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【關(guān)鍵詞】計算機 仿真技術(shù) 發(fā)展 應(yīng)用

1 計算機仿真技術(shù)簡介

隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，計算機仿真成為可能，使用專門的軟件，借助多媒體技術(shù)可以給人身臨其境的感覺。仿真技術(shù)的發(fā)展，很大程度上得益于控制工程技術(shù)的發(fā)展，在控制工程中需要使用計算機進(jìn)行仿真實驗。計算機仿真技術(shù)的應(yīng)用能夠加快產(chǎn)品開發(fā)周期，提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高工作效率，減少經(jīng)費開支。

2 計算機仿真技術(shù)原理

通常情況下，計算機不能夠?qū)ν饨缧畔⑦M(jìn)行認(rèn)知，因此需要建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型來反映事物的本質(zhì)特點。

通過數(shù)學(xué)模型能夠清楚地反映出研究對象的特點，通過模型轉(zhuǎn)換，使用計算機算法等將數(shù)學(xué)模型轉(zhuǎn)化成計算機能夠處理的形式，也即建立仿真模型。仿真模型是計算機仿真的關(guān)鍵，再進(jìn)行仿真實驗，通過仿真實驗對之前設(shè)置好的模型進(jìn)行模擬，獲得仿真結(jié)果。對仿真實驗的結(jié)果進(jìn)行評價通常采用反向驗證和置信通道法。

3 計算機仿真技術(shù)應(yīng)用

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，計算機仿真技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用，改變著傳統(tǒng)的生產(chǎn)生活方式。計算機仿真在交通工程、制造領(lǐng)域、教育領(lǐng)域等都得到了較好的應(yīng)用。

3.1 交通領(lǐng)域

人和車輛是交通的主要組成部分，要考慮安全的前提下，提高交通效果。交通安全仿真通過虛擬技術(shù)，增加各種誘發(fā)因素，進(jìn)而對某一路段的交通安全情況進(jìn)行評價。

計算機仿真可以有效地對交通安全進(jìn)性評價。仿真過程能夠?qū)崿F(xiàn)可視化操作，能夠更加直觀地進(jìn)行分析，不同于傳統(tǒng)的數(shù)值仿真。比如，對某路段進(jìn)行交通安全評價時，傳統(tǒng)的絕對數(shù)和事故率方法可以進(jìn)行評價， 還可以在虛擬環(huán)境中設(shè)置不同的交通工具，考慮人的行為感知的情況下，進(jìn)行評價。

3.2 制造領(lǐng)域

制造業(yè)是國家的第二產(chǎn)業(yè)，對各行各業(yè)影響深遠(yuǎn)，汽車制造是制造業(yè)的重要組成部分。實驗課題難度大，成本高。計算機仿真可以很好地解決這個問題，比如對碰撞試驗來說，通過建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型，可以對實驗過程進(jìn)行模擬。

3.3 教育領(lǐng)域

使用計算機進(jìn)行模擬仿真分析已經(jīng)成為當(dāng)前重要的研究方法，在教學(xué)模擬實驗中，采用多媒體可以很好地提高教學(xué)水平。計算機模擬實驗?zāi)軌蛟谙嚓P(guān)實驗設(shè)計思想和方法的指導(dǎo)下，改變傳統(tǒng)教與學(xué)、理論與實踐的關(guān)系，發(fā)揮研究人員的主動性。計算機仿真模擬可以加深對相關(guān)理論的理解，提高實驗水平。

3.4 計算機仿真技術(shù)在其他領(lǐng)域的應(yīng)用

計算機不僅僅在交通、制造、教育領(lǐng)域得到大量應(yīng)用，在軍事領(lǐng)域、消防、音樂等領(lǐng)域均有較廣泛的應(yīng)用。通過計算機仿真，可以使用模擬駕駛器進(jìn)行模擬，從而降低戰(zhàn)機、戰(zhàn)車、燃油的損耗，在進(jìn)行軍事武器研發(fā)時，可以縮短研發(fā)周期，降低研發(fā)成本。計算機仿真在消防中的應(yīng)用，可以對現(xiàn)場的溫度、空氣流動速度、火荷載、逃生路線等進(jìn)行模擬，從而提高應(yīng)對突發(fā)事件的能力，提高設(shè)計科學(xué)性。

4 計算機仿真技術(shù)的發(fā)展方向和趨勢

4.1 計算機仿真技術(shù)發(fā)展方向

網(wǎng)絡(luò)化仿真。仿真系統(tǒng)開發(fā)兼容性不強、開始周期長，費用昂貴，難以實現(xiàn)信息共享，隨著計算機技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，計算機仿真技術(shù)取得了較大水平的提高。利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的優(yōu)勢，可以實現(xiàn)仿真系統(tǒng)共享。系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)共享能夠提高資源的利用效率，避免不必要的重復(fù)開發(fā)，減少科研經(jīng)費。

虛擬制造技術(shù)。虛擬制造技術(shù)發(fā)揮計算機仿真技術(shù)的虛擬現(xiàn)實技術(shù)的優(yōu)勢，使用計算機完成對產(chǎn)品的管理和控制，虛擬制造技術(shù)已經(jīng)成為計算機仿真技術(shù)發(fā)展的重要方向。

4.2 計算機仿真技術(shù)發(fā)展趨勢

隨著計算機技術(shù)和仿真技術(shù)的發(fā)展，仿真技術(shù)很好地解決了各學(xué)科發(fā)展中的問題，很大程度上提高了工作效率，更加形象直觀地進(jìn)行仿真實驗，節(jié)約了產(chǎn)品開發(fā)周期，降低了開發(fā)成本，提高了產(chǎn)品質(zhì)量。計算機軟硬件性能得到了較大水平的提高，進(jìn)一步促進(jìn)了仿真技術(shù)的發(fā)展。仿真技術(shù)主要朝著面向?qū)ο蟮姆抡娼?、分布式仿真、智能仿真等方向發(fā)展。

4.2.1 面向?qū)ο蠓抡娼?/p>

發(fā)揮計算機的符號處理能力，可以提高人們對仿真對象的認(rèn)知速度，與傳統(tǒng)的人工建模有著較大的進(jìn)步。面向?qū)ο蟮姆抡娼?，可以最大程度提高系統(tǒng)的建模能力。此外，面向?qū)ο蟮姆抡娼２僮麟y度小，更容易使用，可以發(fā)揮仿真技術(shù)的優(yōu)勢。

4.2.2 分布式仿真

分布式仿真將不同分布位置的計算機通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接，形成時間空間相互禍合虛擬仿真環(huán)境。分布式仿真系統(tǒng)由幾個子模型組成。部分是仿真系統(tǒng)中，主要有動態(tài)、靜態(tài)數(shù)據(jù)分割技術(shù)、功能分割技術(shù)等。

4.2.3 智能仿真

在仿真的不同階段引入知識表達(dá)和處理技術(shù)，可以縮短仿真建模時間，提高模型效率，幫助用戶做出最優(yōu)決策，及時修正模型，界面更加智能化，增加仿真系統(tǒng)的尋優(yōu)能力。

4.2.4 其他仿真

一些仿真可以實現(xiàn)高度的可視化，對仿真過程進(jìn)行形象展示，便于研究人員真實地對仿真過程進(jìn)行分析，易于理解。踴仿真能夠?qū)⒙曇?、視圖等元素加入其中，交互性更強。

5 結(jié)語

計算機仿真伴隨著其他學(xué)科的發(fā)展而快速發(fā)展，隨著計算機技術(shù)的快速發(fā)展，計算機仿真技術(shù)很好滴解決了其他學(xué)科的問題。計算機仿真經(jīng)歷了從簡單的原型到物理模型，再到今天的動態(tài)顯示仿真過程，并可實現(xiàn)可視化操作。多媒體技術(shù)、人工智能、可視化等技術(shù)同仿真技術(shù)的結(jié)合，仿真技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用將更加廣泛。在不遠(yuǎn)的將來，計算機仿真技術(shù)在生產(chǎn)生活中會發(fā)揮更大的作用，促進(jìn)社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

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遼寧建筑職業(yè)學(xué)院遼寧遼陽111000

摘要院近年來，虛擬仿真技術(shù)在高職實踐教學(xué)中發(fā)揮著非常重要的作用。隨著虛擬仿真技術(shù)的迅速發(fā)展，高職實踐教學(xué)正向著校內(nèi)虛擬仿真實踐和校外頂崗實習(xí)相結(jié)合的教學(xué)模式轉(zhuǎn)變，必將通過推動高職實踐教學(xué)的改革發(fā)展來促進(jìn)職業(yè)教育的發(fā)展。本文介紹了高職實踐教學(xué)中應(yīng)用虛擬仿真技術(shù)的原則及應(yīng)注意問題。

關(guān)鍵詞 院虛擬仿真技術(shù)；高職實踐教學(xué)；原則；問題

高職院校的實踐教學(xué)是實現(xiàn)其培養(yǎng)目標(biāo)的重要途徑，對提高畢業(yè)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力非常重要，也反應(yīng)出院校的辦學(xué)特色。近幾年，全國高職院校正在進(jìn)行著一場如火如荼的實踐教學(xué)改革，虛擬仿真技術(shù)的發(fā)展又推動了將仿真技術(shù)應(yīng)用到高職實踐教學(xué)的發(fā)展進(jìn)程。但是其發(fā)展的速度不是很快，由于虛擬仿真軟件的有效性及先進(jìn)程度嚴(yán)重制約著其發(fā)展的速度。怎樣才能將虛擬仿真技術(shù)科學(xué)地、有效地應(yīng)用到高職實踐教學(xué)中去，充分發(fā)揮并優(yōu)化實踐教學(xué)在高職人才培養(yǎng)工作中的重要作用，全面提升高職畢業(yè)生的職業(yè)能力、就業(yè)創(chuàng)業(yè)能力及創(chuàng)新能力是擺在所有高職院校面前的新挑戰(zhàn)。

1 實踐教學(xué)中應(yīng)用虛擬仿真技術(shù)的原則

虛擬仿真技術(shù)是應(yīng)用計算機技術(shù)模擬出逼真的虛擬現(xiàn)實的場景，使用者通過應(yīng)用設(shè)備與虛擬環(huán)境進(jìn)行相互作用及影響來體驗到一種身臨其境的感覺。虛擬仿真技術(shù)能使人不受時間和空間的限制去接觸非現(xiàn)實的環(huán)境，這樣在不受條件和環(huán)境的限制下去探索和發(fā)現(xiàn)現(xiàn)象的本質(zhì)。虛擬仿真技術(shù)給高職實踐教學(xué)的改革提供了更廣闊的空間，將虛擬仿真技術(shù)應(yīng)用到高職實踐教學(xué)中還要注意以下幾個方面。

