[发明专利]自动控制和信息系统的选择性功能组模拟

说明书

技术领域

本发明主要涉及一种模拟，并且尤其涉及一种选择性组模拟的特殊模型。

背景技术

团队在实际的产品线被销售给公众之前的新项目的准备期间就投入了大量的金钱、时间和资源，更别说发布了。公司可以在计划阶段创建工作原型来起到辅助的作用。然而，这类原型已经不足以满足今天的复杂需求了。首先，原型是耗时的并且创建起来也很昂贵。第二，原型常常不能正确地描绘那些特别大，特别小或者特别复杂的系统的细节。第三，尽管原型可能模拟一个单个产品的生产过程，但是这样的原型不能完全实现一个完整的生产系统的效果和挑战。

取而代之的，团队可能依靠模拟来模仿一个新产品在现实世界中的行为。模拟是一种完全在软件中执行的模型，它传达关于产品将会如何运转的信息。然后这些信息被用于评估和实现系统中那些可选的部分。例如，一个新的牛油花生酱制造车间可以使用模拟来优化特定组件的速度设定以及使批处理的吞吐量最大化，而不必承受试运行造成的浪费。能够给出正确结果的可信的模拟技术对于许多商业的运作计划是必须的。

试运转时间与新系统从交付开始到满负荷状态运行时结束的这段时间有关。在这段时间内，系统的调试和员工培训是每一个项目的基本部分，并且可能引起对有关与该延期相关的费用的严重关注。模拟可以通过把测试和培训阶段转移到项目时间框架的相对较早的时间点来缩短试运行时间。

另外，模拟可以帮助决定是否需要实现对现有程序的某些修改。模拟可以评估对于系统的假设的改动的结果。这些结果可以被用来分析以决定哪些调整是值得的。例如，生产线模拟器可以重新制定生产线的顺序以找到最高效的结果。商业依靠模拟来持续并无缝的改善它们的程序和处理。

此外，模拟还可以是一种有效的培训和认证机制。同样地，一个飞行员新手将不会一开始就驾驶一架真正的飞机，一个工厂操作员同样也不会立即就开动一台机器。一个新的用户可以在与真实的机器，产品或者程序交互之前通过模拟来学习和完善他的技术。因此，通过模拟设备上的练习可以把影响实际操作的错误最小化。模拟也可以促进在加速时和非常规事件情景中的培训。由于安全性和费用的考虑，商业需要一种用于培训期的准确模拟技术。

高度灵活的模拟允许组织详细地定制针对他们需求的参数。他们依靠模拟本身，连同其用于战略计划、测试和培训的结果。例如银行，制造业，供应链分析，医疗保障，机场安全和军事等众多领域都可以在模拟分析中获益。不管所述模拟的具体目标如何，精密地模仿整个系统相关的内部或者外部功能的模拟是非常有用的。

发明内容

下述的内容介绍了所要求保护对象的简略概述，以便提供在此描述的某些方面的基本理解。这个概述不是一种泛泛的纵览，并且不是用来标识关键元素或描述所要求保护对象的范围。它唯一的目的是简单提供所要求保护对象的一些概念，就好像是后面将要详细描述的内容的序幕一样。

一种生产系统，包括多种子处理，这些子处理以一种统一的方式彼此相联系和协作。尽管构成系统的特殊组件可以改变，但是一个示例性的系统由三个一般的部分组成：高层控制、设备控制逻辑和物理系统。更明确的来说，该系统可以包括用于次序产生、计划/调度、逻辑/控制器、接口设备(例如，人机接口，图形用户界面，用户接口，和操作员接口)、通讯器、数据资料记录和物理系统的子处理。

如果整个系统由于检测和评估的原因而需要运行，那么模拟器将会内聚地(cohesively)执行整个系统。但是，当仅有一部分系统由于重新配置的原因而需要测试的话，那么那些需要测试的处理将被操作员或者练习生执行，而模拟器运行其余的处理。可选的模拟可以被使用于各种应用，例如单元测试处理控制器逻辑、全面控制系统测试、高层软件测试、操作员接口设计和操作员培训。

仿真可以代替模拟处理或作为其的补充。仿真的特征包括完全受控制的时钟级数(例如，改变速度或者暂停时钟)和在例如现场可编程门阵列的定制可编程设备上规划设计的能力。

尽管系统的处理是以某种方式相互联系的，但是此处描述的模拟器可以灵活地选择仅仅一个处理或者多个处理的任意组合来单独模拟。操作剩余处理的操作员提供带有可调节参数的模拟模型。通过这个处理，被执行(而不是被模拟)的部分被测试以便查看其是如何被编程的以及它们的运转情况。

模拟器可以执行整个系统以观察生产线处理。例如，模拟器可以建立一整个装配加工的模型以便分辨出潜在的问题和瓶颈。人们可以评估这些问题并且相应地调整处理过程，然后重新运行调整过的模拟器以便在模型中观察改进的结果。这种整体模拟可以被实现用于新的或者已经存在的项目。