仿真

仿真（英語：simulation）或譯作仿真，泛指基於實驗或訓練為目的，將原本的真實或抽象的選定系統或流程，建立一個模型以表徵其關鍵特性（key characteristics）或者行為、功能，予以系統化與公式化（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

太空人的訓練，模擬在外太空的環境

訓練飛行駕駛的模擬器

• 訓練醫生問診能力（模擬病人）
• 防災或救難過程的情境演練
• 兵棋推演
• 海上模擬器

預測

• 天氣預報

娛樂

主條目：模擬遊戲

參考資料

1. Sokolowski, J.A.; Banks, C.M. (2009). Principles of Modeling and Simulation. Hoboken, NJ: Wiley. p. 6. ISBN 978-0-470-28943-3
2. 《計算機科學技術名詞》，科學出版社 ，2002-1。ISBN 9787030097255