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1、资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。ARENA仿真大赛策划书目录1.赛事介绍21.1赛事定位21.2 大赛意旨21.3仿真介绍21.3.1 什么是仿真21.3.2 仿真的应用及其重要性31.3.3 一般仿真流程31.3.4 ARENA软件介绍41.4大赛主题62.赛事组织73.参赛资格74.参赛方式85.赛事进程85.1综述85.2 具体流程85.3 决赛流程95.4赛事筹备时间节点106.培训安排107.奖项设置108.赛事预算109附录119.1 附录一：初赛及决赛评分细则111. 赛事介绍1.1赛事定位ARENA仿真大赛是由罗克韦尔自动化有限公司( Rockwe
2、ll Automation) 发起, 由北京格瑞纳电子产品有限公司赞助, 由清华大学工业工程系承办的一项全北京市计算机仿真大赛。零基础是本次比赛的口号。所有对仿真有兴趣的, 对工业工程知识有热情的同学将能够经过这项赛事, 挥洒仿真热情, 实现仿真创意。1.2 大赛意旨经过这项比赛旨在为在校大学生提供一个了解、 学习仿真思想的窗口; 一个经过亲身体验了解仿真前沿的机会; 一个与志同道合的朋友共同努力的平台; 一个激发、 实现、 展示自己创意与智慧的园地。经过丰厚的奖励, 鼓励所有参赛选手深入探究, 发挥潜力, 展现自己的创新、 团队合作、 软件应用的能力。1.3仿真介绍1.3.1 什么是仿真在辞
3、海中仿真是这样定义的: ”利用模型复现实际系统中发生的本质过程, 并经过对系统模型的实验来研究存在的或设计中的系统。又称模拟。当所研究的系统造价昂贵、 实验的危险性大或需要很长的时间才能了解系统参数变化所引起的后果时, 仿真是一种特别有效的研究手段。仿真与数值计算、 求解方法的区别在于它首先是一种实验技术。”当今社会中, 仿真技术越来越依赖计算机技术, 同时计算机技术也成为了仿真不可或缺的一部分。计算机仿真技术是以多种学科和理论为基础, 以计算机及其相应的软件为工具, 经过虚拟试验的方法来分析和解决问题的一门综合性技术。计算机仿真( 模拟) 早期称为蒙特卡罗方法, 是一门利用随机数实验求解随机
4、问题的方法。其原理可追溯到1773年法国自然学家G.L.L.Buffon为估计圆周率值所进行的物理实验。根据仿真过程中所采用计算机类型的不同, 计算机仿真大致经历了模拟机仿真、 模拟数字混合机仿真和数字机仿真三个大的阶段。20世纪50年代计算机仿真主要采用模拟机; 60年代后串行处理数字机逐渐应用到仿真之中, 但难以满足航天、 化工等大规模复杂系统对仿真时限的要求; 到了70年代模拟数字混合机曾一度应用于飞行仿真、 卫星仿真和核反应堆仿真等众多高技术研究领域; 80年代后由于并行处理技术的发展, 数字机才最终成为计算机仿真的主流。现在, 计算机仿真技术已经在机械制造、 航空航天、 交通运输、
5、船舶工程、 经济管理、 工程建设、 军事模拟以及医疗卫生等领域得到了广泛的应用。对于需要研究的对象, 计算机一般是不能直接认知和处理的, 这就要求为之建立一个既能反映所研究对象的实质, 又易于被计算机处理的数学模型。数学模型将研究对象的实质抽象出来, 计算机再来处理这些经过抽象的数学模型, 并经过输出这些模型的相关数据来展现研究对象的某些特质, 当然, 这种展现能够是三维立体的。由于三维显示更加清晰直观, 已为越来越多的研究者所采用。经过对这些输出量的分析, 就能够更加清楚的认识研究对象。经过这个关系还能够看出, 数学建模的精准程度是决定计算机仿真精度的最关键因素。从模型这个角度出发, 能够将
