Моделирование — Arc.Ask3.Ru

Моделирование Определение и классификация моделирования Моделирование — это имитация процесса или системы, которые могли бы существовать в реальном мире.   Моделирование […]

Моделирование

  • Определение и классификация моделирования

    • Моделирование — это имитация процесса или системы, которые могли бы существовать в реальном мире.  
    • Моделирование часто используется для оптимизации производительности, разработки систем безопасности, тестирования, обучения и видеоигр.  
    • Моделирование также применяется в научном моделировании природных и человеческих систем.  
  • Типы моделирования

    • Физическое моделирование заменяет реальные объекты физическими объектами.  
    • Интерактивное моделирование включает людей-операторов, например, в авиасимуляторах.  
    • Непрерывное моделирование использует численное интегрирование дифференциальных уравнений.  
    • Моделирование дискретных событий изучает системы, состояния которых изменяются в отдельные моменты времени.  
    • Стохастическое моделирование использует методы Монте-Карло для прогнозирования случайных изменений.  
    • Детерминированное моделирование использует детерминированные алгоритмы.  
    • Гибридное моделирование сочетает непрерывное и дискретное моделирование.  
    • Автономное моделирование выполняется на одной рабочей станции.  
    • Распределенное моделирование использует несколько компьютеров для доступа к ресурсам.  
    • Параллельное моделирование ускоряет выполнение за счет распределения нагрузки между процессорами.  
    • Интероперабельное моделирование позволяет моделям взаимодействовать локально.  
    • Моделирование и симуляция как услуга предоставляет доступ к симуляции через Интернет.  
    • Моделирование, совместимая симуляция и серьезные игры интегрируют игровые движки с симуляторами.  
  • Точность моделирования

    • Точность моделирования подразделяется на низкую, среднюю и высокую.  
    • Низкий уровень — минимальное моделирование для реакции системы.  
    • Средний уровень — автоматическая реакция с ограниченной точностью.  
    • Высокий уровень — почти неразличимая или максимально приближенная к реальной системе.  
  • Компьютерное моделирование

    • Компьютерное моделирование — это попытка смоделировать реальную или гипотетическую ситуацию на компьютере.  
    • Изменяя переменные, можно делать прогнозы о поведении системы.  
    • Компьютерное моделирование используется в физике, химии, биологии, экономике, социальных науках и инженерии.  
    • Существует множество типов компьютерного моделирования, таких как моделирование методом Монте-Карло и стохастическое моделирование.  
  • Моделирование в информатике

    • В информатике моделирование используется для изучения операционной семантики.  
    • Компьютер имитирует исследуемую машину, выполняя таблицу переходов состояний.  
  • Использование симуляторов в компьютерной архитектуре

    • Симуляторы используются для выполнения программ на неудобных компьютерах или в условиях тестирования.  
    • Они позволяют программистам контролировать скорость и качество выполнения моделирования.  
    • Симуляторы также используются для интерпретации деревьев неисправностей и тестирования логических схем.  
  • Моделирование в образовании и профессиональной подготовке

    • Моделирование используется для обучения в условиях, когда реальное оборудование опасно или дорого.  
    • Микромиры моделируют абстрактные концепции и упрощенные среды для развития понимания.  
    • Моделирование управления проектами улучшает усвоение материала и ускоряет учебный процесс.  
    • Социальное моделирование используется для иллюстрации социальных и политических процессов.  
    • В военных целях используются виртуальные стрельбища и боевые машины.  
  • Виртуальное моделирование

    • Виртуальные симуляторы создают имитируемый мир для пользователя.  
    • Используются различные аппаратные средства ввода и вывода для создания ощущения погружения.  
    • Исследования в области систем ввода данных открывают перспективы для будущих систем виртуального моделирования.  
  • Аппаратное обеспечение для ввода данных

    • Используются съемочные костюмы, перчатки, датчики и внешние устройства слежения.  
    • Айтрекеры и всенаправленные беговые дорожки также применяются.  
    • Высокоточные приборы, такие как приборные панели, повышают уровень погружения.  
  • Аппаратное обеспечение для вывода результатов

    • Стационарные дисплеи варьируются от настольных до 360-градусных.  
    • Дисплеи, устанавливаемые на голову, обеспечивают полное погружение.  
    • Обычные наушники и тактильные плиточные дисплеи создают дополнительные ощущения.  
    • Вестибулярные дисплеи имитируют движение и используются в симуляторах вождения и летных тренажерах.  
  • Симуляторы клинического здравоохранения

