סימולציה (או הדמיה) היא חיקוי של מציאות מורכבת בעזרת מודל מתאים. המטרה היא לייצג תכונות בהתנהגות של מערכת לצרכים שונים: בידור, לימוד, בדיקה, קבלת תחזיות, ואימון משתמשים.
הסימולציה קיימת מאות שנים. מצביאים השתמשו בארגז חול ובחפצים כדי לתכנן קרבות. במאה ה-20 התחום גדל משמעותית עם מודלים מתמטיים ושימוש במחשבים, והופיע תחום הסימולציה הממוחשבת.
דוגמאות שימוש: להחליף ניסויים מסוכנים בסימולציה במקום לבצע אותם ממש; לבדוק השערות בקוסמולוגיה לגבי תחילת היקום; לאמן טייסים בלימוד טיסה; ולבדוק תפקוד של מרכז קניות כדי למנוע עומסים.
לחיקוי מצבים עם אי-ודאות משתמשים בשיטות שמסתמכות על מספרים אקראיים. שיטת מונטה-קרלו היא דוגמה בולטת: היא מפעילה חישובים רבים על נתונים אקראיים כדי להעריך תוצאות אפשריות. לעיתים בונים מתקן פיזי שמדמה את המערכת; לעיתים משולב מתקן כזה עם מחשב שמפעיל את הדמיה. סימולציות מורכבות, כמו של ניסוי בלתי-בטוח, נעשות על מחשב-על. סימולטור טיסה מורכב מתא טייס שנותן תחושה פיזית ומחשב שמדמה מצבי טיסה. משחקי מלחמה הם סימולציות מרובות-משתתפים, שבהן חלק מהשחקנים מדמים את האויב.
משחקי מחשב רבים מבוססים על סימולציה: סימולטורי טיסה שמציגים לוח שעונים ונווטים, מדמי כלי רכב ודמויים בגני שעשועים. קיימים גם משחקי ניהול כמו SimCity.
כשעלות השימוש במכשיר אמיתי גבוהה או מסוכנת, מסתייעים בסימולציה. לדוגמה, מדמי טיסה מאפשרים לאמן טייסים בלי עלויות דלק וללא סיכון לתאונה אמיתית.
סימולציה משמשת לבדיקה לפני ייצור רכיב. כך חוסכים עלויות שנגרמות מייצור חלק שאינו מתאים. בתעשיית הרכב למשל בודקים את מקדם הגרירה בעזרת סימולציה ממוחשבת. בתעשיית התעופה החליפה הסימולציה כמעט לחלוטין את מנהרת האוויר.
בכימיה, פיזיקה ומדעים מדויקים אחרים משתמשים בסימולציות כדי לחזות התנהגות מערכות. רב המחקר על ראשית היקום מבוסס על הדמיות של המפץ הגדול. סימולציות של מערכות פיזיקליות שימשו גם בפיתוח נשק גרעיני; היכולת לדמות ביקוע גרעיני במחשב הובילה להגבלות ייצוא על רכיבי מחשב מצד ממשלת ארצות הברית. במדעי המטאורולוגיה משתמשים בסימולציות יומיומית לחיזוי מזג אוויר.
בסימולציות כלכליות מדמים כוחות שוק לקבלת החלטות. לדוגמה, בעזרת סימולציה בוחנים אם עדיף תור אחד משותף בבנק או תורים נפרדים.
לביצוע סימולציות כותבים לעיתים תוכנות בשפות שמיועדות לכך, כגון Simula או SIMSCRIPT. דוגמאות לתוכנות סימולציה הן Arena, Anylogic, R ו-Excel.
סימולציה היא חיקוי של המציאות בעזרת מודל. מודל הוא דרך פשוטה להראות איך משהו יתנהג.
אחרי שנים רבות המציאו סימולציות פשוטות. מצביאים השתמשו בארגז חול כדי לתכנן קרבות. במאה ה-20 הגיעו מחשבים והפכו את זה ליותר מדויק.
לעיתים עושים סימולציה במקום ניסוי מסוכן. זה בטוח יותר. טייסים מתאמנים בסימולטור. סימולטור הוא מכשיר שמדמה תא טייס ומרגיש כמו אמיתי.
יש שיטות שמשתמשות במספרים אקראיים. שיטה מפורסמת נקראת מונטה-קרלו. מספרים אקראיים הם מספרים שלא ידועים מראש.
משחקים כמו מדמי טיסה או SimCity מבוססים על סימולציה.
סימולציות עוזרות לאמן אנשים בלי סיכון גדול. זה חוסך כסף ומגן על אנשים.
מכונות ומכוניות נבדקות בסימולציה לפני שייצרו אותן. כך לא צריך לבנות המון דגמים.
מדענים משתמשים בסימולציות כדי לבדוק רעיונות על היקום ועל מזג האוויר.
חברות מדמות בעזרת סימולציה איך שווק יעבוד או איך לנהל תורים בבנק.
תוכנות נפוצות הן Arena, Anylogic, R ו-Excel.
תגובות גולשים