1.1 高職實踐教學(xué)的目標(biāo)是提高學(xué)生的崗位職業(yè)能力，這就要求學(xué)生在實踐教學(xué)的過程中要深入到實際崗位，在一線進(jìn)行實踐操作學(xué)習(xí)。從而，實踐教學(xué)中應(yīng)用虛擬仿真技術(shù)的第一步就是要認(rèn)真分析和調(diào)查學(xué)生的實踐崗位的職業(yè)特點和要求，以實際工作過程和真實的工作任務(wù)為基礎(chǔ)去設(shè)計和整合實踐教學(xué)內(nèi)容及任務(wù)，做到充分利用虛擬仿真技術(shù)去構(gòu)造不受時間及空間限制的符合教學(xué)目標(biāo)要求的立體化實踐教學(xué)環(huán)境，實現(xiàn)對真實職業(yè)場景的模擬再現(xiàn)，使學(xué)生在具體的場景中完成學(xué)習(xí)任務(wù)，做到傳授、學(xué)習(xí)、操作融為一體，能夠在不同的場景中學(xué)習(xí)自如，做到職業(yè)性與場景性相結(jié)合。

1.2 當(dāng)今隨著市場經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科技的進(jìn)步，高職院校越來越重視培養(yǎng)畢業(yè)生的職業(yè)崗位技能，高職院校不斷進(jìn)行教育教學(xué)方面的改革，更加注重提升畢業(yè)生的就業(yè)能力和適應(yīng)整個職業(yè)生涯發(fā)展的要求。所以，高職院校設(shè)計的實踐教學(xué)任務(wù)就要和企業(yè)生產(chǎn)一線的實際工作和學(xué)生參加工作后的實際崗位相適應(yīng)，培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)崗位能力。在設(shè)計虛擬仿真的實踐教學(xué)體系的過程里，要挑選具有代表性的，技術(shù)先進(jìn)的設(shè)備及工藝技術(shù)等，應(yīng)該注重體現(xiàn)與情境相關(guān)的基于工作過程的知識與技能的學(xué)習(xí)，使學(xué)生在完成一個學(xué)習(xí)任務(wù)之后能夠?qū)ν暾墓ぷ髁鞒?、操作模式和崗位具體情況得以學(xué)習(xí)和掌握，從而能夠與相關(guān)的職業(yè)實踐活動聯(lián)系起來，掌握完成工作任務(wù)的方法及解決相對復(fù)雜的綜合問題的技巧，能夠適應(yīng)未來崗位對高職畢業(yè)生提出更高的職業(yè)能力要求。除此之外，應(yīng)該重點開發(fā)設(shè)計那些以培養(yǎng)核心與關(guān)鍵技能為目標(biāo)的實踐教學(xué)項目，做到先進(jìn)性與典型性相結(jié)合。

1.3 把虛擬仿真技術(shù)應(yīng)用到高職實踐教學(xué)的過程中，要充分抓住虛擬仿真技術(shù)構(gòu)想性的特點，按照學(xué)生心理和認(rèn)知方面的水平，根據(jù)教學(xué)內(nèi)容來設(shè)計構(gòu)思實踐的教學(xué)場景，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，拓展學(xué)生的想象空間，使學(xué)生學(xué)習(xí)到知識，充分理解概念的含義，領(lǐng)會實踐教學(xué)所傳授的知識點，提高學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)造能力。運用虛擬仿真技術(shù)選擇適量的教學(xué)內(nèi)容，把抽象的內(nèi)容具體化，復(fù)雜的問題簡單化，微觀的內(nèi)容宏觀化，這樣能夠有助于學(xué)生理解和掌握操作方法，并達(dá)到熟練操作的程度，使得實踐教學(xué)的效果達(dá)到預(yù)期的目標(biāo)。

1.4 利用虛擬仿真技術(shù)來進(jìn)行實踐教學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計過程中，應(yīng)該抓住仿真技術(shù)交互性強的特點，設(shè)計出互動性強、協(xié)作性高的實踐教學(xué)任務(wù)，使學(xué)生在虛擬現(xiàn)實的實踐場景中完成自己的實踐操作工作，在整個過程中要注重培訓(xùn)學(xué)生們共同解決實際問題的能力。并且，利用虛擬仿真技術(shù)設(shè)計的實踐教學(xué)系統(tǒng)要突出其智能性的特點，該系統(tǒng)能夠?qū)W(xué)生的實踐操作成果進(jìn)行及時的跟蹤與反饋，并且可以依據(jù)學(xué)生的操作情況給予合理的評價，還能夠及時給予有針對性、個別化的指導(dǎo)，做到交互性與智能性相結(jié)合。

2 虛擬仿真技術(shù)在應(yīng)用中應(yīng)該注意的問題

2.1 虛擬實訓(xùn)不能替代實操實訓(xùn)。高職實踐教學(xué)中利用虛擬仿真技術(shù)，實現(xiàn)了實訓(xùn)環(huán)境的改善，教學(xué)過程的優(yōu)化，還解決了很多實訓(xùn)教學(xué)方面的難題。不過利用虛擬仿真技術(shù)來設(shè)計高職實踐教學(xué)內(nèi)容，不代表虛擬實訓(xùn)可以完全替代實操實訓(xùn)，兩者存在著本質(zhì)的區(qū)別。虛擬仿真技術(shù)只是通過去模仿一些實際的生產(chǎn)和工作實踐過程，讓學(xué)生在過程中學(xué)到一種間接的經(jīng)驗，而不能完全替代真實的現(xiàn)場操作。所以，在應(yīng)用虛擬仿真技術(shù)的實踐過程中，必須認(rèn)清虛擬實訓(xùn)和實操實訓(xùn)的本質(zhì)區(qū)別。設(shè)計虛擬實訓(xùn)的思路是：首先是把實操實訓(xùn)無法實現(xiàn)任務(wù)利用虛擬仿真技術(shù)來設(shè)計虛擬實訓(xùn)教學(xué)來實現(xiàn)；其次是要依據(jù)現(xiàn)代教育理論來設(shè)計實踐教學(xué)任務(wù)，把虛擬仿真技術(shù)設(shè)計的虛擬實訓(xùn)教學(xué)內(nèi)容放在前面進(jìn)行，而把實操實訓(xùn)安排在后面，并將二者完美的結(jié)合在一起，獲得最好的教學(xué)效果。

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【關(guān)鍵詞】數(shù)字化 工藝設(shè)計 裝配仿真

數(shù)字化裝配仿真技術(shù)在產(chǎn)品的設(shè)計階段，實現(xiàn)虛擬產(chǎn)品的預(yù)裝配，驗證和改進(jìn)產(chǎn)品的裝配工藝過程，生動直觀地展示產(chǎn)品的可裝配性，從而提高產(chǎn)品的裝配效率，減少裝配時間和費用。數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用從根本上改變了傳統(tǒng)的飛機設(shè)計和制造方式，大大地提高了設(shè)計水平，最大限度地避免了設(shè)計漏洞和缺陷，減少了返修率。近年來，國外飛機數(shù)字化裝配技術(shù)的研究主要集中在裝配分析與仿真、裝配數(shù)據(jù)管理、裝配工裝夾具設(shè)計制造以及自動化裝配等方面。裝配過程仿真與優(yōu)化技術(shù)的使用使波音、 空客取得了顯著的效益，比如空客典型部件的裝配周期縮短了60%，裝配工藝的設(shè)計周期縮短了30%～50%，裝配成本卻減少了近20%～30%。

一、傳統(tǒng)裝配設(shè)計存在的問題

（一）裝配工藝設(shè)計仍然停留在二維方式

傳統(tǒng)的工藝設(shè)計是由設(shè)計人員在頭腦中想象出三維裝配空間，以及設(shè)計裝配順序，然后再用二維的方式描述出來。傳統(tǒng)的工藝設(shè)計質(zhì)量主要取決于工藝設(shè)計人員的高超的技術(shù)水平和豐富的設(shè)計經(jīng)驗，操作人員則要根據(jù)設(shè)計人員的設(shè)計文件以及二維工程圖紙，在大腦中還原設(shè)計人員構(gòu)建的三維裝配空間，進(jìn)而理解裝配順序及需求，如此設(shè)計非常容易在設(shè)計人員與操作人員之間產(chǎn)生偏差，造成嚴(yán)重的裝配錯誤，因此，二維模式的裝配工藝設(shè)計嚴(yán)重阻礙了制造業(yè)的快速發(fā)展。

（二）缺少科學(xué)的工藝設(shè)計優(yōu)化方法

傳統(tǒng)工藝設(shè)計主要以二維的設(shè)計為主要模式，工藝設(shè)計的修改和優(yōu)化周期較長，方案的優(yōu)劣主要取決于設(shè)計人員的工作經(jīng)驗，缺乏科學(xué)的研究方法，沒有定性定量的分析，制造工藝水平因人而異，會增加制造周期和制造成本。傳統(tǒng)工藝設(shè)計中制造資源的二維描述可能導(dǎo)致設(shè)計過程中對細(xì)節(jié)設(shè)計的淡化，不能充分利用三維CAD數(shù)據(jù)，不能完全消除工藝設(shè)計轉(zhuǎn)換造成與產(chǎn)品設(shè)計數(shù)據(jù)的不一致性，難以實現(xiàn)工藝設(shè)計的繼承性、規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化。

（三）無法進(jìn)行一些三維工藝設(shè)計

工藝設(shè)計環(huán)境不具備三維工藝驗證能力，不能用三維的方式準(zhǔn)確的檢測工藝設(shè)計過程中存在的錯誤，還可能會導(dǎo)致裝配中裝配順序是否合理、工藝設(shè)備是否滿足需求、操作空間是否要開敞等一系列的問題，直到在生產(chǎn)試制階段才會發(fā)現(xiàn)。任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)了問題，都會影響飛機制造的進(jìn)度和質(zhì)量，進(jìn)而造成巨大的損失。

二、數(shù)字化裝配設(shè)計和仿真

（一）ARJ21中央翼組件特點

ARJ21中央翼組件式飛機上機身與外翼對接部位，是全機對接基準(zhǔn)件。該組件有一些特點，比如定位精度要求高，協(xié)調(diào)部位多，工人操作困難，工裝定位器多等，使得工藝設(shè)計過程更細(xì)致，也更復(fù)雜。如果按照傳統(tǒng)工藝設(shè)計模式，不僅不能在規(guī)定時間內(nèi)完成中央翼工藝準(zhǔn)備，而且可能因為考慮不周、經(jīng)驗不足等原因造成試制過程停工，甚至返修等嚴(yán)重問題。

（二）工藝規(guī)劃設(shè)計

我們采用DELMIA軟件來進(jìn)行設(shè)計，在DELMIA的數(shù)字化工藝設(shè)計模塊支持下，將產(chǎn)品數(shù)據(jù)導(dǎo)入到數(shù)字化工藝設(shè)計環(huán)境，直接使用產(chǎn)品數(shù)字化數(shù)據(jù)進(jìn)行工藝設(shè)計，能夠有效提高設(shè)計效率，保證產(chǎn)品數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和唯一性。工藝規(guī)劃設(shè)計方法有兩種：

方法一：1在數(shù)字化工藝設(shè)計模塊，以設(shè)計樹為基礎(chǔ)來構(gòu)建工藝樹；2在數(shù)字化工藝仿真模塊瀏覽三維裝配順序；3根據(jù)三維模擬效果，在數(shù)字化工藝仿真模塊下修改工藝組件定義及裝配順序；4根據(jù)三維顯示，在數(shù)字化工藝設(shè)計模塊直接修改工藝組件定義。重復(fù)123步驟，直到獲得滿意的規(guī)劃設(shè)計并記錄下裝配工藝設(shè)計模型。

