仿真(英語:simulation)或譯作仿真,泛指基於實驗訓練為目的,將原本的真實或抽象的選定系統流程,建立一個模型以表徵其關鍵特性(key characteristics)或者行為、功能,予以系統化公式化英語formulation,以便進行可對關鍵特徵做出模擬。模型表示系統自身,而仿真表示系統的時序行為。

電腦模擬常被用來研究仿真模型(simulation model)。仿真也被用於對自然系統或人造系統的科學建模以獲取深入理解。仿真可以用來展示可選條件或動作過程的最終結果。仿真也會用在因為無法接近、也可能太過於危險或不可接受的後果、或者設計了但還未建造、或者根本就不存在等原因而不能在真實的系統中達成的。[1] 仿真的關鍵是獲取相關選定的關鍵特性與行為的有效信息源,仿真時使用簡化的近似或者假定,仿真結果的保真度(fidelity)與有效性。模型驗證(verification)與有效性(validation)的過程、協議是學術學習、改進、研究、開發仿真技術的熱點,特別是對計算機仿真

仿真保真度(Simulation Fidelity)用於描述仿真精度,模擬真實對應物有多近似:

  • 低保真:對系統的最小模擬,接受輸入產生輸出
  • 中等保真:對刺激能自動響應,有限精度
  • 高保真:接近不可辨識或者儘可能地接近真實系統

名稱

中國大陸自動控制領域過往把simulation翻譯為「仿真」,如「核電站仿真」、「電廠仿真」等;emulation則翻譯為「模擬」。而2002年全國科學技術名詞審定委員會公布出版的《計算機科學技術名詞》(第二版)[2],卻將simulation翻譯為「模擬」、emulation翻譯為「仿真」,這造成了極大的混淆。

分類

  • 實體仿真英語Physical simulation:用物理實體來代替真實物體的仿真。如飛行模擬器駕駛模擬器英語Driving simulator
  • 計算機仿真
  • 連續仿真(Continuous simulation)
  • 離散事件仿真
  • 混合仿真(Hybrid Simulation)
  • 隨機仿真(Stochastic Simulation)
  • 確定性仿真(Deterministic Simulation)
  • 單機仿真(Stand Alone Simulation)
  • 分布式仿真(Distributed Simulation)
  • 並行仿真(Parallel Simulation)
  • 互操作仿真(Interoperable Simulation)
  • 建模與仿真(Modeling & Simulation)
  • 人在環中仿真(Human in the loop simulation)
  • 失敗分析仿真(Simulation in failure analysis)

用途

訓練

Thumb
太空人的訓練,模擬在外太空的環境
Thumb
訓練飛行駕駛的模擬器

預測

娛樂

參考資料

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