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計(jì)算機(jī)虛擬仿真技術(shù)、高職院校、強(qiáng)電、實(shí)訓(xùn)教學(xué)

【中圖分類號(hào)】G434文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B文章編號(hào)：1673-8005（2013）02-0289-02

隨著我國(guó)社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)和自動(dòng)化行業(yè)的迅速發(fā)展，社會(huì)及企業(yè)對(duì)技能人才的知識(shí)與技能結(jié)構(gòu)提出了更高的需求，要求高等職業(yè)院校學(xué)生既要有一定的理論知識(shí)又要有很強(qiáng)的實(shí)際操作能力。為了完成這一任務(wù)，高職院校將計(jì)算機(jī)虛擬仿真技術(shù)引入到實(shí)訓(xùn)教學(xué)中來。以強(qiáng)電方面教學(xué)為例，它的教學(xué)內(nèi)容大部分都涉及到動(dòng)手，而對(duì)電本身來說它是具有一定危險(xiǎn)性的，因此在學(xué)校的教學(xué)過程中，學(xué)生不會(huì)真正接觸到強(qiáng)電，那么在真正的工作中勢(shì)必要遇到一些問題。

1傳統(tǒng)強(qiáng)電實(shí)訓(xùn)教學(xué)方式的弊端

傳統(tǒng)的強(qiáng)電實(shí)訓(xùn)課程過程中我們會(huì)發(fā)現(xiàn)一些問題。首先，強(qiáng)電的操作臺(tái)實(shí)習(xí)設(shè)備昂貴，設(shè)備數(shù)量是永遠(yuǎn)無法滿足學(xué)生實(shí)際需要的，即使是進(jìn)行了分組合作的方式。其次，教材所涉及的設(shè)備系統(tǒng)和型號(hào)是多元與廣泛的，而實(shí)驗(yàn)實(shí)習(xí)設(shè)備的系統(tǒng)無法配齊。再次，真實(shí)設(shè)備的作用給初次接觸實(shí)驗(yàn)和實(shí)訓(xùn)的學(xué)生操作帶來很大的壓力和人身安全隱患，特別是在通電的情況下這樣的問題就更明顯了。

2計(jì)算機(jī)虛擬仿真技術(shù)的特點(diǎn)與在強(qiáng)電實(shí)訓(xùn)教學(xué)中的應(yīng)用

計(jì)算機(jī)虛擬仿真技術(shù)是借助于計(jì)算機(jī)技術(shù)及硬件設(shè)備，實(shí)現(xiàn)一種人可以通過一定感知方式所感受到的虛擬環(huán)境，提供給人們通過計(jì)算機(jī)對(duì)復(fù)雜數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化操作與交互的一種全新方式。改變了過去人類除了親身經(jīng)歷，就只能間接了解環(huán)境的模式，從而有效地?cái)U(kuò)展了人類的認(rèn)知手段和領(lǐng)域。在通過多個(gè)階段的強(qiáng)電虛擬仿真軟件教學(xué)應(yīng)用實(shí)踐和思考后。我認(rèn)為其對(duì)現(xiàn)實(shí)教學(xué)可以產(chǎn)生以下幾個(gè)方面的積極影響。

2.1 計(jì)算機(jī)虛擬仿真技術(shù)建立了全新的學(xué)習(xí)情景--徹底打破了空間、時(shí)間的限制。任何強(qiáng)電實(shí)驗(yàn)設(shè)備的原理和結(jié)構(gòu)，學(xué)生開始基本都不具備相應(yīng)知識(shí)基礎(chǔ)，在利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)后，不但可以將設(shè)備外部信息直觀地展示給學(xué)生，甚至可以進(jìn)入設(shè)備的內(nèi)部進(jìn)行觀察，生動(dòng)直觀的感受與學(xué)習(xí)。

