導語：如何才能寫好一篇虛擬仿真技術(shù)的作用，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

【摘要】隨著時代的發(fā)展，科技的進步，虛擬仿真技術(shù)在實訓教學中的作用也越來越明顯。虛擬仿真技術(shù)的應用可以有效地提高教學的質(zhì)量和效率。本論文通過闡論虛擬仿真實訓系統(tǒng)的虛擬仿真機器人機械臂模型用到的三維建模技術(shù)及軟件（如Maya、Max等）、原理以及虛擬仿真技術(shù)的應用領(lǐng)域和發(fā)展趨勢，從而研究它的價值和市場經(jīng)濟效益，并探析了虛擬仿真實訓系統(tǒng)開發(fā)的技術(shù)在實訓教學中的應用。

【關(guān)鍵詞】虛擬仿真技術(shù)/平臺；虛擬仿真訓練系統(tǒng)；實訓教學

一、虛擬仿真實訓系統(tǒng)的三維建模技術(shù)及軟件研究

虛擬仿真系統(tǒng)的功能主要體現(xiàn)在它可以讓使用者借助于專用的視、聽、觸覺等具有感知功能的設(shè)備，進入仿真系統(tǒng)制造的虛擬空間，并且還能夠與虛擬環(huán)境中的人和物體進行實時交互，從而感知和操作虛擬環(huán)境中的各種對象，最終達到身臨其境的效果。它的組成主要是把計算機作為主要的部分，其次綜合利用三維圖形、多媒體、仿真等技術(shù)構(gòu)建起一個逼真的虛擬系統(tǒng)。從它的組成部分和應用程序來看，虛擬仿真實訓系統(tǒng)對三維圖形的利用還是十分頻繁的，因此我們應當對其進行重點研究。虛擬仿真實訓系統(tǒng)在工業(yè)機器人上的應用設(shè)計主要是利用三維建模軟件，通過虛擬現(xiàn)實標準語言建立虛擬環(huán)境中的實體模型表現(xiàn)出來，最后通過描述它們之間的結(jié)構(gòu)關(guān)系，快速、真實地顯示三維虛擬工業(yè)機器人，并為工業(yè)機器人控制系統(tǒng)提供一個研究觀察平臺。本段主要通過對虛擬仿真實訓系統(tǒng)的三維建模技術(shù)及軟件研究，來發(fā)現(xiàn)虛擬仿真技術(shù)的優(yōu)點和研究其未來的發(fā)展方向。

Maya軟件是美國Autodesk公司出品的世界頂級的三維動畫軟件，通過對Maya軟件的運用，能夠使虛擬仿真實訓系統(tǒng)在一定程度上提高制作三維動畫的效率和品質(zhì)，調(diào)節(jié)出仿真的角色動畫，使其得出更加真實的效果。這是因為Maya軟件不僅僅包括一般三維和視覺效果制作的功能，而且還能夠和世界上最先進的建模、數(shù)字化布料模擬、毛發(fā)渲染、運動匹配技術(shù)相結(jié)合，使得虛擬仿真實訓系統(tǒng)所創(chuàng)造出的畫面更加真實有立體感。

二、虛擬仿真技術(shù)在各領(lǐng)域內(nèi)的作用

隨著科技的發(fā)展，虛擬仿真技術(shù)在一些高科技等高端領(lǐng)域的地位越來越凸顯出來，地位與作用也逐漸提升。尤其是在移動互聯(lián)網(wǎng)的應用與開發(fā)、手機游戲設(shè)計及其所用到的一些主流引擎甚至高端引擎方面的價值更為突出。

Maya軟件是虛擬仿真技術(shù)的一種，它應用的對象是專業(yè)的影視廣告，角色動畫，電影特技等。它能夠在工作的過程中展現(xiàn)的比較靈活，易學易用，制作出動畫的效率非常高，渲染出畫面的真實效果比較強，它對畫面中角色動作的捕捉尤為清晰，與畫面角色的綁定的聯(lián)系性也十分緊密，是虛擬仿真實訓系統(tǒng)中一個比較不錯的系統(tǒng)軟件。MAX軟件它最開始的應用是在電腦游戲中的動畫制作，后來又進一步的開始參與影視片的特效制作，MAX軟件還被廣泛地應用于廣告、影視、工業(yè)設(shè)計、建筑設(shè)計、多媒體制作、游戲、輔助教學以及工程可視化等領(lǐng)域，也就是虛擬仿真實訓系統(tǒng)當中。它強大的立體三維功能被新媒體、影視動畫、游戲動畫等領(lǐng)域廣泛運用。

三、虛擬仿真技術(shù)為機器智能實驗課帶來的好處

虛擬仿真技術(shù)的應用為現(xiàn)代化的社會帶來了許多的方便，讓機器實驗課、項目實訓的智能科學與技術(shù)專業(yè)實驗教學越來越豐富化。虛擬仿真技術(shù)的應用可以有效地提高教學的質(zhì)量和效率。通過對虛擬仿真技術(shù)的應用，使得上級和下級、老師和學生的客戶信息以及實訓項目、實訓指導、模擬操作、技能測評等等的信息存儲在管理信息庫中，與此同時，上級和下級或是老師和學生之間就可以通過客戶機對下級或者學生之間的實訓進行遠程的指導與管理。

隨著時代的發(fā)展，科技的進步，虛擬仿真技術(shù)在在現(xiàn)代職業(yè)技能教學中的作用也越來越明顯。虛擬仿真技術(shù)的不斷完善和發(fā)展，將為機器智能實驗課等實訓課程帶來更多的方便和益處。由于它能夠為人們提供一種高級的人機接口，具備交互性、想象性、沉浸性等特點，所以它主要的應用領(lǐng)域在政府、企業(yè)、學校等這些需要實訓學習環(huán)境的地方。

四、虛擬仿真實訓系統(tǒng)的應用領(lǐng)域和發(fā)展趨勢

作為一項新興的科學技術(shù)，虛擬仿真技術(shù)還處在一個不斷探索前進與不斷完善的階段當中，其發(fā)展趨勢呈一個不斷上升的大幅增長的趨勢。從目前來看，雖然目前政府、教育部門、學校、教師都已經(jīng)認識到了虛擬仿真技術(shù)對于職業(yè)教育實踐性教學環(huán)節(jié)的重要作用和發(fā)展前景，但在實際中，依然存在著許多問題亟待解決，因此虛擬仿真技術(shù)正在與教育、培訓等領(lǐng)域不斷地相適應和匹配。

其次，雖然目前政府、教育部門、學校、教師都已經(jīng)認識到了虛擬仿真技術(shù)對于職業(yè)教育實踐性教學環(huán)節(jié)的重要作用和發(fā)展前景，但在實際中，依然存在著許多問題亟待解決。雖然目前政府、教育部門、學校、教師都認識到了虛擬仿真技術(shù)對于職業(yè)教育實踐性教學環(huán)節(jié)的重要作用和發(fā)展前景，但在實際中，依然存在著許多問題亟待解決。例如：虛擬仿真技術(shù)對計算機及相關(guān)硬件的要求比較高，但是這些方面的發(fā)展不能夠滿足人們對虛擬仿真技術(shù)的需要，虛擬仿真軟件數(shù)據(jù)是一個龐大的數(shù)據(jù)庫，三維立體仿真軟件的應用對顯卡和顯示器等也有很高的要求，也就是說，虛擬仿真系統(tǒng)對硬件的要求較高。因此需要對計算機及相關(guān)硬件的發(fā)展有一個更高的要求。最后，教學類虛擬仿真軟件的質(zhì)量還有待提高、對虛擬仿真技術(shù)的研發(fā)標準也不統(tǒng)一和對虛擬仿真技術(shù)應用不夠廣泛等等，這些都是需要發(fā)展改善的地方，也是未來虛擬仿真技術(shù)發(fā)展的一個大的趨勢。

五、虛擬仿真實訓系統(tǒng)的價值和市場經(jīng)濟效益

虛擬仿真實訓系統(tǒng)作為一個高端的科技系統(tǒng)，對政府、企業(yè)、學校等的發(fā)展，起到了至關(guān)重要的作用，并為其創(chuàng)造了更大的價值。同時虛擬仿真技術(shù)的不斷發(fā)展，也在打開了市場，擴大了市場份額的同時為市場創(chuàng)造了更多的經(jīng)濟利益。

在市場經(jīng)濟為主導的今天，虛擬仿真實訓系統(tǒng)也為市場經(jīng)濟的發(fā)展做了一定的貢獻，為市場經(jīng)濟的發(fā)展添磚加瓦，在自己發(fā)展得同時也促進了市場經(jīng)濟的發(fā)展。因此，我們應當不斷地發(fā)展虛擬仿真實訓系統(tǒng)，使其深入到更多的地方，讓更多的地方和人們體會到虛擬仿真實訓系統(tǒng)為人們帶來的價值。

總結(jié)

虛擬仿真實訓系統(tǒng)的日漸完善，使得人們的生活也不斷的豐富活躍起來，政府、企業(yè)、學校等地方對其的應用，也促進了虛擬仿真實訓系統(tǒng)的發(fā)展。本論文通過闡論虛擬仿真實訓系統(tǒng)的虛擬仿真機器人機械臂模型用到的三維建模技術(shù)及軟件（如Maya、Max等）、原理以及虛擬仿真技術(shù)的應用領(lǐng)域和發(fā)展趨勢的研究，探討了虛擬仿真實訓系統(tǒng)的價值和市場經(jīng)濟價值，同時也為虛擬仿真實訓系統(tǒng)的發(fā)展奠定了理論基礎(chǔ)。

參考文獻：

[1]劉仲波 李瑞濤 《擬仿真技術(shù)在城市軌道交通工程實訓中的應用》 吉林大學交通學院、吉林交通職業(yè)技術(shù)學院 2012年第12期

篇2

關(guān)鍵詞：計算機；仿真；制造業(yè)

中圖分類號：TP278

計算機仿真技術(shù)在制造業(yè)的作用越來越明顯，它在產(chǎn)品設(shè)計和整個生產(chǎn)流程中都發(fā)揮著不可估量的作用。這種技術(shù)的應用為開發(fā)和制造企業(yè)節(jié)約了大量的經(jīng)費，減少了不必要的損失，大大縮短了產(chǎn)品的開發(fā)周期并提高了產(chǎn)品質(zhì)量。計算機仿真技術(shù)在日趨激烈的制造業(yè)競爭中占有越來越重要的地位?，F(xiàn)代制造業(yè)的飛速發(fā)展為計算機仿真技術(shù)帶了新的機遇，同時也提出了新的要求。我們放眼計算機仿真技術(shù)的發(fā)展歷程，它已經(jīng)突破了在傳統(tǒng)領(lǐng)域的運用，發(fā)展到了產(chǎn)品的設(shè)計開發(fā)以及銷售方面。現(xiàn)代社會網(wǎng)絡技術(shù)的發(fā)展也為計算機仿真技術(shù)開辟了新的發(fā)展空間，使得這種技術(shù)表現(xiàn)出許多新的特點。如交互性、分布性，集成化等。這也將成為計算機仿真技術(shù)新的應用趨勢。

1 在制造業(yè)中，計算機仿真技術(shù)應用的分類

計算機仿真技術(shù)在制造業(yè)中按照模型種類，可大致分為三種，它以產(chǎn)品模型、開發(fā)模型以及制造系統(tǒng)模型為中心進行拓展。

1.1 仿真技術(shù)以產(chǎn)品模型為中心的應用。在產(chǎn)品模型中，計算機仿真技術(shù)的應用對產(chǎn)品的靜態(tài)與動態(tài)性能，可制造型、可裝配性進行分析。因為設(shè)計者在開發(fā)產(chǎn)品的時候，不僅要考慮它的實用功能和需求，還要考慮諸如外形，外觀以及尺寸等方面的因素，而且還要考慮產(chǎn)品的可制造性，可批量生產(chǎn)或者是在裝配、保養(yǎng)、維護等方面的因素。這就需要計算機仿真技術(shù)在產(chǎn)品模型中發(fā)揮作用。

