仿真方法的意義

2021-02-18 蟈蟈創新隨筆

隨著數字孿生概念的走紅,仿真技術也變成了熱點。仿真不是新名詞:30年前我讀研究生的地方,就是浙江大學化工仿真教研室。對仿真的意義,我們似乎並沒有真正想清楚。

 

在我看來,仿真的重要性在於:這是一般性的計算機求解辦法,並對智能決策特別重要。大家注意:決策過程是個逆向使用知識(模型、函數)的過程。如果說「知識」是「方程」,「決策」就是「求解」。如下圖所示:

 

我們知道:方程求解往往是個很麻煩的過程。現實的模型往往非常複雜,很難像學生做數學作業一樣解方程。那怎麼辦呢?一個通用的解決方法就是仿真、用不同的方案去嘗試,直到找出比較滿意的答案為止。

 

學過數值方法的人,應該對這種思想很熟悉:牛頓方法、蒙特卡洛方法、模擬退火方法、蟻群方法、基因算法....不都是把求解問題轉化成搜索問題嗎?如果說有差別的話,往往只是仿真針對比較複雜的對象。所以,這是一般性的方法。計算機怕邏輯混亂、但卻不怕麻煩。所以,搞計算機的更喜歡具有一般性的方法。

 

很早之前,我的老領導任德祥先生曾經非常認真地對我說:現實的工程問題往往沒有唯一解。現在想來,這句話很值品味:沒唯一解,意味著相關知識往往對應不可逆的映射,用仿真求解辦法求解也就很自然了。

 

至於仿真的應用,我發現了一種現象:仿真更多用於研發設計,而較少用於生產管控。前者往往是讓人造世界去逼近人的設想,而後者則是讓人的認識逼近一個客觀世界。兩者的難度往往不太一樣。