2.2 計(jì)算機(jī)虛擬仿真技術(shù)節(jié)約了教育成本--實(shí)現(xiàn)低耗、高效與環(huán)保、可持續(xù)發(fā)展。傳統(tǒng)的操作培訓(xùn)中，強(qiáng)電方面的教學(xué)都是在盡可能的利用真實(shí)的設(shè)備。這些設(shè)備種類型號(hào)繁多，價(jià)格也比較貴，因此不可能準(zhǔn)備太多。計(jì)算機(jī)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)引入后，從現(xiàn)實(shí)意義上節(jié)約了成本，從長(zhǎng)遠(yuǎn)看更是有利于整個(gè)行業(yè)的環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展，意義重大深遠(yuǎn)。

2.3 計(jì)算機(jī)虛擬仿真技術(shù)建立絕對(duì)安全環(huán)境--實(shí)現(xiàn)文明、安全操作。計(jì)算機(jī)虛擬仿真系統(tǒng)引入后，不會(huì)因?yàn)閷W(xué)生的錯(cuò)誤操作而損壞操作臺(tái)，更不會(huì)造成人身傷害，學(xué)生可以大膽地獨(dú)立進(jìn)行學(xué)習(xí)。這樣使學(xué)生可以進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，具有一定的學(xué)習(xí)趣味性，也相應(yīng)提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，降低了教師的工作強(qiáng)度。

2.4 計(jì)算機(jī)虛擬仿真技術(shù)便于教學(xué)--合理組織教學(xué)與標(biāo)準(zhǔn)化考核。虛擬仿真技術(shù)使得教師可以以廣播的方式在每個(gè)學(xué)生的屏幕上演示其教學(xué)內(nèi)容，使所有學(xué)生均能看清楚每個(gè)動(dòng)作細(xì)節(jié)并進(jìn)行模仿。

3計(jì)算機(jī)虛擬仿真技術(shù)應(yīng)用中的注意事項(xiàng)

3.1 要結(jié)合學(xué)校條件與教材實(shí)際，選擇合理、系統(tǒng)、功能完善的仿真軟件，明確虛擬與現(xiàn)實(shí)的差異，特別是對(duì)系統(tǒng)欠缺和不完善功能的了解，教學(xué)中做到避免系統(tǒng)、型號(hào)與功能混亂。

3.2 應(yīng)該合理安排虛擬仿真學(xué)習(xí)階段，一般情況安排在強(qiáng)電學(xué)習(xí)的初學(xué)階段，學(xué)習(xí)完線路焊接后為好。

3.3 要在仿真系統(tǒng)學(xué)習(xí)過程中按實(shí)際操作的規(guī)范要求嚴(yán)格進(jìn)行，且不可因?yàn)樘摂M而不負(fù)責(zé)任地進(jìn)行野蠻隨意操作，養(yǎng)成不良習(xí)慣。

總之，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，必將推動(dòng)著虛擬仿真技術(shù)的不斷完善，計(jì)算機(jī)虛擬仿真技術(shù)正向著開放、集成、智能和標(biāo)準(zhǔn)化的方向發(fā)展，并且與互聯(lián)網(wǎng)的有機(jī)結(jié)合將是必然趨勢(shì)。計(jì)算機(jī)虛擬仿真技術(shù)作為一種新型的教學(xué)媒體，它的性能更通用，功能更齊全，成本更低廉，更加逼真的逼真的還原了強(qiáng)電實(shí)踐應(yīng)用中場(chǎng)景，這種新的教學(xué)媒體必將廣泛應(yīng)用于強(qiáng)電和相關(guān)專業(yè)的教育教學(xué)中來，最終在現(xiàn)代化技術(shù)教育領(lǐng)域中發(fā)揮其重要作用。

參考文獻(xiàn)

[1]賀雪晨等. 《虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用教程 》 清華大學(xué)出版社，2012-06-01

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【關(guān)鍵詞】計(jì)算機(jī)；仿真技術(shù)；發(fā)展；應(yīng)用

1計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)簡(jiǎn)介

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)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(jì)算機(jī)進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)。計(jì)算機(jī)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(fèi)開支。