1.2 仿真技術(shù)以制造系統(tǒng)模型為中心的應用。制造系統(tǒng)模型包括制造設(shè)備的高仿真智能運用、相對復雜的制造系統(tǒng)的模擬運行。在檢測設(shè)備的運行能力與實際運行狀況時，如物料供給、資源分配或者是加工流程上發(fā)揮著巨大作用。

1.3 仿真技術(shù)以開發(fā)過程模型為中心的運用。以開發(fā)模型為中心的仿真包括設(shè)計和制造過程的仿真。很多產(chǎn)品的性能以及生產(chǎn)成本在設(shè)計階段就基本定型了，設(shè)計階段對于一種新產(chǎn)品的開發(fā)非常重要，它需要反復設(shè)計和試驗，復雜的計算以及多學科的共同協(xié)作，這些特點決定產(chǎn)品的開發(fā)過程迫切需要一種能建立模型并仿真試驗的計算機仿真技術(shù)。而在制造過程中運用仿真技術(shù)將制造系統(tǒng)模型和產(chǎn)品模型結(jié)合到一起，多方位模擬，整體運算，再綜合考慮庫存、成本控制以及負載等因素，開發(fā)出合格的新產(chǎn)品。

2 在當代制造業(yè)中計算機仿真技術(shù)的廣泛應用

計算機仿真技術(shù)是一門高新科學技術(shù)，在當代制造業(yè)中，產(chǎn)品的設(shè)計和制造都離不開它，尤其是一些諸如航空航天工業(yè)、國防工業(yè)等規(guī)模大，復雜性強的系統(tǒng)研發(fā)中，作用更加明顯。它作為一種新型的科學手段和工具，有效地減少了不必要的經(jīng)濟損失，節(jié)約了大量研究經(jīng)費，并大大縮短了產(chǎn)品的開發(fā)周期和提高了產(chǎn)品質(zhì)量。計算機仿真技術(shù)貫穿于產(chǎn)品的設(shè)計、制造和測試運行的全過程。當代企業(yè)的研發(fā)部門只有重視質(zhì)量、成本、時間、服務和環(huán)境這五項指標，才能獲得更好的發(fā)展。這種需求也促進了計算機集成技術(shù)、模擬測試系統(tǒng)，仿真運行環(huán)境等技術(shù)的相互結(jié)合。他們已經(jīng)成為制造業(yè)不可缺少的重要技術(shù)手段。上世紀八十年代以后，計算機仿真技術(shù)的發(fā)展越來越快，應用最為廣泛的就是“虛擬制造”。通過在計算機上模擬產(chǎn)品的設(shè)計和制造過程，提前發(fā)現(xiàn)在制造中可能出現(xiàn)的問題，減少不必要的經(jīng)濟損失。

虛擬運行環(huán)境，也稱虛擬現(xiàn)實技術(shù)或者是靈境技術(shù)，它通過模擬人在自然環(huán)境中的感官和行動，實現(xiàn)高級人機互動，對產(chǎn)品的性能和運行狀況進行測試。它綜合運用了計算機圖形學、高仿真技術(shù)以及計算機傳感技術(shù)等多種科學技術(shù)手段。“靈境感”和“交互感”是虛擬現(xiàn)實技術(shù)的基本特征。通過計算機虛擬現(xiàn)實技術(shù)，將事物內(nèi)部各種關(guān)系的交互與真實作用模擬運行，仿真出一個幾乎真實的虛擬環(huán)境讓用戶體驗，從而使用戶的感受更加真實，人機交流的方式更為先進。這種計算機虛擬現(xiàn)實技術(shù)，可以支持產(chǎn)品的各個階段，客戶可以通過虛擬的現(xiàn)實環(huán)境，驗證產(chǎn)品的各個部件是否合格，產(chǎn)品的性能是否穩(wěn)定，功能是否能夠滿足人們的日常需要。

隨著當代制造業(yè)的發(fā)展，人們開始對仿真技術(shù)的另一個應用熱點，即虛擬產(chǎn)品開發(fā)技術(shù)越來越重視。并行工程的運用促進了虛擬產(chǎn)品開發(fā)技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展。并行工程思想將現(xiàn)代哲學、文化等與現(xiàn)代先進組織思想集合起來，將產(chǎn)品的設(shè)計、制造、使用和支持過程并行運作，進行一體化的設(shè)計和開發(fā)。并行工程從產(chǎn)品開發(fā)之初就將投資、制造、裝配以及銷售維護等產(chǎn)品生命周期中各種因素考慮在內(nèi)，有效地解決了產(chǎn)品設(shè)計與開發(fā)之間存在的矛盾。而虛擬產(chǎn)品開發(fā)技術(shù)就是在并行工程思想的指導下，將計算機輔助設(shè)計、CS和大型的產(chǎn)品數(shù)字化管理系統(tǒng)綜合運用，虛擬一個產(chǎn)品的開發(fā)環(huán)境。方便產(chǎn)品開發(fā)人員在近乎真實的環(huán)境下進行策劃、設(shè)計和預測產(chǎn)品在現(xiàn)實環(huán)境中的性能及其他狀況，將產(chǎn)品在現(xiàn)實工況下的真實運行能力，這樣就可以避免反復設(shè)計，不斷變更設(shè)計方案，避免因反復制作樣機而造成的資源浪費和經(jīng)濟損失；方便對產(chǎn)品的設(shè)計進行檢驗、指導和優(yōu)化，使產(chǎn)品的開發(fā)周期大大縮減，從而節(jié)省了大筆開發(fā)費用。在計算機仿真技術(shù)的發(fā)展中，虛擬產(chǎn)品開發(fā)技術(shù)是又一重要發(fā)展，它深入到產(chǎn)品復雜的制造過程中，產(chǎn)生的經(jīng)濟效益不可小覷。

現(xiàn)在，仿真技術(shù)的應用已經(jīng)從單一的系統(tǒng)走向開放復雜的大系統(tǒng)。當仿真對象分布于廣闊的時空領(lǐng)域，仿真任務要求將不同地理位置、不同類型（包括人在內(nèi)）的仿真對象構(gòu)成一個統(tǒng)一整體進行仿真時，產(chǎn)生了分布交互化仿真（DIS――Districted InteractiveSimulation）。這種仿真系統(tǒng)里包含有不同類型的實體―虛體、真實實體和構(gòu)造實體，這些實體可以基于不同目的系統(tǒng)、不同年代的技術(shù)、不同廠商的產(chǎn)品和不同產(chǎn)品組成，并允許它們交互操作。DIS實現(xiàn)用計算機網(wǎng)絡將不同地點的仿真設(shè)備連接起來，通過實體間的數(shù)據(jù)交換構(gòu)成時空到合成仿真環(huán)境的一種先進仿真技術(shù)。在這種復雜的分布綜合的系統(tǒng)進行實時仿真時，必須提供快速、高效、大量的信息通道和相應的處理。美國是最早研究這種技術(shù)并投入使用的國家，已經(jīng)完成了多項基于虛擬仿真的DIS工程項目，相關(guān)的協(xié)議與標準已經(jīng)完成或正在完成。

在制造行業(yè)，已經(jīng)產(chǎn)生了類似于DIS的虛擬研究開發(fā)中心或虛擬企業(yè)。香港生產(chǎn)力促進局和香港城市大學共建的快速科技中心就是一個虛擬研究開發(fā)中心。此外，為了適應快速變化的世界市場，克服單個企業(yè)難以在短期內(nèi)具備所需資源的局限性，出現(xiàn)了在一定時限內(nèi)，為了某一市場機遇，通過網(wǎng)絡臨時聯(lián)結(jié)的一種動態(tài)聯(lián)盟――虛擬企業(yè)。美國波音（BOEING）公司可以把777飛機的研制、生產(chǎn)做到幾乎“無圖紙”的程度。波音777飛機的研制、整機設(shè)計、裝配、部件測試以及各種試飛，都是由計算機完成的。它能將開發(fā)周期從原來的8年縮短到5年，節(jié)約了數(shù)百萬美元經(jīng)費。

3 結(jié)論

當代制造業(yè)中，計算機仿真技術(shù)已經(jīng)成為一種綜合性的高新科學技術(shù)，它綜合了計算機技術(shù)、計算機輔助設(shè)計技術(shù)、多媒體技術(shù)、網(wǎng)絡技術(shù)、信息技術(shù)、軟件工程、數(shù)字化控制技術(shù)等多種科學技術(shù)，在制造業(yè)中發(fā)揮著越來越大的作用，在一些大型的復雜形同研發(fā)中，更是必不可少的重要工具，它有效地減少了企業(yè)的經(jīng)濟損失，節(jié)省了大量的研發(fā)經(jīng)費，使產(chǎn)品的開發(fā)周期大大縮減，產(chǎn)品質(zhì)量得到顯著提高。

參考文獻：

[1]吳秀平，梅江平.大批量、多類型電池自動分選裝備的建模與仿真[J].組合機床與自動化加工技術(shù)，2008，4.

[2]尚煒，寧汝新.一種以拓撲結(jié)構(gòu)信息為骨架的線纜數(shù)字化模型[J].計算機集成制造系統(tǒng)，2012，12.

篇3

[關(guān)鍵詞]計算機仿真 計算機模擬 虛擬

中圖分類號：U73 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）46-0235-01

隨著計算機技術(shù)和網(wǎng)絡技術(shù)的飛速發(fā)展， 計算機仿真技術(shù)和虛擬現(xiàn)實仿真在各行各業(yè)得到了廣泛應用， 使用計算機進行仿真的研究和應用也是如火如荼。計算機仿真 （Computer Simulation）又稱計算機模擬 （Computer Analogy）， 它是分析和研究系統(tǒng)運行行為、揭示系統(tǒng)動態(tài)過程和運動規(guī)律的一種重要手段和方法， 是系統(tǒng)仿真的一個重要分支。系統(tǒng)仿真就是建立系統(tǒng)的模型，并在模型上進行實驗的過程。系統(tǒng)仿真技術(shù)實質(zhì)上就是建立仿真模型并進行仿真實驗的技術(shù)。因此， 通俗的說， 計算機仿真就是指在實體尚不存在、或者不易在實體上進行實驗的情況下， 對考察對象進行建模， 然后通過計算機編程考察對象在系統(tǒng)參數(shù)以及內(nèi)外環(huán)境條件改變的情況， 達到全面了解和掌握考察對象特性的目的。本文主要在介紹計算機仿真技術(shù)的基礎(chǔ)上， 談談計算機仿真技術(shù)的應用。

1、計算機仿真技術(shù)的綜合概述

1.1 計算機仿真技術(shù)的定義

計算機仿真系統(tǒng)是建立在現(xiàn)實理論和相關(guān)技術(shù)的基礎(chǔ)之上的，其中包括信息處理技術(shù)、計算機技術(shù)以及控制理論、仿真理論等。它是以計算機為載體，以其他物理設(shè)備為主要工具，通過建立仿真模型對現(xiàn)實系統(tǒng)進行動態(tài)試驗，并結(jié)合相關(guān)學科知識和信息資料對動態(tài)試驗的結(jié)果進行分析和研究，以此對抽象問題做出決策。計算機仿真技術(shù)已經(jīng)成為一門新的學科，是利用計算機技術(shù)和仿真理論來研究問題對象的重要技術(shù)手段和方法。

1.2 計算機仿真技術(shù)的發(fā)展

自從計算機仿真技術(shù)誕生以來，就受到世界各國的廣泛關(guān)注和高度重視。它是以計算機為基礎(chǔ)，根據(jù)問題對象的實際要求，建立真實的數(shù)學模型，并將其轉(zhuǎn)換成仿真模型。在不同的決策問題下，利用計算機系統(tǒng)來演示運行狀態(tài)，從而將抽象問題真實地展現(xiàn)在計算機系統(tǒng)顯示器上，它涉及計算理論、控制理論以及各種實際系統(tǒng)的專業(yè)理論知識，并且綜合多學科領(lǐng)域的一項綜合性技術(shù)。當前，計算機仿真技術(shù)在國防、能源、交通、航空航天等軍事領(lǐng)域和其它領(lǐng)域得到廣泛的應用。計算機仿真技術(shù)起源于美國，后來被多個國家引進和推廣，并且將該項技術(shù)列為國防軍事重點發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)，由此可見，計算機仿真技術(shù)在現(xiàn)代科學技術(shù)領(lǐng)域中的地位和作用。

