シミュレーションとは
シミュレーション ( Simulation )とは、実験・訓練を目的とし、複雑な事象・ システム を定式化して行う模擬実験をいう。
概要
実際に実験を行うことが極めて困難、不可能、または危険である場合、多岐にわたる選択条件を事前に検証しようとすると、現象の特定要素を簡略化・デフォルメして検証する必要がある。シミュレーションの実施には現象を論理的に単純化したモデル、模型、 コンピュータ プログラムなどが用いられる。シミュレーションを行う装置や プログラム を シミュレータ ( Simulator ) と言う。ただし、シミュレータは必須ではなく、自然状態の再現が容易な場合、特に単純化されたモデルを用いる場合などは必要とされない場合もある。
通常シミュレーションは現象の全てを試行要素とせず、対象要素を絞り込むことにより要素が現象に与える影響を検証する事が主な目的とされる。よって、結果が完全に不確定な事象を検証することは困難とされる。特にコンピュータを用いた積算によるシミュレーションは、基本的に線形近似による計算となるため、非線形要素を含む自然現象をシミュレートする場合は必ず誤差が生ずる。従ってコンピュータによるシミュレーションによって良好な結果を得る為には、モデル化による誤差見積もりが重要となる。モデル化によるシミュレーションは、現象についてどの程度正確に真似るかによって計算量を調整することが可能であり、現象についての完全な知識は必要とされないなどのメリットがある。
システムのモデル化を行わず、完全な模倣を目的とする場合は、シミュレーションと言わず エミュレーション という。エミュレーションは、模倣したいシステムにおいて、予測できる現象より予測できない現象が支配的である場合などに使われる。
なお、「 シュミ レーション」と表記されることもあるが、これは誤りである。
分類と用語
歴史的には、シミュレーションという用語はいくつかの分野で独自に使われていた。しかし、 20世紀 になって、 一般システム理論 や サイバネティックス の研究により、コンピュータの各種利用をシミュレーションという用語で表すようになり、用語としての意味が統一されていった。
物理的シミュレーションと対話型シミュレーション
「物理的シミュレーション」とは、何らかの物理的な物体で実物を置き換えることを指す。置換する物体としては、実物よりも小さいものや安価なものが選ばれる。
「対話型シミュレーション」は物理的シミュレーションの特殊形態であり、シミュレーション環境内に人間が入り込むものを指す。例えば、 フライトシミュレータ や ドライブシミュレータ がある。...
