摘要：文章介紹了計算機仿真技術在實例中的應用，總結了Pro model軟件在仿真技術中起到的重要作用。在此基礎上利用Pro model 6.0軟件構建了一個簡單的模型進行模擬分析，建立致力于提高該程序的最好的系統(tǒng)，結果顯示，計算機仿真技術能有效地提高管理水平。

關鍵詞：計算機；建模仿真；Pro model；仿真技術；模擬分析 文獻標識碼：A

中圖分類號：TP273 文章編號：1009-2374（2015）14-0064-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.14.031

1 概述

計算機仿真是利用數(shù)值方法，根據(jù)系統(tǒng)的實際運行規(guī)律進行約束，然后在計算機上描述出其運行狀態(tài)的一種重要方法。近年來，隨著計算機技術的不斷發(fā)展，實際模擬技術的范圍不斷擴大，如飛機設計、在線自動流量的分析等，都屬于仿真應用領域。在本文中，從仿真的基本理論入手，對模型構建、數(shù)值計算等方面進行闡述，最后以特定實例證明仿真技術在工程實踐中

的價值。

2 計算機仿真技術的基本理論概述

計算機仿真是利用計算機技術對物理模型各種狀態(tài)進行描述的一種高端科學，它是各個學科以及領域的知識經(jīng)驗積累。

圖1 計算機仿真流程

由圖1可知，計算機仿真流程主要有三個步驟：模型構建、約束條件設置和數(shù)值計算，本文將分別對這三個步驟進行簡述。

2.1 模型構建

作為計算機仿真的對象，理論模型是否能夠精確描述實際狀態(tài)，具有舉足輕重的作用，這一步主要通過計算機繪圖軟件對系統(tǒng)進行三維繪圖來實現(xiàn)。在實踐中，仿真的精度更加精確，因此，在模型構建這個步驟中，必須將系統(tǒng)的尺寸、條件等設置保持和現(xiàn)實情況一致或接近。

2.2 約束條件設置

模型的約束條件，即模型在計算時所處于的狀態(tài)，這是數(shù)值計算結果準確與否的關鍵。例如：對一個流場模型進行計算時，在一個瞬間，輸入速度、進口質(zhì)量和出口壓力以及在固體邊界等具體處于何種狀況，都需要進行準確的設置，精確地計算出當前狀態(tài)的仿真結果。

2.3 數(shù)值計算

數(shù)值計算是在大多數(shù)的數(shù)字仿真過程中的最后一步，數(shù)值計算主要是零方程模型，具有兩個方程的標準模型等，構建離散模型，模擬仿真進行迭代計算，它包括差分法、有限元法等方式。

3 生產(chǎn)系統(tǒng)中計算機仿真技術的應用

3.1 主要功能

生產(chǎn)系統(tǒng)計算機仿真，可以進行建模和實驗分析，能夠整合資源、產(chǎn)品路線、庫存管理等信息，動態(tài)地生成系統(tǒng)活動的進程，充分體現(xiàn)了生產(chǎn)過程和系統(tǒng)的優(yōu)越性，軟件驗證和操作提供了用于管理的便捷方案，近年來，運用廣泛的依然是在廣大中國市場的制造業(yè)，具體使用情況如下：（1）比較明顯的是在生產(chǎn)系統(tǒng)業(yè)務流程再造方案方面，為可行性驗證做出了突出貢獻；（2）先在制造單元分析方面提供了基礎制造單元程序的有效數(shù)據(jù)和依據(jù)，對物理仿真模型、設備、數(shù)量等提供了有效驗證，保證了物理系統(tǒng)在運行中的合理可行性，還可以對資源進行檢查配置，并整合資源進行核算設立和運作，同時估算系統(tǒng)容量和生產(chǎn)周期，對預防設備故障、生產(chǎn)系統(tǒng)的影響做了有效保障；（3）在生產(chǎn)系統(tǒng)仿真模型建立后，生產(chǎn)管理人員可以在生產(chǎn)系統(tǒng)上調(diào)整策略，預先掌握決策，對結果進行決策和科學管理完成。