2、計算機仿真的步驟及關(guān)鍵技術(shù)

計算機仿真的步驟一般為：（1）建立數(shù)學模型。應考慮觀測數(shù)據(jù)的表達和專家的經(jīng)驗，利用各種手段對計算機進行分析，建立一個特有的數(shù)學模型。（2）數(shù)據(jù)模型的程序化。利用先進的自動編程軟件，進行交互操作，完成數(shù)據(jù)模型的程序化。（3）仿真實驗。在仿真實驗之前，應提前設(shè)置一套詳細的實驗方案，根據(jù)具體的要求進行仿真模型的運行，以達到實驗的效果。

目前，計算機仿真計算的關(guān)鍵技術(shù)主要包括：（1）智能仿真。通過先進的科學技術(shù)，把人類的思維行為植入整個仿真過程中，以知識為核心進行不斷的研究、開發(fā)，使人工智能和仿真技術(shù)有機的結(jié)合起來，仿造出與現(xiàn)實相近的景物和物體，以滿足現(xiàn)代人們生活的需求。（2）面向?qū)ο蟮姆抡?。由人們的主觀意識，通過功能設(shè)計研究開發(fā)，整合為圖片、動畫，以實現(xiàn)對象能夠清楚的獲取信息，引起系統(tǒng)的活動。（3）人機和諧仿真。從可視化仿真、虛擬仿真和多媒體仿真多個角度反應出計算機仿真的實際作用。（4）分布交互仿真。利用現(xiàn)代計算機網(wǎng)絡技術(shù)可實現(xiàn)多方面仿真設(shè)備的互連，使時間與空間相互的配合，以達到一種虛擬的仿真環(huán)境。

3、計算機仿真技術(shù)應用

計算機仿真技術(shù)首先在軍事領(lǐng)域得到應用的，目前，它在軍事和民用領(lǐng)域得到了廣泛的應用，以下我們主要討論其應用的幾個主要方面：

3.1軍事領(lǐng)域。主要運用在虛擬戰(zhàn)場、戰(zhàn)場的戰(zhàn)術(shù)使用訓練、戰(zhàn)場評估、武器對抗效能評估等。目前這方面的仿真軟件有國內(nèi)神州普惠的 DWK。

3.2航空航天領(lǐng)域。主要仿真對火箭發(fā)射、衛(wèi)星釋放、太空行走、嫦娥登月等計算機仿真試驗。

3.3教學領(lǐng)域。如通過計算機網(wǎng)絡試驗仿真和教學試驗仿真可以讓學生通過觀看網(wǎng)絡運作動畫、分析網(wǎng)絡性能結(jié)果和設(shè)計簡單網(wǎng)絡實體，更容易、深入地理解網(wǎng)絡協(xié)議和算法的復雜行為，收到更好的教學效果。

3.4工業(yè)制造行業(yè)的仿真。如機械加工過程，是機械行業(yè)進行生產(chǎn)的基礎(chǔ)。利用計算機仿真，有助于發(fā)現(xiàn)其機理，為提高機械加工性能提供理論支持。主要包括：汽車制造是機械行業(yè)、齒輪設(shè)計方面、磨削方面、故障診斷、在疲勞壽命判斷、于刀具設(shè)計、微鉆頭設(shè)計、滲碳層濃度分布、含間隙機構(gòu)、空調(diào)制冷系統(tǒng)的研制和包裝機械的開發(fā)等。

3.5氣象預測領(lǐng)域。這是一個典型的無法進行物理模型試驗的領(lǐng)域，計算機仿真技術(shù)成為氣候變化、氣候預測的唯一手段。

3.6社會系統(tǒng)仿真。利用仿真技術(shù)可有效的分析我國人口的浮動對社會造成的影響。

3.7醫(yī)學領(lǐng)域的仿真。計算機仿真技術(shù)以應用與醫(yī)學領(lǐng)域，通過具體的模型，進行模擬操作，可實現(xiàn)手術(shù)科學化、精確化，服務于民。

3.8經(jīng)濟管理領(lǐng)域。通過搜集各地方財政收支、股市等運行情況，進行系統(tǒng)化分析，通過計算機仿真技術(shù)，可實現(xiàn)國家經(jīng)濟的宏觀管理。

3.9城市建設(shè)領(lǐng)域。利用計算機仿真技術(shù)可實現(xiàn)城市建設(shè)領(lǐng)域的仿真，使人們更好的了解當?shù)亟煌ㄟ\行情況，進而實施有效的規(guī)劃。

4、結(jié)語

隨著計算機技術(shù)的不斷發(fā)展，計算機仿真技術(shù)在未來的發(fā)展道路上將進一步完善和提高，這是計算機仿真技術(shù)發(fā)展的必然趨勢。因為，仿真技術(shù)是以計算機為基礎(chǔ)，加上計算機技術(shù)和通信技術(shù)的相互融合，進一步促進了社會現(xiàn)代化、信息化發(fā)展，在此基礎(chǔ)上，計算機仿真技術(shù)必將得到飛速發(fā)展。由此可見，計算機仿真技術(shù)的應用領(lǐng)域不斷擴大，而且應用效果越來越好，必將成為當今計算機領(lǐng)域發(fā)展的新面孔。

參考文獻

[1] 張芹. 計算機仿真技術(shù)在教學中的應用探討[J]. 科協(xié)論壇（下半月）. 2008（03）

[2] 龔小剛. 計算機仿真技術(shù)及其應用[J]. 硅谷. 2008（16）

篇4

關(guān)鍵字：虛擬仿真技術(shù)；建筑施工；應用

中途分類號：TU7 文獻標識碼：A

系統(tǒng)仿真是以多種學科理論為基礎(chǔ)，以計算機及其軟件為工具進行試驗研究的理論和方法論體系。仿真技術(shù)顧名思義，是把自然界中的物理現(xiàn)象通過一定的物理和數(shù)學模型在計算機上模擬來得到實際場變量的分析，有助于預知關(guān)心的物理現(xiàn)象。簡單的說，仿真技術(shù)是對系統(tǒng)模型的一種試驗技術(shù)(是對系統(tǒng)動態(tài)模型的一種實驗手段)，在安全性和經(jīng)濟性方面有較大的優(yōu)越性。

一、虛擬仿真技術(shù)的應用現(xiàn)狀

目前，虛擬現(xiàn)實技術(shù)在國際上是一個熱門研究課題，其應用已取得引人注目的成效，在國內(nèi)也引起了廣泛的重視。當人們需要構(gòu)造當前不存在的環(huán)境、人類不可能到達的環(huán)境或構(gòu)造虛擬環(huán)境以代替耗資巨大的現(xiàn)實環(huán)境時，虛擬現(xiàn)實技術(shù)是必不可少的。隨著計算機硬件、軟件技術(shù)的發(fā)展以及人們越來越認識到它的重要作用，虛擬仿真技術(shù)在各行各業(yè)都得到了不同程度的發(fā)展，并且越來越顯示出廣闊的應用前景。虛擬現(xiàn)實的廣泛應用前景使之成為目前最具影響力的技術(shù)之一。軍事領(lǐng)域、航天技術(shù)、建筑設(shè)計、工業(yè)設(shè)計、教育培訓、醫(yī)學領(lǐng)域、石油化工等等，虛擬戰(zhàn)場、虛擬城市、甚至“數(shù)字地球”，無一不是虛擬技術(shù)的應用。虛擬仿真技術(shù)將使眾多傳統(tǒng)行業(yè)和產(chǎn)業(yè)發(fā)生革命性的改變。虛擬仿真技術(shù)在建筑方面的應用主要有：大型建筑先期演示和論證；建筑設(shè)計領(lǐng)域；結(jié)構(gòu)工程領(lǐng)域(工程結(jié)構(gòu)分析、巖土工程分析)；房地產(chǎn)展示領(lǐng)域(全方位的數(shù)字化沙盤、數(shù)字化投標領(lǐng)域、房地產(chǎn)展示、施工流程的數(shù)字化模擬)。本文主要闡述虛擬仿真技術(shù)在建筑施工中的應用。

二、虛擬仿真技術(shù)在建筑施工中的應用方式

（一）用當前流行的三維動畫軟件3DS MAX、虛擬現(xiàn)實軟件3DVRI、多媒體編排軟件NeoBook、編程工具C#來實現(xiàn)模擬施工和虛擬建筑場景漫游。

3DVRI制作出來的虛擬仿真系統(tǒng)主要功能有：全方位互動漫游功能；即時輸出功能；數(shù)據(jù)實時查詢及修改功能；語音定位功能；導航圖功能。

事先用3DSMAX軟件做好建筑場景及主體的3D模型以及各施工模塊的3D模型，然后用3DVRI虛擬現(xiàn)實軟件對動畫場景進行處理轉(zhuǎn)換為3DVRI實時三維系統(tǒng)，最后用NeoBook軟件在3DVRI實時三維系統(tǒng)中按照需求寫入不同的指令，為實時三維系統(tǒng)添加交互功能，可以利用專業(yè)編程工具如C#等軟件對實時三維系統(tǒng)中的模型及動畫進行精確控制，并可編寫更復雜的交互功能程序，最終為可獨立運行的3DVRI施工模擬虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)。此方案對于多種施工方案的展示、施工工序的編排比較有用，但無法對于施工方案進行預見性的模擬。

（二）用專業(yè)的建筑虛擬現(xiàn)實軟件(如奔特力Bentley、Multigen、Veger等)，結(jié)合部分編程技術(shù)，實現(xiàn)具有較強人機交互能力、模擬建筑施工過程，以選擇合理的設(shè)計方案以及合理的施工方案。

本方案更為專業(yè)和智能，能預見性地發(fā)現(xiàn)施工方案中的不足，便于指導施工，可以有效地提高施工水平、消除施工隱患、防止施工事故、減少施工成本與時間。此方案的軟件購置費用比較高。

比較著名的是英國Bentley建筑工程系列軟件公司提供的系列建筑仿真軟件，目前已經(jīng)在中國建筑、工程以及建造領(lǐng)域得到一些應用，主要在各建筑設(shè)計院使用，在施工中企業(yè)的應用還屬于起步階段。Bentley工程軟件系統(tǒng)公司首席執(zhí)行官Greg Bentley宣布了兩項新的中國計劃，以支持中國的大規(guī)?；ㄍ顿Y。首先，Bentley亞洲總部將進駐北京，為中國的基建領(lǐng)域提供全面配套的軟件產(chǎn)品；其次，即將啟動的Bentley Power計劃，使中國用戶可在初期免費注冊專業(yè)的計算機輔助制圖／設(shè)計(CADD)軟件服務。

三、建筑施工中應用虛擬仿真系統(tǒng)的意義

（一）建筑工程施工方案的選擇和優(yōu)化。

建筑工程施工的施工方法及施工組織的選擇和優(yōu)化主要是建立在施工經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，存在一定局限性。同時，現(xiàn)代建筑基本都具有鮮明的個性，建筑工程施工成為不可完全重復的過程。使用施工虛擬仿真技術(shù)將可以直觀、科學地展示不同施工方法和施工組織措施的效果，可以定量地完成方案的對比，有助于施工方案的選擇和優(yōu)化，真正實現(xiàn)最優(yōu)施工。

（二）施工技術(shù)革新和新技術(shù)引入。

施工虛擬仿真技術(shù)一方面能使廣大施工技術(shù)人員低成本地試驗施工新工藝和革新思路，有助于創(chuàng)造性的充分發(fā)揮，同時能真切展示新技術(shù)的成效，縮短建筑業(yè)新技術(shù)的引入期和推廣期，降低新技術(shù)、新工藝的實驗風險。

（三）施工管理

施工虛擬仿真技術(shù)能事先模擬施工全過程，能提前發(fā)現(xiàn)施工管理中質(zhì)量、安全等方面存在的隱患，因而可以采取有效的預防和強化措施，提高工程施工質(zhì)量和施工現(xiàn)場管理效果。

