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很多时候，我们在建立仿真模型的时候会遇到现实中复杂的情形。对于这些情形，如果能按现实中一致的方式表达固然是最好的，但有时受仿真软件的功能限制或开发时间限制，难以在仿真中和现实一致的表达。此时，仿真抽象就是解决问题的一个很好方法。那么，什么叫仿真抽象呢？这名字是我起的，如果定义的话，就是提取复杂事物中最本质的内容，用简单的方法来表达。7 m) {/ f6 L- V# j
举个例子，在plant simulation中是没有立体库的，可有些人可能见过老外开发的立体库模块，其实就是用一些singleproc和method封装了一个frame,外层用对话框包装一下，填写长、宽、高、货叉速度等立体库参数，就可以用了。那么，这个立体库模块是怎么表达立体库的出、入库过程呢？通常在其他三维仿真软件里，大家会看到完美表达的立体库动画，堆垛机从入库口取了货物，经过纵向、横向的运行，再由货叉把货物放到指定空位，这个过程动画和现实中一样，很容易理解。但要仔细想想，这个过程到底要表达什么？什么才是最关键的？答案是时间，货叉从入库口取货到放货完成的时间是仿真最重要的内容，因为这个时间决定了生产量，决定了每个货物的出、入库周期。所以在plant simulation的立体库模块，只用一个singleproc来表达这一过程，只不过proctime属性是动态的，是通过一个数学模型计算出来的。这个数学模型逻辑也很简单，就是随机一个库位（有X/Y坐标），然后根据库位坐标和入库口位置，结合堆垛机的速度、加速度计算横向运行时间和纵向运行时间，把最大的那个时间赋值给proctime。所以这样一个方法，很简单的就可以描述立体库，虽然它没有绚丽的三维动画，但同样做仿真，它的输出数据比三维动画的输出还准确（很多人怕仿真数据不准，要看动画，其实动画很准，但数据可能差很远）。而且，更为重要的是，这种抽象方法建立的模型仿真速度非常快，可以在极短的时间内完成几万次仿真，产生较为全面的仿真数据（因为是随机货位，所以立体库的仿真需要很多次仿真才能归纳其内在的规律）。1 n N5 Y, A) Z, i$ f: v
再如，曾经有个学生想做超市的仿真，建了个很复杂的模型，模拟人进超市、逛各个区、再到缴费的过程。但这个过程在现实中非常复杂，有各种各样的因素影响。所以我问他，你到底建这个模型想表达什么？他想了半天，说看到超市缴费排队太长，想建个模型分析下。因为缴费的人数受逛超市人数的影响，逛超市受进超市人数影响。我问，如果这么想的话，进超市人数是否还受这个城市人口基数的影响？是否还受这个城市20年前的出生率的影响？这其中的内在规律，没人能说的清，你仿真怎么能表达出来？所以如果要研究缴费排队问题，就老老实实建个多服务台的排队模型就好了，顾客到达按泊松分布，具体参数到超市调研去。0 c% q! p9 M) A0 U) V* G
通常我们讲仿真和数学建模方法是两种不同的方法，数学方法粗、仿真方法细，而且仿真方法是按时间进度一步一步推算出来的。但在仿真一步一步推算过程中，很多细节如果和现实中完全一致，其实是没有必要的，需要用数学模型表达现实中静态的过程，再用仿真的动态方法不断往复计算，获得计算结果，这个过程才是仿真建模的本质。但这个过程中的每一个细节，其内在规律和特性一定是人类能获知的，能用数学方法表达出来的，否则仿真就不是预测未来的工具，而是坑蒙拐骗的神棍了。 |
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发表于 2015-7-3 16:31:26
发表于 2015-7-3 16:40:34
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