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仿真应用领域 1.2.3 制造领域 食品及服务领域 仿真应用领域 1.2.3 化学工厂 仿真应用领域 1.2.3 呼叫中心 仿真应用领域 1.2.3 体育 仿真应用领域 1.2.3 模型的类型 1. 从学科分: 教学进程 可以从不同方面对模型进行分类: 思维模型 社会模型 工程模型 建筑模型 软件模型 2. 从形物化角度分: 教学进程 逻辑模型 实体模型 按照真实系统的物理性质构造系统的物理模型,并在物理模型上进行实验。其缺点为:模型改变困难,实验限制多,投资大。 对实际系统进行抽象,并将其特性用逻辑关系加以描述而得到。计算机技术的发展为此创造了条件,方便、灵活、经济。其缺点为系统的模型不易建立。 3. 从抽象程度分: 教学进程 ● 概念模型 — 系统的雏形,对系统的概括性描述。 3. 从抽象程度分: 教学进程 概念模型 — 系统的雏形,对系统的概括性描述。 ● 逻辑模型 — 原理上合理可行的系统,是对现实 系统的逻辑化、设计性描述。 3. 从抽象程度分: 教学进程 概念模型 — 系统的雏形,对系统的概括性描述。 逻辑模型 — 原理上合理可行的系统,是对现实 系统的逻辑化、设计性描述。 ● 物理模型 — 逻辑模型的基础上,考虑设计细节, 实现的实在系统。 4. 从动态性角度分: 教学进程 解析模型 静态的、确定性的 用于寻找答案 容易实现 难以捕捉时间、动态系统 难以捕捉复杂因果关系 难以建立与时间相关的约束 不能随时间运行模型 仿真模型 动态的、可执行的 能够捕捉任何复杂度的因果关系和时间约束 易于捕捉问题的随机本质 能够详细描述模型中的行为 可以测量各种量 建立模型需要更多的时间和技巧 建模 建立模型的过程是一个抽象、反复和逐步求精的过程。 教学进程 1.1.3 建立模型的过程被称为建模。 需求理解 模型 模型分析 建立模型 现实系统 物流系统仿真概述 1.2.1 仿真概述 1.2.2 仿真类型 1.2.3 仿真应用领域 1.2.4 仿真特点 1.2.5 仿真过程 第1章 1.2 仿真 仿真发展历史 仿真概述 1.2.1 年代 发展的主要特点 1600-1940 物理科学基础上的建模 20世纪40年代 电子计算机出现,冯·诺依曼正式提出了系统仿真的概念, 20世纪40年代中期 仿真应用于航空领域 20世纪60年代 出版了仿真领域最具权威性的学术刊物“SIMULATION”; 工业操作过程仿真; 20世纪70年代 包括经济、社会、环境的大系统仿真 20世纪70年代中期 系统与仿真结合,如用于随机网络建模的SLAM仿真系统; 系统仿真与更高级的决策结合,如决策支持系统; 20世纪80年代中期 集成化建模与仿真环境 20世纪90年代及以后 可视化建模仿真,分布交互仿真,虚拟现实仿真,数字化工厂等 仿真的定义 1961年G. W. Morgenthater:“仿真意指在实际系统尚不存在的情况下对于系统或活动本质的实现”; 1978年Korn在《连续系统仿真》一书中将仿真定义为“用能代表所研究的系统的模型做实验”; 1984年Oren提出“仿真是一种基于模型的活动”,被认为是现代仿真技术的一个重要概念。 仿真是建立数学逻辑模型并在计算机上运行该模型进行试验的过程,仿真建模要模仿真实系统(设施或过程)的行为。 仿真是对真实世界的模拟。 基本共同观点是:仿真是基于模型进行的。 仿真概述 1.2.1 仿真特性 仿真是基于一定的知识或假设,对实际系统进行模拟,从而更加深入地了解整个系统,并且对系统做出科学的调整、改善和优化,为辅助决策提供依据。 可控制性 无破坏性 可复现性 经济性 先验性 实用性 仿真的特性: 仿真概述 1.2.1 系统、模型及仿真三者之间有着密切的关系: 系统是研究对象,模型是系统抽象,仿真则是通过对模型的实验以达到研究系统的目的。 仿真概述 1.2.1 仿真的必要性(1) 不组装实际系统,利用计算机模型进行实验,可以在短时间、低成本下运行,而且不给现行系统带来任何中止或破坏的危险。 现实系统 现实系统(改进) 现实世界 计划 实验 成本高 时间长 业务停止的可能性大 改进方案 仿真模型 仿真世界 计划 实验 成本低 时间短 业务不需停止 模型化 改进 仿真概述 1.2.1 仿真的必要性(2) 物流设备及人员的配置、物流工程系统构成等等是一个空间、时间与随机变量交错的复杂课题,几乎不能用方程式、或简单的表计算来解开这些难题。而仿真技术对解开这些难题非常有效。 进货 保管 拣货 分货 检查
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