2計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)原理

通常情況下，計(jì)算機(jī)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(diǎn)。通過數(shù)學(xué)模型能夠清楚地反映出研究對(duì)象的特點(diǎn)，通過模型轉(zhuǎn)換，使用計(jì)算機(jī)算法等將數(shù)學(xué)模型轉(zhuǎn)化成計(jì)算機(jī)能夠處理的形式，也即建立仿真模型。仿真模型是計(jì)算機(jī)仿真的關(guān)鍵，再進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，通過仿真實(shí)驗(yàn)對(duì)之前設(shè)置好的模型進(jìn)行模擬，獲得仿真結(jié)果。對(duì)仿真實(shí)驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià)通常采用反向驗(yàn)證和置信通道法。

3計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)應(yīng)用

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)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(jì)算機(jī)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(duì)某一路段的交通安全情況進(jìn)行評(píng)價(jià)。計(jì)算機(jī)仿真可以有效地對(duì)交通安全進(jìn)性評(píng)價(jià)。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(duì)某路段進(jìn)行交通安全評(píng)價(jià)時(shí)，傳統(tǒng)的絕對(duì)數(shù)和事故率方法可以進(jìn)行評(píng)價(jià)，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(píng)價(jià)。

3.2制造領(lǐng)域

制造業(yè)是國(guó)家的第二產(chǎn)業(yè)，對(duì)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(shí)驗(yàn)課題難度大，成本高。計(jì)算機(jī)仿真可以很好地解決這個(gè)問題，比如對(duì)碰撞試驗(yàn)來說，通過建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型，可以對(duì)實(shí)驗(yàn)過程進(jìn)行模擬。

3.3教育領(lǐng)域

使用計(jì)算機(jī)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(shí)驗(yàn)中，采用多媒體可以很好地提高教學(xué)水平。計(jì)算機(jī)模擬實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蛟谙嚓P(guān)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思想和方法的指導(dǎo)下，改變傳統(tǒng)教與學(xué)、理論與實(shí)踐的關(guān)系，發(fā)揮研究人員的主動(dòng)性。計(jì)算機(jī)仿真模擬可以加深對(duì)相關(guān)理論的理解，提高實(shí)驗(yàn)水平。

3.4計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在其他領(lǐng)域的應(yīng)用

計(jì)算機(jī)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(jì)算機(jī)仿真，可以使用模擬駕駛器進(jìn)行模擬，從而降低戰(zhàn)機(jī)、戰(zhàn)車、燃油的損耗，在進(jìn)行軍事武器研發(fā)時(shí)，可以縮短研發(fā)周期，降低研發(fā)成本。計(jì)算機(jī)仿真在消防中的應(yīng)用，可以對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的溫度、空氣流動(dòng)速度、火荷載、逃生路線等進(jìn)行模擬，從而提高應(yīng)對(duì)突發(fā)事件的能力，提高設(shè)計(jì)科學(xué)性。

4計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的發(fā)展方向和趨勢(shì)

4.1計(jì)算機(jī)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(qiáng)、開始周期長(zhǎng)，費(fèi)用昂貴，難以實(shí)現(xiàn)信息共享，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)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(shì)，可以實(shí)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(fèi)。虛擬制造技術(shù)。虛擬制造技術(shù)發(fā)揮計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，使用計(jì)算機(jī)完成對(duì)產(chǎn)品的管理和控制，虛擬制造技術(shù)已經(jīng)成為計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)發(fā)展的重要方向。

4.2計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

隨著計(jì)算機(jī)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(shí)驗(yàn)，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(jì)算機(jī)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０l(fā)揮計(jì)算機(jī)的符號(hào)處理能力，可以提高人們對(duì)仿真對(duì)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＃梢宰畲蟪潭忍岣呦到y(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(shì)。