方法二：1在數(shù)字化工藝設(shè)計模塊命名工藝裝配件；2在數(shù)字化仿真模塊，拆分設(shè)計裝配模型獲得裝配順序；3在數(shù)字化工藝仿真模塊，瀏覽三維動態(tài)裝配順序，修改并完善工藝組件定義，直到獲得滿意的規(guī)劃設(shè)計并記錄下裝配工藝設(shè)計模型。

（三） 裝配過程仿真及結(jié)果輸出

在數(shù)字化工藝設(shè)計模塊對裝配過程進(jìn)行實時仿真與分析，然后優(yōu)化飛機零部件的裝配順序以及裝配路徑、裝配操作姿態(tài)、工具使用方案等，檢驗裝配工具的可達(dá)性、裝配操作空間的開敞性，為產(chǎn)品設(shè)計、工裝設(shè)計、工藝設(shè)計提供可靠的依據(jù)。數(shù)字化的裝配工藝設(shè)計輸出結(jié)果十分豐富，可以實現(xiàn)我們想象的大部分形式?？奢敵鯝VI文件，比如詳細(xì)裝配操作AVI文件等。還可以輸出各種形式的報表，比如輸出包含零件三維信息的文件等。

三、數(shù)字化工藝裝配技術(shù)特點

（一）工藝設(shè)計特點

首先，數(shù)字化裝配工藝設(shè)計以產(chǎn)品設(shè)計數(shù)據(jù)為源，在工藝設(shè)計數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，通過增加和補充工藝設(shè)計內(nèi)容的方式來建立符合要求的工藝裝配模型，使得工藝效率得到大大的提高，同時也保證了產(chǎn)品數(shù)據(jù)的前后一致性。其次，數(shù)字化裝配工藝設(shè)計的工藝人員很容易能夠獲得相關(guān)的制造資源的詳細(xì)數(shù)據(jù)，這不僅為工藝設(shè)計提供了堅強有力的支持，在很大程度上使工藝設(shè)計更加標(biāo)準(zhǔn)，更加規(guī)范，而且使工藝設(shè)計的效率大大提高，質(zhì)量也得到了保證，同時也降低了制造成本。然后，二維設(shè)計與三維設(shè)計相互結(jié)合，汲取各個的優(yōu)勢，使工藝人員可以以多種方式完成并完善工藝設(shè)計，工藝優(yōu)化簡單而且有效。此外，數(shù)字化裝配工藝設(shè)計有各種各樣的輸出形式，工藝人員不需要接受培訓(xùn)就可以方便地使用相關(guān)的設(shè)計數(shù)據(jù)，這將在很大程度上提高產(chǎn)品數(shù)據(jù)利用率，保證工作效率。

（二）過程仿真特點

裝配過程仿真是當(dāng)前先進(jìn)產(chǎn)品設(shè)計的驗證、優(yōu)化手段。DELMIA的數(shù)字化工藝仿真系統(tǒng)具有優(yōu)秀的特性，可以使工藝人員更直觀、定性、定量的分析每個工藝設(shè)計細(xì)節(jié)，可以將以前大量的再試制過程中驗證、優(yōu)化的設(shè)計結(jié)果提前在計算機網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中模擬，這種方式不但可以提前發(fā)現(xiàn)問題，而且可以通過科學(xué)測量和分析手段，設(shè)計比較合理的改進(jìn)方案。

比如在裝配仿真過程中發(fā)現(xiàn)的部分工藝設(shè)計問題：1中央翼下壁板距型架地板約1350mm，操作人員很難把工具鉆進(jìn)中央翼里進(jìn)行相關(guān)工作，為此可以在工裝對稱兩側(cè)分別增加一個高約800mm的活動梯，方便操作人員的進(jìn)出。2操作人員需要拿著工具進(jìn)入中央翼里工作，我們在仿真分析中分析得到右腿與上部軀體夾角106.53度，接近極限113度，工作環(huán)境極其惡劣，可以根據(jù)仿真結(jié)構(gòu)，更改連接方式，盡最大程度的改善操作人員的工作姿態(tài)。

四、結(jié)束語

數(shù)字化裝配技術(shù)在制造業(yè)中起著舉足輕重的作用，是產(chǎn)品制造過程中的關(guān)鍵工序。數(shù)字化裝配仿真技術(shù)有著強大的優(yōu)勢，可以大大縮短產(chǎn)品的開發(fā)時間，提高產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量，還可以降低產(chǎn)品生產(chǎn)成本，可以檢驗裝配順序。

近年來，科學(xué)技術(shù)與信息技術(shù)迅猛發(fā)展，傳統(tǒng)的設(shè)計方法逐漸地被現(xiàn)代的科學(xué)的設(shè)計方法所取代，國內(nèi)投入大量的人力物力財力進(jìn)行新的設(shè)計方法的探索與研究，在機械系統(tǒng)中，數(shù)字化裝備仿真技術(shù)的得到了廣泛的應(yīng)用。產(chǎn)品數(shù)字化制造的基本前提是數(shù)字化的工藝設(shè)計，產(chǎn)品設(shè)計是制造業(yè)的靈魂，只有高質(zhì)量的產(chǎn)品設(shè)計方案，才能進(jìn)行高質(zhì)量、高標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字化制造。在我國，大力推廣仿真技術(shù)應(yīng)用能力建設(shè)已經(jīng)成為貫徹科學(xué)發(fā)展觀、建設(shè)創(chuàng)新型國家的迫切需要。

參考文獻(xiàn)：

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篇4

關(guān)鍵詞：水利工程；計算機仿真技術(shù)；應(yīng)用

前言：在現(xiàn)在的水利工程建設(shè)當(dāng)中，因為工程建設(shè)本身的難度較大以及當(dāng)?shù)氐牡乩項l件較差或者是其他等等的一系列條件都使得水利工程建設(shè)的本身得到了非常大的限制。但是，隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，特別是電子計算機仿真技術(shù)在水利工程施工當(dāng)中的大規(guī)模利用，使得我國的水利工程建設(shè)速度和質(zhì)量水平有著一個非常大的提高，它可以有效的解決在實際工程建設(shè)當(dāng)中所出現(xiàn)的困難。以下，就是電子計算機仿真技術(shù)在實際工程當(dāng)中的應(yīng)用。

1我國水利工程面對問題的探討

1.1對于導(dǎo)截流和圍堰工程施工

在興建水利樞紐過程中，導(dǎo)截流是施工總進(jìn)度計劃中的控制性環(huán)節(jié)之一，截流的成敗，將直接影響整個工程的全局，因此一向倍受重視。導(dǎo)截流設(shè)計是經(jīng)濟(jì)性和安全性之間的一種最佳選擇，往往由于復(fù)雜的自然因素影響或決策變動等原因，需要反復(fù)修改和調(diào)整；另一方面，水電建設(shè)市場的競爭環(huán)境又要求投標(biāo)者高效率、準(zhǔn)確的編制施工組織設(shè)計，以取得投標(biāo)承包的最佳結(jié)果。顯然，傳統(tǒng)的計算方法很難滿足這一要求。

1.2地下工程施工

隧洞施工過程的地下廠房系統(tǒng)施工開挖量大，施工強度高，施工條件復(fù)雜，是一個極其復(fù)雜的過程。由于工序的作業(yè)時間的隨機性，容易產(chǎn)生隨機排隊現(xiàn)象而影響其他作業(yè)；由于地下洞室系統(tǒng)縱橫交錯，布置密集，高差大，施工通道少，使得各工序配合與相互干擾錯綜復(fù)雜；在安排各個洞室施工先后順序及隧洞施工順序時，需要考慮對工程的總工期、圍巖穩(wěn)定、通風(fēng)散煙條件、施工強度以及交通運輸?shù)葐栴}的影響。各個洞室施工在時間、空間上的邏輯關(guān)系復(fù)雜，傳統(tǒng)橫道圖難以直觀地揭示其復(fù)雜的時空關(guān)系。因而僅靠設(shè)計人員采用傳統(tǒng)的方法分析計算，難以確定合理的施工機械設(shè)備配套方案、制定合理的施工進(jìn)度計劃和施工組織設(shè)計方案，難以全面、快速、準(zhǔn)確地掌握施工全過程。

2水利工程施工中計算機仿真技術(shù)應(yīng)用的探討

2.1對于壩體混凝土澆筑施工的探討

壩體混凝土澆筑過程仿真的基本思路是：首先對澆筑塊、投入使用的澆筑和運輸設(shè)備分別進(jìn)行編號；然后，按照給定的澆筑方案所要求的各種約束條件安排注塊的澆筑順序，并算出各澆筑塊澆筑施工進(jìn)程，從而算出該方案下的大壩施工工期。重復(fù)計算多個方案，得出不同結(jié)果，最后經(jīng)過綜合比較，即可選出最優(yōu)方案。這些程序設(shè)計多采用大眾熟悉的應(yīng)用軟件，仿真計算成果采用現(xiàn)在常用的軟件輸出，程序設(shè)計采用開放式人機對話模式，具有了較高的可操作性和實用性。根據(jù)混凝土壩的施工特點，實時動態(tài)仿真系統(tǒng)主要具備以下主要功能： 工程量計算、計算機跳倉選塊、多種施工機械組合配套、方案與設(shè)備比較、進(jìn)度表達(dá)、圖形處理。

2.2對于導(dǎo)截流和圍堰工程施工的探討

在水利工程建設(shè)施工中的截流方法中最常用的是平堵和立堵兩種方法。這兩種方法，尤其是立堵法的施工過程計算機仿真在料場規(guī)劃與調(diào)度、交通運輸組織方面與土石壩施工十分相似。與土石壩不同的是戧堤填筑。以立堵法為例，工程量更加集中，施工強度更大，對機械設(shè)備配置的要求更高，施工組織更加嚴(yán)格，而且戧堤基本上是水下施工，截流過程中的填筑方量和拋投材料的粒徑受流速變化的制約，一方面填筑方量受截流流量的影響；另一方面，需隨著龍口寬度的變化進(jìn)行所謂的“流速分區(qū)”，因此截流施工的計算機仿真較多的依賴于截流水利計算與河道水文、地形、地質(zhì)條件，模擬截流施工的進(jìn)程，預(yù)測截流水力學(xué)參數(shù)的變化，確定各分區(qū)拋投材料的類型、尺寸和數(shù)量，能夠為決策機構(gòu)提供及時、可靠的依據(jù)。

2.3對于地下工程施工的探討

地下工程施工過程仿真的基本思路是：首先明確施工過程中有哪些活動以及各活動之間的邏輯關(guān)系，活動需要哪些初始資源及數(shù)目；然后由模型的組成部分按照節(jié)點間的邏輯關(guān)系建立起循環(huán)運行的網(wǎng)絡(luò)模型。以隧洞工程施工為例，利用該模型進(jìn)行隧洞施工過程仿真，可得出施工工期、機械設(shè)備生產(chǎn)率、資源閑置等待時間、資源利用率、施工費用及找出擁塞點等，從而為決策提出所需的多種信息。通過地下洞室群施工全過程動態(tài)仿真，可以對施工過程進(jìn)行定量計算與分析，進(jìn)行多方案的比較和優(yōu)化，直到得出滿意方案。采用計算機仿真技術(shù)，通過模擬工程對象的循環(huán)過程和隨機時間，可算出不同資源水平和施工組織情況下循環(huán)過程的工期和成本，并找出擁塞點，通過靈敏度分析可以得到合理的機械配套組合及理想的工期成本最優(yōu)方案。

