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与“假仿真”来个了断

4年前浏览5152

在中国,很多企业每天热闹地做仿真,其实都是在做“假仿真”!企业的仿真能级被“封印”在1级无法突破,每天沉迷于“大拿迷局”无法自拔。

事关今天话题的精髓,请允许我用这个扎心迷局再折磨你一次:

1) 对同一个问题,使用同一款仿真软件,两个大拿做出来的结果不同! 

2) 同一个大拿,用不同的软件,做出来的结果不同

3) 用试验进行验证,发现这个两个仿真结果与试验都不同! 

如果你确实感到“扎心”,那应该恭喜你,说明你还是个清醒的人。今天的主题就是——与“假仿真”来个了断,了断的方法却又实在是大家耳熟能详的一个词——标准。也许太“熟视”所以经常“无睹”,我们国人很多热情都是这样被消磨掉的。

仿真标准为什么重要

我们再仔细分析一下“大拿迷局”。迷局中的这三句话有同一个令人烦恼的词——不同。也就是说,我们一直在追逐它的反义词——一致性——而不得。这就是仿真标准为什么重要的最直接原因。

“仿真”一词本身就代表我们获得结果都不是真的,不然怎么会用“仿”字呢?既然是用计算机模仿真实世界,必然不能和真实世界一模一样,所以“假”是“仿真”的天然属性。但“假”显然也无碍大局,不然仿真技术怎么可能在世界工业中发挥那么重要的作用?虽然“假”不是问题,但弄清楚“假”到什么程度却是关键问题。就像A、B两块手表,我很清楚A手表慢10分钟,而我不知道B慢多少,只知道慢得不到10分钟。显然,B比A更接近真实时间,但A更具有参考性,因为A手表清晰地给出了一个标定:慢10分钟,每次看表,加上10分钟就是真实时间。

仿真世界也是如此。一个工程问题,用某个软件、某个处理方法,仿真计算获得结果与真实世界差异如果能被标定的话,仿真的结果就是可以被参考的。即使与真实世界差距较大,只要这种差距是恒定的,可以用某个数据或方法修订,那可以认为仿真结果就是“精确”的。这种“精确”不是软件、计算方法、处理方法等决定的,而是通过标准获得的。从此之后,每遇到这种问题,就按照相同的处理方法、相同的软件来计算,计算结果通过标定的偏差来修订,就可以获得正确结果。某汽车企业曾用100个单元剖分一个车门,计算结果与试验有20%的差距,但这个差距是稳定的。有好事者认为100个单元未免太粗糙了,把网格加密10倍,达到1000个单元。相比数年前标准建立的时候,计算机性能明显提升了,10倍的计算量并不算什么。理�����讲,细化网格的计算结果也的确更接近与现实,但问题是我们不知道1000个单元的计算结果与试验的差距到底是多少,所以这种做法从理论上是正确的,对工程却是无益的。

所以,仿真标准的根本目的不是让计算结果更接近真实世界,而是“保持计算结果的一致性”,解决“大拿迷局”问题。只要遵守同一个标准,对同一个问题,不同的人、不同的软件,仿真得到的结论都应该是一致的。标准的规定未必是最优的,但结果是可重复的,可以被重现和追溯的结果才是最可靠的。这就是仿真标准的意义所在。可重复!细心的朋友可能注意到我们提出的仿真能力体系成熟度模型中第二级别的名字就叫这个——重复。


仿真标准怎么做


仿真标准是对仿真过程做出具体规定的技术准则及强制执行文件,包括某项仿真工作的技术原理、前提假设、计算方法、软件工具、模型处理、材料选择与等效、边界条件确定、仿真步骤、计算控制、结果检查、结果处理及评价、试验标定等。

仿真标准卡片实例

相对于仿真软件使用,仿真标准要复杂得多,形成的难度也更大,不仅需要对仿真过程做大量的调试,还需要大量的试验验证和误差标定。

仿真标准的建设成果是形成一套标准手册,作为仿真工作的依据和准则,是企业的核心资产。愿意的话,每个相对独立的标准,提取其中的核心,可以做个一张纸的卡片,用起来就方便多了。

仿真标准与行业、企业和产品相关度很高,所以,世界上不存在一个放之四海皆准的仿真标准,但可以存在一个放之四海皆准的《仿真标准的编制指南》。本指南是我参与数字仿真联盟的一个项目的成果,并为之写了编者按。本指南就在今天发布,这也是我今天发表这篇文章的动因。

需要注意的是,企业应当在仿真体系成熟度的不同级别应该选做相适应的标准,并不是标准越多越好,与现状不相匹配的丰富反倒是一种浪费。具体做哪些标准,请期待下期内容《你八成没明白什么叫“仿真驱动研发”》。




仿真标准是一场修炼


仿真标准是一条能让你看到未来的路,确实能让你的企业逐步走出仿真迷局,慢慢一骑脱尘。但请不要产生错觉,以为这件事情会多么轰轰烈烈,多么风光旖旎。恰恰相反,也许你觉得标准建设是如此无聊,按部就班甚至是循规蹈矩地做那些“无聊”的事情,远不像我们做个超大规模的计算来的痛快淋漓。没错,建立体系的工作从来都没有那么热火朝天,需要像工匠那样一点点地凿开枷锁,清除障碍,日复一日、一点一滴地积累。

所以,无论对企业还是对个人,仿真标准的建立都是一场修炼,需要我们慢慢打磨,像禅修那样耐得住寂寞,需要有“功成不必在我”的胸怀。

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首次发布时间:2020-07-20
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