（四）安全、生產(chǎn)培訓

施工虛擬仿真技術(shù)能實時、直觀地顯示施工過程的實際情況，有助于操作人員全面了解操作流程，優(yōu)質(zhì)安全地完成施工任務。

（五）大型工程設(shè)計

施工虛擬仿真技術(shù)可以考察建筑設(shè)計是否合理，可以方便地對擬改進部位進行修改，從而得到滿意的設(shè)計結(jié)果。設(shè)計的仿真也有利于設(shè)計單位與業(yè)主、施工單位進行設(shè)計交底。

（六）建筑市場管理

施工虛擬技術(shù)在招投標過程中能直觀對比各方的施工方法和成效，增加評標的透明度和公正性，有利于建筑市場的規(guī)范管理。

（七）其它方面

開發(fā)施工虛擬仿真技術(shù)必然帶動虛擬現(xiàn)實技術(shù)廣泛地應用于建筑業(yè)其它方面，帶動以下幾方面的進步：城市和市政規(guī)劃的優(yōu)化；投資者的投資意圖及市場推銷；建筑機械設(shè)計；仿真和虛擬現(xiàn)實技術(shù)。

四、總結(jié)：

總而言之，隨著信息技術(shù)的高速發(fā)展，各種新型技術(shù)都已經(jīng)開始投入實踐。建筑業(yè)也必須敢于創(chuàng)新，勇于嘗試，這是建筑行業(yè)發(fā)展自身、壯大自身并適應時展的唯一途徑。

參考文獻：

篇5

關(guān)鍵詞：虛擬仿真技術(shù)；房建施工；應用研究

中圖分類號：TU74 文獻標識碼：A 文章編號：

我國在將虛擬仿真技術(shù)應用在房建施工方面，有許多成功的案例，比如中央電視臺新址、上海的環(huán)球金融中心以及廣州珠江新城西塔等等。在房建施工中，應用虛擬仿真技術(shù)具有很多的優(yōu)勢，可以對其進行推廣和應用。

1、虛擬仿真技術(shù)

虛擬仿真技術(shù)指的是人們借助于計算機技術(shù)、傳感技術(shù)、仿真技術(shù)以及多媒體技術(shù)等，來研究外界環(huán)境感知模型。以往的系統(tǒng)仿真技術(shù)很少涉及到這個領(lǐng)域，因此，可以說虛擬仿真技術(shù)是一項重大的科技突破。

2、虛擬仿真技術(shù)在房建施工中的應用

虛擬施工技術(shù)的應用研究：從理論層面上來講，依據(jù)相關(guān)的要求來將施工設(shè)計圖具體的實施，是非常簡單的過程，但是，在實際的施工中，這個過程卻是十分困難的。因為，在具體的施工中，會遇到各種各樣的地質(zhì)情況，會選擇各種各樣的施工方法，那么在施工的過程中，必然會遇到一些突發(fā)的事情。在以往，我們遇到困難的時候，總是依靠施工經(jīng)驗來進行解決，優(yōu)化施工方法和施工組織，但是施工經(jīng)驗會有一定的局限存在，那么在局限的經(jīng)驗下指導施工，就很可能出現(xiàn)一些失誤。特別是隨著建筑風格和結(jié)構(gòu)的多樣化，這種全新的建筑是沒有經(jīng)驗可循的，如果依然走過去那種老路，就會產(chǎn)生很多的問題，施工的質(zhì)量和施工的安全得不到保證，此外，還會增加施工成本和能源資源消耗。

在建筑施工中應用虛擬施工技術(shù)，就可以有效的解決這些問題；利用虛擬施工技術(shù)，可以依據(jù)相關(guān)的工程情況來建立幾何模型，有著高度的仿真性和交互性。工作人員可以依據(jù)相關(guān)的要求來進行模擬施工，在施工中尋找最為合適的方法和手段。相對于傳統(tǒng)的方法，這種方法可以有效的降低施工成本，縮短工期，并且還可以有效的提升施工質(zhì)量。目前，很多的企業(yè)都開始應用虛擬施工技術(shù)，他們只需要建立一個三維模型，可視化模擬施工的全過程，在實際施工之前，就可以對各種構(gòu)件的關(guān)系和位置進行準確的把握，這樣施工安全控制參數(shù)就可以依據(jù)比對來有效地的出來。

仿真技術(shù)在建筑施工中的應用研究：在建筑施工中應用仿真技術(shù)，主要的作用就是讓虛擬的建筑物更加的真實。應用仿真技術(shù)，可以讓建筑物周圍環(huán)境的外景十分逼真。只需要按照設(shè)計圖紙的樣本來進行建筑物的施工，就可以建模渲染建筑物和周圍的各種元素，比如周圍的建筑、場景和道路等等。在仿真場景中，任何一個物體的高度都和現(xiàn)實中一樣，并且有靜有動，有著十分強烈的真實感，讓人仿佛身臨其境。設(shè)計人員要想體驗其中，只需要從多個角度來觀察仿真環(huán)境即可。目前，在很多的建筑中都應用了這種仿真技術(shù)，并且取得了不錯的效果。

虛擬仿真技術(shù)在復雜空間鋼結(jié)構(gòu)施工中的應用：現(xiàn)代建筑中鋼結(jié)構(gòu)施工十分常見，它非常重要，并且十分復雜；它的復雜性指的是鋼結(jié)構(gòu)并不是一下子完成的，需要一個部分一個部分來進行，在不同的施工階段，會有著不同的結(jié)構(gòu)形態(tài)、受力特性、邊界條件和負載情況，那么下一個環(huán)節(jié)施工的時候，平衡狀況可能就達不到相應的要求。并且，再接著進行下一個階段的施工時，新的平衡又會產(chǎn)生。也就是說，接下來的每一個階段都需要重新尋找平衡。要想保證這么復雜的工程質(zhì)量，就需要在實施的過程中認真的把握每一個微小細節(jié)，對所有的因素進行綜合的考慮。鋼結(jié)構(gòu)工程對建筑整體十分的重要，如果在這個工程的施工分析中出現(xiàn)了問題，那么就不能有效的指導具體的施工，從而增加資源浪費和施工成本，還有可能導致一些重大安全事故的發(fā)生。如果依然采用的是傳統(tǒng)的施工方法和經(jīng)驗，那么就不能保證這個工程的質(zhì)量，針對這種情況，就可以采用虛擬仿真技術(shù)；通過實踐研究證明，在工程施工中采用虛擬仿真技術(shù)，可以全程跟蹤分析復雜的空間鋼結(jié)構(gòu)施工，這樣比較危險的階段就可以及時的找出來，從而采取一系列的措施來進行控制和防范，降低事故發(fā)生的幾率。

虛擬仿真的三維動畫在施工中的應用：在以往，分析研究工程進度的時候，依據(jù)的是主觀的判斷和經(jīng)驗，這樣研究出來的結(jié)果也不具備指導意義，因為它沒有足夠的科學性。而在建筑施工中應用了虛擬仿真技術(shù)中的三維動畫，就可以科學合理的分析施工的全過程。采用虛擬仿真技術(shù)的三維動畫，可以詳細的表現(xiàn)出施工過程中的每一個細節(jié)；那么設(shè)計員、業(yè)主和專家就可以迅速的找到工程施工中的一些重難點、關(guān)鍵環(huán)節(jié)以及注意事項等等；并且依據(jù)具體的需要來及時的調(diào)整和修改施工方案。虛擬仿真技術(shù)不需要投入大量的資金，也沒有很大的難度，因此，可以進行積極的推廣和應用。

虛擬仿真技術(shù)在施工安全方面的應用：主要體現(xiàn)在兩個方面，一是可以實現(xiàn)施工安全控制方案的最優(yōu)化；如果采用傳統(tǒng)的模式，很可能會遺漏一些安全隱患；而采用虛擬仿真技術(shù)就不會出現(xiàn)這個問題，因為它可以模擬演練各種各樣的施工安全管理方案，對演練效果進行分析，采用科學的手段來綜合比較施工中不安全的人、物以及可能存在的一些安全隱患等等，制定出合理的施工方案，既能夠減小安全事故發(fā)生幾率，又可以保證工程施工的質(zhì)量。二是可以實現(xiàn)安全預防和演練的最優(yōu)化，首先依據(jù)虛擬仿真模擬，工程師就可以及時發(fā)現(xiàn)一些可能存在安全隱患的環(huán)節(jié)和部位，并且，三維動態(tài)仿真模型的建立，也可以起到協(xié)助的作用，總結(jié)本次現(xiàn)場模擬的分析和演示結(jié)果，避免日后發(fā)生類似的事故；其次，緊急逃生可以用三維動態(tài)仿真模型來進行有效的模擬，現(xiàn)場人員可以依據(jù)在模型中出現(xiàn)的建筑物事故模型，來充分的了解并且有效的選擇事故發(fā)生現(xiàn)場的應急措施、自救方式以及逃生路線，從而在很大程度上降低事故所造成的損失。

3、結(jié)語

通過大量的實踐研究表明，在建筑施工中應用虛擬仿真技術(shù)，可以有效的控制施工成本和安全風險，提高施工質(zhì)量。隨著時代的發(fā)展和社會經(jīng)濟的進步，虛擬仿真技術(shù)的應用范圍將會越來越廣。本文簡要分析了虛擬仿真技術(shù)在房建施工中的應用，希望可以提供一些有價值的參考意見。

參考文獻：

[1]嚴勇.建筑施工中虛擬仿真技術(shù)的實踐應用探究[J].建筑與文化，2012,2（3）：123-125.

[2]范振學.淺談虛擬仿真技術(shù)在建筑施工中的應用[J].城市建設(shè)理論研究，2013,2（4）：87-89.

篇6

關(guān)鍵詞：虛擬仿真 汽車維修 三維建模

中圖分類號：U472 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）02（a）-0160-02

Abstract：With the development of automotive technology， the demands of vehicle maintenance and repair education are higher and higher. This paper introduces the specification of virtual simulation and analyses the traditional education`s current situation and requirements. At last we design the education system based on virtual simulation and give the overall scheme and key technology. Through the education of virtual simulation， the education level and the student’s ability will be improved.

Key Words：Virtual simulation； Vehicle maintenance and repair； 3D modeling

當今世界，科學技術(shù)迅猛發(fā)展，新技術(shù)的不斷涌F迫使傳統(tǒng)行業(yè)需要不停地進行自我升級，虛擬仿真技術(shù)是當前快速發(fā)展和廣泛應用的新技術(shù)之一，其在工業(yè)、教育、娛樂等多個行業(yè)有著廣泛的應用。伴隨著汽車工業(yè)技術(shù)的飛速發(fā)展，其對汽車維修教育水平提出了更高的要求，采用新技術(shù)手段來滿足這個要求是我們需要深入思考的問題，而虛擬仿真技術(shù)與汽車維修教學的結(jié)合為提高傳統(tǒng)汽修教學的水平提供了很好的技術(shù)手段。

1 虛擬仿真技術(shù)簡介

虛擬仿真技術(shù)是當前科技發(fā)展的熱門話題，在諸多方面有著廣泛的應用，虛擬仿真技術(shù)是多種前沿技術(shù)交叉形成的新技術(shù)，主要包括仿真技術(shù)、計算機圖形學、人機接口技術(shù)、多媒體技術(shù)、傳感技術(shù)和網(wǎng)絡技術(shù)等多種技術(shù)的集合交叉。虛擬仿真技術(shù)的具體應用主要包括環(huán)境模擬、狀態(tài)感知、人機交互和傳感設(shè)備等方面。環(huán)境模擬是由計算機生成的、實時動態(tài)的三維立體逼真圖像。狀態(tài)感知是指理想的虛擬仿真技術(shù)應該具有具體應用所需要的感知能力，一般包括視覺感知、聽覺感知、觸覺感知、力覺感知、運動感知等。人機交互是指用戶根據(jù)計算機的模擬環(huán)境做出相應的動作，同時計算機對用戶的輸入做出實時響應，形成交互互動的過程。

2 汽車維修訓練系統(tǒng)的現(xiàn)狀及需求

虛擬仿真技術(shù)由于在人機交互及用戶體驗方面具有良好的應用優(yōu)勢，使其對傳統(tǒng)的以汽車實物為對象進行維修教育的模式產(chǎn)生了很大的沖擊，其技術(shù)優(yōu)勢和廣闊的應用前景對教育技術(shù)而言是一個革命性的技術(shù)變革。