篇5

關(guān)鍵詞：石油化工 實驗教學(xué) 虛擬仿真技術(shù) 教學(xué)模式

對于石油化工加工這樣實踐性很強的課程，實驗教學(xué)是極其重要的。課堂教學(xué)+工廠實習(xí)的模式在理論上雖然可以達(dá)到教學(xué)預(yù)期目標(biāo)，但實際應(yīng)用起來存在一定的弊端，實際教學(xué)效果離預(yù)期目標(biāo)存在一定差距。

一、石油化工加工實驗教學(xué)模式與存在的問題

1.目前石油化工實驗教學(xué)模式

目前石油化工實驗教學(xué)課程一般采取課堂教學(xué)+工廠實習(xí)的模式進(jìn)行。具體按照以下步驟進(jìn)行：

1.1課堂教學(xué)

石油化工加工教學(xué)內(nèi)容主要包括加工原理、加工工藝流程、工藝參數(shù)、主要設(shè)備、操作規(guī)程及故障處理。

多媒體技術(shù)興起之前，教師通過口頭講述和粉筆書寫傳授石油化工加工知識。但如設(shè)備元素是如何構(gòu)建成設(shè)備、操作規(guī)程和故障處理教師很難通過圖畫等方式來講述，主要是因為一般操作規(guī)程和故障處理步驟繁多復(fù)雜非常耗費時間而且讓學(xué)生感覺枯燥無趣，所以此類課程課堂教學(xué)一般只講述加工工藝流程，而不具體講解實際生產(chǎn)中操作規(guī)程和故障處理。

多媒體技術(shù)興起后廣泛應(yīng)用于石油化工加工課堂教學(xué)。采用多媒體教學(xué)，教師可以節(jié)省書寫的時間，擁有更多的時間來講解。同時，課件變得豐富多彩，比如設(shè)備結(jié)構(gòu)可以有具體的實物圖，甚至可以采用動畫的形式來演示設(shè)備各組成元素如何構(gòu)建成為設(shè)備。但針對石油化工加工操作規(guī)程及故障處理，多媒體技術(shù)依然無能為力，教師雖然能將規(guī)程和故障處理呈現(xiàn)在課件上，但通常只能放映給學(xué)生粗略看看。

此外，部分高校課堂教學(xué)會配合一些按實物比例縮小的模型輔助教學(xué)。但模型只能針對實體物件，對于石油化工加工原理、流程、參數(shù)、操作的教學(xué)等無法應(yīng)用。

1.2工廠實習(xí)

工廠實習(xí)內(nèi)容主要包括加工原理、加工工藝流程、工藝參數(shù)（調(diào)試及范圍、影響）、主要設(shè)備（結(jié)構(gòu)及控制指標(biāo)）、操作規(guī)程及故障處理。

實習(xí)時由工廠技術(shù)人員對加工原理進(jìn)行口頭講述，引導(dǎo)著學(xué)生沿著加工流程路線講解加工流程、工藝參數(shù)、設(shè)備；操作規(guī)程和故障處理一般只是簡單講解，學(xué)生自學(xué)為主。講解完成后學(xué)生可以自主在允許范圍內(nèi)參觀學(xué)習(xí)，在此過程中，學(xué)生若有不清楚的地方可向技術(shù)人員咨詢。

2.目前石油化工實驗教學(xué)模式存在的問題

2.1課堂教學(xué)的抽象性與枯燥性

在多媒體技術(shù)應(yīng)用于石油化工教學(xué)之前傳統(tǒng)的教學(xué)模式非常陳舊，沒有調(diào)動起學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，教學(xué)效果比較差。雖然近年來運用多媒體教學(xué)手段，教學(xué)形式相對豐富，但是由于時間與空間的限制，學(xué)生也很難深入有效地學(xué)習(xí)。

2.2工廠實習(xí)的局限性

工廠實習(xí)是課堂教學(xué)的補充與完善，是學(xué)生綜合能力培養(yǎng)與訓(xùn)練的重要教學(xué)環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)的工廠實習(xí)是將學(xué)生帶入企業(yè)，請技術(shù)人員講解理論和實踐經(jīng)驗。由于學(xué)生人數(shù)不斷增加，實習(xí)時間和經(jīng)費有限，企業(yè)內(nèi)部各項管理措施的限制，學(xué)生在實習(xí)中只能增加感性認(rèn)識，很少有動手操作的機會。只能從表面上對企業(yè)的生產(chǎn)情況、工藝流程與設(shè)備性能形成感官認(rèn)識，無法接觸生產(chǎn)的工程實際問題，使生產(chǎn)實習(xí)的預(yù)期效果大打折扣，難以達(dá)到教學(xué)目標(biāo)的要求[1]。又由于工廠現(xiàn)場存在機器噪音，而實習(xí)一般安排全班同學(xué)一起進(jìn)行，因此，工廠實習(xí)時技術(shù)人員的講解作用有所減弱。此外，石油化工加工有一定危險性，一般學(xué)生實習(xí)只能到相對安全的地方，看到工藝流程和設(shè)備的一部分，學(xué)生在生產(chǎn)實習(xí)后還是很難把課本理論知識和現(xiàn)場實際相結(jié)合。

2.3課堂教學(xué)與工廠實習(xí)的銜接性

實驗課的真正目的就是讓學(xué)生通過課程的學(xué)習(xí)能透徹清晰地理解理論知識，鞏固其專業(yè)技能[2]。但傳統(tǒng)教學(xué)模式是在理論課之后，根據(jù)學(xué)生的課程安排并結(jié)合實習(xí)企業(yè)的生產(chǎn)管理要求安排工廠實習(xí)。因此，工廠實習(xí)與課堂教學(xué)存在一個較長的時間間隔，此類課程課堂教學(xué)本身比較枯燥，學(xué)生可能對一些知識有所遺忘，課堂教學(xué)與工廠實習(xí)銜接性不好。

二、虛擬仿真技術(shù)在石油化工加工實驗教學(xué)中的應(yīng)用

虛擬仿真技術(shù)是一門多學(xué)科的綜合性技術(shù)，將先進(jìn)的仿真技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合。石油化工加工虛擬仿真就是以化工生產(chǎn)過程基本規(guī)律為依據(jù)，利用數(shù)學(xué)建立模型方法，在計算機上再現(xiàn)該生產(chǎn)過程的一種應(yīng)用技術(shù)。各種單元操作以及生產(chǎn)工藝過程都可以通過仿真軟件真實地再現(xiàn)其生產(chǎn)過程，使學(xué)生在一個逼真的環(huán)境中獲得對工藝知識的徹底理解、對實際操作技能的熟練掌握[3]。

石油化工加工課程是一門實踐性很強的學(xué)科，但受客觀條件的限制，目前石油化工加工的實驗教學(xué)難以達(dá)到預(yù)期教學(xué)目標(biāo)。模擬仿真教學(xué)提出了真實現(xiàn)場實物演示的教學(xué)模式，可以彌補客觀條件的不足，有利于提高石油化工加工教學(xué)的教學(xué)水平[4]。

1.仿真技術(shù)在石油化工實踐教學(xué)中的功能

石油化工加工課程與工程實際聯(lián)系緊密，在實踐條件有限的情況下，通過虛擬仿真軟件進(jìn)行仿真教學(xué)，使學(xué)生親自體驗整個過程，培養(yǎng)其綜合運用知識的能力及化強其工程意識。

1.1仿真課堂教學(xué)

仿真課堂教學(xué)與傳統(tǒng)的課堂教學(xué)不同之處在于，仿真課堂教學(xué)在仿真實驗室內(nèi)進(jìn)行，教師一方面通過多媒體技術(shù)進(jìn)行傳統(tǒng)意義上的講授；另一方面可以結(jié)合仿真現(xiàn)場各種設(shè)備模型和參數(shù)調(diào)試來講解；在這種課堂教學(xué)模式下，學(xué)生對設(shè)備裝置、工藝指標(biāo)的控制都有了深刻的認(rèn)識和理解。

1.2虛擬仿真實訓(xùn)

學(xué)生根據(jù)所學(xué)的內(nèi)容在相應(yīng)仿真環(huán)境中進(jìn)行仿真實訓(xùn)操作，可以自由調(diào)試各個工藝的參數(shù)，自由控制各個節(jié)點實訓(xùn)內(nèi)容，對工藝流程動態(tài)參數(shù)及注意事項作詳細(xì)分析和設(shè)定。虛擬仿真技術(shù)和實際情境實驗結(jié)合的模式可合理有效配置教學(xué)資源，解決實踐課時少的問題，形成多元化的教學(xué)環(huán)境。

2.仿真技術(shù)在石油化工實驗教學(xué)中的價值

仿真教學(xué)提高了教學(xué)效率，調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。其次，仿真教學(xué)中的演示和實驗，可以讓學(xué)生更生動形象地觀察，讓其能夠快速地掌握操作步驟和工藝原理。最后，仿真實訓(xùn)只是一種模擬，學(xué)生進(jìn)行實驗時不會因錯誤操作而引起不良效果；反復(fù)操作時，也不會造成原料的浪費；仿真實訓(xùn)在故障分析中具有獨到作用，沒有實際生產(chǎn)可能存在的潛在危險，保證了學(xué)生的安全。

三、小結(jié)

采用“仿真課堂教學(xué)+仿真實訓(xùn)+工廠實習(xí)”模式，學(xué)生可以結(jié)合所學(xué)的理論知識，分析判斷模擬操作中出現(xiàn)的問題，并根據(jù)幫助提示加以解決處理，仿真訓(xùn)練完成后，學(xué)生再進(jìn)行工廠實習(xí)。通過前期仿真課堂教學(xué)和仿真實訓(xùn)階段，學(xué)生已經(jīng)熟悉企業(yè)生產(chǎn)所采用的DCS控制系統(tǒng)，并且對操作室的DCS系統(tǒng)的使用能夠很快地理解[3]。因此，采用“仿真課堂教學(xué)+仿真實訓(xùn)+工廠實習(xí)”模式可以顯著提高石油化工加工實驗教學(xué)效果。

參考文獻(xiàn)

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篇6

關(guān)鍵詞：計算機；仿真；技術(shù)；環(huán)境；執(zhí)法

中圖分類號：TP391.9 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-9599 (2011) 18-0000-01

Computer Simulation Technology Application in Environmental Law Enforcement

Zhou Jing

(Changzhou Environmental Monitoring Unit,Changzhou 213022,China)

Abstract:This paper studies the computer simulation technology in environmental law enforcement applications,analysis of the advantages of computer simulation technology and the specific implementation,and enforcement of environmental chemical companies as an example,chemical companies environmental systems Fencheng water,air and solid Waste three parts,to establish a chemical environment,the system dynamics simulation model,has some practical significance.

