第1章 绪论
本章内容安排如下:
首先对建模与仿真进行一般性介绍,包括系统、模型、仿真的基本概念,说明何时使用仿真,仿真的优点和缺点。其次,对离散事件系统模型描述的特点做一说明。最后,就离散事件系统仿真的步骤进行概念性讨论。
自从有人类以来,人们为了满足自身的基本需要,一直同客观世界发生联系,科学与工程是人类现代认识与改造世界的最成熟的一种形式。传统上,理论研究与实验研究是科学与工程的两种基本方法。
然而,在自然科学、社会科学、管理科学、生命科学及军事等各领域遇到的问题,如航空航天、复杂制造系统、石油勘探、社会经济系统、气象预报、交通管理系统、基因工程、生物医药、军事体系对抗系统等的系统论证、试验、分析、设计、运行、维护、辅助决策及人员训练、教育等,这些问题单靠传统的理论、实验这两种方法是无法完善解决的。随着人类从工业社会进入信息社会,建模与仿真方法日益发展和成熟起来,并被人们称做第三种方法。例如,美国前国家科学基金会主任Rita Colwell说过:“过去认为科学通常包含理论和实验两方面的努力;现在,科学还包含第3个方面的内容,即计算机仿真,并由计算机仿真将理论和实验两方面连接起来。”美国能源部科学办公室主任Dr.Raymond L.Orbach也说过:“在21世纪的科学中,仿真和高端计算是理论和实验科学的平等伙伴”。“仿真是一种与实验和理论对等的方法论。”日本Keio大学物理系的教授Fumiko Yonezawa认为计算机辅助物理学,即数字仿真,可以认为是除实验物理学和理论物理学之外的第三种方法。
近几十年的科学与工程的发展历史表明,建模与仿真已成功地应用于航空航天、信息、生物、材料、能源、先进制造等高新技术领域和工业、农业、商业、教育、军事、交通、社会、经济、医学、生命、生活服务等众多领域,目前正向服务于系统的全寿命、全系统和管理的全方位方向迅速发展。
本书讨论一类典型系统——离散事件系统——的建模与仿真技术。本章是概述,首先对建模与仿真进行一般性介绍,包括系统、模型、仿真的基本概念,说明何时使用仿真,仿真的优点和缺点。其次,对离散事件系统模型描述的特点做一说明。最后,就离散事件系统仿真的步骤进行概念性讨论。