相關焦點

  • 多無人機協同編隊飛行控制與仿真系統對教學研究的意義
    但是現有的科技水平還無法支持完全意義上的多無人機編隊自主決策功能,幾乎不能實現較高程度智能化集群式大規模協同編隊飛行,因此深入開展信息感知技術、數據融合技術、任務分配技術、航跡規劃技術、編隊控制技術、通信組網技術和虛擬/實物驗證實驗平臺技術等多項技術的研究,以及多項技術間協同研究,對中國實現美國空軍發布的2016年—2036年小型無人機發展規劃中「蜂群」、「編組」、「忠誠僚機」和誘餌等多無人機協同編隊具有重要指導意義
  • 四種射頻器件設計的TCAD仿真方法分析比較
    特殊工具將複合仿真結果和電路設計整合; 4. 從TCAD數據提取大信號緊湊模型,並使用這些模型來理解大信號特徵參數。 研究採用最基本方法,即混合模式進行仿真的可能性非常重要。在混合模式中,瞬態電路仿真直接在TCAD軟體中完成。在通常情況下,電路設計師並不採用瞬態仿真而是採用諧波平衡來解決這些大信號仿真問題。
  • 四種射頻器件設計的TCAD仿真方法詳細解析
    對於雙音或多音(tone)問題,可能需要很長時間的瞬態仿真。因此,運行功率掃描可能非常耗時。此外,混合模式工作檯的設計大多非常糟糕,因為它缺少像復抗阻這樣的關鍵項。對於實際電路而言,這種方法的主要問題是速度和收斂。 第二種方法是在TCAD仿真工具中實現諧波平衡。
  • 一種在CCSS中與DSP進行聯合仿真的方法
    摘 要: 本文主要介紹一種在仿真軟體CoCentric System Studio(CCSS)環境下運用DSP開發包(DDK)進行DSP聯合仿真的方法。
  • Windows10系統IE11仿真模式開啟方法介紹
    在windows10系統的IE11瀏覽器中存在一個【仿真模式】,它可以讓IE11開啟之前IE7,IE8等低版本的兼容設置,下面和我一起來看看具體的操作方法吧。在windows10系統的IE11瀏覽器中存在一個【仿真模式】,它可以讓IE11開啟之前IE7,IE8等低版本的兼容設置,下面和我一起來看看具體的操作方法吧。 >>>windows10系統使用教程大全
  • 中國首部自動駕駛仿真藍皮書《中國自動駕駛仿真技術研究報告(2019...
    《中國自動駕駛仿真測試技術研究報告(2019)》是目前為止第一部全面介紹中國自動駕駛仿真測試發展現狀的工具書,既結合了當前學術機構的前沿研究成果,又結合了領先企業的最新工程實踐,內容涵蓋自動駕駛仿真測試所有領域,包括:仿真測試市場需求分析、方法應用、搭建技術方案、軟體現狀、虛擬場景資料庫、示範區測試方法介紹、標準介紹、挑戰及發展趨勢八個部分
  • CAM、CAE兩種切削仿真的本質區別
    數控加工(機加)領域有兩種切削仿真,一種是幾何仿真,也就是人們常說的CAM仿真,與之相關的關鍵詞常為:數控編程、五軸加工、以及UG、Powermill等各類CAM軟體等;另一種是物理仿真,就是利用有限元軟體進行切削過程的切削力、切削熱等物理量的仿真,業界也稱之為CAE仿真,與之相關的關鍵詞常為:有限單元、材料本構、應力應變以及以Abaqus為代表的各類CAE軟體等。
  • modelsim仿真學習筆記(精華篇)
    3、 功能仿真的目的:  a) 設計出能工作的電路:因此功能仿真不是一個孤立的過程,其和綜合、時序分析等形成一個反饋工作過程,只有這個過程收斂,各個環節才有意義。而孤立的功能仿真通過是沒有意義的,如果在時序分析過程中發現時序不滿足需要更改代碼,則功能仿真必須從新進行。因此正確的工作流程是:
  • 仿真——研發設計的工具
    02 仿真平臺、仿真方法順絡採取的策略是在開發早期階段,通過仿真技術來改進產品性能的評估方式,根據仿真結果提供的信息指導設計人員在開發過程中做出正確的決策。主要有電磁場分析、熱分析、力學分析三個方面。 電性能仿真· 電路與系統仿真傳熱分析· 穩態傳熱分析——線性仿真——非線性仿真(溫變特性)· 瞬態傳熱分析——隨時間變化的熱源
  • 基於Multisim的集成放大運算器仿真分析
    以定量估算和電路試驗為基礎的電路設計方法已經無法適應當前激烈競爭的市場。電子設計自動化(EDA)技術,使得電子線路的沒計人員能在計算機上完成電路的功能設計、邏輯設計、性能分析、時序測試直至印刷電路板的自動生成,其中包括印製板的溫度分布和電磁兼容性測試,代表著現代電子系統設計的技術潮流。
  • 安世亞太分享增材製造的仿真技巧:複合材料有限元仿真計算的應用方法
    複合材料結構有限元計算方法 工程問題對承擔較大載荷複合材料結構件需要進行校核設計,在模型製備之前利用有限元分析仿真會大大提高產品設計效率,以及通過優化設計方法給出好的設計空間和材料分布。複合材料的有限元分析一般可以考慮三種計算方法進行處理:微觀方法、中尺度方法、宏觀方法。
