重點(diǎn)回顧加工制造后勤保障交通系統(tǒng)醫(yī)藥衛(wèi)生通信網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)軍事應(yīng)用生態(tài)系統(tǒng)天氣預(yù)報(bào)…課前思考（1）可執(zhí)行程序是否等同于軟件？（2）如何開(kāi)發(fā)一款滿(mǎn)足用戶(hù)需求的仿真軟件？仿真軟件技術(shù)第2章仿真軟件SimulationSoftwareTechnology第一專(zhuān)題仿真軟件概述第2章仿真軟件2.1仿真軟件的概念2.2仿真軟件的發(fā)展2.3如何選擇仿真軟件2.4常用的仿真軟件本講內(nèi)容第2章仿真軟件

①了解仿真軟件的基本概念②了解常用的仿真軟件③能夠根據(jù)需求選擇合適的仿真軟件

①

②

③本講目標(biāo)

第2章仿真軟件2.1仿真軟件的概念2.2仿真軟件的發(fā)展2.3如何選擇仿真軟件2.4常用的仿真軟件本講內(nèi)容2.1仿真軟件的概念軟件在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的支持下，能夠完成特定功能和性能的程序、數(shù)據(jù)和相關(guān)文檔可執(zhí)行部分不可執(zhí)行部分?jǐn)?shù)據(jù)文檔1文檔2程序軟件的組成：2.1仿真軟件的概念

仿真軟件的定義根據(jù)仿真實(shí)驗(yàn)/試驗(yàn)?zāi)康模诜治鰠⑴c仿真各要素及其相互關(guān)系的基礎(chǔ)上，由模型、算法、引擎等仿真要素構(gòu)建而成，用于模擬現(xiàn)有的現(xiàn)實(shí)世界或設(shè)想的虛擬世界的計(jì)算機(jī)應(yīng)用軟件。2.1仿真軟件的概念基于通用程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言（GPL）C++、Java、C#、Python優(yōu)點(diǎn)：根據(jù)應(yīng)用需求進(jìn)行靈活調(diào)整和配置缺點(diǎn)：開(kāi)發(fā)門(mén)檻稍高、復(fù)雜仿真應(yīng)用開(kāi)發(fā)周期長(zhǎng)通用程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言仿真程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言仿真軟件平臺(tái)/環(huán)境三種方法設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)仿真模型：2.1仿真軟件的概念基于仿真程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言（SPL）SIMSCRIPT、GPSS/H、

SIMAN等優(yōu)點(diǎn)：針對(duì)仿真建模需求，通過(guò)SPL靈活組合和使用這些元素對(duì)相關(guān)的問(wèn)題進(jìn)行建模缺點(diǎn)：受限于自身的仿真范式，在擴(kuò)展性和重用性上面臨一定的挑戰(zhàn)。通用程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言仿真程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言仿真軟件平臺(tái)/環(huán)境三種方法設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)仿真模型：2.1仿真軟件的概念基于仿真平臺(tái)/環(huán)境AnyLogic、Extend、Fluent等優(yōu)點(diǎn)：專(zhuān)業(yè)化和標(biāo)準(zhǔn)化更快速的建立仿真模型（圖形化建模、可視化用戶(hù)接口控制仿真實(shí)驗(yàn)）缺點(diǎn)：受限于特定類(lèi)型的仿真應(yīng)用，擴(kuò)展性和靈活性受到更多限制。通用程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言仿真程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言仿真平臺(tái)/環(huán)境三種方法設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)仿真模型：關(guān)于仿真軟件，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）仿真軟件是由程序、數(shù)據(jù)、文檔等構(gòu)成仿真軟件必須基于特殊的編程語(yǔ)言編寫(xiě)仿真軟件是用于模擬現(xiàn)有的現(xiàn)實(shí)世界或設(shè)想的虛擬世界的計(jì)算機(jī)應(yīng)用軟件仿真軟件一般受限于特定類(lèi)型的仿真應(yīng)用ABCD提交單選題3分第2章仿真軟件2.1仿真軟件的概念2.2仿真軟件的發(fā)展2.3如何選擇仿真軟件2.4常用的仿真軟件本講內(nèi)容2.2仿真軟件的發(fā)展探索期初始期發(fā)展期現(xiàn)階段

探索期（1955-1965）K.D.Tocher研制的通用仿真程序GSP進(jìn)程交互GPSS通用仿真系統(tǒng)

蘭德公司開(kāi)發(fā)出SIMSCRIPTSIMULA仿真程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言CSL活動(dòng)掃描法2.2仿真軟件的發(fā)展探索期初始期發(fā)展期現(xiàn)階段