4.2.2分布式仿真分布式仿真將不同分布位置的計(jì)算機(jī)通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接，形成時(shí)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(gè)子模型組成。部分是仿真系統(tǒng)中，主要有動(dòng)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(shí)表達(dá)和處理技術(shù)，可以縮短仿真建模時(shí)間，提高模型效率，幫助用戶做出最優(yōu)決策，及時(shí)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(shí)現(xiàn)高度的可視化，對(duì)仿真過程進(jìn)行形象展示，便于研究人員真實(shí)地對(duì)仿真過程進(jìn)行分析，易于理解。動(dòng)畫仿真能夠?qū)⒙曇?、視圖等元素加入其中，交互性更強(qiáng)。

5結(jié)語(yǔ)

計(jì)算機(jī)仿真伴隨著其他學(xué)科的發(fā)展而快速發(fā)展，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)很好滴解決了其他學(xué)科的問題。計(jì)算機(jī)仿真經(jīng)歷了從簡(jiǎn)單的原型到物理模型，再到今天的動(dòng)態(tài)顯示仿真過程，并可實(shí)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(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在生產(chǎn)生活中會(huì)發(fā)揮更大的作用，促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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[3]胡媛,吳正一,胡小峰,戴星.計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在優(yōu)化就醫(yī)序列中的應(yīng)用研究[J].中國(guó)醫(yī)院管理,2013(06):33-35.

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關(guān)鍵詞：建筑工程；施工；虛擬仿真技術(shù)；應(yīng)用發(fā)展

Abstract: with the rapid development of social economy, the virtual simulation technology in architectural engineering in the construction of use, can prompt found construction, the deficiencies in the improvement of construction quality at the same time, still can fundamentally save the cost of construction project investment for the future of input use lay the foundation. In this, this article in view of the construction of the application of the virtual simulation technology development, do the following discusses.

Keywords: building engineering; The construction; Virtual simulation technology; Application development

中圖分類號(hào)：TU74文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

在21實(shí)際科學(xué)技術(shù)迅速發(fā)展的時(shí)代，計(jì)算機(jī)技術(shù)的普及，在推動(dòng)社會(huì)發(fā)展的同時(shí)，還極大的改變了人們的日常生活。計(jì)算機(jī)智能系統(tǒng)在建筑工程施工中的運(yùn)用，能夠有效的規(guī)范工程施工技術(shù)，提高工程的管理水平，為建筑工程的施工質(zhì)量提供有效的保障。在當(dāng)前我國(guó)建筑工程施工領(lǐng)域中，常用的軟件系統(tǒng)主要包括專家系統(tǒng)、 智能管理系統(tǒng)、 辦公自動(dòng)化系統(tǒng)等幾個(gè)方面，這些計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，在原有的基礎(chǔ)上彌補(bǔ)了傳統(tǒng)施工方法及理論上的不足，避免了工程施工中不必要的麻煩。在此，本文從虛擬仿真技術(shù)、虛擬仿真系統(tǒng)在建筑施工中的應(yīng)用以及虛擬仿真技術(shù)在工程施工中的研究和應(yīng)用展望等三個(gè)方面出發(fā)，針對(duì)虛擬仿真技術(shù)在工程施工中存在的問題及完善途徑，做以下簡(jiǎn)要分析：

一．虛擬仿真技術(shù)

在當(dāng)前工程施工建設(shè)中，虛擬仿真技術(shù)是指通過計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)、計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)、傳感器技術(shù)、顯示技術(shù)等多種學(xué)科的優(yōu)勢(shì)，為人機(jī) 對(duì)話提供了更直接和更真實(shí)的三維界面，并能在多維信息空間上創(chuàng)建一個(gè)虛擬信息環(huán)境，使用戶身臨其境。在虛擬技術(shù)使用的過程中，除了能夠?qū)χ贫夹g(shù)進(jìn)行虛擬模仿外，還能通過真實(shí)逼真的環(huán)境，為技術(shù)的實(shí)提供相應(yīng)的環(huán)境支持，在當(dāng)前社會(huì)發(fā)展的過程中，虛擬仿真技術(shù)在多個(gè)領(lǐng)域中得到了飛速發(fā)展。而虛擬仿真技術(shù)在建筑工程施工中的運(yùn)用，其核心在于通過同虛擬仿真技術(shù)，真實(shí)的再現(xiàn)工程施工中的各個(gè)環(huán)節(jié)，確保施工程序的規(guī)范化、科學(xué)化，在保障施工質(zhì)量的同時(shí)，還能發(fā)現(xiàn)施工過程中存在的問題，以便在實(shí)際施工中能夠?qū)⑵湓斐傻膿p失降到最低。由此可見，虛擬仿真技術(shù)在建筑工程施工中有著極其重要的作用。