Keywords:Computer;Simulation;Technology;Environment;Law enforcement

一、計算機仿真技術(shù)的優(yōu)點以及實施過程

（一）計算機仿真技術(shù)的優(yōu)點。計算機仿真技術(shù)可以十分迅速的對多種方案進(jìn)行比較，通過計算機能夠在很短的時間之內(nèi)對多種方案進(jìn)行仿真模擬；計算機仿真技術(shù)的成本比較低，它和真實的原型試驗的不同之處是，它是虛擬現(xiàn)實技術(shù)，不會破壞原型，需要的只是軟件的開發(fā)和應(yīng)用費用，而且，只要軟件投入到使用中，它就能夠進(jìn)行多個方案的計算，并且具有極高的重復(fù)使用率，總體成本比較低；計算機仿真技術(shù)的可靠性高；計算機仿真技術(shù)的實用性強，它可以在多個方面進(jìn)行應(yīng)用，只要是能夠用數(shù)學(xué)進(jìn)行描述的模型，幾乎都是能夠用計算機來對系統(tǒng)的行為進(jìn)行模擬，并且還能夠?qū)ξ磥淼陌l(fā)展趨勢進(jìn)行預(yù)測等等。

（二）計算機仿真技術(shù)的實施過程。首先就是模型的建立，按照研究對象以及研究目的的不同，在進(jìn)行仿真之前，首先就是要按照實際的問題來抽象出一個確定的系統(tǒng)，并給出系統(tǒng)的邊界條件以及約束條件，接著利用數(shù)學(xué)、動力學(xué)以及其他學(xué)科的相關(guān)的只是來把這一系統(tǒng)用數(shù)學(xué)表達(dá)式進(jìn)行描述，這也就是我們所說的數(shù)學(xué)建模，按照研究目的的不同，系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型也不同，具體可以劃分成為靜態(tài)模型、動態(tài)模型、離散事件動態(tài)模型以及混合時間動態(tài)模型等等。其次就是要進(jìn)行模型的輸入，也就是要結(jié)合軟件的不同特點來對前一步中所建立的數(shù)學(xué)表達(dá)式輸入成計算機所能夠處理的形式，也就是仿真模型，這一模型是進(jìn)行計算機仿真的關(guān)鍵之所在。接著是模型的仿真計算，把前一步所得到的仿真模型載入到計算機中的計算模塊中，并根據(jù)預(yù)先設(shè)定好的實驗方案來進(jìn)行仿真的計算，這也就是我們所說的“模型仿真計算”。

二、化工企業(yè)環(huán)境系統(tǒng)的仿真模型

仿真模型的建立

對于化工企業(yè)來講，資源對系統(tǒng)的影響主要體現(xiàn)在固體廢棄物污染、水污染以及大氣污染這三方面對環(huán)境的影響，所以，環(huán)境系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)是把資源作為核心，并且是由污水處理系統(tǒng)、大氣污染的處理系統(tǒng)以及固體廢棄物污染處理系統(tǒng)構(gòu)成的，具體情況如下：

（一）污水處理系統(tǒng)。以蘇南某個縣區(qū)的化工工業(yè)園區(qū)的化工企業(yè)所排放的廢水為例，廢水中的污染物主要就是五日生化需氧量、化學(xué)耗氧量、氨氮含量、懸浮固體物質(zhì)以及石油類等等，另外還有一些少量的鐵離子、硫離子以及氯離子等等污染物，經(jīng)檢測，只有化學(xué)需氧量是超標(biāo)的，所以污水處理系統(tǒng)把化學(xué)耗氧量存量作為狀態(tài)變量，把化學(xué)耗氧量產(chǎn)生量、化學(xué)耗氧量的減少量以及化學(xué)耗氧量的自然降解量來作為速率變量，并同時用多個輔助變量來和其他的子系統(tǒng)相互連接。這樣，就能夠把這一模塊的結(jié)構(gòu)關(guān)系進(jìn)行確定。并可以得出以下的方程：

水污染化學(xué)耗氧量存量（CSWR）CSWR.K=CSWR.J+DT×（CCSL.JK-CJSL.JK）

化學(xué)耗氧量產(chǎn)生量（CCSL）CCSL.JK=CCSL.JK+CSHWSL.JK

生產(chǎn)廢水化學(xué)耗氧量產(chǎn)生量（CSCFSL）CSCFSL.JK=SCFSPFL.JK×pndz.k

生產(chǎn)廢水排放量（SCFSPFL）SCFSPFL.JK=GYZCZZ.JK SCFSPFLgfwypfl.k

生活污水化學(xué)耗氧量產(chǎn)生量（CSHWSL）CSHWSL.JK=SHWSCSL.JK×Indz.k

生活污水產(chǎn)生量（SHWSCSL）SHWSCSL.JK=P.K×rjwscsl.k

化學(xué)耗氧量減少量（CJSL）CJSL.JK=CZRXJL.JK+CXJL.JK

化學(xué)耗氧量自然消解量（CZRXJL）CZRXJL.JK=CSWR.K×czrxjxs.k

化學(xué)耗氧量自然消減量（CXJL）CXJL.JK=WSCFSL.JK×（fsnd.k-dbnd.K）

污水廠進(jìn)廢水量（WSCFSL）WSCFSL.JK=IF THEN ELSE（FSZL.K×fscll.k>=WSCCLL.K，F(xiàn)SZL.Kfscll.k）

廢水總量（FSZL）FSZL.K=SCFSPFL.JK+SHWSCSL.JK

污水廠污水處理能力（WSCCLL）WSCCLL.K=WSCLTZ.K×wywscll.k

污水處理投資（WSCLTZ）WSCLTZ.JK=HBZTZ.K×wstzl.k

區(qū)域地表水化學(xué)耗氧量濃度（CDBSND）CDBSND.K=bjnd.K+CSWR.K÷njjll.K

水質(zhì)相對污染度（SZXDWRD）SZXDWRD.K=CDBSND.K÷bjnd.K

（二）大氣污染處理系統(tǒng)。對于化工工業(yè)區(qū)化工企業(yè)排放的大氣污染來講，主要污染物有二氧化硫、二氧化氮、總懸浮顆粒物等等。現(xiàn)在把二氧化硫存量作為狀態(tài)變量、把二氧化硫產(chǎn)生量和消減量作為速率變量，同時把多個輔助變量和其他子系統(tǒng)相互連接。這樣，就能夠把這一模塊的結(jié)構(gòu)關(guān)系進(jìn)行確定，就可以列出相應(yīng)的方程，其方法和上述方法相同。

三、結(jié)語

總之，環(huán)境執(zhí)法工程的計算機仿真是一項比較系統(tǒng)且較為復(fù)雜的工程，利用計算機仿真技術(shù)能夠為環(huán)境執(zhí)法人員搭建出一個真實且能夠自然交互的管理平臺，從而為環(huán)境執(zhí)法人員工作的有效開展提供有力的依據(jù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]孫玉峰.礦區(qū)環(huán)境系統(tǒng)力學(xué)仿真模型的建立[J].遼寧工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報,2006,2

篇7

【關(guān)鍵詞】 數(shù)字電路 EDA 教學(xué)改革 實驗教學(xué)

“數(shù)字電路”是高等院校電類專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，具有較強的應(yīng)用性和實踐性。因此數(shù)字電路的實驗教學(xué)在課程中占有很重要的地位。傳統(tǒng)的實驗教學(xué)方法已經(jīng)不能滿足技術(shù)發(fā)展的需求。引入EDA仿真技術(shù)可以彌補傳統(tǒng)方法的不足，加深學(xué)生對所學(xué)知識的理解，同時提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

1 數(shù)字電路課程實驗的現(xiàn)狀

傳統(tǒng)的數(shù)字電路實驗多以驗證性實驗為主，配以少數(shù)的綜合性設(shè)計實驗，驗證性實驗如常用組合邏輯電路及常用時序電路等；綜合性的設(shè)計實驗往往以課程設(shè)計的形式進(jìn)行。實驗的方法是用面包板和導(dǎo)線進(jìn)行搭接電路，配合試驗箱進(jìn)行調(diào)試，這就是實驗的全過程。雖然傳統(tǒng)的數(shù)字電路實驗?zāi)Ｊ皆谂囵B(yǎng)學(xué)生實際動手能力等方面起到了一定的作用，但還存在一些不足。

（1）實驗課時有限，學(xué)生往往只能在有限的時間內(nèi)完成規(guī)定的簡單實驗，而加大實驗難度重復(fù)驗證則根本沒有時間完成，達(dá)不到對所學(xué)知識舉一反三的目的。

（2）實驗經(jīng)費短缺，實驗的器件往往是重復(fù)利用，而且器件的種類也比較少，學(xué)生接觸新產(chǎn)品、新器件的機會較少，難以適應(yīng)當(dāng)前電子技術(shù)的發(fā)展。

（3）數(shù)字電路課程設(shè)計內(nèi)容相對復(fù)雜，需要大量器件來實現(xiàn)，設(shè)計過程中還要反復(fù)驗證，因此設(shè)計周期長，效率低，器件的損耗也較多。

2 EDA仿真技術(shù)應(yīng)用于實驗教學(xué)的舉例

2.1 Quartus II軟件應(yīng)用于數(shù)字電路的實驗教學(xué)

以設(shè)計任意進(jìn)制計數(shù)器為例來說明Quartus II仿真軟件的應(yīng)用。傳統(tǒng)的實驗教學(xué)是學(xué)生在實驗室中先驗證74160為十進(jìn)制計數(shù)器；然后再利用74160自行設(shè)計任意進(jìn)制計數(shù)器，并把結(jié)果利用LED數(shù)碼管顯示出來。這樣做的結(jié)果是學(xué)生時間不夠用，好多學(xué)生都沒有時間去完成任意進(jìn)制計數(shù)器的設(shè)計。即使完成，也是僅僅完成一個簡單的設(shè)計。如果學(xué)生課下能利用Quartus II軟件對要做的實驗進(jìn)行預(yù)習(xí)演練，并仿真看到結(jié)果，則實驗課上就節(jié)省了大量時間，學(xué)生可以用節(jié)省的時間多做幾組實驗，加深了對所學(xué)知識的理解，提高了學(xué)生的動手能力。

以設(shè)計17進(jìn)制計數(shù)器為例，學(xué)生如果課下利用Quartus II軟件把原理圖畫出來（如圖1所示），并且編譯仿真后看到仿真結(jié)果，則會對所設(shè)計的電路充滿信心，實驗室開放時，把所設(shè)計的電路搭建出來即可，節(jié)省了大量時間，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

2.2 multisim軟件應(yīng)用于數(shù)字電路的實踐教學(xué)

學(xué)生在做數(shù)字電路課程設(shè)計時，課程設(shè)計的內(nèi)容相對于驗證性實驗要復(fù)雜的多，學(xué)生的設(shè)計量也較大。以數(shù)字鐘課程設(shè)計為例，學(xué)生首先要構(gòu)思，把簡單的數(shù)字鐘分為三個部分：小時、分、秒。學(xué)生要把每一部分設(shè)計完成，最后綜合設(shè)計整體電路。如果只是在實驗室進(jìn)行，學(xué)生每次設(shè)計都要搭接實驗電路，如果不理想則要拆掉重新再做，這個過程費時費力，器件的損耗也較多，可靠性差，效率低。因此如果學(xué)生能利用multisim軟件在計算機中仿真驗證自己的想法，則可解決上述問題。學(xué)生首先可以利用軟件設(shè)計秒電路，設(shè)計好后仿真驗證結(jié)果，如果不正確，則可以檢查是否元件選擇錯誤，如果元件沒錯則可以檢查電路連接是否有問題，由于都是在軟件中操作，所以省時省力，又因為是虛擬平臺，元件也無損耗，當(dāng)設(shè)計完秒電路后再設(shè)計分電路和小時電路，直至整個電路設(shè)計完畢，看是否滿足設(shè)計要求。

