□ 北京創(chuàng)時(shí)能科技發(fā)展有限公司周向陽
    近年來仿真技術(shù)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(yè)化的仿真軟件產(chǎn)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(gè)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(píng)價(jià)仿真軟件。
    本講將結(jié)合作者近二十年的仿真建模經(jīng)驗(yàn)，以及熟練使用過多款仿真軟件的經(jīng)驗(yàn)，介紹選購仿真軟件的一些基礎(chǔ)知識(shí)。
    實(shí)時(shí)處理和后處理三維動(dòng)畫仿真軟件
    實(shí)時(shí)處理三維動(dòng)畫仿真軟件，是指仿真計(jì)算和三維動(dòng)畫完全同步的仿真軟件，人們所看到的三維動(dòng)畫完全實(shí)時(shí)反映仿真計(jì)算過程和結(jié)果。這類軟件的三維動(dòng)畫不僅僅用于演示，更主要用于邏輯糾錯(cuò)，對建立更接近現(xiàn)實(shí)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(chǎn)品只有Flexsim等兩三款仿真軟件。
    后處理三維動(dòng)畫仿真軟件，是指先進(jìn)行仿真計(jì)算，然后將仿真結(jié)果渲染成三維動(dòng)畫的仿真軟件。因?yàn)榉抡嬗?jì)算速度極快，所以往往看不出先仿真后動(dòng)畫的效果，但內(nèi)部機(jī)制是三維動(dòng)畫和仿真計(jì)算是斷開的，人們所看到的動(dòng)畫并不能實(shí)時(shí)反映仿真計(jì)算過程和結(jié)果，所以這類軟件的三維動(dòng)畫不能用于糾錯(cuò)。另外，該軟件往往在二維平面形式下建模，然后通過三維轉(zhuǎn)換器將二維模型轉(zhuǎn)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?qū)ο蠓抡孳浖?
    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(shù)把這些步驟一步一步實(shí)現(xiàn)，使用依次調(diào)用。面向?qū)ο笫前褬?gòu)成問題事務(wù)分解成各個(gè)對象，目的不是為了完成一個(gè)步驟，而是為了描敘某個(gè)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(gè)大的類里定義出來，當(dāng)系統(tǒng)龐大時(shí)，各種操作之間的調(diào)用關(guān)系也很復(fù)雜，當(dāng)需要修改一個(gè)功能時(shí)就可能引發(fā)一連串的改動(dòng)。所謂面向?qū)ο缶褪腔�于對象概念，以對象為中心，以類和繼承為構(gòu)造機(jī)制，來認(rèn)識(shí)、理解、刻畫客觀世界和設(shè)計(jì)、構(gòu)建相應(yīng)的系統(tǒng)。
    計(jì)算機(jī)編程語言是由面向過程向面向?qū)ο蟀l(fā)展的，面向過程的代表性語言是C語言，而由C語言發(fā)展而成的C++就是面向?qū)ο笳Z言。仿真軟件也由于開發(fā)語言的特性決定是否具有面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)思想。
    完全面向?qū)ο蠓抡孳浖�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(shí)體屬性的參數(shù)化和實(shí)體多個(gè)化。所有的仿真軟件都預(yù)制了許多實(shí)體或模塊，目的都是方便用戶建模。但沒有任何一個(gè)仿真軟件的預(yù)制實(shí)體（模塊）可以涵蓋所有情形，為了盡可能的使預(yù)制實(shí)體更適應(yīng)現(xiàn)實(shí)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(yù)制實(shí)體；另一類廠家則只提供類型不同的實(shí)體，但對每種類型的實(shí)體屬性全部參數(shù)化，由用戶改變參數(shù)來達(dá)到適應(yīng)現(xiàn)實(shí)模型的要求。
    實(shí)體多個(gè)化的仿真軟件看上去方便，但實(shí)質(zhì)上不靈活，因?yàn)閺S家預(yù)制最多的實(shí)體也涵蓋不了所有情形，而組合參數(shù)則往往能達(dá)到很好的效果。實(shí)體屬性參數(shù)化的代表性仿真軟件是Flexsim。
    二是實(shí)體的繼承性和包含性。面向?qū)ο蠓抡孳浖�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(chuàng)建和銷毀對象，也可以將對象移進(jìn)或移出某個(gè)對象甚至自我毀滅。
    這種實(shí)體的繼承性和包含性在建模靈活性方面是一個(gè)非常重要的概念。某個(gè)物流設(shè)備廠家用了一款面向過程的仿真軟件想做“雙工位小車”實(shí)體，絞盡腦汁也無法實(shí)現(xiàn)其功能。當(dāng)嘗試用具有實(shí)體的繼承性和包含性的Flexsim后，3個(gè)小時(shí)就作出來一個(gè)完全滿足要求的雙工位小車實(shí)體。
    三是實(shí)體的可創(chuàng)性和可編程功能。因?yàn)闆]有任何一個(gè)仿真軟件的預(yù)制實(shí)體可以涵蓋所有情形，很多現(xiàn)實(shí)模型都要求用戶定制實(shí)體或定制屬性。
    四是分層建模功能。一般實(shí)際仿真模型比較復(fù)雜，分層建�？梢栽试S用戶將多個(gè)模塊合并成一個(gè)更高層次的模塊，可以放到模塊庫中被隨時(shí)調(diào)用�？梢允拐麄�(gè)模型脈絡(luò)清晰、層次分明、規(guī)劃合理，以及模塊可再利用。
    其他應(yīng)該評(píng)比的功能
    多種3D圖形的導(dǎo)入。比較先進(jìn)的三維仿真軟件除了能直接導(dǎo)人常用的3D圖形文件外，也能直接導(dǎo)人Google　3D倉庫的3D圖形文件。
    外圍接口的功能。軟件構(gòu)架設(shè)計(jì)好的仿真軟件能鏈接到任何ODBC數(shù)據(jù)庫和大眾數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)文件。
    仿真結(jié)果展示功能。好的仿真軟件在仿真運(yùn)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(dòng)態(tài)展示仿真結(jié)果。
    訂制用戶界面功能。每個(gè)模型都有自己的決策變量、輸入數(shù)據(jù)、重點(diǎn)觀察點(diǎn)、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(shù)據(jù)、圖表定制于一個(gè)界面上，將會(huì)給模型起到一個(gè)錦上添花的作用。
    運(yùn)動(dòng)學(xué)功能。運(yùn)動(dòng)學(xué)功能允許一個(gè)對象同時(shí)實(shí)現(xiàn)多個(gè)移動(dòng)操作，在每個(gè)運(yùn)動(dòng)方向都有加速度、減速度、起始速度、結(jié)束速度以及最大速度等屬性。