傳統(tǒng)的汽車維修教育一般是以汽車實物為教學對象，根據(jù)不同的汽車類型和故障模式，通過傳統(tǒng)的教學手段和工具進行實體的維修教育，這種教育模式在汽車發(fā)明產(chǎn)生有史以來發(fā)揮著巨大的作用。但隨著汽車技術(shù)和教育技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)的汽車維修教育模式存在著諸多的弊端，主要表現(xiàn)在以下幾個方面。

（1）汽車技術(shù)發(fā)展的速度越來越快，以傳統(tǒng)發(fā)動機、變速箱為技術(shù)核心的技術(shù)體系正被以混合動力以及其他動力為核心的技術(shù)體系所沖擊，汽車維修教育不能快速地適應汽車技術(shù)的更新發(fā)展。

（2）傳統(tǒng)的使用實體汽車或汽車部件為教學對象的維修教育模式，不能很好地適應現(xiàn)代教育技術(shù)的發(fā)展，使得維修教育機構(gòu)培養(yǎng)的汽車維修人才與社會實踐實際的維修人才需求相脫節(jié)。

（3）思想是行動的先導，由于教育者自身認知能力的不足以及思維定勢的影響，導致傳統(tǒng)的汽車維修教育機構(gòu)對于新技術(shù)在教學中具體應用的積極程度不高，進而影響到新技術(shù)的推廣應用。

3 基于虛擬仿真技術(shù)的汽車維修教學系統(tǒng)的設(shè)計

3.1 需求分析

近十多年來，我國的汽車工業(yè)飛速發(fā)展，全國的各類汽車保有量大幅提升，對汽車維修的從業(yè)人員的需求量也越來越大，進而對汽車維修培訓機構(gòu)的數(shù)量、教學質(zhì)量等方方面面也提出了更高的要求?！肮び破涫卤叵壤淦鳌?，教學質(zhì)量的提高離不開教學模式的改進，汽車新技術(shù)和教育新技術(shù)的不斷發(fā)展涌現(xiàn)，使得汽車維修的教學模式也要隨之改變。當前的汽車維修教學主要有以下幾個特點。

（1）由于汽車維修的專業(yè)性強，細分門類較多，從而要求從業(yè)人員必須具備良好的專業(yè)理論基礎(chǔ)和扎實的實踐操作技術(shù)功底，能夠熟練地掌握各種維修基本技能，主要包括汽車檢測、故障診斷、零配件拆裝、機電一體化儀器設(shè)備的熟練使用等。上述的種種要求需要對傳統(tǒng)的汽車維修的教學方式進行變革。

（2）當前，科學技術(shù)發(fā)展迅速，新技術(shù)在各行各業(yè)的廣泛應用深刻地改變著社會面貌，汽車維修的教學也不例外。計算機技術(shù)和虛擬仿真技術(shù)的發(fā)展及其在教育領(lǐng)域中的具體應用，使得受教者能身臨其境地學習到汽車維修的理論和實踐知識，與傳統(tǒng)的板書、圖片、教具及錄像等教學模式相比，其教學成效更加顯著，所以基于虛擬仿真技術(shù)的汽車輔助維修訓練系統(tǒng)的設(shè)計對于汽車維修教育具有極其重要的實際意義。

（3）通過虛擬仿真汽車維修教學系統(tǒng)的教學，受教者能夠迅速地熟練掌握汽車的總體構(gòu)成框架、各分系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理、檢測設(shè)備的使用和汽車故障的診斷維修方法，為今后從事汽車維修行業(yè)打下良好的基礎(chǔ)。

3.2 總體設(shè)計

虛擬仿真技術(shù)在汽車維修教學的具體應用主要是通過基于虛擬仿真技術(shù)的汽車維修教學系統(tǒng)來完成，該教學系統(tǒng)的總體設(shè)計如圖1所示，主要由6個部分組成，分別是汽車總體構(gòu)成、汽車工作原理、分系統(tǒng)檢測、零配件拆裝、故障診斷維修和維修儀表應用。

系統(tǒng)設(shè)計時首先進行汽車三維數(shù)字建模，然后對各子模塊分別設(shè)計并最終合成疊加，在進行子模塊設(shè)計時需要結(jié)合原有教學中開展的相關(guān)項目，同時增加考慮新能源汽車、混合動力汽車等新技術(shù)的汽車維修需求，進行子模塊的方案設(shè)計、調(diào)試及試運行，并最終形成仿真維修教學系統(tǒng)。

3.3 關(guān)鍵技術(shù)

汽車維修仿真訓練系統(tǒng)的設(shè)計開發(fā)核心在于三維數(shù)字建模，主要包括3方面的數(shù)字建模：一是汽車整車的數(shù)字建模；二是汽車零部件的數(shù)字建模；三是儀表工具等輔助維修手段的數(shù)字建模。這個3個方面的三維數(shù)字建模是各子系統(tǒng)開發(fā)的基礎(chǔ)，且數(shù)字建模的過程基本相似，可以分以下3個步驟進行。

第一步是汽車整車、零部件以及儀表工具等輔助維修手段相關(guān)數(shù)據(jù)的收集整理，并對相關(guān)的數(shù)據(jù)進行分析，主要包括物理尺寸、結(jié)構(gòu)框架、電路布局及走向、各部件的相對位置等數(shù)據(jù)資料。

第二步是根據(jù)收集分析的數(shù)據(jù)，使用三維建模軟件（3D Max或者MAYA）進行三維建模和后期處理，三維建模所使用的數(shù)據(jù)和實際建模后的效果應相互一致并與實際情形相符，在建模完成以后的后期處理，要兼顧光影配合的渲染效果，突出明暗陰影的效果。

第三步是模型合成與優(yōu)化，將三維建模軟件所建立的實體模型的格式轉(zhuǎn)換為Open Flight格式，并按照汽車模型數(shù)據(jù)庫的邏輯結(jié)構(gòu)進行打包壓縮存儲。

在三維數(shù)字建模完成的基礎(chǔ)上，完成對圖1各個分系統(tǒng)的設(shè)計開發(fā)。

4 結(jié)語

新技術(shù)的發(fā)展和應用正深刻地改變著這個社會，虛擬仿真技術(shù)在汽車維修教學中的應用也將深刻地改變傳統(tǒng)的汽車維修教學理念，并大大提高教學成效，使得大批的受教者能更加迅速地掌握各型汽車的維修技能，更好地為服務社會做出貢獻。

參考文獻

[1] 李林.汽車檢測與維修專業(yè)的人才培養(yǎng)[J].新疆有色金屬，2009（4）：62-63.

[2] 崔蕾.虛擬現(xiàn)實技術(shù)及其應用綜述[J].福建電腦，2008（5）：

25-26.

[3] 崔杏園.虛擬現(xiàn)實及其演變發(fā)展[J].機械工程師，2006（2）：

篇7

【關(guān)鍵詞】虛擬仿真；實訓教學；應用方法

虛擬仿真技術(shù)在多媒體技術(shù)、虛擬現(xiàn)實技術(shù)與網(wǎng)絡通信技術(shù)等信息科技迅猛發(fā)展的基礎(chǔ)上，將仿真技術(shù)與虛擬現(xiàn)實技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，虛擬仿真技術(shù)以構(gòu)建全系統(tǒng)統(tǒng)一的完整的虛擬環(huán)境為典型特征，并通過虛擬環(huán)境集成與控制為數(shù)眾多的實體。虛擬仿真技術(shù)逐漸應用于教育領(lǐng)域當中，形成一種新的教學模式——虛擬仿真教學，即利用實物或計算機創(chuàng)設(shè)相應的虛擬環(huán)境或工具，并模擬真實事例進行操作、驗證、設(shè)計、運行等實驗、實訓的教學方式。

1.背景分析

教育部《關(guān)于全面提高高等職業(yè)教育教學質(zhì)量的若干意見》中指出：高職教育“人才培養(yǎng)模式改革的重點是教學過程的實踐性、開放性和職業(yè)性，實驗、實訓、實習是三個關(guān)鍵環(huán)節(jié)”，加強實訓、實習基地建設(shè)是高職院校改善辦學條件、突出辦學特色、提高教學質(zhì)量的重點，高職院校在各個專業(yè)教學計劃中開設(shè)足夠的實訓實踐課程是對上述要求的積極響應。

傳統(tǒng)的實訓教學過程大多圍繞硬件實物，在實驗室、實訓室或企業(yè)車間等場所中實地展開實施，因其直觀易感和接近生產(chǎn)實際，向來都是高職實踐課程的主流教學方式。然而這種教學方式存在先天不足，投入大、適應性差且難于開放等問題，往往使實踐教學進程面臨窘境。充分利用計算機技術(shù)和現(xiàn)代信息技術(shù)，開發(fā)虛擬工廠、虛擬車間、虛擬實驗、虛擬工藝，是許多高職院校尋找行之有效的技術(shù)手段來緩解傳統(tǒng)實踐教學模式所帶來的壓力的努力方向。虛擬仿真教學技術(shù)具有多感知性、沉浸性、交互性、構(gòu)想性等特點，這些特點有益于教師的實訓教學和學生專業(yè)技能的訓練，為解決高職教育面臨的實訓難、實習難和就業(yè)難等問題開辟了一條新思路，因此迅速發(fā)展起來的虛擬仿真技術(shù)應用于實驗實訓教學必然成為高職院校的最佳選擇。

2.虛擬仿真技術(shù)的比較優(yōu)勢

目前高職院校很多專業(yè)，如數(shù)控技術(shù)、焊接技術(shù)、計算機網(wǎng)絡技術(shù)、應用化工技術(shù)等專業(yè)都引入了虛擬仿真實訓教學方式。虛擬仿真技術(shù)非常適合高職院校的人才培養(yǎng)模式，高職教育采用虛擬仿真技術(shù)具有必要性、可行性和優(yōu)越性。虛擬仿真軟件在企業(yè)中也得到了廣泛應用，很多企業(yè)都采用虛擬仿真軟件進行產(chǎn)品設(shè)計，如芯片設(shè)計采用的Tanner EDA軟件，網(wǎng)絡設(shè)計采用的OPNET、NS2軟件等。因此，學生在學校使用虛擬仿真教學軟件所獲得的實踐技能，同樣可以應用到以后的工作之中。

與傳統(tǒng)的實物形態(tài)實踐教學不同，虛擬仿真技術(shù)教學是通過計算機軟件實現(xiàn)的。與傳統(tǒng)實踐教學模式相比，采用虛擬仿真技術(shù)進行實踐課程教學具有明顯的技術(shù)優(yōu)勢。主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

2.1 節(jié)約教學成本，具有高效性

基于計算機軟件的虛擬仿真技術(shù)實訓教學模式與實物教學模式相比，設(shè)備和資金投入少，更新、維護方便。學生在虛擬仿真教學平臺上，無需完成實物教學中的許多重復性工作，縮短了學生完成工作任務的時間。同時，針對存在的問題還可進行反復的操作訓練，也不用考慮設(shè)備的損壞和材料的消耗，極大地節(jié)約教學成本，提高了學習效率。從教學資源規(guī)劃、建設(shè)和使用的全過程質(zhì)量管理角度看，虛擬仿真實踐教學模式的綜合運行成本遠低于傳統(tǒng)的實物操作教學模式。

2.2 廣泛的適應性和適用性

傳統(tǒng)實踐課程教學模式的適應性較差，虛擬仿真技術(shù)不受課程、學科門類和專業(yè)技術(shù)領(lǐng)域限制，是一種普遍適用的技術(shù)手段，具有廣泛的適用性。

（1）通用性、兼容性強

虛擬仿真技術(shù)具有極強的教學功能兼容性，適用于從教學設(shè)計直到考核測評的實踐教學全過程。對于工科實踐教學，多數(shù)通用型應用軟件兼具仿真功能，通常一款軟件可以同時支持多門課程的仿真教學，一門課程的教學也可以由多款軟件來實現(xiàn)，并且凡能以實物方式展開的實踐教學內(nèi)容，理論上虛擬仿真技術(shù)都可以做到。比如電類各專業(yè)基礎(chǔ)實驗、實訓項目教學，都能用通用型EDA軟件（如Multisim或Protel等）的仿真功能實現(xiàn)，化工類專業(yè)實訓則可用化工仿真DCS操作系統(tǒng)的單元級、工段級仿真軟件實現(xiàn)。

