系統(tǒng)仿真技術(shù)的發(fā)端可追溯至古代戰(zhàn)爭時(shí)期的沙盤模擬。事實(shí)上，系統(tǒng)仿真是一種全息的計(jì)算技術(shù)，它可根據(jù)所研究的問題，通過不同的建模方式，將一個(gè)復(fù)雜而龐大的系統(tǒng)進(jìn)行推演計(jì)算，以便進(jìn)行科學(xué)的預(yù)測分析。過去由于技術(shù)以及建模方法的局限性，系統(tǒng)仿真的成本非常高昂，僅限于應(yīng)用在軍事戰(zhàn)爭與國家戰(zhàn)略的預(yù)測、現(xiàn)代武器測試等領(lǐng)域。經(jīng)過多年的理論研究與實(shí)踐應(yīng)用，系統(tǒng)仿真技術(shù)已經(jīng)日趨成熟。近年來隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，依靠計(jì)算機(jī)計(jì)算能力的系統(tǒng)仿真技術(shù)越來越強(qiáng)大，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于制造、交通、通信、金融、醫(yī)療等領(lǐng)域。很多大的工業(yè)軟件廠商，如西門子工業(yè)軟件、達(dá)索系統(tǒng)等公司，已經(jīng)開發(fā)出了專業(yè)的軟件包用于系統(tǒng)仿真分析，來自西門子工業(yè)軟件體系的離散系統(tǒng)仿真軟件Plant Simulation就是其中之一。
《數(shù)字化工廠實(shí)踐指南Plant Simulation系統(tǒng)仿真與建模手冊(cè)》（以下簡稱手冊(cè)）基于英文版Plant Simulation仿真軟件的版本和Simtalk2��0的編程范式，按照由線入深、對(duì)問題加以分類的原則進(jìn)行編寫，包括基礎(chǔ)卷、仿真分析與優(yōu)化卷兩冊(cè)共17章。手冊(cè)內(nèi)容力求使問題簡單化，不涉及過于復(fù)雜的工程項(xiàng)目問題，既保證了知識(shí)體系的有機(jī)結(jié)合，又有各章相對(duì)獨(dú)立的特點(diǎn)，讀者可以根據(jù)需要獨(dú)立閱讀相關(guān)章節(jié)。手冊(cè)旨在指導(dǎo)讀者利用仿真系統(tǒng)中的各種元素來解決建模過程中的諸多問題，通過學(xué)習(xí)，初學(xué)者可以理解Plant Simulation的建模方法，有經(jīng)驗(yàn)的人員，特別是有一定編程經(jīng)驗(yàn)的人員，可提高建模與編程能力。
本書為基礎(chǔ)卷，共8章。第1章主要介紹了仿真的應(yīng)用領(lǐng)域、進(jìn)行仿真的原因、仿真能解決的問題、仿真的一些概念與定義、仿真項(xiàng)目的開展步驟，以及仿真系統(tǒng)的基本建模方法等。第2 章詳述了Plant Simulation中內(nèi)置編程語言Simtalk的特點(diǎn)及應(yīng)用方法。建議希望熟練掌握Plant Simulation，以及有使用仿真編程語言經(jīng)驗(yàn)但尚不熟練的讀者認(rèn)真閱讀本章，并反復(fù)練習(xí)其中的范例。
從第3章開始，通過對(duì)問題進(jìn)行分類，有針對(duì)性地講解了軟件系統(tǒng)中建模元素對(duì)象的應(yīng)用。第3章基于生產(chǎn)流程建模，介紹了一些物流元素對(duì)象在建模中的應(yīng)用方法。第4章主要介紹了仿真建模中的信息流控制問題，包括仿真中各種表格信息元素的應(yīng)用方法，觸發(fā)器、生成器、事件控制器、屬性管理器的行為特征等。
