模擬技術亦稱“模擬決策技術”。為研究解決某一實際決策問題，先建立該問題的同態模型，並對模型進行動態運行試驗，按其運行結果進行評價和優選的決策技術。其優點是： (1) 能解決很多需進行破壞性試驗或危險性試驗才能決策的實際問題 (如核電站的核能外泄問題)。(2) 可將年、月、日縮減到分、秒計算，避免試驗周期過長 (如汽車壽命測定要跑幾十萬公里)。(3) 可用來檢驗理論分析結論的完善性及對實際問題研究中所作各種假定的有效性。(4) 給決策者提供了“實驗室”，可以重複多次試驗以研究單個變數或參數的變化對實際問題總體系統的影響，而這在實際問題中是不可能做到的。(5) 簡單易懂，結果比較直觀。
基本介紹
- 中文名：模擬技術
- 外文名：simulation technique
- 原理：利用相似原理,建立對象的模型
- 套用：國民經濟的各個領域
簡介,構成,數值模擬,物理模擬,專家系統(ES),發展,
簡介
模擬技術是指利用相似原理,建立研究對象的模型(如形象模型、描述模型、數學模型),並通過模型間接地研究原型規律性的實驗方法。它廣泛套用於武器系統設計、製造、鑑定、診斷、訓練以及軍事學習、作戰管理等方面,並推廣到國民經濟的各個領域。
構成
模擬技術如同一切技術學科一樣，材料成形學科的發展逐步由“定性”走向“定量”，由“經驗”走向‘‘科學”，在這一轉變過程中套用基礎研究起著關鍵性的作用。特別值得一提的是，利用計算機進行的模擬技術的發展，使材料成形學科由過去那種依賴於“試驗”和“經驗”的狀態，開始進入“定量分析”階段。
模擬技術包括數值模擬、物理模擬和專家系統。
數值模擬
所謂數值模擬，是指用一組代數或微分方程(或稱為控制方程)來描述一個過程的基本參數的變化關係，利用數值方法求解以獲得該過程定量的結果。與傳統的解析或經驗方法相比，其優點是：
①能提供整個計算領域內所有有關變數完整詳盡的數據；
②它不僅能預測出某特定工藝所能得到的最終結果，而且能模擬並顯示出工藝過程中的變化情況，使人們對工藝過程變化規律有深入了解；
③配合某些必要的物理模型實驗驗證，能方便地在計算機上進行工藝方法和工藝參數的最佳化選擇，因而可避免直接採用實物原型的試驗，從而大大地縮短試製周期或減少費用；
④在測量方法有困難的情況下，如凝固過程中的流速、含量無法測量時，這是目前唯一的方法。
物理模擬
物理模擬是指採用縮小或放大的比例，或簡化的條件，或替代材料的試驗模型來代替對原型的研究。物理模擬能保證模型與原型在物理本質上的一致性。如鋼在高溫(鍛造溫度)下有類似鉛在室溫條件下的變形再結晶過程，因此常用鉛來模擬研究鋼在高溫下變形規律。模型實驗較用產品試驗周期短、費用低，便於定量測量和進行機理研究。
專家系統(ES)
專家系統是一種計算機軟體。它把有關領域的專家知識表示成計算機能夠利用的形式。它包括知識庫、推理機構及人機接口三個核心部分。由於它可以匯集許多專家的知識和經驗，以及科學規律和數據，因而它可以避免個別專家依靠經驗解決問題的片面性，實現準確、迅速地解決實際生產問題，進行廢品分析與改進，生產狀況與產品的預測和規劃，生產工藝過程的最佳化與設計，生產過程的自動控制與監測等任務。
數值模擬和物理模擬各有特長和局限性，只有將兩者有機結合起來才能得到完善的結果。數值模擬的普遍性和可靠性基於所有控制方程的合理性。材料成形工藝由於工藝因素的錯綜複雜，目前尚缺乏全面描述其過程的理論關係式。因此必須依賴物理模擬獲得對過程的主要影響因素和缺陷形成機理的認識以建立合理的數學模型。而物理模擬的準確性和普遍性對複雜材料成形加工工藝也是很難實現的，物理模擬結果一般不能利用外推的方法。因此，只有將兩者有機結合起來，再加上專家系統才能獲得較為符合實際的結果。
發展
我們正處在一個數位化的時代，無論是個人消費品，還是工業設備，數位化程度越來越高。高度數位化掩蓋不住一個鐵的事實，模擬技術套用越來越廣泛，對於模擬技術的要求也越來越高。由於價格不斷降低，數字電子產品在逐步替代以往的模擬產品，新產品帶來的優勢是小巧以及對於信息、方便的接收和傳送，模擬技術是實現這些功能的關鍵所在。據有關人士測算，一個產品如果套用了1美元的數字積體電路，需要大約1.4美元的模擬產品來支持。從電源管理、信號處理、人機界面到增長快速的媒體播放，模擬產品無處不在。
中國科學院微電子中心陳杰博士認為，數位技術隨著工藝水平不斷提高發展很快，為信號處理和存儲提供了堅實基礎。但模擬技術直接聯繫客觀世界和人機界面，沒有好的模擬產品如感測器，信號轉換器以及放大器等，一切都無從談起。由於測試等技術難題，模擬產品的開發需要更高超的技藝，選擇好的模擬技術，產品設計才有最起碼的保證。美國國家半導體公司亞太地區副總裁兼董事總經理Martin Kidgell曾經表示，在一個數位化程度不斷提高的世界中，消費者需要更長的電池壽命，更加清晰的螢幕顯示，更優美動聽的音色以及更加和諧的人機界面。而這一切都有賴於精湛的模擬技術。意法半導體公司(sTMicroelectronics)中亞太地區總裁蘇孝倫先生也認為，模擬技術並沒有因為有越來越多的數字產品而削弱，相反，模擬技術仍然發揮著重要作用。事實上在很多情況下，模擬是最具有成本效益的手段，甚至是唯一的解決方案。美國模擬器件公司(ADI)模擬產品部副總裁Lewis Counts先生憑藉30多年模擬技術的工作經驗認為，數位技術是現在世界的重要部分，但模擬技術增長更加迅猛，原因是只有高性能的模擬產品，數位技術才有可用之處，模擬產品的問題解決起來困難更大，更有魅力，因此在未來的發展更有潛力。