（2）打破時空限制，具有靈活性，易于改進升級

虛擬仿真教學可以擺脫傳統(tǒng)現(xiàn)場教學地點固定、時間有限、設(shè)備不足和內(nèi)容難改的局面，學生只要在計算機中安裝了虛擬仿真軟件，就可以把虛擬仿真教學延伸到教室、宿舍甚至家庭，隨時隨地的運用虛擬仿真教學軟件進行學習和探索，突破了時間和空間的限制，也不受場地等外界條件的限制，使學習變得更加靈活。

虛擬仿真技術(shù)的改進和升級在很大程度上就是軟件的改進與升級，速度快、風險小，利用網(wǎng)絡信息資源能夠緊隨技術(shù)進步，更能切中時需，保證實踐教學的動態(tài)有效性，也更能彰顯出對實踐類課程教學的催化作用。

（3）容錯功能強

生源不理想、學生基礎(chǔ)較差是高職院校中普遍存在的實際問題，學生對一些偏深的理論知識點常常一知半解，實驗、實訓過程中出現(xiàn)操作失誤在所難免。以實物為操作對象的傳統(tǒng)實踐教學，某些情況下誤操作有可能導致教學事故，危及儀器設(shè)備甚至是人身安全?；谔摂M仿真技術(shù)的實踐教學操作對象是計算機軟件，教師盡可設(shè)置各種正常、故障甚至極端故障狀態(tài)以便“虛擬”地歷練學生，學生也盡可按部就班地執(zhí)行各種規(guī)范操作去“證明”或者嘗試誤操作去“證偽”，完全沒有損壞儀器設(shè)備或危及人身安全的顧慮。仿真可以通過參數(shù)控制模擬真實設(shè)備的機械性能，實時反饋實驗結(jié)果，檢驗各種指令的正確性，通過反復練習達到操作練習的目的。

3.虛擬仿真技術(shù)在實訓教學中的應用

3.1 樹立虛實結(jié)合的實訓教學理念

虛擬仿真實訓教學有助于學生理解實訓內(nèi)容，并在一定程度上提高學生的動手能力。不過虛擬仿真實訓只是模擬真實的實訓教學，實訓過程缺少“實物感”，并不能完全代替實物實訓。因此，應該認識到虛擬仿真實訓與實操實訓各有特點，二者優(yōu)勢互補，不可相互取代。如在網(wǎng)絡實訓教學項目中，用到的網(wǎng)絡設(shè)備，包括路由器、交換機等種類、型號很多。采用虛擬仿真實訓教學軟件，學生雖然也能使用到這些設(shè)備，但仿真設(shè)備與實物還是有一定的區(qū)別，到真正的實操實訓中可能會無從下手。因此，應該注重將虛擬仿真實訓與實物實訓結(jié)合起來，相得益彰。在進行虛擬仿真實訓的基礎(chǔ)上，有目的地安排一些實訓內(nèi)容在真實環(huán)境中操作，這樣學生會對實訓的設(shè)備有親身的體會，更能加深實訓的印象，提高實訓的效果和質(zhì)量。在實訓內(nèi)容的安排上，可以讓低年級學生先進行虛擬仿真實訓，在學生完全掌握實訓的內(nèi)容和流程之后，再進行實物實訓，這樣就能夠達到事半功倍的效果。

3.2 根據(jù)實訓要求建立仿真模型

仿真模型既包括電子裝備外觀、結(jié)構(gòu)的三維物理模型，也包括揭示其內(nèi)在工作機理及行為的數(shù)學模型。對三維物理模型的建立，主要依據(jù)裝備本身的物理狀態(tài)，其原則是在盡量減小面數(shù)的同時提高逼真度。對系統(tǒng)數(shù)學模型的建立，則需要視系統(tǒng)的復雜程度進行取舍和優(yōu)化，本著夠用為度的原則，盡量減小運算量。建立數(shù)學模型時，還應考慮到系統(tǒng)運行時的參數(shù)調(diào)整。

3.3 創(chuàng)建仿真裝備的虛擬場景并驅(qū)動

對于虛擬場景的驅(qū)動，應根據(jù)使用方式的不同，采用不同的方式。如果進行的僅是裝備外觀、結(jié)構(gòu)的展示，可使用EON進行動作的編輯和驅(qū)動；如果需要對裝備進行虛擬操作仿真，則使用GLStudio軟件先進行操作面板、虛擬儀表的編輯和制作，然后再利用Vega Prime驅(qū)動以實現(xiàn)更復雜的交互操作。

3.4 整合教學仿真軟件要素、系統(tǒng)集成

系統(tǒng)集成就是將上述做好的模型、場景按照教學軟件所需的形式其有機地整合在一起，使之成為一個完整的、規(guī)范的教學軟件。系統(tǒng)集成可以使用目前常用的軟件開發(fā)平臺（如VB、vc++等）。由于上述虛擬現(xiàn)實驅(qū)動軟件（如EON、GLStudio及VegaPrime等）均以ActiveX控件方式提供了可用于常用軟件開發(fā)平臺的運行插件，因此，系統(tǒng)集成變得十分方便。編寫程序時，只需考慮軟件功能的安排，注意程序間的兼容性即可。在進行系統(tǒng)集成時，還需要將系統(tǒng)行為仿真的結(jié)果通過視景仿真表現(xiàn)出來，即用行為仿真的數(shù)據(jù)來驅(qū)動三維物理模型的動作。由于系統(tǒng)行為仿真采用了專門的運行平臺，與視景仿真處于不同的系統(tǒng)進程中，因此這種驅(qū)動是通過兩進程間的實時通信（需考慮進程間的同步）來完成的。

4.虛擬仿真實訓教學應注意的問題

4.1 注重虛擬仿真系統(tǒng)設(shè)計和教學人才隊伍的建設(shè)

虛擬仿真實訓教學系統(tǒng)的建設(shè)和發(fā)展，離不開高素質(zhì)高技能人才隊伍的支撐。虛擬仿真實訓教學系統(tǒng)科學合理設(shè)計和有效使用，需要教師在教學理念和教學能力上都達到一定的水平。目前，國內(nèi)各高職院校都有信息管理中心或者信息類專業(yè)，可以此為依托，培養(yǎng)虛擬仿真教學系統(tǒng)的開發(fā)隊伍。與此同時，可考慮與企業(yè)合作進行虛擬仿真實訓教學人才隊伍的建設(shè)，聯(lián)合培養(yǎng)虛擬仿真教學軟件開發(fā)和設(shè)計人才。

4.2 虛擬仿真實訓操作與現(xiàn)場操作的區(qū)別

仿真操作是模擬真實的生產(chǎn)裝置，再現(xiàn)真實生產(chǎn)過程的一種教學方法。其操作的模擬性和程序化與現(xiàn)場操作的靈活性和不可預見性還有距離。

仿真操作中的參數(shù)控制調(diào)節(jié)反復訓練，與實際生產(chǎn)中的參數(shù)嚴格準確控制相違背。這些問題在學生訓練過程中一定做出正確的指導和說明，以使學生適應實際的工廠現(xiàn)場操作。

4.3 構(gòu)建網(wǎng)絡化的虛擬仿真實訓教學系統(tǒng)

虛擬仿真教學環(huán)境能夠有效利用網(wǎng)絡信息資源，緊隨技術(shù)進步，保證實訓教學的動態(tài)有效性。如Flash mx等工具可以實現(xiàn)網(wǎng)上虛擬實訓，由于可以在網(wǎng)絡上瀏覽，因此其教學覆蓋面較廣，是一種具有發(fā)展前景的輔助實訓教學手段之一。采用信息技術(shù)建設(shè)遠程服務中心，構(gòu)建網(wǎng)絡化的虛擬仿真實訓教學系統(tǒng)，推進虛擬仿真實訓教學系統(tǒng)的共享，是虛擬仿真教學系統(tǒng)建設(shè)的努力方向。

參考文獻

[1]教育部.關(guān)于全面提高高等職業(yè)教育教學質(zhì)量的若干意見[DB/OL].[2012-12-26].http：///jwzx/jsfw/ShowArticle.asp？ArticleID=1553.

[2]艾倫.賈納斯?jié)蔀跛够?教育技術(shù)：定義與評析[M].北京：北京大學出版社，2010.

篇8

一、引進虛擬仿真技術(shù)，解決諸多實訓難題

在實訓教學中，我校遇到職業(yè)學校共有的問題：加工制造類實訓設(shè)備造價貴，學校財力無法承擔全部教學需要，更無法經(jīng)常更新對接前沿技術(shù)，且設(shè)備龐大、占地廣、能耗大、維護費用高。

為此，我校立足研討，在2008年就把校園網(wǎng)絡接入新實訓基地各車間、實驗室，統(tǒng)一配備多媒體教學系統(tǒng)，率先引入了虛擬仿真技術(shù)。近三年，學校加快了建設(shè)步伐，先后添置了上海宇龍數(shù)控仿真軟件、美國普魯易三維建模設(shè)計軟件、電工電子類PCV印刷電路板設(shè)計軟件等虛擬仿真教學軟件，利用其易學易用、交互能力強的特點，將抽象的過程形象化，提高了教學效果。同時，學校還與上海厚載智能公司校企共建數(shù)控車仿真實訓室；與美國參數(shù)技術(shù)（上海）軟件公司、南京培杉軟件公司共建校內(nèi)數(shù)字化設(shè)計與制造實訓基地等，將仿真教學貫穿于實訓教學全過程，提高學生動手能力。

借助虛擬軟件和仿真設(shè)備，學校減少了資金的投入，充分利用了有限資源，完成部分實訓內(nèi)容和實訓過程，很好地解決了以上職校實訓的一系列難題。

二、探索虛擬技術(shù)應用，形成了高效實訓模式

虛擬軟件和仿真實訓設(shè)備應用，重在提高實訓教學的效果。學校借助虛擬仿真技術(shù)，待學生練習到一定程度后改用生產(chǎn)設(shè)備，或者生產(chǎn)設(shè)備訓練與仿真訓練交替進行，最大限度擴展學生實訓時間，熟能生巧；同時借助仿真軟件，發(fā)揮學生的主觀能動性，滿足教學中的個性化需求，實現(xiàn)實訓與企業(yè)實際生產(chǎn)的接軌。如：在單片機實訓中，根據(jù)老師的銀行自動存取款機功能講解，學生通過網(wǎng)絡掌握設(shè)備工作原理后，利用單片機仿真實訓平臺相關(guān)模塊及元件，模擬一臺銀行自動存取款機控制器，如有困難，除向指導老師現(xiàn)場求助，還可通過教學資源庫中的教學課件找尋答案等。

虛擬仿真技術(shù)的應用，推進了學校教學改革的步伐，形成了“學做教合一”實訓教學新模式，包含任務的布置（學）――學生的操作（做）――教師的講解（教）――學生的檢驗修改應用――師生總結(jié)等環(huán)節(jié)，學生專業(yè)基礎(chǔ)理論學習與技能操作訓練同步，有效避免了理論、實踐脫節(jié)。

三、發(fā)揮虛擬教學作用，促進了師生專業(yè)成長

虛擬仿真技術(shù)在實訓教學的運用，極大提高學生學習積極性、技能水平。2010年至今，我校學生中級工一次通過率98%以上、高級工一次通過率89%以上。學生在各級各類技能競賽中成績優(yōu)異，2008年以來，我校在全國技能大賽中獲得13金6銀1銅，其中3個全國狀元；2010年至今，學校在江蘇省技能大賽上獲得35金44銀31銅，其中26名省狀元，尤其秦鑫同學畢業(yè)后代表企業(yè)參加了江蘇省首屆技能狀元大賽，獲得“江蘇技能狀元”；在今年張家港市首屆職業(yè)技能大賽上，我校又產(chǎn)生3個狀元。技能帶動就業(yè)，學校對口就業(yè)率95%，就業(yè)率100%，大批學生到企業(yè)后成為生產(chǎn)一線骨干，普遍受到用人單位青睞。

