Имитационное моделирование
Версия от 12:30, 29 июля 2016; Admin (обсуждение | вклад)
Имитационное моделирование (simulation) — метод, позволяющий строить модели, описывающие процессы так, как они проходили бы в действительности. Такую модель можно «проиграть» во времени как для одного испытания, так и заданного их множества. При этом результаты будут определяться случайным характером процессов. По этим данным можно получить достаточно устойчивую статистику.
Имитационное моделирование можно рассматривать как разновидность экспериментальных испытаний. В отличии от прототипа системы ("в железе") она:
- менее затратна;
- имеет возможность проводить эксперименты меняя ключевые параметры;
- динамична (может описывать поведение во времени).
Виды имитационного моделирования
- Моделирование функционирования применяют главным образом на стадии разработки концепции для формирования требований назначения и требований к показателям функционирования, а также для исследования альтернативных концепций и выбора предпочтительной концепции.
- Анализ особенностей поведения и действий часто называют системным анализом. Важный инструмент системного анализа - игры
- Моделирование эффективности системы - основной инструмент при принятии решений о выборе предпочтительной концепции системы. Для оценки эффективности также требуется спроектировать и построить модель среды функционирования. Обе модели должны допускать варьирование параметров, чтобы изучить как различные варианты эксплуатации, так и различные возможности системы.
- Моделирование условий применения сосредоточено на разработке режимов эксплуатации системы. На таких моделях отрабатываются статические и динамические характеристики компонентов и значимые особенности окружения. Оператор имитационной модели может ставить эксперименты типа "что, если" для нахождения наилучшего решения.
- Физическое моделирование создается для исследования физического поведения элементов системы. Используется преимущественно на стадии инженерной разработки системы.
- Программно-аппаратное (Hardware-in-the-loop Simulation) - разновидность физического моделирования, когда аппаратные средства системы используются в сочетании с имитационным моделированием на компьютере.
- Моделирование окружения (Environmental Simulation) - разновидность физического моделирования, когда моделируется не сама система, а элементы окружающей среды. Такие модели предназначены для изучения условий эксплуатации (обычно опасных). Примеры:
- вибрационные стенды (механические испытания на прочность)
- краш-тесты (испытания столкновением с препятствием)
- аэродинамическая труба (моделирование сил, действующих в потоке газа)
- Моделирование виртуальной реальности (VR Simulation)
- Пространственные модели
- Видеоигры
- Моделирование района боевых действий
Разработка имитационных моделей
- Методика итеративного создания прототипов (Iterative prototyping)
Системы имитационного моделирования
- Plant Simulation (студенческая версия)
- GPSS
- Scilab
- Maxima
- Solidworks Simulation
- Autodesk Simulation Mechanical
- Autodesk Simulation CFD
- Autodesk Inventor Professional
- Matlab