3.2 仿真分析的一般步驟

計算機仿真分析的一般方法，大致可分為三個主要步驟：第一步是通過相關的系統(tǒng)概念和操作的要求，對系統(tǒng)變量中存在的主要問題，例如運行規(guī)則、系統(tǒng)變量、系統(tǒng)元件關聯(lián)關系等進行論證；第二步是收集相關的數(shù)據(jù)，并初始化仿真模型，然后根據(jù)數(shù)據(jù)輸入運行，最后收集輸出的數(shù)據(jù)報表作為結果統(tǒng)計好；第三步是對仿真分析的決策內(nèi)容，并對生產(chǎn)系統(tǒng)的設計水平進行有效提高。

4 計算機仿真實例

4.1 仿真工具

目前，在生產(chǎn)系統(tǒng)的計算機仿真工具的應用中大致分為三類：第一類如C/C++、FORTRUN，是通用的計算機語言；第二類如SLMAN、GASP-II等，是通用的仿真程序語言；第三類則是計算機仿真軟件。

前兩種工具對設計人員的編程能力要求較高，但是在建模的同時編程周期長、易出錯的缺點展露無遺。第三種工具是最容易學習和掌握的，而所需的數(shù)據(jù)都在交互式圖形界面里完成，不像前兩種工具費時、復雜，因此在實際操作中應用最為廣泛。在此簡單說明一下Pro model軟件，Pro-model是美國Pro model Corporation公司推出的一款功能強大、操作簡單的系統(tǒng)仿真軟件。它提供了由物理單元和邏輯單元兩類基本單元構造的系統(tǒng)仿真模型，該軟件被廣泛應用于生產(chǎn)系統(tǒng)規(guī)劃與設計、生產(chǎn)系統(tǒng)性能的評估以及生產(chǎn)系統(tǒng)運行管理和決

策中。

4.2 模擬實例

實例探析：在某呼叫中心，需要雇傭客戶服務人員來接聽客戶的呼入咨詢。如果平均一小時內(nèi)有10人次呼入，則每兩次呼叫之間，符合平均值為6分鐘的指數(shù)分布。而所雇傭服務人員接聽呼叫的時間大概為最低2分鐘/次到最高10分鐘/次，也同樣符合均值為6的平均分布。如果公司出臺相應如下政策：（1）接聽每位客戶的平均時長少于6分鐘，那么公司需要雇傭多少名客戶服務人員？（2）若不能超過5的等待顧客數(shù)，那么這時公司需要雇傭多少名客戶服務人員？

下面我們利用Pro model軟件模擬這個系統(tǒng)：

第一，如若只雇傭一名客戶服務人員，能滿足結果（1）、（2）嗎？

經(jīng)過仿真，我們得出的結論是：顧客的平均等待時間為18.92分鐘，并且排隊等待的人數(shù)峰值達到了18人，均不符合公司政策的要求，故方案不可行。

第二，那么如若雇傭2名客戶服務人員，結果會怎樣呢？

運行結果如圖2和圖3所示：

圖2

圖3

結果顯示為，2名客服人員情況下，平均等待時間為5.9分鐘，排隊等待的人數(shù)峰值是5，符合公司的要求。故此方案可行。

因此我們建議雇用2名客戶服務人員。憑借輸出報告結果輸出，還可以看出在整個過程中，等待人數(shù)為5人的情況僅僅出現(xiàn)了3次。

圖4

5 結語

伴隨我國制造業(yè)信息化的發(fā)展，計算機仿真技術將越來越凸顯它的重要性，尤其是對于解決在制造系統(tǒng)應用中復雜的機械問題有著廣闊的前景，不僅在自動化制造（如FMS）中，同時在用來優(yōu)化決策和一般的機械加工車間的生產(chǎn)車間生產(chǎn)體系中同樣適用。計算機普及已經(jīng)是現(xiàn)代化的標志，針對工廠的實際生產(chǎn)環(huán)境，后者顯得更具有現(xiàn)實的意義。本文即是在系統(tǒng)總結生產(chǎn)系統(tǒng)計算機仿真技術的基礎上，對該領域的研究做了初步的探討和嘗試。

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作者簡介：馮霖（1986-），女，重慶人，南京揚子石油化工設計工程有限責任公司助理工程師，研究方向：化工

機械。

（責任編輯：陳 倩）