吳曉陽

摘 要 隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，仿真技術(shù)在我國各個(gè)領(lǐng)域也不斷在發(fā)展，其運(yùn)用也漸趨成熟。本文以仿真技術(shù)在我國的發(fā)展及再發(fā)展為切入點(diǎn)，對(duì)仿真技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域行業(yè)中的運(yùn)用進(jìn)行了論述。

【關(guān)鍵詞】仿真技術(shù) 發(fā)展 運(yùn)用

廣義來說，仿真即是采用組建數(shù)字模型和物理的方法對(duì)真實(shí)環(huán)境或是客觀事物進(jìn)行映照、抽象、描述、再次顯現(xiàn)。詳細(xì)而言，就是通過計(jì)算機(jī)對(duì)實(shí)際物理模型或者是數(shù)學(xué)模型進(jìn)行試驗(yàn)，然后利用此模型試驗(yàn)對(duì)實(shí)際的系統(tǒng)性能與工作狀態(tài)來進(jìn)行認(rèn)識(shí)和剖析。計(jì)算機(jī)高級(jí)語言、仿真語言和仿真軟件三者共同完成了仿真過程的實(shí)現(xiàn)。其中，典型的仿真軟件囊括了仿真語言、仿真環(huán)境和程序包這三個(gè)功能體現(xiàn)不完全相同的部分。從當(dāng)前的情況而言，仿真技術(shù)在世界各國的發(fā)展與運(yùn)用研究都呈現(xiàn)出火熱的趨勢。

1 仿真技術(shù)的發(fā)展

在上個(gè)世紀(jì)五十年代中期，歷史上第一個(gè)仿真軟件在塞爾弗里奇的手里生成。而后，仿真軟件的發(fā)展可分為三個(gè)較為典型的階段：

（1）第一階段：在第二次世界大戰(zhàn)的末期，仿真技術(shù)被火炮控制和飛行控制動(dòng)力學(xué)的研究而推動(dòng)，開啟了發(fā)展的道路。其具體發(fā)展歷程可概括為：上個(gè)世紀(jì)四十年代第一臺(tái)通用電子模擬計(jì)算機(jī)研制成功。而后在五十年代末至六十年代，宇宙飛船和導(dǎo)彈的軌道動(dòng)力學(xué)和姿態(tài)的鉆研、仿真技術(shù)被運(yùn)用于核電站與阿婆羅登月計(jì)劃、五十年代末第一臺(tái)混合計(jì)算機(jī)系統(tǒng)被用于洲際導(dǎo)彈的仿真。這些事件都在表現(xiàn)著仿真技術(shù)的發(fā)展。

（2）第二階段：上個(gè)世紀(jì)的七十年代，隨著國際政治軍事格局的改變，仿真技術(shù)的發(fā)展的速度越來越快，發(fā)展的領(lǐng)域也愈來愈寬。除了在軍事領(lǐng)域的普遍運(yùn)用，仿真技術(shù)還被運(yùn)用于民航客機(jī)的駕駛培訓(xùn)中。這在某種程度上即標(biāo)志著仿真技術(shù)步入成熟階段。七十年代末，由于世界范圍內(nèi)冷戰(zhàn)狀態(tài)的緩和，世界各個(gè)國家的投資重點(diǎn)都由軍事建設(shè)轉(zhuǎn)為經(jīng)濟(jì)建設(shè)。軍事建設(shè)的規(guī)模被大幅度地縮減。然而新時(shí)代的戰(zhàn)爭中，軍隊(duì)聯(lián)合作戰(zhàn)能力的培訓(xùn)與戰(zhàn)略戰(zhàn)術(shù)的運(yùn)用的作用卻越來越重要突出。除此之外，現(xiàn)代戰(zhàn)爭中，先進(jìn)武器的研制成本、操作人員的培訓(xùn)費(fèi)用、研制開發(fā)人員的培養(yǎng)成本等也越來越高。在投入資金縮小的情況下，仿真技術(shù)為以上種種問題的解決提供了經(jīng)濟(jì)有效的渠道。此時(shí)，仿真技術(shù)也被標(biāo)志著步入成熟階段。

（3）第三階段：在經(jīng)歷了發(fā)展階段與成熟階段，仿真技術(shù)在上個(gè)世紀(jì)的八十年代以美國國防高級(jí)研究計(jì)劃局和美國陸軍共同制定與執(zhí)行的SIMNET（Simulators Network）研究計(jì)劃和美國三軍組建先進(jìn)科學(xué)的半實(shí)物仿真試驗(yàn)室為標(biāo)志，邁進(jìn)了發(fā)展的高級(jí)階段。

2 仿真技術(shù)的運(yùn)用

從當(dāng)前情況分析，在航空航天、交通運(yùn)輸、生產(chǎn)制造、醫(yī)學(xué)、教育、軍事、信息等各個(gè)領(lǐng)域，仿真技術(shù)被充分運(yùn)用。其中，主要的運(yùn)用可分三個(gè)方面：物理系統(tǒng)方面、復(fù)雜系統(tǒng)方面和軟件系統(tǒng)研制開發(fā)方面。

2.1 物理系統(tǒng)方面的運(yùn)用

在產(chǎn)品更新?lián)Q代速度飛快的時(shí)代，多數(shù)以新產(chǎn)品占據(jù)市場份額的企業(yè)對(duì)新產(chǎn)品的開發(fā)都是持著“構(gòu)思一代、開發(fā)一代、生產(chǎn)一代”的思路，世界各國對(duì)軍事武器系統(tǒng)的開發(fā)使用也同樣保持“構(gòu)思未來武器、開發(fā)計(jì)劃中的武器、生產(chǎn)定型武器、使用現(xiàn)有武器”的想法。因而，仿真技術(shù)在物理系統(tǒng)方面的運(yùn)用可劃分為：

