1）仿真的基本概念
现代科学研究、生产开发、社会工程、经济运营中涉及的许多项目，都具有较大的规模和较高的复杂度。在进行项目的设计和规划时，往往需要对项目的合理性、经济性加以评价。在项目实际运营前，也希望对项目的实施结果加以预测，以便选择正确、高效的运行策略或提前消除该项目设计中的缺陷，最大限度地提高实际系统的运行水平。采用仿真技术可以省时、省力、省钱地达到上述目的。
仿真应用很广。例如，在进行军事战役之前，进行沙盘演练和实地军事演习就是对该战役的一种仿真研究。设计飞机时，用风洞对机翼进行空气动力学特性研究，就是在飞机上天实际飞行前，对其机翼在空中高速气体流场中受力状态和运行状态的一种仿真。在制造系统的设计阶段，可以通过某一种模型来研究该系统在不同物理配置情况下不同物流路径和不同运行控制策略的特性，从而预先对系统进行分析和评价，以获得较佳的配置和较优的控制策略。在制造系统建成后，通过仿真，可以研究系统在不同作业计划输入下的运行情况，以比较和选择较优的作业计划，达到提高系统运行效率的目的。
根据仿真与实际系统配置的接近程度，将其分为计算机仿真、半物理仿真和全物理仿真。在计算机上对系统的计算机模型进行试验研究的仿真称为计算机仿真。用以研制出来的系统中的实际部件或子系统去代替部分计算机模型所构成的仿真称为半物理仿真。采用与实际系统相同或等效的部件或子系统来实现对系统的试验研究，称为全物理仿真。一般说来，计算机仿真较之半物理、全物理仿真在时间、费用和方便性等方面都具有明显的优点。而半物理仿真、全物理仿真具有较高的可信度，但费用昂贵且准备时间长。
2）自动化制造系统仿真的作用
计算机仿真在自动化制造系统的设计、运行等阶段可以起重要的决策支持作用。在自动化制造系统的设计阶段，通过仿真可以选择系统的最佳结构和配置方案，以保证系统建成后既可以完成预定的生产任务，又具有很好的经济性、柔性和可靠性；在系统建成后，通过仿真可以预测系统在不同调度策略下的性能，从而为系统运行选择较好的调度方案；还可以通过仿真选择合理、高效的作业计划，从而充分地发挥自动化制造系统的生产潜力，提高经济效益。
在自动化制造系统的设计和运行阶段，通过计算机仿真能够辅助决策的方面主要如下：
（1）确定系统中设备的配置和布局：
①机床的类型、数量及其布局；
②运输车、机器人、托盘和夹具等设备和装置的类型、数量及布局；
③刀库、仓库、托盘缓冲站等存储设备容量的大小及布局；
④评估在现有的系统中引入一台新设备的效果。
（2）性能分析：
①生产率分析；
②制造周期分析；
③产品生产成本分析；(www.xing528.com)
④设备负荷平衡分析；
⑤系统瓶颈分析。
（3）调度及作业计划的评价：
①评估和选择较优的调度策略；
②评估合理和较优的作业计划。
3）计算机仿真的基本理论及方法
仿真就是通过对系统模型的实验去研究一个真实系统，这个真实系统可以是现实世界中已存在的或正在设计中的系统。因此，要实现仿真，首先得采用某种方法对真实系统进行抽象，得到系统模型，这一过程称为建模。其次对已建成的模型进行实验研究，这个过程称为仿真实验。最后要对仿真的结果进行分析，以便对系统的性能进行评估或对建模进行改进。因此，计算机仿真过程可以概括为如下几个步骤：
（1）建模。建模包含以下几个步骤：
①收集必要的系统数据，为建模奠定基础；
②采用文字（自然语言）、公式、图形对系统的功能、结构、行为和约束进行描述；
③将前一步的描述转化为相应的计算机程序（计算机仿真模型）。
（2）进行仿真实验。输入系统的运行数据，在计算机上运行仿真程序，并记录仿真的结果数据。
（3）结果数据统计及分析。对仿真实验结果数据进行统计分析，以期对系统进行评价。在自动化制造系统中，通常评价的指标有系统效率、生产率、资源利用率、零件的平均加工周期、零件的平均等待时间、零件的平均队列长度等指标。图4-19为计算机仿真的一般过程。
图4-19 计算机仿真的一般过程
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