篇9

【關(guān)鍵詞】電子電工 電子仿真技術(shù) 應用效果分析

仿真模型主要是指物理模型或者是數(shù)學模型，可以替代實際的教學手段開展實驗和分析。隨著計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，應用計算機開展模擬仿真取得了非常好的效果，在實際應用中，主要通過實驗形式開展各項實踐課，其目的就是增強學生的動手操作能力和解決問題的能力。更為重要的是能夠使教學內(nèi)容變得豐富，學生分析問題以及解決問題的能力均得到增強。

1 電子仿真技術(shù)在理論教學中的應用

隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展，電工教學中的理論教學是必不可少的。但是，電工教學注重的是學生實踐能力的培養(yǎng)，為此，理論知識的學習都是在為實踐的開展提供基礎(chǔ)和前提條件。并且理論教學的目的也是為實踐教學的開展提供依據(jù)，也為學生未來在工作崗位中工作提供了理論基礎(chǔ)。但是，如今很多中職教育中，教師一旦講述理論知識，學生就會感到枯燥，因為學生普遍存在基礎(chǔ)知識差的現(xiàn)狀，面對復雜的電工理論會更難以理解。對于教師來說也產(chǎn)生了非常大的困擾。

隨著計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，仿真虛擬技術(shù)逐漸出現(xiàn)在人們面前。將仿真軟件技術(shù)配置到實驗課堂中，在講述理論知識的過程中，能夠借助計算機做出多媒體演示，演示的內(nèi)容可以有很多方面，比如，復雜線路的操作流程、注意事項等都可以直觀的呈現(xiàn)在多媒體屏幕上，也可以運用多媒體展示電路的搭建過程、參數(shù)的設(shè)置等多方面內(nèi)容。虛擬實驗能夠?qū)嶒灲Y(jié)果直接呈現(xiàn)在顯示屏幕上，使理論化的知識變得更加生動、直觀和具體，降低了理論知識的抽象性。

比如，在電路放大中，靜態(tài)工作點的選擇要體現(xiàn)出合理效果，能夠充分體現(xiàn)出放大器基本性能。如果設(shè)置的不合理就會出現(xiàn)程序上的失誤和失真，理論課程的設(shè)置也可以運用仿真技術(shù)構(gòu)建出來。因為在理論課堂上，學生往往會對一些公式或者是圖像了解不夠深入，并對教師的講解吸收較少，為此，導致了學生對基本的放大電路知識掌握的不夠明確。但是應用仿真軟件可以做出EWB演示，給予學生一種非常直觀的感覺。學習效果也能得到提高。

2 電子仿真技術(shù)在實踐教學中的應用

通過上面的論述可以知道，電子仿真技術(shù)能夠以實驗的方式引入到理論課堂中，使學生能夠以實驗的方式展開對理論知識的學習。而電子仿真技術(shù)最為重要的作用是能夠開展教學實驗，而電子電工教學最重要的也是實踐能力的培養(yǎng)，為此，該技術(shù)的重要性得以體現(xiàn)。此外，傳統(tǒng)方式的實驗課程危險性較大，學生鑒于理論知識的認知不足并缺少安全開展實驗方面的知識，為此，教師在組織學生做實驗過程中，會有所擔憂，如果學生較多，將更容易突發(fā)安全事故；還有一方面，鑒于教學經(jīng)費的限制，很多中職院校中都缺少實驗工具或者實驗場地，為了節(jié)省經(jīng)費，學校則會終止很多實驗。

而應用虛擬仿真技術(shù)可以避免上述問題的出現(xiàn)。只要中職院校中具備計算機，就可以在計算機房模擬各項實驗，大大減少了安全問題的發(fā)生。這種虛擬形式的教學實驗，可以使每一位學生都能加入到實驗操作中來，對各種電路進行設(shè)計和仿真處理，發(fā)揮自己的創(chuàng)新思維對電路進行合理構(gòu)建。提高了學生的動手操作能力，鍛煉了思維，使教學效果得以大幅度改善。

比如，在數(shù)字化的電路實踐課程中，學生可以應用仿真軟件轉(zhuǎn)換器開展實驗，該轉(zhuǎn)換器能夠?qū)崿F(xiàn)邏輯電表與閾值表之間的轉(zhuǎn)換，還可以實現(xiàn)邏輯表達方式的轉(zhuǎn)換。學生可以借助這一功能對邏輯電路進行設(shè)計。此外，在實訓項目的開展過程中，可以應用仿真技術(shù)，對電路進行設(shè)計，可以有效降低電路元件的損耗，不同的電路元件都可以實現(xiàn)相互的轉(zhuǎn)換和利用，使實驗成本得以降低。再比如，在做濾波實驗中，應用仿真技術(shù)開展實驗過程為：在儀表中調(diào)節(jié)好示波器，儀表中的A通道為數(shù)值的輸入端口，B通道為數(shù)值的輸出端口，再將儀器接入到仿真電源中，在示波器中可以看到整流后的效果，也可以改變電路中的電容參數(shù)以及波形。通過仿真儀器設(shè)備的使用可以使仿真實驗的開展更有效果，讓學生能夠?qū)嶒炗猩羁塘私?，比如，實驗操作步驟、實驗結(jié)果以及實驗注意事項等，在對具體的實物進行操作時，可以大大提高實驗效率。

雖然仿真實驗有非常多的優(yōu)點，但是在實踐中不能完全借助仿真技術(shù)，可以在實物實驗基礎(chǔ)上融入適當?shù)姆抡婕夹g(shù)實驗，使仿真技術(shù)的功能得以充分發(fā)揮。

3 結(jié)語

仿真技術(shù)在電工教學中應用的較為廣泛，可以大大提高教學效果和學習效果。首先，通過應用仿真教學能夠使學生的學習興趣得以激發(fā)，學生能夠更容易理解教學中的難點。仿真技術(shù)在課堂中被廣泛應用以后，對實驗實施了動態(tài)演示，將復雜的內(nèi)容變得簡單，提高了學生的自主學習能力。其次，仿真教學的開展，可以提高資源的利用率，彌補了中職院校中設(shè)備不足的現(xiàn)狀，可以通過模擬形式開展一些安全性低、不易操作的實驗。但是，高校和學生要正確認知該技術(shù)，并要將其作為一種輔助教學手段，不能對其產(chǎn)生多度依賴，最重要的還是要提高學生的實際動手操作能力。

參考文獻

[1]鐘建明.試論電子仿真技術(shù)在高級維修電工技能鑒定中的應用[J].都市家教（下半月），2010（6）.

[2]廉亞囡.Proteus仿真技術(shù)在《電工電子技術(shù)》任務教學中的運用[J].計算機光盤軟件與應用，2014（3）.

[3]劉輝，王新輝，謝明華等.電工、電子與信息類專業(yè)高教自考實踐環(huán)節(jié)考核的探索[J].長沙大學學報，2010，24（2）.

[4]李小蘭.Multisim仿真技術(shù)在"電工電子技術(shù)"教學中的應用[J].中國輕工教育，2010（2）.

[5]于瑞紅，劉淑聰，王全勝等.虛擬仿真技術(shù)在《電工電子技術(shù)》課程教學中的應用[J].科教導刊，2011（18）.

篇10

關(guān)鍵詞：機械制造；仿真技術(shù)；結(jié)構(gòu)設(shè)計；加工設(shè)計

1機械設(shè)計制造與仿真技術(shù)概述

1.1機械設(shè)計制造

機械設(shè)計制造具有工作內(nèi)容復雜等性質(zhì)，機械設(shè)計制造過程中需要電氣自動化、電子工程等技術(shù)的支持，相關(guān)科技的快速進步，也推動機械設(shè)計與制造工作向更多元化的方向發(fā)展。以往的機械設(shè)計一般以設(shè)備零件、工業(yè)器械為主要內(nèi)容，在制造中需要先建構(gòu)模型，進行多種科學實驗，才能保證機械模型的合理性。利用各種自動化技術(shù)和仿真技術(shù)，能更科學、高效地進行標準化、非標準化的零件設(shè)計與加工。

1.2仿真技術(shù)

仿真技術(shù)應用多種硬件、軟件工具，基于仿真實驗、相關(guān)算法及問題求解，達到構(gòu)建反映系統(tǒng)某一運行過程或行為的仿真模型的目的。仿真硬件以計算機和相關(guān)硬件為主，包括數(shù)字計算機、混合計算機、模擬計算機，以及目標仿真器、環(huán)境仿真器、運動仿真器等多種物理仿真設(shè)備；仿真軟件包括各類仿真語言及相關(guān)數(shù)據(jù)庫。在應用仿真技術(shù)過程中，為了構(gòu)建基于仿真目標的系統(tǒng)模型，必須進行仿真實驗，一般會進行離散事件的系統(tǒng)仿真實驗和連續(xù)系統(tǒng)仿真實驗。在機械設(shè)計和制造中應用仿真技術(shù)，能大幅度提升機械設(shè)備研發(fā)速度，減少制造中花費的時間、資金，從而幫助相關(guān)機械生產(chǎn)企業(yè)獲得更高的經(jīng)濟收益。

2仿真技術(shù)在機械設(shè)計制造中的應用意義

2.1節(jié)約設(shè)計與制造成本

在機械產(chǎn)品的研究開發(fā)過程中，企業(yè)需要投入大量資金及人力，特別是在大型機械設(shè)備的研發(fā)中，因為工程量大、結(jié)構(gòu)復雜，需要統(tǒng)籌全方位的設(shè)計工作，因此設(shè)計成本相當高，而設(shè)計的合理性、效率與研發(fā)成本息息相關(guān)。應用仿真技術(shù)，能夠基于相關(guān)設(shè)計參數(shù)建立產(chǎn)品的二維、三維模型，對機械產(chǎn)品的全過程進行相應的模擬和實驗；還能基于計算機完成傳統(tǒng)研發(fā)過程中煩瑣復雜的內(nèi)容，有利于降低工作人員的研發(fā)難度和勞動強度。利用機械模型研發(fā)產(chǎn)品，能不斷調(diào)整參數(shù)，降低利用實體模型等方法進行研發(fā)的經(jīng)濟成本，從而提升產(chǎn)品的研發(fā)質(zhì)量與效率，節(jié)約設(shè)計與制造成本。

2.2提升參數(shù)的準確性

我國各行各業(yè)均向機械化、自動化等方向快速發(fā)展，當前所需的機械產(chǎn)品類型越來越多，結(jié)構(gòu)越來越復雜，對零部件精密程度也提出了更高的要求，機械設(shè)計的過程也變得更為多元、復雜，對相關(guān)零部件參數(shù)的準確性提出了更高要求。利用傳統(tǒng)機械設(shè)計方法難以滿足當前的標準要求，利用傳統(tǒng)計算機技術(shù)手段分析大量數(shù)據(jù)，不僅處理效率低，還無法直觀地顯示和調(diào)節(jié)相關(guān)數(shù)據(jù)，一旦出現(xiàn)數(shù)據(jù)計算失誤或數(shù)據(jù)傳遞失真，就會降低產(chǎn)品的技術(shù)性能。利用仿真技術(shù)，能124夠通過模型更直觀、準確地分析和優(yōu)化大量設(shè)計參數(shù)，降低設(shè)計難度與出錯率，幫助設(shè)計人員快速完善產(chǎn)品設(shè)計和加工方案。

2.3確保設(shè)計方案的合理性

在傳統(tǒng)機械設(shè)計研發(fā)過程中，設(shè)計方案的制訂過程相當復雜，需要進行大量的人工分析，既浪費時間和精力，又難以保證設(shè)計方案的合理性、科學性，這主要體現(xiàn)在方案精細化程度不足，設(shè)計師未能全面分析制造過程等方面，導致最終制造出的機械產(chǎn)品在性能等方面往往與設(shè)計預期相去甚遠，甚至達不到相關(guān)技術(shù)要求。科學應用各項仿真技術(shù)，能使設(shè)計人員更合理地整合相關(guān)數(shù)據(jù)，確定機械產(chǎn)品的各項參數(shù)，如基于各項仿真實驗，獲取環(huán)境、運動等仿真數(shù)據(jù)，構(gòu)建機械設(shè)備在實際工作環(huán)境下的三維模型，從而更便捷、直觀地調(diào)整相關(guān)參數(shù)，對比分析各個設(shè)計方案、制造方案，最終選擇最優(yōu)方案。