二．虛擬仿真系統(tǒng)在建筑施工中的應(yīng)用

在當(dāng)前人們的日常生活中，虛擬仿真技術(shù)作為一門新興的學(xué)科，已經(jīng)廣泛應(yīng)用到各個(gè)行業(yè)中，而虛擬建造在形成使用的過程中，至今仍沒有形成統(tǒng)一完善的體系，其中既包括技術(shù)原有，也在一定程度上存在著較大的資金投入。在當(dāng)前我國(guó)虛擬建造理論形成的過程中，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：首先，通過對(duì)建筑理論的研究，將建筑理論融入到虛擬建造中，為其下一步的施工環(huán)節(jié)奠定基礎(chǔ)。其次，在虛擬仿真技術(shù)在建筑施工領(lǐng)域的運(yùn)用，能夠憑借自身的可視化仿真優(yōu)勢(shì)，將施工過程中的整體施工體系，清晰的反映出來，以便在實(shí)際施工中能夠及時(shí)的彌補(bǔ)施工過程中存在的不足，確保施工活動(dòng)的順利進(jìn)行，在節(jié)省大量施工成本的同時(shí)，還能為其下一步的發(fā)展奠定基礎(chǔ)。最后，虛擬仿真技術(shù)在建筑行業(yè)中的應(yīng)用，其核心在于計(jì)算機(jī)軟件研制與系統(tǒng)開發(fā)。

三．虛擬仿真技術(shù)在工程施工中的研究和展望

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，建筑行業(yè)也在原有的基礎(chǔ)上取得了進(jìn)步，而虛擬仿真技術(shù)在建筑工程施工領(lǐng)域中的運(yùn)用，不是一朝一夕就能形成的，而是需要長(zhǎng)時(shí)間的積累與發(fā)展。且在其具體實(shí)施的過程中，其核心取決于計(jì)算機(jī)硬件和仿真軟件本身的發(fā)展。在當(dāng)前虛擬仿真技術(shù)實(shí)施的過程中，其存在的問題主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

首先，在虛擬仿真系統(tǒng)開發(fā)實(shí)施的過程中，對(duì)計(jì)算機(jī)的硬件平臺(tái)提出了較高的要求，且在研究開發(fā)的同時(shí)，需要在專業(yè)的工作站及實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行。由此不難看出，企業(yè)在進(jìn)行虛擬系統(tǒng)研究開發(fā)的過程中，需要投入大量的資金建造實(shí)驗(yàn)室，同時(shí)還要購(gòu)買國(guó)外先進(jìn)的設(shè)備與軟件，這些，都在一定程度上限制了虛擬仿真技術(shù)的應(yīng)用。

其次，虛擬仿真技術(shù)在建造工程施工運(yùn)用的過程中，需要借助國(guó)外進(jìn)口的軟件平臺(tái)。然而在其實(shí)際實(shí)施的過程中，結(jié)合著我國(guó)當(dāng)前社會(huì)的發(fā)展現(xiàn)狀，在施工企業(yè)虛擬仿真系統(tǒng)的集中型軟件幾乎不存在，再加上建造工程本身施工周期長(zhǎng)、規(guī)模大、施工程序多等影響因素，對(duì)項(xiàng)目開發(fā)的成本及技術(shù)都提出了較高的要求，而這些，都是當(dāng)前從事虛擬仿真技術(shù)研究人員應(yīng)解決的。

