刃之砺信息科技（上海）有限公司 Edgestone Information Technologies (Shanghai) Co., Ltd

随笔：形似和神似 —— 对系统仿真技术的应用感受

王岩峰博士刃之砺信息科技（上海）有限公司总经理

（yanfeng.wang@edgestone-it.com）

如果让你看看下面的三张照片，知道他们是什么吗？

你一定会说，是机器人。没有错，它们的确是第一代到第三代机器人。那再让你看看下面这个照片，它又是什么呢？

相信许多人也知道它是什么，它是WorldSID第一个国际通用碰撞试验假人。

从外貌来看，碰撞假人比机器人具备更多类似人的外部特征。但从机器人和试验假人的名称来看，我们也许更相信机器人“更接近”人。在形似和神似之间，我们选择了神似，因为机器人越来越具备了人内在的智慧和思考能力，更能独立地、智能地复制人对外界的响应能力。正因为如此，我们似乎更敏感地感受到了来自机器人和自然人内在相似所带来的潜在失控的威胁，而没有人会对试验假人产生任何顾虑。

也就是说，我们在模拟一个像人这样复杂的系统的时候，挑战来自于对内在运作机制的复制，而不是外在的相似。

作为管理工具的一种，系统仿真技术在中国的快速发展已经初显端倪，虽然对这个技术毫无所知的人远远多于了解一二的人数，但作为已经在国外被广泛应用几十年的技术，在中国将要快速发展已经是可以预见的。因为它弥补了人在分析和改善复杂系统工具上的不足。

因为仿真技术往往伴随着生动活泼的动画界面，比其他管理工具更具有极强的视觉表现力，因此，更容易吸引眼球，但往往许多误解也由此而生，其中一个误解就是我们到底在仿真什么，是外在的形似，还是内在的神似。

假设我们能够完美的复制一个现实的复杂系统，无论是一条生产线，还是一套立体仓库系统，如果我们无法解决现实系统的问题，那为什么可以让别人相信我们就可以改善模拟得一模一样的虚拟系统呢？仅仅依靠简单的复制——假设这个愿望可以实现，为什么可以自动地保证我们能够解决问题呢？这说不通。

系统仿真技术，特别是离散系统仿真技术，给我们提供了一个可以在未来不可预测的时间点上不断演绎一系列因果关系事件发生的平台，因此可以帮助我们预测当前的决策可能对未来产生的影响。虽然我们无法事先知道什么事件会在什么时候发生，但我们却知道，如果某件事情发生了，应该会产生什么样的后续行为。例如，如果我们模拟一个生产系统，虽然我们无法预测机器设备会在什么出故障，但我们一定知道，一旦出了故障，生产就会停下来，故障机器前面的在制库存就会越积越多。也就是说，真正支配整个系统运行的要素是一条看不见的规则“机器故障，因此生产停顿，在制库存累积”，而不是浮于表面的某个孤立事件或者状态——用户并不在乎机器故障时是发出警报，还是悄然无息。

在复杂系统中，事件的发生是显性的、随机的，但运行的规则却是隐性的、不变的，而后者才是我们真正要通过仿真技术所挖掘、理解和改善的。

再举一个例子。先看看下面这个模型都在模拟什么？

我相信能猜出来的人不多，但如果我在这个图上面加一个图片，就变成下面的例子

这时，模型似乎具有了某种应用的背景，就变成一个银行分支的业务处理模型。这两个模型在逻辑方面完全一样，唯一不同的在于我们在逻辑模型的外面加上了不同的情景布景。当然，你也可以将这个布景换成医院、加油站、餐馆等等，就可以解决不同的仿真问题。基本上大部分仿真软件都提供了可以直接导入AutoCAD图形的功能，就是为了将一些枯燥的逻辑穿上一件亮丽的外衣，可以更好的表达仿真逻辑所依附的载体。

形式和内容之间，仿真逻辑更像内容，而逻辑所依附的模型外观更像形式，二者虽然缺一不可，但也有本末之分。作为管理工具之一，仿真技术的应用难点和重点应该在对仿真对象内涵的理解和刻画，而不是外在表现。

去年在参加冬季仿真年会上了解到国外在仿真项目的时间跨度最长的可以到一二年，不亚于一个ERP项目的实施。我很好奇为什么需要这么长时间，时间究竟主要花在什么地方？后来被告知主要时间花在对系统规则的理解和模型建立，以及在数据的收集和处理上，而花在模型界面上的时间往往在5%以下，有些项目只要EXCEL的输入输出界面，连动画界面都没有。

仿真技术有什么特质性的东西使它可以成为一种独特的管理支持工具呢？作为抛砖引玉之言，我个人认为我们利用仿真技术主要在于随机数发生机制和离散事件处理机制这两个关键技术。随机数发生机制使我们可以在有限的模型框架中，在有限的仿真时间中创造出现实世界中可能的各种情景，使我们的结论更加可信，有更广的覆盖面；而离散事件处理机制提供了一个自动发生和协调多个事件的方法，可以模拟未来时间中系统是如何演变和推进的。虽然我们每个人用手工方法也可以完成这个功能，但太费时，太繁琐，完全可以交给计算机去自动处理。

而这两种机制正好符合管理世界中不确定、但又需要预测的特点和要求，因此，可以模拟出一个管理环境，测试各种管理决策和思路，而这些决策和思路构成了仿真环境中的灵魂要素和系统向前演变的源动力。

都说，管理既是技术，也是艺术。同样，仿真也是技术和艺术的结合。同样的系统，理解得深一些，模型就搭建得真实一些；理解得浅一些，模型就搭建得理想化一些。真实与否的评判，不是看外表像与不像，而是系统运作的规律是不是具有代表性和准确性。大部分仿真软件都采取搭积木的形式来建立模型，就像虽然高楼都是由砖头来搭建的，但相同的砖头可以搭建出完全不同水准的作品。虽然可能不是很准确，但我们认为仿真的结果中，只有20% 到30% 取决于仿真软件，而其余部分取决于建模的知识和分析能力。

在现在系统仿真在中国面临巨大发展的时候，我们需要不断讨论和宣传正确的方法和理念，使我们的应用少走不必要的弯路。我们希望当提到仿真时，社会对这项技术的认同不仅仅是因为它看起来“好像”，动起来“好玩”，更重要的是因为它可以解决问题。

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作者介绍

王岩峰博士现任刃之砺信息科技（上海）有限公司创始人和总经理，兼中国国际经济咨询公司高级顾问，美国工业工程师协会高级会员，上海机械工程协会工业工程委员会委员，国家一级刊物《系统仿真学报》审稿人。王岩峰博士在美国和中国有多年工作经验，曾为多个世界500强企业提供生产运作管理的服务，这些企业中包括英特尔（Intel）、阿海珐（Areva）、诺基亚（Nokia）、福特（Ford），卡特彼勒(Caterpillar)、宝钢等。这些实施方案通过提高运作效率帮助客户实现年均超过数千万美元的收益。王岩峰博士在供应链管理，生产运营管理，流程改善、计算机仿真和企业信息化领域有较深研究。王岩峰博士在美国波士顿大学获得制造工程博士，在新加坡南洋理工大学获得硕士学位，在上海交通大学获得学士学位。

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