3仿真技術(shù)在機械設(shè)計制造中的應用優(yōu)勢

仿真技術(shù)在機械設(shè)計制造中得到廣泛應用，在機械產(chǎn)品的設(shè)計、制造、檢測等環(huán)節(jié)均發(fā)揮了重要的作用，這使得仿真技術(shù)在機械設(shè)計和制造中占據(jù)重要地位。仿真技術(shù)不僅能夠更好地把控產(chǎn)品的質(zhì)量與制造效率，還有利于優(yōu)化相關(guān)技術(shù)，更快地進行產(chǎn)品的更新迭代，制造出符合市場要求的高質(zhì)量、高性能產(chǎn)品，提升生產(chǎn)企業(yè)的經(jīng)濟收益。如今仿真技術(shù)應用范圍仍在擴大，仿真對象、仿真目標更為清晰準確，進一步提升了仿真技術(shù)在制造行業(yè)的應用有效性。

3.1集成度高

仿真技術(shù)的集成化屬性能更好地適應當前機械設(shè)計與制造工作的需求。仿真技術(shù)融合了多種科技與理念，本身十分復雜、多樣，因此能夠模擬不同類型機械產(chǎn)品的各個復雜模塊，進行模塊化、集成化的產(chǎn)品設(shè)計與制造，從而滿足當前市場對機械產(chǎn)品提出的模塊化、靈活組裝等要求。

3.2分布性強

仿真技術(shù)的分布特性十分明顯，這是由于仿真技術(shù)十分依賴網(wǎng)絡技術(shù)、計算機技術(shù)及各種電氣自動化技術(shù)。技術(shù)的不斷發(fā)展，使仿真技術(shù)的分布特性不斷加強。對仿真技術(shù)各軟硬件工具及相應的運行環(huán)節(jié)進行分析，可以發(fā)現(xiàn)各種仿真功能的實現(xiàn)充分應用了各種網(wǎng)絡技術(shù)、制造技術(shù)，整個技術(shù)的運行環(huán)節(jié)均需要配合各種理論和圖形規(guī)定進行。分布性強這一特點會在一定程度上強化仿真技術(shù)在機械設(shè)計制造中發(fā)揮的積極作用，更好地保障設(shè)計工作的合理性和設(shè)備的制造質(zhì)量。

4仿真技術(shù)在機械設(shè)計制造中的應用前景及發(fā)展方向

4.1應用前景仿真技術(shù)

隨著各類計算機技術(shù)、電氣技術(shù)的進步而迅速發(fā)展，一些仿真硬件設(shè)備及軟件的水平快速提升，使數(shù)字化仿真技術(shù)的優(yōu)勢進一步凸顯，當前主要體現(xiàn)在超小型計算機、處理器等工具相互配合方面，能夠降低傳統(tǒng)仿真技術(shù)中對大型仿真設(shè)備和實際仿真實驗的依賴性，從而有效降低研發(fā)成本。在仿真軟件方面，仿真技術(shù)正與AI技術(shù)融合，有利于提升仿真軟件的精確性、全面性，推動機械設(shè)計向虛擬設(shè)計與制造方向發(fā)展，虛擬設(shè)計與制造將更多地應用虛擬仿真技術(shù)，在更多的機械產(chǎn)品設(shè)計及制造內(nèi)容中應用計算機對仿真對象、目標進行全過程結(jié)構(gòu)設(shè)計、參數(shù)調(diào)整及資源調(diào)配，從而顯著提升機械產(chǎn)品研發(fā)水平和研發(fā)過程的管理水平，顯著降低機械設(shè)備設(shè)計與制造的周期及成本[1]。由此可見，仿真技術(shù)在機械設(shè)計領(lǐng)域具有廣闊的前景。

4.2發(fā)展方向仿真技術(shù)

在機械制造中的應用將向精確化、智能化方向快速發(fā)展。仿真過程的精確化發(fā)展體現(xiàn)在機械制造中的數(shù)控加工等過程將與仿真技術(shù)進行更深入的結(jié)合，通過模擬加工過程，可以更好地調(diào)整相關(guān)的加工參數(shù)或產(chǎn)品參數(shù)，從而以更低成本優(yōu)化加工方案，使各項加工參數(shù)更精確、合理。仿真過程的智能化發(fā)展體現(xiàn)在機器人技術(shù)和網(wǎng)絡通信等技術(shù)與機械設(shè)計仿真過程更深入融合，將使仿真過程更自動化、智能化，技術(shù)人員將更多地通過計算機軟件進行仿真過程的設(shè)計與控制，基于各種通信技術(shù)進行數(shù)據(jù)交換和實時控制、監(jiān)測。另外，仿真技術(shù)在機械領(lǐng)域的應用內(nèi)容也將更為廣泛、精細化。

5仿真技術(shù)在機械設(shè)計制造中的應用流程和具體應用

5.1仿真技術(shù)的一般應用流程

仿真技術(shù)的應用涉及圖形學、幾何造型學知識，在對目標產(chǎn)品進行實質(zhì)抽象化的數(shù)學模型處理時，需遵循一般的應用流程。首先，應確定目標產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)和相關(guān)參數(shù)，建構(gòu)基礎(chǔ)的模型。基于各仿真工具建構(gòu)能模仿真實環(huán)境及產(chǎn)品的可靠系統(tǒng)，加上邊界條件、約束條件等參數(shù)。其次，應用電氣工程、自動化、網(wǎng)絡通信等方面的技術(shù)，將數(shù)學模型中的參數(shù)進行相應的闡述，并結(jié)合時空關(guān)系劃分模型，構(gòu)建每種環(huán)境下的動態(tài)模型與靜態(tài)模型。以構(gòu)建動態(tài)模型為例，需要構(gòu)建連續(xù)時間下的仿真模型、離散時間下的仿真模型、混合時間下的仿真模型，并重視各模型之間變換層面的構(gòu)建[2]。再次，應用相關(guān)算法、仿真軟件及計算機語言，對仿真模型開展全面的分析。需要滿足模型自由變換、參數(shù)分析全面等要求。最后，進行仿真模型實驗工作，即將創(chuàng)建的仿真模型輸入搭載某一實驗環(huán)境的計算機中，使仿真模型虛擬運行，由此得到產(chǎn)品仿真運行的結(jié)果[3]。開展仿真實驗前，需要進行先期設(shè)計，并對實驗方案進行預運行，根據(jù)仿真實驗想要達到的實驗結(jié)果確定具體的衡量指標和標準，對仿真實驗結(jié)果進行合理的分析。為驗證實驗結(jié)果的可靠性，需要通過反向驗證等方法進行檢驗。經(jīng)過這一系列的應用流程，才能保證仿真技術(shù)被合理地應用于機械設(shè)計制造。

5.2仿真技術(shù)在機械設(shè)計制造中的具體應用

5.2.1仿真技術(shù)在機械產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應用根據(jù)機械產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計的一般工作流程可知，機械產(chǎn)品結(jié)構(gòu)由完成不同功能的多個結(jié)構(gòu)協(xié)同組建而成。結(jié)構(gòu)設(shè)計直接關(guān)系到機械設(shè)備運行的安全性、效率及其他重要性能，研發(fā)人員在利用仿真技術(shù)進行結(jié)構(gòu)設(shè)計時，需要優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的模擬實驗等工作，如通過高負荷環(huán)境下的功能性實驗來測試產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的安全性、可靠性等性能，然后基于各項測試最終確定最優(yōu)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)模型。與此同時，研發(fā)人員需要借助仿真技術(shù)、三維設(shè)計軟件及運動學理論，對產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計模型進行多角度、多維度的展示、觀測和測試，在保證產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的運動狀態(tài)可靠性符合設(shè)計標準的基礎(chǔ)上，對不同零部件進行干涉實驗和細化分析，從而發(fā)現(xiàn)各零部件存在的金屬疲勞等問題或技術(shù)瓶頸，然后進行參數(shù)、材料等方面的優(yōu)化調(diào)整，以全方位提升機械設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性[4]。三維設(shè)計軟件在機械設(shè)計中已較為普遍，將運動仿真與三維設(shè)計進行更高程度的融合，能夠使研發(fā)人員實時地觀測機械結(jié)構(gòu)在具體運動環(huán)境下的各項性能，有效提升結(jié)構(gòu)設(shè)計質(zhì)量，節(jié)約設(shè)計所需的時間和物料成本。例如，在一些機械設(shè)備的齒輪設(shè)計中，研發(fā)人員利用仿真技術(shù)能提升這些重要部件的質(zhì)量和設(shè)計的合理性。齒輪是一些機械設(shè)備的關(guān)鍵部件，其性能直接影響整個機械產(chǎn)品的使用壽命與生產(chǎn)效率。應用仿真技術(shù)，能對齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計及相應設(shè)計參數(shù)進行測試，判斷齒輪設(shè)計能否滿足產(chǎn)品的設(shè)計目標和相應的加工要求[5]。在具體應用中，基于仿真軟件模擬齒輪在相應環(huán)境中的工作環(huán)境，以此檢測齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計、參數(shù)設(shè)計是否符合規(guī)范。若發(fā)現(xiàn)設(shè)計問題，還能進行相關(guān)參數(shù)的調(diào)試，最終完善齒輪設(shè)計。如利用仿真技術(shù)模擬和測試圓弧針齒的運行軌跡，測試齒輪是否能在相應環(huán)境下正常運行，并基于仿真技術(shù)深入完善各齒輪轉(zhuǎn)動接觸點的相關(guān)參數(shù)。5.2.2仿真技術(shù)在機械產(chǎn)品加工設(shè)計中的應用機械產(chǎn)品從設(shè)計到制造需歷經(jīng)多個步驟，許多步驟的流程較復雜，特別是在設(shè)計和生產(chǎn)大型、超大型機械設(shè)備時，其過程尤為復雜，而應用仿真技術(shù)能在一定程度上使這一過程更加便捷[6]。機械加工設(shè)計過程中應用仿真技術(shù)，能切實優(yōu)化研發(fā)設(shè)備的各項性能和工作效率。例如，在數(shù)控加工工作中，需要編寫相應的加工方案，而應用仿真技術(shù)能更便捷地完成加工方案的編寫，調(diào)試機床運行程序，生成相應的二維、三維圖形及加工數(shù)據(jù)，在機械設(shè)備生產(chǎn)中合理選擇刀具等加工工具，利用合理的流程、準確的加工指令高效完成設(shè)備加工作業(yè)。此外，應用仿真技術(shù)還能有效減少人為操作、降低失誤率。

6結(jié)束語

綜上所述，仿真技術(shù)已在多領(lǐng)域得到應用，具有很強的技術(shù)優(yōu)越性，推動其在機械設(shè)計制造中的應用，能夠為機械制造領(lǐng)域帶來新的活力和發(fā)展機會。因此，相關(guān)企業(yè)需要積極、合理地應用仿真技術(shù)，優(yōu)化相關(guān)的設(shè)計、制造工作，提升機械產(chǎn)品的質(zhì)量與研發(fā)效率。

參考文獻

[1]張衛(wèi)龍.仿真技術(shù)在機械設(shè)計制造過程中的應用[J].華東科技,2020(3):11-13.

[2]高源,閆韜,滿成,等.計算機仿真設(shè)計在塑料制品開發(fā)中的應用研究進展[J].合成樹脂及塑料,2019,36(2):99-102.

[3]周卉.計算機仿真軟件在機械結(jié)構(gòu)優(yōu)化中的運用指導:評《UGNX機械結(jié)構(gòu)設(shè)計仿真與優(yōu)化》[J].機械設(shè)計,2020,37(12):159.

[4]陳登凱,喬一丹,劉佳璇,等.基于復合仿真技術(shù)的武器裝備工業(yè)造型設(shè)計方法[J].包裝工程,2021,42(20):49-58.

[5]胡光.計算機仿真技術(shù)在塑料加工中的應用[J].塑料科技,2021,49(7):106-109.