第5章詳細(xì)介紹了交通運(yùn)輸流程建模與仿真，包括各種物流輸送對(duì)象元素的仿真建模應(yīng)用、主動(dòng)移動(dòng)對(duì)象MU對(duì)象的應(yīng)用、龍門起重機(jī)庫的一些應(yīng)用方法，以及AGV池和Marker對(duì)象的應(yīng)用方法等。
第6章主要介紹物流作業(yè)過程中機(jī)器人作業(yè)行為的建模，以及如何利用系統(tǒng)提供的相關(guān)對(duì)象元素準(zhǔn)確地對(duì)各種不同的機(jī)器人進(jìn)行建模。
第7章講解了倉儲(chǔ)物流系統(tǒng)的建模以及供應(yīng)鏈問題建模仿真，包括生產(chǎn)緩存問題、任務(wù)排隊(duì)問題、倉儲(chǔ)作業(yè)行為、重型設(shè)備龍門起重機(jī)作業(yè)行為，并且涵蓋了相同庫對(duì)象在Plant Simulation不同版本中的不同用法。對(duì)V12版本之前的一些庫應(yīng)用，也采用了Simtalk1��0的編程格式。
第8章詳述了生產(chǎn)過程中人員作業(yè)的仿真與分析，通過學(xué)習(xí)本章的仿真范例，讀者可以更好地理解如何針對(duì)生產(chǎn)過程中的人員作業(yè)績效問題進(jìn)行仿真分析。感興趣的讀者還可以借鑒系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)仿真中基于智能體建模的ABM方法思考人的社會(huì)學(xué)行為仿真問題。
本書可以為希望系統(tǒng)地掌握Plant Simulation仿真軟件的讀者提供快速有效的幫助，也可以作為高等院校相關(guān)專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)Plant Simulation的教程。當(dāng)學(xué)習(xí)完本書后，讀者可以繼續(xù)學(xué)習(xí)手冊(cè)的仿真分析與優(yōu)化卷，以了解仿真過程中數(shù)據(jù)分析、可視化等高級(jí)內(nèi)容。另外，建議使用中文版的讀者可以嘗試英文版的軟件系統(tǒng)，以便更準(zhǔn)確地理解軟件系統(tǒng)的各個(gè)功能。
感謝西門子工業(yè)軟件數(shù)字化制造業(yè)務(wù)高級(jí)總裁戚峰、高級(jí)技術(shù)專家汪銳先生，西門子工業(yè)軟件教育市場高級(jí)經(jīng)理王玲女士，西門子工業(yè)軟件MES、MOM解決方案售前總監(jiān)呂平先生，西門子工業(yè)軟件渠道高級(jí)經(jīng)理王奇嶺先生，以及我同行業(yè)的專家朋友們?cè)诒緯�編寫過程中給予的大力支持與鼓勵(lì)。特別感謝汪銳先生在百忙之中對(duì)手冊(cè)進(jìn)行了全面細(xì)致的審校，并給出了詳盡的修改意見。
數(shù)字化工廠實(shí)踐指南Plant Simulation系統(tǒng)仿真與建模手冊(cè)前言在本書的編寫過程中，編著者從始至終都得到了家人的鼓勵(lì)與支持，在此感謝他們的支持與相伴。
后，編著者想強(qiáng)調(diào)，系統(tǒng)仿真是一門綜合性學(xué)科，融合了工程數(shù)學(xué)、軟件工程、概率統(tǒng)計(jì)、運(yùn)籌學(xué)、工業(yè)工程、數(shù)據(jù)分析等領(lǐng)域的專業(yè)知識(shí)，因此從事系統(tǒng)仿真是一項(xiàng)具有挑戰(zhàn)和高價(jià)值的工作。仿真在制造、服務(wù)等領(lǐng)域扮演著越來越重要的作用，理解仿真，用好仿真，讓仿真發(fā)揮出其應(yīng)有的科學(xué)決策作用也是從業(yè)人員應(yīng)盡的一份職責(zé)，期盼能夠早日讓中國制造走向中國創(chuàng)造。
囿于編著者的經(jīng)驗(yàn)以及學(xué)識(shí)，書中難免存在不足與錯(cuò)漏，誠摯地歡迎讀者批評(píng)指正。

李世榮