最后，在虛擬仿真技術(shù)研究開發(fā)的過程中，人才作為其研究的主體，不僅關(guān)系著虛擬仿真技術(shù)的研制開發(fā)，還在一定程度上關(guān)系著建造企業(yè)的生產(chǎn)發(fā)展。由此就需要建造企業(yè)在實(shí)施虛擬仿真技術(shù)的過程中，其核心基礎(chǔ)自愛與培養(yǎng)自己的開發(fā)骨干，確保在軟硬設(shè)施具備的前提下，能夠全方面的開展虛擬仿真技術(shù)的研究。

面對(duì)當(dāng)前社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展形式，虛擬仿真技術(shù)在建造工程施工中的運(yùn)用，已經(jīng)成為社會(huì)發(fā)展的必然形式，同時(shí)也是科技發(fā)展的必然結(jié)果。在我國(guó)一些大型施工企業(yè)，其工程技術(shù)人員具備高水平的軟件研發(fā)能力，且在研究的過程中，加上計(jì)算機(jī)的輔助，能夠結(jié)合著建造工程的實(shí)際狀況，將虛擬仿真技術(shù)運(yùn)用進(jìn)去，真實(shí)的再現(xiàn)建筑施工中的每一個(gè)施工環(huán)節(jié)，通過逼真的環(huán)境渲染，能夠使施工管理人員第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)施工活動(dòng)中存在的問題，并及時(shí)的采取措施進(jìn)行避免，在減少建筑工程成本投入的同時(shí)，還能保障工程的施工質(zhì)量，為其今后的投入使用奠定基礎(chǔ)。

仿真技術(shù)的應(yīng)用使仿真軟件取得了飛速發(fā)展，新的并行計(jì)算方法、 新的仿真平臺(tái)和編程技術(shù)使其具有更好的可擴(kuò)展性。實(shí)行校企 （研） 聯(lián)合是加快建筑業(yè)科技進(jìn)步， 推進(jìn)施工現(xiàn)代化的一個(gè)重要捷徑。建筑企業(yè)采用與專門科研院所合作的方式， 充分利用高等院校的科研實(shí)力和人才優(yōu)勢(shì)， 建立起長(zhǎng)期的合作伙伴關(guān)系， 積極開發(fā)和應(yīng)用虛擬仿真系統(tǒng)。

總結(jié)：

綜上所述，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，虛擬仿真技術(shù)在建筑工程施工中的運(yùn)用，能夠及時(shí)的發(fā)現(xiàn)施工過程中存在的問題，通過相應(yīng)的措施將其避免；同時(shí)能夠在原有的基礎(chǔ)上規(guī)范施工程序，完善工程的施工管理，在確保工程施工質(zhì)量的同時(shí)，還能在原有的基礎(chǔ)上促進(jìn)我國(guó)建筑行業(yè)的發(fā)展，為我國(guó)社會(huì)的發(fā)展做出杰出的貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)：

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關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)仿真；三維模型；排水施工；應(yīng)用

中圖分類號(hào)：G623文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

前言

排水工程是我國(guó)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展過程中的一個(gè)重要的項(xiàng)目，不僅關(guān)系到我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，還關(guān)系到百姓的生活，是一項(xiàng)利國(guó)利民的工程項(xiàng)目。排水工程施工過程十分復(fù)雜，為了保證施工質(zhì)量，應(yīng)該要與時(shí)代接軌，引入更多先進(jìn)的技術(shù)和手段。傳統(tǒng)的排水施工過程中，進(jìn)行方案的設(shè)計(jì)，主要是依靠人工的設(shè)計(jì)方式，出錯(cuò)率較高，效率比較低，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展以及普及，計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的應(yīng)用越來越廣泛，計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)與排水工程領(lǐng)域之間的結(jié)合，推進(jìn)排水工程建設(shè)的進(jìn)度，也提高了施工的效率以及質(zhì)量。隨著計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的不斷完善，在排水工程中的應(yīng)用也會(huì)越來越普遍。