初始期（1966-1978）GPSS/360SIMSCRIPTIIECSLGPSS/NORDENGASP

IV2.2仿真軟件的發(fā)展探索期初始期發(fā)展期現(xiàn)階段

發(fā)展期（1979-2008）SLAMIISIMAN二維和三維可變比例繪圖基于web的仿真仿真與實(shí)物模擬器的集成2.2仿真軟件的發(fā)展探索期初始期發(fā)展期現(xiàn)階段

現(xiàn)階段（2010-）Simulink系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)仿真EventGraphArenaRepast第2章仿真軟件2.1仿真軟件的概念2.2仿真軟件的發(fā)展2.3如何選擇仿真軟件2.4常用的仿真軟件本講內(nèi)容2.3如何選擇仿真軟件建模特性運(yùn)行環(huán)境可視化特性輸出特性選擇仿真軟件時(shí)需要考慮很多特性：2.3如何選擇仿真軟件特性描述建模視角進(jìn)程間的相互作用，基于事件的視角，以及持續(xù)建模，根據(jù)需要建模數(shù)據(jù)輸入分析能力從原始數(shù)據(jù)中估計(jì)經(jīng)驗(yàn)分布或統(tǒng)計(jì)分布圖形化建模流程圖，框圖，或網(wǎng)絡(luò)化方法條件路由根據(jù)預(yù)先定義的條件和屬性確定實(shí)體的通行路徑仿真程序開(kāi)發(fā)使用高級(jí)仿真語(yǔ)言來(lái)添加流程邏輯的能力語(yǔ)法易于理解，語(yǔ)義一致，清晰明白建模簡(jiǎn)潔性功能強(qiáng)大的活動(dòng)、操作塊和節(jié)點(diǎn)建模特性運(yùn)行環(huán)境可視化特性輸出特性2.3如何選擇仿真軟件特性描述模型輸入的靈活性仿真模型可以從外部文件、數(shù)據(jù)庫(kù)或電子表格中接收數(shù)據(jù)，或者交互式的接收數(shù)據(jù)用戶(hù)自定義對(duì)象可復(fù)用的對(duì)象、模板、子模板隨機(jī)性包含可從常用統(tǒng)計(jì)分布生成隨機(jī)變量的生成器，例如：指數(shù)分布、三角分布、正態(tài)分布專(zhuān)業(yè)化組件和模板物料搬運(yùn)：運(yùn)輸車(chē)輛，傳送帶、橋式起重機(jī)、自動(dòng)化存取設(shè)備（AS/RS）等連續(xù)流罐體、管道，或者散裝料傳送帶通用程序語(yǔ)言接口在C、C++、Java或其他通用程序語(yǔ)言中的連接代碼建模特性運(yùn)行環(huán)境可視化特性輸出特性2.3如何選擇仿真軟件特性描述運(yùn)行速度針對(duì)不同場(chǎng)景和重復(fù)仿真需要運(yùn)行很多次，影響仿真模型的開(kāi)發(fā)和實(shí)驗(yàn)變量和屬性的數(shù)量不應(yīng)該有內(nèi)在的限制交互調(diào)試程序在模型運(yùn)行時(shí)監(jiān)控仿真的細(xì)節(jié)和過(guò)程。有能力中斷、設(shè)置陷阱、設(shè)定終止條件、單步執(zhí)行；能夠顯示狀態(tài)、屬性和變量，等等模型狀態(tài)和數(shù)據(jù)在仿真過(guò)程中隨時(shí)可以顯示模型狀態(tài)和數(shù)據(jù)運(yùn)行環(huán)境許可證在運(yùn)行環(huán)境（注：運(yùn)行環(huán)境不同于開(kāi)發(fā)環(huán)境、只能運(yùn)行已經(jīng)設(shè)計(jì)完成的模型，而不能進(jìn)行建模操作）中，可以改變參數(shù)，并運(yùn)行模型（部署改變邏輯或新建一個(gè)模型）建模特性運(yùn)行環(huán)境可視化特性輸出特性2.3如何選擇仿真軟件特性描述動(dòng)畫(huà)類(lèi)型真實(shí)圖形縮放，或使用圖標(biāo)表示（比如流程框圖）導(dǎo)入和目標(biāo)文件計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（矢量格式）圖紙、圖標(biāo)（位圖或光柵圖形）維度二維，二維透視效果，三維動(dòng)作實(shí)體運(yùn)動(dòng)，或者狀態(tài)指示器動(dòng)作質(zhì)量平滑運(yùn)動(dòng)，或者跳躍運(yùn)動(dòng)公共對(duì)象庫(kù)外部擴(kuò)展的預(yù)繪制圖形建模特性運(yùn)行環(huán)境可視化特性輸出特性2.3如何選擇仿真軟件特性描述導(dǎo)航能力平移，縮放，旋轉(zhuǎn)視角用戶(hù)定義顯示步長(zhǎng)控制動(dòng)畫(huà)的速度可選擇的對(duì)象根據(jù)用戶(hù)選擇顯示實(shí)時(shí)變化的狀態(tài)信息和統(tǒng)計(jì)信息硬件要求標(biāo)準(zhǔn)的或?qū)Ｓ玫囊曨l卡建模特性運(yùn)行環(huán)境可視化特性輸出特性2.3如何選擇仿真軟件特性描述場(chǎng)景管理器創(chuàng)建用戶(hù)自定義場(chǎng)景，并用于仿真運(yùn)行管理器管理仿真運(yùn)行（場(chǎng)景和響應(yīng)），并且為未來(lái)的分析保存運(yùn)行結(jié)果預(yù)熱能力用于穩(wěn)態(tài)分析獨(dú)立重復(fù)仿真使用不同的隨機(jī)數(shù)優(yōu)化遺傳算法，禁忌搜索，等等標(biāo)準(zhǔn)化的報(bào)告匯總報(bào)告，包括平均數(shù)、總數(shù)、最小值、最大值等定制化報(bào)告為管理者定制的演示報(bào)告建模特性運(yùn)行環(huán)境可視化特性輸出特性第2章仿真軟件2.1仿真軟件的概念2.2仿真軟件的發(fā)展2.3如何選擇仿真軟件2.4常用的仿真軟件本講內(nèi)容2.4常用的仿真軟件AnyLogic一款對(duì)離散、系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)、多智能體和混合系統(tǒng)進(jìn)行建模與仿真的軟件。應(yīng)用領(lǐng)域:物流運(yùn)輸、制造生產(chǎn)、交通仿真、城市規(guī)劃、

