История моделирования.
Имитационное моделирование (ИМ) развивается с 60-х годов ХХ века.
Язык имитационного моделирования GPSS был создан в 1961 году Дж.Гордоном. В 1978 г. Дж. Хенриксеном (компания Wolverine Software) разработана программа GPSS/H. В 1984 компанией Minuteman Software под руководством С. Кокса разработана программа GPSS/PC для компьютеров IBM PC, а в 2000 году — новая версия GPSS World 2000. В новых версиях увеличено число операторов, добавлены средства моделирования аналоговых и гибридных систем, расширены средства графического интерфейса, дополнительно включен PLUS -язык программирования нижнего уровня моделирования.
В 1963 г. в Rand corp. H.Markowitz с коллегами создал общецелевой язык моделирования SIMSCRIPT.
Первым объектно-ориентированным языком программирования стал язык имитационного моделирования Симула-67 (Simula 67). Он разработан и программно реализован в конце 60-х годов норвежцами К. Нюгором и У.-Й. Далем.
Сети Петри впервые описаны Карлом Петри в 1962 году.
В системах инженерных расчетов и анализа CAE центральное место занимают программы моделирования полей физических величин, прежде всего это программы анализа прочности по методу конечных элементов (МКЭ).
Метод конечных элементов разработан к 1950 г. специалистами, работающими в областях строительной механики и теории упругости. В 1963 г. был предложен сравнительно простой способ применения МКЭ для анализа прочности путем минимизации потенциальной энергии. Появились программно-методические комплексы для анализа и моделирования на основе МКЭ.
В 1965 г. NASA для поддержки проектов, связанных с космическими исследованиями, ставит задачу разработки конечно-элементного программного пакета. К 1970 г. такой пакет под названием NASTRAN (NAsa STRuctural ANalysis) был создан и начал эксплуатироваться. Стоимость разработки, продолжавшейся 5 лет, составила 3-4 млн долларов. Одной из компаний, участвовавших в разработке, была MSC (MacNeal-Schwendler Corporation). С 1973 г. MSC (с 1999 г. компания называется MSC.Software Corporation) самостоятельно продолжает развивать пакет MSC.NASTRAN, который стал мировым лидером в своем классе продуктов. Одна из версий NASTRAN под именем NX NASTRAN включена с состав САПР Unigraphics.
В 1976 г. разработан комплекс DYNA3D (позднее названный LS-DYNA), предназначенный для анализа ударно-контактных взаимодействий деформируемых структур.
К числу лидеров программ CAE следует отнести также комплекс Ansys. Интересно отметить, что в 2000 г. с помощью средств многоаспектного моделирования, реализованных в Ansys, продемонстрирована возможность совместного моделирования электромагнитных, механических и тепловых процессов при проектировании микроэлектромеханических устройств.
Мировым лидером среди программ анализа на макроуровне считается комплекс Adams, разработанный и развиваемый компанией Mechanical Dynamics Inc. (MDI). Компания создана в 1977 г. Основное назначение Adams (Automatic Dynamic Analysis of Mechanical Systems) — кинематический и динамический анализ механических систем с автоматическим формированием и решением уравнений движения.
Для проектирования систем, функционирование которых основано на взаимовлиянии процессов различной физической природы, важное значение имеет возможность многоаспектного моделирования. Теоретические основы многоаспектного моделирования на базе аналогий физических величин рассматривались Г.Ольсоном (1947 г.), В.П.Сигорским (1975 г.) и были реализованы в программах моделирования ПА6 — ПА9, разработанных в МВТУ им. Н.Э.Баумана в 70-80-е годы. Основные положения многоаспектного моделирования в 1999 г. были закреплены в стандарте IEEE, посвященном языку VHDL-AMS.
Список литературы
1. http://gpss.ru/
2. Варжапетян А.Г. Имитационное моделирование на GPSS/H. — СПб: Редакционно-издательский центр ГУАП, 2007.