tức là tập các phần tử và mối quan hệ giữa chúng trong hệ
thống.
Cấu trúc của hệ thống có thể đợc xem xét trên hai phơng diện: từ phía ngoài và từ
phía trong. Từ phía ngoài tức là xem xét các phần tử cấu thành hệ thống và mối quan hệ
giữa chúng hay nói cách khác đó là phơng pháp tiếp cận cấu trúc. Từ phía trong, tức là
phân tích đặc tính chức năng của các phần từ cho phép hệ thống đạt đợc mục tiêu đã định

Nhìn chung các đối tợng thực có cấu trúc phức tạp và thuộc loại hệ thống lớn, vì
vậy mô hình của chúng cũng đợc liệt vào các hệ thống lớn và có những đặc điểm cơ bản
sau:
Tính mục tiêu
Tùy theo yêu cầu nghiên cứu có thể mô hình chỉ có một mục tiêu là để nghiên cứu
một nhiệm vụ cụ thể nào đó hoặc mô hình đa mục tiêu nhằm khảo sát một số chức năng,
đặc tính của đối tợng thực tế.
Độ phức tạp
Độ phức tạp thể hiện ở cấu trúc phân cấp của mô hình, các mối quan hệ qua lại giữa
các hệ con với nhau và giữa hệ thống S với môi trờng E.
Hành vi của mô hình
Hành vi của mô hình là con đờng để mô hình đạt đợc mục tiêu đề ra. Tùy thuộc
vào việc có yếu tố ngẫu nhiên tác động vào hệ hay không mà ta có mô hình tiền định hay
mô hình ngẫu nhiên. Theo hành vi của hệ thống có thể phân ra mô hình liên tục hoặc mô
hình gián đoạn. Nghiên cứu hành vi của mô hình có thể biết đợc xu hớng vận động của
đối tợng thực.
Tính thích nghi
Tính thích nghi là đặc tính của hệ thống có tổ chức cấp cao, hệ thống có thể thích
nghi với sự thay đổi của các tác động vào hệ thống. Tính thích nghi của mô hình thể hiện
ở khả năng phản ánh đợc các tác động của môi trờng tới hệ thống và khả năng giữ ổn
định mô hình khi các tác động đó thay đổi.
Tính điều khiển đợc
Ngày nay nhiều phơng pháp tự động hóa đã đợc ứng dụng trong mô hình hóa hệ
thống. Sử dụng các biện pháp lập trình ngời ta có thể điều khiển theo mục tiêu đã định