    • Медицинские симуляторы используются для обучения терапевтическим и диагностическим процедурам.  
    • Они также помогают медицинским работникам развивать медицинские концепции и принятие решений.  
  • Применение симуляторов в медицине

    • Симуляторы используются для обучения различным медицинским процедурам.  
    • Они важны для создания прототипов новых устройств и исследований.  
    • Симуляторы применяются для ранней диагностики и разработки новых методов лечения.  
  • Типы медицинских симуляторов

    • Используются манекены в натуральную величину, реагирующие на инъекции и имитирующие чрезвычайные ситуации.  
    • Визуальные компоненты воспроизводятся с помощью компьютерной графики, сенсорные — с помощью тактильной обратной связи.  
    • Часто используется трехмерная компьютерная томография или МРТ-сканирование для повышения реалистичности.  
  • Плацебо и безопасность пациентов

    • Плацебо-препараты имитируют активные лекарственные средства в испытаниях.  
    • Безопасность пациентов является важной задачей, так как ошибки руководства приводят к травмам и смертям.  
    • Моделирование используется для изучения безопасности пациентов и обучения медицинских работников.  
  • История моделирования в здравоохранении

    • Первые медицинские симуляторы представляли собой простые модели пациентов.  
    • В 2002 году создано Общество моделирования в здравоохранении (SSH).  
    • В 2012 году SSH провела две новые сертификации для преподавателей.  
  • Типы моделей

    • Активные модели воспроизводят живую анатомию или физиологию.  
    • Интерактивные модели реагируют на действия студентов или врачей.  
    • Компьютерные тренажеры используются для оценки клинических навыков.  
  • Симуляция в сфере развлечений

    • Симуляция охватывает кино, телевидение, видеоигры и аттракционы.  
    • Ранняя история симуляции включает игры-симуляторы и компьютерные игры.  
    • В 1970-х и 1980-х годах компьютерные изображения использовались в фильмах и играх.  
    • В 1980-х годах 3D-моделирование получило широкое распространение.  
  • Развитие технологий в 1980-х

    • Компьютеры стали более доступными и мощными  
    • Появление игровых консолей, таких как Nintendo Entertainment System (NES)  
  • Компьютерные игры в 1990-х

    • Популярность игр The Sims и Command & Conquer  
    • Рост мощности настольных компьютеров  
  • Компьютерные симуляторы в 2000-х

    • Появление World of Warcraft  
    • Использование компьютерной графики в фильмах, таких как Jurassic Park и Toy Story  
  • Виртуальная кинематография

    • Появление виртуальной кинематографии в начале 2000-х  
    • Примеры: цифровые двойники в «Матрице» и «Властелине колец»  
  • Компьютерно-генерируемые изображения

    • Использование 3D компьютерной графики для спецэффектов  
    • Примеры: Finding Nemo, 300, Iron Man  
  • Симуляционные игры

    • Игры, точно имитирующие окружающую среду  
    • Примеры: SimCity, Tiger Woods PGA Tour  
  • Симуляторы в тематических парках

    • Использование симуляторов с 1930-х годов  
    • Примеры: Star Tours, The Funtastic World of Hanna-Barbera  
  • Симуляция в производстве

    • Важный инструмент для инженеров  
    • Примеры: оценка эффективности оборудования, сравнение альтернативных решений  
  • Другие примеры симуляции

    • Автомобильные симуляторы для обучения и улучшения навыков  
    • Биомеханические симуляторы для изучения анатомии и медицины  
    • Городские симуляторы для планирования и анализа  
  • Рождественские симуляторы

    • Сайты, предлагающие отслеживать Санта-Клауса  
    • Автоматизированные программы для генерации ответов от Санта-Клауса  
  • Класс будущего

    • Использование симуляторов в обучении  
    • Повышение уровня подготовки студентов и врачей  
    • Симуляторы как часть медицинской практики  
  • Спутники связи

    • Современные системы спутниковой связи сложны и требуют учета рельефа местности и атмосферных условий.  
    • Моделирование помогает улучшить понимание системы и обеспечить высокое качество обслуживания.  
    • Моделирование используется для обучения гражданского и военного персонала.  
  • Цифровой жизненный цикл

    • Моделирование интегрируется с компьютерными решениями и процессами.  
    • Использование моделирования на ранних стадиях разработки может принести существенные преимущества.  
    • Успешное моделирование требует интеграции с CAD, CAM и CAE системами.  
  • Готовность к стихийным бедствиям

