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選購系統仿真軟件的基礎知識

2011-5-1 6:54:00 來源:現代物流報 編輯:56885 關注度:
摘要:... ...
□ 北京創時能科技發展有限公司周向陽
    近年來仿真技術能夠迅速普及主要借助于PC專用仿真軟件、特別是三維仿真軟件的登場。目前商業化的仿真軟件產品非常多,要從多種仿真軟件中選擇一款合適的并不是件太容易的事,很多人為選擇哪個仿真軟件而苦惱,更多的人根本不知道如何來比較仿真軟件,或從哪些方面來評價仿真軟件。
    本講將結合作者近二十年的仿真建模經驗,以及熟練使用過多款仿真軟件的經驗,介紹選購仿真軟件的一些基礎知識。
    實時處理和后處理三維動畫仿真軟件
    實時處理三維動畫仿真軟件,是指仿真計算和三維動畫完全同步的仿真軟件,人們所看到的三維動畫完全實時反映仿真計算過程和結果。這類軟件的三維動畫不僅僅用于演示,更主要用于邏輯糾錯,對建立更接近現實的模型提供了可視化條件。該軟件的建模直接從三維開始,建立三維模型不需要多余操作。代表產品只有Flexsim等兩三款仿真軟件。
    后處理三維動畫仿真軟件,是指先進行仿真計算,然后將仿真結果渲染成三維動畫的仿真軟件。因為仿真計算速度極快,所以往往看不出先仿真后動畫的效果,但內部機制是三維動畫和仿真計算是斷開的,人們所看到的動畫并不能實時反映仿真計算過程和結果,所以這類軟件的三維動畫不能用于糾錯。另外,該軟件往往在二維平面形式下建模,然后通過三維轉換器將二維模型轉換為三維模型,過程繁瑣。代表性軟件有ARENA和WIT-NESS。
    面向過程和面向對象仿真軟件
    面向過程仿真軟件,就是分析出解決問題所需要的步驟,然后用函數把這些步驟一步一步實現,使用依次調用。面向對象是把構成問題事務分解成各個對象,目的不是為了完成一個步驟,而是為了描敘某個事物在解決問題步驟中的行為。
    面向過程是把所有的功能在一個大的類里定義出來,當系統龐大時,各種操作之間的調用關系也很復雜,當需要修改一個功能時就可能引發一連串的改動。所謂面向對象就是基于對象概念,以對象為中心,以類和繼承為構造機制,來認識、理解、刻畫客觀世界和設計、構建相應的系統。
    計算機編程語言是由面向過程向面向對象發展的,面向過程的代表性語言是C語言,而由C語言發展而成的C++就是面向對象語言。仿真軟件也由于開發語言的特性決定是否具有面向對象的設計思想。
    完全面向對象仿真軟件目前只有Flexsim等兩三款仿真軟件。面向過程仿真軟件:代表性軟件有AutoMod
    建模靈活性和簡易性方面的功能
    一是實體屬性的參數化和實體多個化。所有的仿真軟件都預制了許多實體或模塊,目的都是方便用戶建模。但沒有任何一個仿真軟件的預制實體(模塊)可以涵蓋所有情形,為了盡可能的使預制實體更適應現實模型,仿真軟件廠商們走了兩條不同的路。一類廠家是盡量多的預制實體;另一類廠家則只提供類型不同的實體,但對每種類型的實體屬性全部參數化,由用戶改變參數來達到適應現實模型的要求。
    實體多個化的仿真軟件看上去方便,但實質上不靈活,因為廠家預制最多的實體也涵蓋不了所有情形,而組合參數則往往能達到很好的效果。實體屬性參數化的代表性仿真軟件是Flexsim。
    二是實體的繼承性和包含性。面向對象仿真軟件中的對象可以繼承另一對象的屬性和行為,可以包含其他對象、創建和銷毀對象,也可以將對象移進或移出某個對象甚至自我毀滅。
    這種實體的繼承性和包含性在建模靈活性方面是一個非常重要的概念。某個物流設備廠家用了一款面向過程的仿真軟件想做“雙工位小車”實體,絞盡腦汁也無法實現其功能。當嘗試用具有實體的繼承性和包含性的Flexsim后,3個小時就作出來一個完全滿足要求的雙工位小車實體。
    三是實體的可創性和可編程功能。因為沒有任何一個仿真軟件的預制實體可以涵蓋所有情形,很多現實模型都要求用戶定制實體或定制屬性。
    四是分層建模功能。一般實際仿真模型比較復雜,分層建模可以允許用戶將多個模塊合并成一個更高層次的模塊,可以放到模塊庫中被隨時調用。可以使整個模型脈絡清晰、層次分明、規劃合理,以及模塊可再利用。
    其他應該評比的功能
    多種3D圖形的導入。比較先進的三維仿真軟件除了能直接導人常用的3D圖形文件外,也能直接導人Google 3D倉庫的3D圖形文件。
    外圍接口的功能。軟件構架設計好的仿真軟件能鏈接到任何ODBC數據庫和大眾數據結構文件。
    仿真結果展示功能。好的仿真軟件在仿真運行過程中能用平面或立體餅圖、柱狀圖、折線圖等多種圖形圖表動態展示仿真結果。
    訂制用戶界面功能。每個模型都有自己的決策變量、輸入數據、重點觀察點、輸出圖表等等。如果用戶能把這些方便于仿真分析,方便于仿真展示的按鈕、數據、圖表定制于一個界面上,將會給模型起到一個錦上添花的作用。
    運動學功能。運動學功能允許一個對象同時實現多個移動操作,在每個運動方向都有加速度、減速度、起始速度、結束速度以及最大速度等屬性。
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