n 模拟仿真类别：仿真测试：机电、射频、通用测试；仿真模拟训练：模拟驾驶、模拟培训；虚拟 制造：设计制造；国防军工：战场环境、武器装备，航天（建模、仿真、感知、通讯、交互）。 工业仿真：汽车、航空、石油化工、交通运输、、虚拟仪器、通讯网络、医学康复、物流、系统 管理；教育培训；人文环境：天文地理、气象资源、社区管理等。
2.2. 产品设计仿真
n 产品设计中需要对运行环境进行建模 n 设计产品模型和虚拟样机
n 进行模拟计算、仿真分析 n 建立仿真测试模型（虚拟模型和缩微实体模型） n 使用实体数据进行模拟运行测试，输出成品设计稿 n 资料来源：上海沪江虚拟制造技术股份有限公司
2.2. 产品设计仿真
n 勘探、运行环境进行建模, 模拟计算、仿真分析 n 建立仿真测试模型（虚拟模型和缩微实体模型） n 资料来源：上海沪江虚拟制造技术股份有限公司
n 2020-7-26，鲲龙AG600海上首飞(青岛)
2.3. 复杂系统仿真
y=f(x)
y=p(x)
a
xx 01
xx i i+1
b
xx n-1 n
n 机器人作业过程动态仿真分析
机器人静态动态特性、工件、运动惯性、定位精度 横梁动态形变、震动、导轨动态精度、磨损、润滑
2.3. 复杂系统仿真
n 海洋石油管道铺管施工实时仿真
什么是模拟仿真
——仿真设计与大系统模拟管控
高级讲师
一、模拟仿真技术概况 二、技术与应用内容 三、未来发展
课程概要 模拟仿真是对现实中的复杂对象采用物理或计算机数学
模型进行分析计算优化求解或假设可能的参数进行演练的过 程，是现代化设计的重要方法之一。 课程收益 ▲ 了解模拟仿真的概念和用途； ▲ 掌握模拟仿真的技术特点和路线； ▲ 通过实例了解国内外现状和发展趋势。
企业数字化转型人才培 的领导
苏州、南通、无锡）
信部人才交流中心 “工 和信息化领域急需紧缺 人才培养工程”证书
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1. 定义与作用
n 用计算机和硬件来对现实中的复杂对象采用物理或计算机数学模型进行分析计算优化求解或假设 可能的参数进行演练的过程。
n 仿真注重于建立尽可能表达现实对象的数学模型，使用近实际参数进行计算分析处理，来取代或 辅助某些实物测试实验，如航天器、武器、芯片、磁场等高危、看不见或还未实现预测分析。
单一实物 (航天器、人体)
模拟仿真对象分析 模拟仿真计算测试 模拟仿真系统构建 模拟仿真评价输出
要点：仿真现实，模拟未来，解决问题。方法正确、数据充分、假设合理 效能：解决现实中实物难以做到的，缩短时间，提高效率，让不可能为可能
2.2. 产品设计仿真
n 设计中的仿真分析 n 设计中的模拟测试 n 缩微模型风洞测试 n 缩微或实体模型力学实验 n 复合材料性能工艺分析
n 月球植物发芽
3.1. 模拟仿真一体化 3.2. 模拟仿真与智能化管理融合 3.3. 虚实融合的未来世界
n 植物发芽、根叶、山体、血管、病毒，从无到有，自然适应生长
n 来源：上海理工大学国家虚拟仿真中心
n 目前模拟仿真，先有实物(或想法)->模拟仿真 n 未来技术发展特点： ① 实物、模拟、仿真、运行一体化 ② 虚实融合，分不清虚实 ③ 不以现有实物或想法或假设为前提，智能和自然规律
苏州四点零企业管理咨询有限公司
2.3. 复杂系统仿真
n 台湾汉光演习，实+预设参数 n 「联合战区层级模拟系统」美国战
备司令部开发的联军预演系统， JTLS V6-2018 n 资料来源：(见图中标注)
n 战场模拟仿真系统-兵棋推演
2.3. 复杂系统仿真
n 我国“反介入/区域拒止”战略， 预 设+快速机动(静态和动态参数)，海 陆空天一体化
n 北斗导航等航天系统
n 战略系统、空天系统模拟仿真
2.4. 操作训练模拟
n 实物模型+虚拟样机+仿真分析 n 实体数据+仿真数据+电气控制 n 实物+实物模型+实时数据+仿真 n 交互操作+模拟训练
n APOLLO13、The MARTIAN地面模拟器
2.5. 基于大数据的 城市运行模拟管控
n 虚实城市 n 实时数据 n 仿真分析 n 5G网络
虚拟样机
虚拟模型 (物理环境)
测试分析
反馈修正
仿真评价
结果输出
投入应用
无实物 (战场推演)
仿真数据 (虚、实)
模拟参数 (虚、实)
大系统 (水利社区)
实物做不到 （核试验）
数学模型 (底层)
物理模型 (表层)
微系统 (晶体、病毒)
没有或不便实 物(飓风)
高危环境 (店、磁场)
高耗不可逆 (化工、地质)
n 模拟注重于物理模型的可能性推演，假设各种参数或环境进行，预演不同的方案，可以使用计算 机模型或实物模型，如战场推演、模拟驾驶训练等。
1. 2. 国内外发展历程
n 发展阶段：虚拟仿真技术经历了以下四个阶段：（1）物理仿真阶段，上世纪上半叶，物理模型 ，战争武器类模拟训练，如美军飞行员训练；（2）模拟仿真阶段：上世纪中后期，模拟和数字 电路+计算机+物理模型，如美国苏联航空器模拟、战争模拟；（3）数字仿真阶段，新世纪前后 ，主要是数字计算机仿真，核武器、航空航天；（4）虚拟仿真阶段，新世纪，虚实融合+大系统 数据综合仿真。国内快速发展。
2.2. 产品设计仿真
n 汽车设计中的仿真分析与性能提升 n 图片来源：北京铭海博纳、其他
2.2. 产品设计仿真
n 汽车设计中的模拟仿真 n 资料来源： Ø 上海沪江虚拟制造技术股份有限公
司 Ø 上海理工大学国家级装备制造虚拟
仿真实验教学中心
2.3. 复杂系统仿真
n 来源：上海沪江虚拟股份、上海理工大学国家级装备制造虚拟仿真实验教学中心
n 国外著名公司：美国国家仪器公司NI、美国ANSYS公司、德国dSPACE公司、英国AreoFlex公司、比 利时LMS、日本CYBERNET公司等上百家公司。
n 国内公司：中国航天科工集团第二研究院等约50家公司，上海只有3家公司：上海沪江虚拟制造 股份、中仿科技股份、上海曼恒数字股份
2.1. 技术构成