6、计算机仿真的实现分为三个大的步骤: 模型的建立、 模型的转换和模型的仿真实验。( 以上对于计算机仿真的介绍摘自 计算机仿真技术应用简介 作者为中国工程物理研究院 赵午云 郭维强) 1.3.2 仿真的应用及其重要性近年来仿真技术在各个领域中得到了越来越广泛的应用, 已成为对人类社会发展进步具有重要影响的一门综合性的技术学科。当前, 正处于全球竞争的时代, 信息技术, 计算机软、 硬件技术有了飞速的发展, 更促进了仿真技术的相应发展。仿真支撑平台、 方法论、 技术工具有了新的飞速发展, 而应用领域也更广泛, 除了传统领域以外, 在医学研究、 交通运输业、 市场研究、 供应链与物流、 战略管理、 教
7、学等方面都得到了应用而且正在不断地深化和扩大。管理者更加认识到仿真技术在系统研究中的重要作用, 将仿真研究结果作为决策的依据。另外, 现在越来越多的研究对象涉及复杂系统, 仿真技术也是研究这些问题的手段。近年来, 仿真技术和网络技术、 虚拟环境技术结合已成为军事、 培训、 娱乐的有力工具, 并将成为人们的生活、 工作不可缺少的一部分。仿真在系统工程中的作用和必要性主要有以下几点: ( ) 仿真的过程也是实验的过程, 而且还是系统地收集和积累信息的过程。特别是对一些复杂的随机问题, 应用仿真技术是提供所需信息的唯一令人满意的方法。( ) 对一些难以建立物理模型和数学模型的对象系统, 能够经过仿真
8、模型来顺利地解决预测、 分析和评价等系统问题。( ) 经过仿真, 能够把一个复杂系统分解成若干子系统以便于分析。( ) 经过仿真, 也能启发心得思想和产生新的策略, 还能暴露除原系统中隐藏着的一些问题, 以便及时解决。1.3.3 一般仿真流程仿真是在所建仿真模型系统模型的基础上进行实验研究的过程。所有模型、 编程、 运行试验是仿真的三要素, 或者讲是关键阶段。一个系统的仿真步骤如下图所示: 问题的提出抽相出概念模型仿真模型计算机代码代码正确吗? 计算机代码计算机代码运行设计结果分析模型验证满意吗? 文档和报告实现是否否否1.3.4 ARENA软件介绍最具学术性的可视化交互仿真软件1983年,
9、专门针对仿真领域的柔性建模语言SIMAN问世; 1993年, 美国著名的Rockwell公司在SIMAN语言的基础上推出Arena1.0版本; , Arena推出11.0版本; 同年, 在美国冬季仿真会议上, 48%的学术论文引用Arena; , Arena将重磅冲击中国的仿真软件市场! 没有什么比数字更具说服力! 二十多年的研发历程和多位仿真界专家学者心血的凝聚, 造就了今天Arena众多同类软件无法比拟的优势。1、 学术性强全面深入地体现系统仿真的有关理论, 学术界应用广 专业的分析和优化功能: 输入分析器用来进行输入数据概率分布函数的拟合; 过程分析器用于比较不同模型中具体参数或者同一模
10、型中的多次仿真中具体参数的值, 并以各种图表的形式提供比较的结果; 输出分析器包括对输出数据的多样显示功能和强大的数理统计分析, 以确保输出分析的准确性和可靠性; 优化工具OptQuest采用Tabu搜索算法和遗传算法对仿真模型进行优化, 大大增强了Arena对复杂问题的决策支持; 全面而细致的仿真报告。Arena的数据报告足以详尽到允许您研究仿真模型中的任何一个微小环节; 大量的国内外论文和成熟的配套教材。其中, 由仿真界权威专家W. David Kelton编写的Simulation with Arena( 第三版) 已经被翻译为中文版仿真使用Arena软件, 这本教材将是您仿真教学的理想