  • 計數器74LS161的Multisim仿真
    用Muhisim仿真軟體虛擬儀器中的字組產生器做信號源產生所需的時鐘脈衝、控制信號,用邏輯分析儀顯示時鐘脈衝、控制信號及狀態輸出信號的波形,通過仿真實驗可直觀描述計數器的工作過程。 1、Multisim仿真實驗方法 Muhisim仿真實驗方法如下: (1)創建電路 確定字組產生器產生74LS161計數器所需的時鐘脈衝、控制信號,邏輯分析儀所顯示的時鐘脈衝、控制信號及狀態輸出信號。
  • 模擬集成電路設計流程之:HSPICE仿真電路的方法
    上一次和大家一起學習了原理圖設計與仿真的基礎內容,其中原理圖繪製還有少量的內容沒有完成,今天會加以補充。另外,一般工藝會同時提供spectre和spice仿真模型,前面已經學習了採用spectre仿真電路的方法,今天再介紹一下採用HSPICE仿真電路的方法。
  • 焊接仿真技術應用與未來發展
    為了改進當下焊接應用中還存在很多落後的工藝方式,將現代焊接數值仿真技術應用於傳統的焊接工藝,利用先進的計算機數值模擬技術改造傳統的焊接工藝,對加速我國焊接信息化與工業化的進程有著非常重要的意義。常用的焊接數值模擬方法有:差分法、有限元法和蒙特卡洛法。經過多年的發展,有限元數值模擬技術已經成為焊接數值仿真的主流方法,因為焊接最為關心的是變形和殘餘應力的控制,而有限元方法在這方面有著明顯的優勢。目前焊接仿真軟體有兩類。
  • DELMIA軟體:仿真運行自動暫停功能介紹與使用方法
    暫停功能介紹暫停功能是DELMIA軟體的一個仿真輔助功能,它能夠讓用戶在對機器人等設備進行仿真運行時,在指定的時間點自動暫停仿真運行進程,以便於用戶為客戶做出口頭講解等工作。暫停功能使用方法進入DELMIA軟體「Workcell Sequencing」模塊,在Simulation Activity Creation工具條中點擊「Create a Pause Activity」命令按鈕,然後在左側PPR瀏覽樹的ProcessList(工藝列表)中點擊作為創建暫停工藝節點的參考工藝節點(如「Show Text:信息提示」工藝節點),隨即彈出Activity
  • 蛋糕培訓班教你簡單易學的仿真「紅油腐乳」蛋糕製作方法
    仿真「紅油腐乳」蛋糕製作方法步驟1:奶油奶酪軟化仿真「紅油腐乳」蛋糕製作方法步驟2:吉利丁泡軟仿真「紅油腐乳」蛋糕製作方法步驟4:過篩仿真「紅油腐乳」蛋糕製作方法步驟5:吉利丁隔水融化,倒入芝士糊裡,攪拌均勻
  • 模糊PID(fuzzy PID)仿真舉例
    模糊規則表常用的模糊語言變量符號意義如下:  負大 NB(Negative Big)  負中 NM(Negative Medium)   負小 NS(Negative Small)   零 ZE(Zero)   正小 PS(Positive Small)  正中 PM(Positive Medium)  正大 PB(Positive Big)去模糊化   該過程主要是反模糊的過程,即在前兩步基礎上,選擇合適的輸出值,一般有三種方法確定具體輸出值:最大隸屬度函數法
  • 經濟高效的電子戰系統仿真方法教程
    打開APP 經濟高效的電子戰系統仿真方法教程 工程師2 發表於 2018-04-27 14:24:00 仿真電子戰系統在現場遇到的頻譜環境是一項極其複雜的任務:要在嚴格的預算下完成超乎想像的高效率且經過驗證的測試操作能力。 電子戰包括三個獨立的應用領域:電子攻擊(EA)、電子防禦(EP)和電子支援(ES)。電子攻擊包括利用一切手段,如大功率阻塞技術和選擇性欺騙技術等,對威脅目標實施幹擾,其優點是本方的系統不會像敵方一樣受到幹擾。
  • 三態門總線傳輸電路的Multisim仿真方案
    ,即用Multisim仿真軟體構成環形計數器產生各個三態門的控制信號、用脈衝信號源產生各個三態門不同輸入數據信號,用Multisim仿真軟體中的邏輯分析儀多蹤同步顯示各個三態門的控制信號、數據輸入信號及總線輸出信號波形,結論是仿真實驗可直觀形象地描述三態門總線傳輸電路的工作特性,所述方法的創新點是解決了三態門的工作波形無法用電子實驗儀器進行分析驗證的問題
  • 模數哥談Comsol仿真系列1——仿真有什麼用
    最近接到好多朋友留言或者QQ問我:怎麼學好Comsol仿真?這個問題也好回答,也不好回答。今天不和大家談那些做仿真發論文的破事,就和大家隨便聊聊,談談模數哥的comsol體會。 今天要和大家討論的,是仿真能幹什麼?仿真有什麼用?模數哥只想告訴你,仿真的作用真的非常非常有限。仿真的第一要義是「真」,不「真」就白「仿」了。