因為軟件提供了功能強大的元件庫，學(xué)生可以在軟件中任意選擇元器件，器件來源不受控制，同時降低了器件的損耗率；因為是用軟件仿真設(shè)計電路，學(xué)生可以反復(fù)驗證自己的想法，查找原因及修改都很方便，省時省力，效率高；又因為是仿真結(jié)果正確后連接電路，所以硬件連接電路時很少出錯，即使出錯也不會是原理性錯誤，而其他錯誤如電路接觸不良等則很好解決。

3 引入EDA仿真技術(shù)的好處

（1）提高了實驗的可靠性及成功率。在一些復(fù)雜的電子技術(shù)實驗中，經(jīng)常會因操作不當(dāng)或設(shè)備條件限制而觀察不到實驗結(jié)果，引入EDA仿真之后，實驗操作就會變得相對簡單，實驗條件很容易改變，也方便查錯糾錯，同時也能夠直觀反映出電子設(shè)計可能存在的差錯和時序競爭，并方便分析及解決這類問題，大大提高了實驗的效率和質(zhì)量。

（2）實驗不再受課時和實驗器材的限制。由于大部分工作是在軟件平臺上進(jìn)行，加上計算機的普及，設(shè)計工作可以走出實驗室，完全在這個虛擬的實驗箱上實現(xiàn)；同時大大降低實驗器材的消耗，減少了因操作不當(dāng)造成的儀器設(shè)備損壞，節(jié)省了實驗室的運行費用。

（3）提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。學(xué)會利用EDA仿真工具，大大提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)信心，而且EDA技術(shù)是現(xiàn)代電子技術(shù)發(fā)展的反向，學(xué)生掌握這門技術(shù)就與現(xiàn)代電子技術(shù)發(fā)展同步，適應(yīng)l市場需要，進(jìn)一步激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

4 結(jié)語

將EDA仿真技術(shù)引入到數(shù)字電路實驗教學(xué)中，它將使專業(yè)基礎(chǔ)課教學(xué)內(nèi)容與世界電子技術(shù)發(fā)展同步，并使原有實驗教學(xué)模式和教學(xué)內(nèi)容產(chǎn)生飛躍，提高教學(xué)效率，擺脫傳統(tǒng)的設(shè)計方法的思維模式。同時也培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力，提高學(xué)生的競爭能力，適應(yīng)市場需要。

參考文獻(xiàn)：

篇8

關(guān)鍵詞：仿真技術(shù)；電氣控制技術(shù)；應(yīng)用

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.22.252

0 引言

隨著社會和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，各企業(yè)單位對專業(yè)人才的實踐能力也有了越來越高的要求。在電氣控制技術(shù)教學(xué)中，教師可以通過應(yīng)用仿真技術(shù)，優(yōu)化教學(xué)方案，培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)知識與實踐技能，為學(xué)生未來的就業(yè)打下基礎(chǔ)。

1 明確仿真技術(shù)在電氣控制技術(shù)教學(xué)中的應(yīng)用要點

在電氣控制技術(shù)教學(xué)中，應(yīng)用仿真技術(shù)，教師應(yīng)當(dāng)明確以下幾個要點，保證仿真技術(shù)能夠得到有效的應(yīng)用。其一，提高學(xué)生的興趣。電氣控制技術(shù)相關(guān)的知識技能比較復(fù)雜，如果學(xué)生沒有足夠的學(xué)習(xí)興趣，很難保持較高的學(xué)習(xí)熱情和效率。因此，教師在應(yīng)用仿真技術(shù)時，要考慮這一點，不僅要將問題本質(zhì)模擬出來，還要導(dǎo)入一定的應(yīng)用場景，學(xué)生在場景中能夠更直接的了解到電氣控制技術(shù)的應(yīng)用，有利于加深學(xué)生對相關(guān)知識的理解，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。其二，理論教學(xué)與實踐教學(xué)相結(jié)合。電氣控制技術(shù)教學(xué)中，無論理論教學(xué)還是實踐教學(xué)都非常重要，應(yīng)用仿真技術(shù)，教師要把理論知識教學(xué)與實踐教學(xué)有機的結(jié)合起來，讓理論教學(xué)中合理穿插實踐教學(xué)，這樣的教學(xué)方式，可以讓學(xué)生更及時的通過實踐快速理解掌握相應(yīng)的理論知識。

其三，指導(dǎo)學(xué)生改善學(xué)習(xí)方法。仿真技術(shù)在電氣控制技術(shù)教學(xué)中的應(yīng)用，教師不僅要用于優(yōu)化教學(xué)方案，還要指導(dǎo)學(xué)生，根據(jù)仿真技術(shù)提供的學(xué)習(xí)條件，適當(dāng)改變自己的學(xué)習(xí)方法。例如，教師可以利用仿真技術(shù)為學(xué)生模擬探究性場景，讓學(xué)生在場景中自主學(xué)習(xí)，發(fā)現(xiàn)問題并合作探究解決問題的辦法，這樣的學(xué)習(xí)方式，能夠讓學(xué)生從被動的學(xué)習(xí)狀態(tài)解脫出來，有利于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性，還能讓學(xué)生的探究能力與合作能力得到一定的鍛煉，有利于培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力，而且在探究學(xué)習(xí)的過程中，教師可以在模擬的場景中添加更多維修、建設(shè)等方面的元素，讓學(xué)生能夠了解到更多的知識，在未來的工作中，能夠具備更強的解決問題的能力。其四，充分調(diào)動學(xué)生的積極性。學(xué)生在學(xué)習(xí)中的積極性直接影響其學(xué)習(xí)效率，因此，在教學(xué)過程中，教師必須充分調(diào)動學(xué)生的積極性。在電氣控制技術(shù)教學(xué)中，教師可以應(yīng)用仿真技術(shù)，模擬出實踐場景，在場景中為學(xué)生安排一定的學(xué)習(xí)任務(wù)，讓學(xué)生圍繞學(xué)習(xí)任務(wù)，展開比賽。學(xué)生處于朝氣蓬勃的年齡，大多具有很強的表現(xiàn)欲和競爭意識，這樣的教學(xué)方式，能夠充分利用學(xué)生的這些特性，調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。

2 發(fā)揮仿真技術(shù)在電氣控制技術(shù)教學(xué)中的作用

其一，應(yīng)用仿真技術(shù)，增加實驗教學(xué)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。在電氣控制技術(shù)教學(xué)中，理論知識是實驗教學(xué)的基礎(chǔ)，但如果課堂時間都用來講解理論知識，而將實驗教學(xué)分離出來，就會讓學(xué)生在復(fù)雜和抽象的公式原理中感到疲倦，單一類型知識內(nèi)容的長時間教學(xué)，是不利于學(xué)生注意力的保持的，也讓學(xué)生難以得到思維上的休息，理解能力會隨時間而下降，進(jìn)而還有可能導(dǎo)致學(xué)生對課程學(xué)習(xí)的厭倦。因此，教師可以應(yīng)用仿真技術(shù)，在課堂上為學(xué)生提供模擬實驗演示，將實驗教學(xué)引入課堂中，學(xué)生在學(xué)習(xí)一部分理論知識后，觀看相應(yīng)的演示實驗，就能夠適時改變學(xué)習(xí)方式，有利于打開思路，加深學(xué)生對相關(guān)知識的理解。仿真技術(shù)的應(yīng)用不同于實際的實驗教學(xué)，不需要從實驗室搬移各種儀器，也不會占用教師的空間，操作起來也非常簡便，能夠最大效率的發(fā)揮作用，提供學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。

其二，應(yīng)用仿真技術(shù)，優(yōu)化實驗教學(xué)。在電氣控制技術(shù)教學(xué)中，有一些實驗教學(xué)的內(nèi)容難度較大，操作存在一定的危險，或者實驗器材比較昂貴易損。對于這些實驗的教學(xué)，如果采用實際的實驗器材進(jìn)行，學(xué)生束手束腳，難以取得很好的教學(xué)效果，而應(yīng)用仿真技術(shù)，學(xué)生可以通過電腦操作模擬的實驗器材，不僅不會有任何的危險性，也不會造成實驗儀器的損壞，還能真實的還原實驗的各部分細(xì)節(jié)，對于實驗中的錯誤操作，系統(tǒng)會自動檢測并發(fā)出提醒，讓學(xué)生能夠及時的發(fā)現(xiàn)自己的錯誤并加以改正。此外，應(yīng)用仿真技術(shù)進(jìn)行模擬實驗，很多操作只需要點擊一下即可完成，能夠大幅減少實驗操作的時間，為學(xué)生提供更多的時間去思考實驗細(xì)節(jié)和原理，這有利于學(xué)生在提高實踐能力的同時，培養(yǎng)邏輯思維能力，加深對實驗相關(guān)知識的理解。

3 仿真技術(shù)在電氣控制技術(shù)教學(xué)中的應(yīng)用步驟

教師在應(yīng)用仿真技術(shù)進(jìn)行模擬實驗時，需要遵循以下幾個步驟。首先，實驗?zāi)Ｐ偷臉?gòu)建。為了提高學(xué)生對相關(guān)實驗器材的認(rèn)識，教師應(yīng)當(dāng)將模擬實驗中各類器材按相同比例構(gòu)建，使模擬實驗場景更符合實際。第二，實驗原理的教學(xué)。教師要在實驗前為學(xué)生講解實驗的原理，以及實驗中涉及的主要儀器的結(jié)構(gòu)和功能，然后為學(xué)生演示一遍實驗操作，讓學(xué)生能夠了解大體的實驗流程以及實驗操作。第三，學(xué)生實踐操作。教師在實驗教學(xué)中更多的起到引導(dǎo)者的作用，學(xué)生開始實踐操作后，教師應(yīng)當(dāng)減少直接的教學(xué)，在學(xué)生遇到困難時，再給予一定的幫助，充分發(fā)揮學(xué)生的個人能力，提高教學(xué)的有效性。

在電氣控制技術(shù)教學(xué)中，仿真技術(shù)的應(yīng)用不僅能夠加深理論教學(xué)與實踐教學(xué)的聯(lián)系，還能有效降低實驗的風(fēng)險和經(jīng)濟(jì)成本，為學(xué)生創(chuàng)造更好的實驗學(xué)習(xí)條件。教師合理設(shè)計教學(xué)方案，充分發(fā)揮仿真技術(shù)的作用，提高教學(xué)的有效性。

參考文獻(xiàn)：

[1]李斌，鄒燦紅.電氣控制與PLC應(yīng)用技術(shù)仿真教學(xué)應(yīng)用研究[J].電氣電子教學(xué)學(xué)報，2015（06）：117.