    • Имитационное обучение используется для подготовки к стихийным бедствиям.  
    • Моделирование позволяет воспроизводить чрезвычайные ситуации и отслеживать реакцию учащихся.  
    • Примеры организаций, использующих моделирование: CADE, ESP, LERPA.  
  • Экономика

    • Моделирование в экономике позволяет оценить последствия политических мер.  
    • Математические модели используются для анализа экономических данных.  
  • Проектирование, технологии и процессы

    • Моделирование важно в инженерных системах и процессах.  
    • Физическое и химическое моделирование используется для определения технологических параметров.  
    • Тренажеры используются для обучения операторов.  
  • Эргономика

    • Эргономическое моделирование включает анализ виртуальных продуктов и ручных задач.  
    • Используются антропометрические виртуальные изображения человека для имитации поз и нагрузок.  
    • Программное обеспечение Ergonomics использует обратную кинематику для настройки DHMS.  
  • Эргономическое моделирование

    • Анализ сбора твердых отходов  
    • Задачи управления при стихийных бедствиях  
    • Интерактивные игры  
    • Автомобильные сборочные линии  
    • Виртуальное прототипирование реабилитационных средств  
    • Аэрокосмический дизайн  
  • Финансы

    • Сценарное планирование  
    • Расчет скорректированной чистой текущей стоимости  
    • Тестирование финансовых теорий и моделей  
    • Обучение участников в различных ситуациях  
  • Полет

    • Обучение пилотов вне самолета  
    • Практические маневры и ситуации  
    • Экономические и экологические преимущества  
    • Инженерные летные симуляторы  
  • Морской

    • Обучение персонала судов  
    • Симуляторы мостика, машинного отделения, грузообработки, связи и ROV  
    • Использование в морских колледжах и учебных заведениях  
  • Военные

    • Моделирование теорий войны  
    • Политические и социальные факторы  
    • Использование в военных и политических кругах  
  • Сетевые и распределенные системы

    • Понимание влияния новых протоколов и алгоритмов  
    • Оценка различных метрик  
    • Примеры: сети доставки контента, умные города, интернет вещей  
  • Платежные и расчетные системы

    • Оценка ликвидности и процедур  
    • Анализ рисков и стресс-тестирование  
    • Использование реальных данных и изменение настроек  
  • Энергетические системы

    • Обучение и анализ управления проектами  
    • Использование программных инструментов  
  • Робототехника

    • Создание приложений для роботов  
    • Быстрое прототипирование  
    • Использование физических движков  
  • Производство

    • Изучение влияния улучшений и инвестиций  
    • Использование статических и динамических моделей  
    • Популярность дискретного моделирования событий  
  • Процесс продаж

    • Моделирование потока транзакций  
    • Улучшение методов и процессов  
    • Использование компьютерных и образовательных симуляторов  
  • Спорт

    • Предсказание результатов и производительности  
    • Использование статистических моделей  
    • Доступность для всех с навыками программирования  
  • Симуляции в спорте

    • Accuscore и другие программы предлагают анализ игр и прогнозы.  
    • Популярны модели для предсказания результатов и индивидуальных показателей игроков.  
    • Биомеханика использует данные для улучшения тренировок.  
  • Симуляции в космической отрасли

    • В Космическом центре Кеннеди проводились симуляции для подготовки инженеров.  
    • Симуляции включали взаимодействие с виртуальными моделями и оборудованием.  
    • Цели симуляций: демонстрация операций, обучение инженеров, отработка действий в критических ситуациях.  
  • Симуляции в спутниковой навигации

    • RF Constellation Simulator используется для тестирования GNSS-приемников.  
    • Симуляции позволяют точно повторять условия и контролировать параметры.  
    • Для тестирования новых систем, таких как Galileo, альтернативы нет.  
  • Симуляции в метеорологии

    • Симуляции помогают предсказывать экстремальные погодные условия.  
    • Используются сложные компьютерные модели для точного прогнозирования.  
  • Симуляции в играх

    • Стратегические игры могут быть симуляциями для обучения лидеров.  
    • Видеоигры часто являются симуляторами различных аспектов реальности.  
  • Историческое использование

    • Слово «симуляция» изначально имело негативные коннотации.  
    • Со временем связь между симуляцией и обманом ослабла.  
  • Другие области применения

    • Компьютерные эксперименты, модели «серый ящик», in silico.  
    • Симуляции используются в различных областях, таких как вычислительная астрофизика, химия, физика и другие.  

Полный текст статьи:

Моделирование — Arc.Ask3.Ru

Оставьте комментарий

Прокрутить вверх