نقش علوم مهندسی مبتنی بر شبیه سازی در توسعه فناوری

در حالی که استفاده از شبیه سازی های رایانه ای در علوم مهندسی در حدود نیم قرن پیش شروع شده است، تنها در دهه گذشته نظریه و فناوری شبیه سازی اثر عظیمی را روی رشته های مهندسی گذاشته است. این تغییر قابل ملاحظه اساسا به دلیل توسعه علوم محاسباتی و رایانه ای و پیشرفت های سریع در تجهیزات و سیستم های آن رخ داده است. دلایل دیگری نیز وجود دارد، برای مثال، انبوهی از فناوری ها در افقی قرار دارد که نمی توانیم بدون شبیه سازی امید به درک، توسعه، یا به کارگیری آنها داشته باشیم. در این مقاله تاثیر بالقوه پیشرفت های علوم مهندسی مبتنی بر شبیه سازی روی علم و فناوری را بررسی کرده و چالش ها و موانع برای پیشرفت های بعدی را مورد شناسایی قرار داده ایم. با به کارگیری این علوم می توانیم پیشرفت های بسیار بزرگی را در جبهه وسیعی مانند پزشکی، علم مواد، امنیت ملی، ساخت، طراحی مهندسی و بسیاری موارد دیگر توقع داشته باشیم. به دلیل طولانی بودن مباحث، مقاله در دو قسمت جداگانه تدوین شده است. در این قسمت، اهمیت علوم مهندسی مبتنی بر شبیه سازی به عنوان یک پیشنیاز برای علوم و مهندسی فردا را مورد بررسی قرار داده، برخی از کاربردهای قابل ملاحظه آن را که منافع و امتیازات بزرگی را به جامعه ارایه می دهد توصیف نموده و پیشنهاداتی را عنوان نموده ایم. در قسمت دوم مقاله مباحثی مانند بزرگ ترین موانع، چالش ها و فرصت ها در علوم مهندسی مبتنی بر شبیه سازی، شامل: چالش مدل سازی و شبیه سازی چندمقیاسی، روش های تعیین عدم اطمینان، معتبرسازی و صحه گذاری مدل، سیستم های شبیه سازی پویا، حسگرها، معیارها و شبیه سازی های همگن، چشم اندازهای جدید در نرم افزار شبیه سازی، ضرورت داده- بزرگ در شبیه سازی و نقش تجسم در علوم مهندسی مبتنی بر شبیه سازی و همچنین الگوریتم های نسل بعدی و عملکرد محاسباتی و بالاخره، اثر علوم مهندسی مبتنی بر شبیه سازی روی سیستم تعلیم و تربیت مهندسین، دانشمندان و متخصصین فردا مورد بررسی قرار گرفته است.

Keywords:

شبیه سازی کامپیوتری , علوم مهندسی مبتنی بر شبیه سازی , توسعه فناوری , پیشگویی رویدادهای فیزیکی , منطق های ریاضی و محاسباتی , عدم اطمینان , معتبرسازی و صحه گذاری مدل