篇9

關(guān)鍵詞：機械設(shè)計；仿真技術(shù)；應(yīng)用

引言

仿真技術(shù)的應(yīng)用，主要就是對計算機技術(shù)下加以實現(xiàn)的，通過多種學(xué)科理論作為基礎(chǔ)，在計算機的軟件工具支持下，發(fā)揮著重要作用。在早期的計算機仿真技術(shù)的應(yīng)用，是隨機數(shù)通過實驗求解隨機問題方法的應(yīng)用，在近些年的科學(xué)技術(shù)迅速發(fā)展下，和工業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展有著緊密的結(jié)合，這樣就對工業(yè)發(fā)展起到了很大促進(jìn)作用。通過從理論上對仿真技術(shù)的應(yīng)用研究，就能為實際機械設(shè)計制造發(fā)展提供理論支持。

1 機械設(shè)計制造中仿真技術(shù)的應(yīng)用重要性和應(yīng)用流程

1.1 機械設(shè)計制造中仿真技術(shù)的應(yīng)用重要性分析

機械設(shè)計制造產(chǎn)業(yè)在我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展中起著重要促進(jìn)作用，從上世紀(jì)七十年代以來，在全球化的競爭發(fā)展方面愈來愈激烈，產(chǎn)品消費結(jié)構(gòu)也在向著個性化以及多元化的方向發(fā)展。仿真技術(shù)的出現(xiàn)，對機械設(shè)計制造產(chǎn)業(yè)就有著很大推動，而在收到經(jīng)濟(jì)水平的因素影響，在實際操作系統(tǒng)的應(yīng)用上費用相對比較高。仿真技術(shù)的應(yīng)用，在設(shè)計人員將計算機技術(shù)作為載體下，通過運用相應(yīng)的軟件以及構(gòu)建數(shù)據(jù)模型等，這樣就能對參數(shù)詳細(xì)準(zhǔn)確的分析，在機械設(shè)計制造當(dāng)中應(yīng)用，就能有效提高設(shè)計的效率[1]。機械設(shè)計制造中仿真技術(shù)的應(yīng)用，只需要設(shè)計人員結(jié)合不用方案在仿真軟件當(dāng)中進(jìn)行構(gòu)建虛擬機，從而就能有效完成不同假設(shè)性虛擬實驗，對最優(yōu)化的方案進(jìn)行選擇。仿真技術(shù)的應(yīng)用對計算的精度可有效保證，對研發(fā)的質(zhì)量也能有效提高，節(jié)約了大量的研發(fā)資金，這對機械設(shè)計制造行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展就有著積極促進(jìn)作用。

1.2 機械設(shè)計制造中仿真技術(shù)的應(yīng)用流程分析

機械設(shè)計制造領(lǐng)域的發(fā)展，需要從多方面加強重視，在機械設(shè)計制造過程中仿真技術(shù)的應(yīng)用，主要是在電腦數(shù)學(xué)模型以及仿真模式的建立基礎(chǔ)上應(yīng)用的。仿真技術(shù)的應(yīng)用涉及到圖形學(xué)以及幾何造型學(xué)等，在對系統(tǒng)實質(zhì)抽象數(shù)學(xué)模型的處理過程中，要按照相應(yīng)的程序進(jìn)行實施。首先就是對模型進(jìn)行建立，仿真技術(shù)應(yīng)用中先要能抽象出能達(dá)到仿真目的的可靠系統(tǒng)，然后加上邊界以及約束條件[2]。接著就要對相應(yīng)學(xué)科知識的應(yīng)用，把這一系統(tǒng)在數(shù)學(xué)表達(dá)的方式下進(jìn)行闡述。主要的內(nèi)容就是數(shù)學(xué)模型，模型的構(gòu)建過程中，就要結(jié)合時間關(guān)系進(jìn)行劃分。在模型的構(gòu)建類型上有動靜兩種模型類型，在動態(tài)模型方面又分為連續(xù)時間以及離散時間和混合時間幾種。

機械設(shè)計制造過程中的仿真技術(shù)應(yīng)用流程中，在模型的變換層面就比較關(guān)鍵。這一環(huán)節(jié)主要是將抽象的數(shù)學(xué)表達(dá)進(jìn)行轉(zhuǎn)換成計算機處理形式。然后通過適當(dāng)?shù)乃惴ㄒ约坝嬎銠C語言，就能對仿真模型進(jìn)行分析，這就需要對計算機研發(fā)新的系統(tǒng)，或者是通過仿真軟件加以應(yīng)用，都能夠達(dá)到模型變換的目的[3]。

接著就是模型的實驗環(huán)節(jié)。也就是把創(chuàng)建仿真模型輸入到計算機當(dāng)中，通過仿真模型的運行就能獲得仿真結(jié)果。在進(jìn)行仿真實驗中是通過先期設(shè)計實驗方案進(jìn)行運行的，這樣就比較的簡單。對于仿真實驗的結(jié)果的衡量標(biāo)準(zhǔn)問題，就要先對仿真實驗的結(jié)果進(jìn)行辨析，對其結(jié)果的可靠性進(jìn)行檢驗可通過反正過程反向驗證法以及置信通道方法加以應(yīng)用。通過這一系列的程序?qū)嵤湍苡兄诜抡婕夹g(shù)的積極作用發(fā)揮。

2 機械設(shè)計制造中仿真技術(shù)的應(yīng)用特征及實際應(yīng)用

2.1 仿真技術(shù)應(yīng)用的特征體現(xiàn)分析

第一，應(yīng)用范圍大特征。仿真技術(shù)在機械設(shè)計制造當(dāng)中的應(yīng)用，有著鮮明的特征體現(xiàn)，從產(chǎn)品設(shè)計到制造和測試維護(hù)的整個過程中，仿真技術(shù)都能貫穿始終。在機械產(chǎn)品的概念設(shè)計以及詳細(xì)設(shè)計和加工制造等環(huán)節(jié)，仿真技術(shù)都能發(fā)揮積極的作用。在仿真技術(shù)的實際應(yīng)用中，在范圍上得到了迅速擴大化，仿真對象和目的上從研究制造對象動力學(xué)以及運動學(xué)特性，已經(jīng)向著研究制造系統(tǒng)設(shè)計運行方向發(fā)展，在庫存管理以及產(chǎn)品開發(fā)過程組織等層面都有著涉及。

第二，集成化特征。機械設(shè)計制造過程中的仿真技術(shù)應(yīng)用，在集成化的特征層面表現(xiàn)的比較突出，也就是對仿真技術(shù)的綜合性應(yīng)用，從而就能有效形成可運行的產(chǎn)品開發(fā)以及制造環(huán)境。在仿真的類型上是多樣化的，有著面向產(chǎn)品以及制造工藝和生產(chǎn)管理等部分的仿真[4]。這些部分對仿真技術(shù)的應(yīng)用都得到了綜合性體現(xiàn)。

第三，分布性特征。仿真技術(shù)的應(yīng)用在和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的結(jié)合下，對仿真的分布性特征上就比較顯著。這是通過制造分布所決定，其中就有著敏捷制造以及虛擬網(wǎng)絡(luò)的支持實現(xiàn)的。仿真技術(shù)的應(yīng)用和傳感器以及圖形技術(shù)的結(jié)合應(yīng)用特征也比較突出，這就對仿真技術(shù)的交互性得到了加強。

2.2 機械設(shè)計制造中仿真技術(shù)應(yīng)用

仿真技術(shù)在機械設(shè)計制造中多個環(huán)節(jié)都能進(jìn)行應(yīng)用，其中在復(fù)雜的數(shù)值計算分析中的應(yīng)用作用比較突出。仿真技術(shù)應(yīng)用對機械設(shè)計制造中的大量復(fù)雜化數(shù)據(jù)分析計算能力比較強，能將數(shù)據(jù)分析簡單化以及層次性的實現(xiàn)，這樣就大大的提高了工作效率，對低水平重復(fù)勞動的問題也能避免。機械產(chǎn)品的研發(fā)設(shè)計中，運用仿真技術(shù)就能在計算分析上準(zhǔn)確快速的實現(xiàn)，直到滿足實際的要求標(biāo)準(zhǔn)，對機械產(chǎn)品材料的浪M以及耗時的問題也得到了解決。機械產(chǎn)品的動力學(xué)模型的分析下，對機械產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)強度等都能得到有效保障，對機械設(shè)備的剛度應(yīng)變以及動態(tài)特性的參數(shù)分析能力也比較強。

仿真技術(shù)在機械結(jié)構(gòu)的設(shè)計中應(yīng)用，也能優(yōu)化設(shè)計的質(zhì)量。機械產(chǎn)品是通過大量結(jié)構(gòu)組裝的工藝動作。對新機械產(chǎn)品的研發(fā)過程中，結(jié)構(gòu)的正確設(shè)定，和結(jié)構(gòu)間的運動得當(dāng)與否等，都和產(chǎn)品的實際應(yīng)用效果有著直接的應(yīng)用。這就需要在仿真技術(shù)的應(yīng)用下，通過三維機械設(shè)計軟件的應(yīng)用進(jìn)行仿真設(shè)計，從而有效的檢查機械結(jié)構(gòu)設(shè)計的質(zhì)量。

將仿真技術(shù)在機械設(shè)計制造當(dāng)中的齒輪設(shè)計中加以應(yīng)用，能有效提高齒輪設(shè)計的質(zhì)量。機械裝備當(dāng)中的齒輪是比較關(guān)鍵的零件，對其設(shè)計的精度有著高要求，實際設(shè)計過程中就要充分注重對仿真技術(shù)的應(yīng)用。具體應(yīng)用中對visual lisp語言的應(yīng)用，就能在齒輪端面實施模型的構(gòu)建以及仿真，能從多個角度實施評估[5]。仿真技術(shù)的運用下能對圓弧針齒輪星傳動研究分析，以及對影響正交齒輪齒輪傳動接觸點的參數(shù)實施研究，這樣就大大的提高了對齒輪設(shè)計的精確度。

3 結(jié)束語

綜上所述，機械設(shè)計制造產(chǎn)業(yè)的發(fā)展過程中，隨著新技術(shù)的廣泛應(yīng)用，對整體的機械設(shè)計制造產(chǎn)業(yè)的發(fā)展也有著促進(jìn)作用。仿真技術(shù)和機械設(shè)計制造的結(jié)合，為我國的機械制造產(chǎn)業(yè)帶來了生機，為促進(jìn)機械制造產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展以及科學(xué)性發(fā)展打下了基礎(chǔ)，希望此次研究有助于實際機械設(shè)計制造產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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[2]賈志欣，樓應(yīng)侯，張學(xué)昌，等.機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)網(wǎng)絡(luò)化平臺建設(shè)[J].實驗科學(xué)與技術(shù)，2013（04）.

[3]張寶坤，王淑霞，王艷.機械設(shè)計制造及其自動化的發(fā)展方向[J].化工裝備技術(shù)，2014（04）.