11、选择。2、 建模层次感强, 模板和库资源丰富 层次化的建模体系保证您能够灵活地进行各个水平上的仿真建模。您既能够使用最底层的语言( VB、 C/C+等) 进行复杂系统建模, 也能够根据需要使用高级模板进行模型的开发, 您甚至能够开发出新的模板用做商业用途; 提供了将近20个模板和近300个封装好的逻辑模块, 涵盖了多个领域, 满足您在各个层次建模的需要; 将近20个模板( 近300个逻辑模块) 满足您从各个层次开发模型的需求, 大大的提升了建模的灵活性快捷而高效的建模方法直接拖入所需模块到建模窗口, 然后进行连接和参数设置, 即可搭建出简单的模型; Arena能够在逻辑模型的基础上方便的开发出
12、2D动画, 也能够经过3Dplayer模块做出逼真的3D动画内容丰富的工具栏, 允许您对模型进行灵活的修改仿真运行控制栏Arena建模与仿真运行在同一窗口, 方便您随时观看和修改模型参数模型报告的树形结构Arena强大的数据收集统计功能允许您研究模型任何一个微小的环节一个仿真模型的仿真报告这个报告是在模型运行了10次之后给出的。Arena给出了10次统计数据的均值、 在95%置信度下的数据区间半长以及最大值和最小值。同时, 还给出直观的图表显示。( 能够是柱状图、 饼图等) 3、 与其它技术和系统资源进行了很好地整合 与Microsoft Office无缝的整合。Arena能够与Microso
13、ft Office进行数据交换, 极大地丰富了Arena的输入输出形式; Arena还包含了与Visio的内部接口, 能够使用Arena提供的Visio过程模拟器建立模型的流程图, 然后直接转化成Arena的模型; 与AutoCAD 和其它的图形设计软件有着直接的联系, Arena支持DXF格式的文件, 还支持很多AutoCAD的新对象( LWPOLYLINE 、 MLINE等) 以及对XML格式文件的读写; 应用在实时仿真和HLA联邦仿真中。Arena经过使用Real Time Factor, 为您处理实时仿真和同步仿真提供了强有力的支持, 它使Arena能够应用到高层体系结构HLA联邦仿真
14、及与更多模型的同步处理上; 提供VBA接口, 能够编程实现和其它任何支持定制技术的软件集成。同时, Arena也能够被其它开发环境调用( VB、 VC等) 并控制整个仿真过程; 提供 ”VBA Block” 模块, 该模块可用于构建仿真模型, 而且包含事件接口, 只要有实体经过该模块, 就会触发其相应的事件, 从而执行其中的特定代码。因此, 您能够在任何需要的地方加入”VBA Block”, 以实现所需的定制目的。 能够使用外部定制、 内部定制以及混合定制来构建模型。4、 广阔的使用领域 制造业、 物流及供应链、 服务、 医疗、 军事、 日常生产作业、 各类资源的配置、 业务过程的规划、 系统
15、性能和计划结果的评价、 风险预测5、 其它功能特点 友好稳定。相对于其它仿真软件, Arena友好性体现在数据输入、 输出以及模型调试等方面; 另外, 由于Arena软件很成熟, 而且模型中不能直接使用指针, 因此系统更加稳定; 面向仿真过程的开发。Arena基于面向对象的思想和结构化的建模概念, 将专用仿真语言的灵活性和仿真器的易用性很好地融合到一起, 直接面向实际业务流程构建仿真模型, 符合常规的思维习惯; 分层建模。对于大型或者复杂的模型, 分层建模显得尤为重要。Arena提供的分层建模工具( Submodel) 允许您的模型从宏观到微观分成若干层次, 并经过端口来连接, 大大提高了建模效率; 1.4大赛主题本届赛事中, 参赛选手能够在经常涉及仿真的生产方向, 物流领域 , 医疗服务行业中任选一个方向, 自行拟定题目, 如面向地铁网络的公交应急调度, 针对医院门诊预约制度的优化等( 以上两个题目为清华大学工业工程系同学参与 挑战杯的项目) 。力求在仿真过程中体现仿真思想, 发挥个人创意, 构建出一个实际有效的仿真模型, 给出一个合理的优化方法及