港口機(jī)場(chǎng)等。建模技術(shù)都是以UML、Java和微分方程為基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)，也擁有著直觀、快速的“拖-拉”式建模方法提供了一系列針對(duì)不同領(lǐng)域的專(zhuān)業(yè)庫(kù)，其獨(dú)特的核心技術(shù)與領(lǐng)先的用戶(hù)接口使其成為設(shè)計(jì)大型復(fù)雜系統(tǒng)的理想工具。AnyLogic行人疏散仿真2.4常用的仿真軟件Arena基于計(jì)算機(jī)仿真語(yǔ)言SIMAN開(kāi)發(fā)的用于管理系統(tǒng)模擬的仿真軟件,用戶(hù)可以根據(jù)需要設(shè)定參數(shù)，建立仿真模型，對(duì)實(shí)際系統(tǒng)進(jìn)行分析和處理，實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)模擬與可視化技術(shù)的有機(jī)集成。Arena既可以使用底層語(yǔ)言（如VB、C/C++）進(jìn)行系統(tǒng)建模，也可以根據(jù)需要選擇高級(jí)模板進(jìn)行模型的開(kāi)發(fā)，層次化的建模體系保證用戶(hù)能靈活的進(jìn)行各種水平的仿真建模，滿(mǎn)足了各行各業(yè)使用者建模的需求。Arena購(gòu)物仿真流程圖2.4常用的仿真軟件ExtendSimExtendSim是一個(gè)通用的仿真平臺(tái)，它為不同層次的建模者提供了多種工具，使得仿真從建模、校驗(yàn)、確認(rèn)到建立操作界面的每一步都得到了簡(jiǎn)化。ExtendSim包含了可重復(fù)使用的建模模塊、終端用戶(hù)界面開(kāi)發(fā)工具、靈活的自定義報(bào)告圖表生成機(jī)制、與其他應(yīng)用系統(tǒng)集成的方法。ExtendSim的模塊可以很容易搭建并組合在一起，使其在通訊、衛(wèi)生、物流、軍事等行業(yè)獲得廣泛認(rèn)可，成為使用用戶(hù)最多的系統(tǒng)仿真軟件之一。ExtendSim銀行業(yè)務(wù)仿真示意圖2.4常用的仿真軟件

作戰(zhàn)仿真軟件樣本樣本樣本樣本樣本樣本樣本樣本樣本運(yùn)行樣本1運(yùn)行樣本2運(yùn)行樣本N基礎(chǔ)仿真想定運(yùn)行樣本運(yùn)行樣本運(yùn)行樣本仿真想定編輯生成仿真實(shí)驗(yàn)參數(shù)規(guī)劃仿真模型封裝并行仿真可視化集成仿真模型仿真應(yīng)用多樣本調(diào)度管理并行仿真引擎二維顯示三維顯示實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析評(píng)估數(shù)