篇10

醫(yī)學(xué)物理學(xué)是把物理學(xué)的原理和方法應(yīng)用于人類疾病預(yù)防、診斷、治療和保健的交叉學(xué)科。因?qū)W科的交叉性強，醫(yī)學(xué)物理實驗在普通物理實驗實難于完成，而建設(shè)專門醫(yī)學(xué)物理實驗室存在諸多方面的困難?，F(xiàn)代虛擬仿真技術(shù)的出現(xiàn)，為醫(yī)學(xué)物理實驗的開展提供了較好的條件。

一 虛擬仿真技術(shù)在實驗中的優(yōu)勢與特點

虛擬仿真實驗是利用計算機仿真技術(shù)應(yīng)用于物理實驗教學(xué)的一種實驗?zāi)Ｊ健Ｎ锢韺嶒炛兴尸F(xiàn)的實驗環(huán)境和實驗儀器都是通過計算機程序軟件完全虛擬運行產(chǎn)生的，雖然完全虛擬，但卻能通過虛擬的仿真操作， ，獲得物理實驗的結(jié)果，、分析物理實驗的結(jié)果。幫助學(xué)生更快速、有效、準(zhǔn)確地揭示自然界的本質(zhì)和規(guī)律。對一些復(fù)雜的、危險的、設(shè)備購置費用昂貴的實驗，在課堂和普通實驗室中無法實現(xiàn)實驗，如醫(yī)學(xué)物理中的核磁共振實驗等一些實驗。虛擬仿真實驗?zāi)Ｊ礁哂胁豢商娲莫毺氐膶嶒灲虒W(xué)優(yōu)勢。虛擬仿真實驗?zāi)Ｊ降闹饕攸c與優(yōu)勢如下：

1、將改變以教師為中心的傳授式教學(xué)模式

該模式通過教師指導(dǎo)性的虛擬實驗設(shè)計和學(xué)生自主學(xué)習(xí)活動的設(shè)計，可充分發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用和學(xué)生的主體作用。虛擬仿真技術(shù)可增強學(xué)生在學(xué)習(xí)活動中的思考和創(chuàng)新。虛擬現(xiàn)實技術(shù)作為一種認(rèn)知技術(shù)，它不僅使學(xué)生能夠有效地通過觀察提出假想，而且，虛擬仿真技術(shù)提供的優(yōu)良的交互性使實驗教學(xué)系統(tǒng)能夠為學(xué)生提供必要的反饋，學(xué)生成才可自主地、個性化地實現(xiàn)。學(xué)生可以通過屏幕提示逐步思考、選擇，探索物理現(xiàn)象的本質(zhì)，大大增強學(xué)生的理解力和掌握能力。

2、可更加構(gòu)成開放性的教學(xué)環(huán)境。

它可以實現(xiàn)教材、方法、時間和空間等方面的開放性，使學(xué)生可以自行設(shè)計和選擇實驗方式，可提供給學(xué)生充分發(fā)揮想象力的空間；它可以設(shè)計以學(xué)生探索為主的模式，允許學(xué)生探索和建構(gòu)虛擬環(huán)境，充分發(fā)揮學(xué)生的直覺思維能力、創(chuàng)造思維能力和實際的創(chuàng)造力。虛擬仿真實驗可以通過驗證型、測試型、設(shè)計型、糾錯型和創(chuàng)新型等不同形式的訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生的分析、應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力。

3、可使教學(xué)內(nèi)容更加豐富

虛擬仿真實驗可突破時空限制，恰如其分地演示一些復(fù)雜、抽象、遠(yuǎn)離人們?nèi)粘Ｉ罱?jīng)驗、不便直接觀察的自然過程和現(xiàn)象，全方位、多角度地展示科學(xué)內(nèi)涵。這將有利于學(xué)生進(jìn)行擴散思維，有利于學(xué)生將已有知識向新知識學(xué)習(xí)遷移。利用虛擬仿真技術(shù)可讓學(xué)生學(xué)習(xí)一些實際中具有時間性、可變性、距離性、抽象性且用別的方法很難觀察和驗證的各種物理現(xiàn)象，使那些抽象、枯燥、難懂的學(xué)習(xí)內(nèi)容以生動形象的形式表現(xiàn)出來，可大大增強學(xué)生的理解力和掌握能力。虛擬仿真物理實驗教學(xué)可提高實驗過程的可重復(fù)性、實驗結(jié)果的可鑒別性，以及減小技術(shù)水平差異帶來的影響，能讓更多的同學(xué)完成高水準(zhǔn)的物理實驗，對提升實驗教學(xué)質(zhì)量將起到促進(jìn)作用。

4、有利于改進(jìn)教學(xué)方式和手段

教師可通過身臨其境的和自主控制的人機交互，由視覺、聽覺、觸覺獲取“外界”的反應(yīng)，開展啟發(fā)式教學(xué)；學(xué)生可通過自我組織、制定并執(zhí)行實驗計劃，進(jìn)行自我評價，開展適應(yīng)式學(xué)習(xí)。運用虛擬現(xiàn)實技術(shù)，通過刺激學(xué)生的視覺、聽覺神經(jīng)，調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動性，提高教學(xué)效果。

5、能克服新技術(shù)更新對實驗儀器的淘汰

虛擬仿真實驗?zāi)Ｊ娇梢钥朔嶒炇移骷贩N、規(guī)格和數(shù)量不足和儀器損壞的困難，又可以在節(jié)約大量昂貴的實驗儀器費用的前提下，重復(fù)使用并時常更新實驗“儀器”。運用虛擬仿真技術(shù)，可以將現(xiàn)代科學(xué)研究與發(fā)展的最新技術(shù)所產(chǎn)生的大量教學(xué)信息，直接地表現(xiàn)出來，展示于學(xué)生眼前，便于學(xué)生了解和掌握?，F(xiàn)代物理理論的發(fā)展使得通常的實驗儀器、實驗方法遠(yuǎn)遠(yuǎn)無法滿足現(xiàn)代物理理論的要求，隨著現(xiàn)代物理理論日益抽象的內(nèi)容和形式的多樣化，這種變化趨勢無疑會越來越大，而虛擬儀器將能彌補其不足。

6、有利于提高實驗效率與效果

傳統(tǒng)實驗?zāi)Ｊ绞窃趯嶋H的操作中完成物理實驗，但在探索性實驗中由于需要較長時間的試做過程，學(xué)生必須通過在不同的實驗條件下，采集與處理足量的數(shù)據(jù)資料，才有可能在比較與分析的基礎(chǔ)上歸納出適當(dāng)?shù)囊?guī)律形式。其實際效果是制約了實驗教學(xué)在時空環(huán)境和選題內(nèi)容上的開放性。而學(xué)生憑借現(xiàn)代虛擬仿真技術(shù)，在計算機上就能快速地完成該種物理實驗，減少了大量枯燥的需要反復(fù)進(jìn)行的步驟雷同的操作，不僅可以提高教學(xué)實驗測量與顯示的精度，而且還將大大節(jié)省在此環(huán)節(jié)上所消耗的時間，學(xué)生得以有更多機會去關(guān)注與實驗任務(wù)密切相關(guān)的探索性設(shè)計問題。同時，它又能解決實驗室開放的整體安排發(fā)生沖突的問題。

7、可實現(xiàn)實驗的遠(yuǎn)程教學(xué)

虛擬仿真物理實驗教學(xué)，可安裝在遠(yuǎn)程服務(wù)器上的網(wǎng)絡(luò)版本，學(xué)生可以利用自己適合的時間在本地計算機上完成實驗過程。虛擬仿真實驗更易實現(xiàn)基于網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程實驗?zāi)Ｊ?，教師可實現(xiàn)遠(yuǎn)程教學(xué)與答疑。這種實驗教學(xué)，一方面可以通過B/ S 模式架構(gòu)因特網(wǎng)上仿真物理實驗的動態(tài)網(wǎng)頁，實現(xiàn)多名異地學(xué)生同時在線實驗，其新穎的實驗方式也極易喚起學(xué)生的合作學(xué)習(xí)興趣；另一方面可以搭建諸如BBS、在線答疑等形式的師生之間或?qū)W生之間互動的平臺，這個網(wǎng)絡(luò)平臺將便于彼此之間交流實驗中的問題與體會，增強合作學(xué)習(xí)的時空開放性，有利于團(tuán)隊合作精神的培養(yǎng)和實驗教學(xué)目標(biāo)的實現(xiàn)。通過局域網(wǎng)實現(xiàn)交互式遠(yuǎn)程教學(xué)， 高水平的名師由一?！蔼氄肌辟Y源變?yōu)槎嘈！肮蚕怼保龠M(jìn)了物理實驗教學(xué)水平的普遍提高。

二 虛擬仿真技術(shù)在醫(yī)學(xué)物理實驗中應(yīng)探討的幾個問題

虛擬仿真技術(shù)是近些年才應(yīng)用于教育教學(xué)，與傳統(tǒng)的教學(xué)方法和理念相比，在觀念和理念都需改變。在目前虛擬仿真技術(shù)在醫(yī)學(xué)物理實驗的應(yīng)用過程中，還有以下一些問題亟待解決。

1、虛擬仿真醫(yī)學(xué)物理實驗軟件的開發(fā)

虛擬仿真實驗要應(yīng)用于醫(yī)學(xué)物理實驗教學(xué)，首先必須要開發(fā)一套實驗的虛擬仿真的應(yīng)用軟件，該應(yīng)用軟件應(yīng)能體現(xiàn)某個物理理論與物理現(xiàn)象，反映實驗與理論的內(nèi)在聯(lián)系。虛擬仿真實驗教學(xué)可以借助于計算機虛擬仿真軟件呈現(xiàn)實驗儀器與實驗場景，交互式地向?qū)W生展示實驗設(shè)備的外觀與內(nèi)部工作過程，使物理實驗現(xiàn)象呈現(xiàn)在學(xué)生面前，從而得到更好的效果。

2、教師要轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念

虛擬仿真實驗教學(xué)將會極大地促使教學(xué)觀念發(fā)生變化，從以教師為中心的授課形式改變?yōu)橐詫W(xué)生為中心的個性化教學(xué)、合作化教學(xué)；學(xué)生由“要我學(xué)”轉(zhuǎn)變?yōu)椤拔乙獙W(xué)”，變“被動聽講”為“主動學(xué)習(xí)”， 由傳統(tǒng)“教材控制”轉(zhuǎn)變?yōu)椤皩W(xué)習(xí)者控制”，在虛擬現(xiàn)實環(huán)境中主動參與、自我探究來構(gòu)建知識結(jié)構(gòu)。

3、對教師業(yè)務(wù)水平要求較高

虛擬仿真實驗教學(xué)要很好實施，必須提高教師的業(yè)務(wù)水平與能力。教師必需要掌握虛擬仿真技術(shù)與現(xiàn)代化教學(xué)手段；設(shè)計性好虛擬仿真形式的物理實驗，探索對學(xué)生的虛擬仿真實驗監(jiān)控、引導(dǎo)和及時掌握完成情況的方法；研究對學(xué)生進(jìn)行虛擬仿真形式的物理實驗的水平和能力的評價和考核方式，尤其是對實驗中的創(chuàng)新性能力如何評定成績等。因此，新型的虛擬仿真實驗教學(xué)的考核方法與指標(biāo)也是一個需要研究的課題。

三 發(fā)何在醫(yī)學(xué)物理實驗教學(xué)中制作虛擬仿真實驗

我校是一所衛(wèi)生類職業(yè)學(xué)校，學(xué)校沒有設(shè)置普通物理實驗室，在醫(yī)學(xué)物理實驗教學(xué)中，只能通過虛擬仿真技術(shù)來實現(xiàn)實驗。如在講授透鏡成像的實驗時我通過FLASH制做了透鏡成像小實驗，如圖1，學(xué)生雖然沒有通過實際鏡片成像，但以很直觀地了解了透鏡的成像特性。除了自已制作簡單的物理小實驗的同時，我也利用《仿真物理實驗室》來設(shè)置物理實驗。通過《仿真物理實驗室》讓物理實驗教學(xué)變的輕松簡單。