（1）對(duì)以后的物理系統(tǒng)概念構(gòu)想的仿真研究。

（2）對(duì)物理系統(tǒng)開發(fā)研制與生產(chǎn)的仿真研究。

（3）對(duì)物理系統(tǒng)運(yùn)用、訓(xùn)練與維護(hù)的仿真研究。

2.2 復(fù)雜系統(tǒng)方面的運(yùn)用

在復(fù)雜系統(tǒng)方面，仿真技術(shù)的運(yùn)用主要是在政府、企業(yè)、軍隊(duì)發(fā)展建設(shè)、戰(zhàn)略戰(zhàn)役級(jí)的戰(zhàn)爭等方面。與簡單的物理系統(tǒng)相比較，復(fù)雜系統(tǒng)包括了更多的資源，如：支持復(fù)雜系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的資源、系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的結(jié)果資源等等。

經(jīng)濟(jì)體制改革的初期，我國對(duì)政策的制訂是采取“摸著石頭過河”這種真實(shí)探索的方法。然而隨著經(jīng)濟(jì)體制改革的成功、相應(yīng)技術(shù)也已具備的條件下，政府對(duì)具有長遠(yuǎn)影響的政策制訂與執(zhí)行則可采用仿真技術(shù)，以制定政策實(shí)際執(zhí)行后出現(xiàn)問題的解決方案。

企業(yè)仿真是以企業(yè)的業(yè)務(wù)流程持續(xù)改進(jìn)與變革為切入點(diǎn)，對(duì)企業(yè)業(yè)務(wù)流程進(jìn)行優(yōu)化或是重構(gòu)，與此同時(shí)，對(duì)企業(yè)組織結(jié)構(gòu)進(jìn)行簡化，使企業(yè)管理結(jié)構(gòu)由金字塔形向扁平化結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化，進(jìn)而提高企業(yè)的運(yùn)行效率、經(jīng)濟(jì)效益和對(duì)市場的響應(yīng)度。

戰(zhàn)略戰(zhàn)役級(jí)的戰(zhàn)爭仿真，即是對(duì)以前的、現(xiàn)在的以及未來可能的戰(zhàn)爭進(jìn)行仿真。從另一個(gè)角度看，戰(zhàn)略戰(zhàn)役級(jí)的戰(zhàn)爭仿真是綜合演示和驗(yàn)證模型中觸及的編制體制、武器裝備、作戰(zhàn)理論和作戰(zhàn)過程等。對(duì)戰(zhàn)略戰(zhàn)役級(jí)的戰(zhàn)爭進(jìn)行仿真是為了將仿真研究中得到的理論與軍隊(duì)的發(fā)展建設(shè)進(jìn)行融合，使軍隊(duì)在現(xiàn)存的狀態(tài)下逐步過渡到信息化的軍隊(duì)。

2.3 軟件系統(tǒng)研制開發(fā)方面的運(yùn)用

在20世紀(jì)末，專業(yè)技術(shù)人員開發(fā)的模型驅(qū)動(dòng)體系結(jié)構(gòu)在業(yè)務(wù)系統(tǒng)和信息系統(tǒng)之間利用模型建立有效科學(xué)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，使得業(yè)務(wù)系統(tǒng)與信息系統(tǒng)融為了一個(gè)整體，進(jìn)而在業(yè)務(wù)系統(tǒng)不斷更新的同時(shí)，模型驅(qū)動(dòng)去實(shí)現(xiàn)了信息系統(tǒng)的同步進(jìn)化，讓能支持業(yè)務(wù)系統(tǒng)運(yùn)營且能適應(yīng)業(yè)務(wù)變化的信息系統(tǒng)為真實(shí)系統(tǒng)服務(wù)。

3 仿真技術(shù)的前景

隨著專業(yè)人員對(duì)仿真理論的不斷研究，仿真技術(shù)的發(fā)展運(yùn)用也呈上升的趨勢。就目前對(duì)仿真理論的研究情況而言，有許多基礎(chǔ)性的理論工作仍待完善突破，由此觀之，仿真技術(shù)的發(fā)展前景廣闊無垠。其中可談的發(fā)展有：仿真優(yōu)化、網(wǎng)上仿真、智能仿真系統(tǒng)、可視化交互式仿真系統(tǒng)和虛擬現(xiàn)實(shí)仿真等等。

4 總結(jié)

伴隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，仿真技術(shù)在現(xiàn)代工程技術(shù)中的作用也日益突出。其不但在航天、化工、通信、電工等各個(gè)工程領(lǐng)域廣泛地被運(yùn)用，而且在教育、經(jīng)濟(jì)、生物等各個(gè)非工程領(lǐng)域方面也被大力地推廣和運(yùn)用，成為了現(xiàn)代高技術(shù)的重要力量之一。為解決系統(tǒng)影響因子相關(guān)性強(qiáng)和具有動(dòng)態(tài)性特征的復(fù)雜問題，仿真技術(shù)也在被人們?cè)絹碓蕉嗟剡\(yùn)用。由此，使得仿真技術(shù)的運(yùn)用得到了全方位全方向的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]王行仁，文傳源，李伯虎等.我國系統(tǒng)建模與仿真技術(shù)的發(fā)展[J].系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào)，2009，21（21）.

[2]袁泉，孫銀艷.現(xiàn)代仿真技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用[J].數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用，2014（06）.

[3]李林，單長吉.系統(tǒng)仿真在工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用綜述[J].黑龍江科技信息，2014.

作者單位

南陽醫(yī)學(xué)高等?？茖W(xué)校 河南省南陽市 473061