一、計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的特點(diǎn)以及優(yōu)勢(shì)分析

隨著互聯(lián)網(wǎng)以及計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，各種先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)在我們的生產(chǎn)生活過程中的應(yīng)用變得越來越廣泛，計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)就是其中的一個(gè)重要方面。計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)是借助于計(jì)算機(jī)技術(shù)及硬件設(shè)備，實(shí)現(xiàn)一種人可以通過一定感知方式所感受到的虛擬環(huán)境，它集成了計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)、仿真技術(shù)、人工智能技術(shù)、傳感技術(shù)、顯示技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)并行處理等技術(shù)的最新發(fā)展成果，由計(jì)算機(jī)圖形構(gòu)成三維數(shù)字模型，提供給人們通過計(jì)算機(jī)對(duì)復(fù)雜數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化操作與交互的一種全新方式。這種技術(shù)在應(yīng)用過程中最大的一個(gè)特點(diǎn)就是能夠?qū)崿F(xiàn)用戶與虛擬環(huán)境之間的一種交互，人類傳統(tǒng)的認(rèn)知方式主要是通過親身接觸大自然來實(shí)現(xiàn)的，計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的應(yīng)用，擴(kuò)大了人們對(duì)自然環(huán)境的認(rèn)知的范圍。

計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)具有十分明顯的優(yōu)勢(shì)特征，第一，利用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)可以快速地對(duì)多種施工方案進(jìn)行比較和分析，計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在排水工程施工中的應(yīng)用，一個(gè)最重要的方面就是能夠快速地對(duì)各種方案進(jìn)行比較分析，從而選出最合適的一個(gè)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行施工。在仿真階段，基于仿真的結(jié)果，可以進(jìn)行相應(yīng)的探討，從而決定出哪些因素對(duì)施工過程有較大的影響，哪些施工階段的影響最大，從而采取政策的預(yù)防措施。第二，計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的成本較低。與傳統(tǒng)的真實(shí)的原型實(shí)驗(yàn)不同的是，計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)是利用軟件的開發(fā)以及應(yīng)用實(shí)現(xiàn)的一種模擬實(shí)驗(yàn)方式，其中需要支出的費(fèi)用主要是計(jì)算機(jī)硬件以及軟件的費(fèi)用，相對(duì)于真實(shí)的模型實(shí)驗(yàn)而言，成本比較低。第三，計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的可靠性比較高，計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的效率主要取決于系統(tǒng)模型以及軟件的正確性，在系統(tǒng)模型以及軟件編制是正確無誤的前提下，排水工程施工過程中的計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的應(yīng)用，會(huì)對(duì)各種約束條件進(jìn)行分析和考慮，與傳統(tǒng)的人工操作過程中的可靠性進(jìn)行比較而言，可靠性和穩(wěn)定性更高。第四，計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的實(shí)用性更強(qiáng)。計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在很多方面都可以應(yīng)用，只要是可以通過數(shù)學(xué)進(jìn)行描述的模型，都可以利用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)進(jìn)行仿真，比如在排水工程施工過程中的應(yīng)用，可以對(duì)各個(gè)過程進(jìn)行預(yù)測(cè)，對(duì)成本進(jìn)行預(yù)測(cè)等，提高排水工程施工管理過程中的效率。

二、計(jì)算機(jī)仿真模擬技術(shù)在排水工程施工過程中的應(yīng)用

（一）計(jì)算機(jī)仿真模擬技術(shù)的實(shí)現(xiàn)步驟

計(jì)算機(jī)仿真模擬技術(shù)是以數(shù)學(xué)理論為基礎(chǔ)的，就計(jì)算機(jī)本身而言，是不能對(duì)施工過程中的問題進(jìn)行分析和處理，需要建立一個(gè)能夠反映出事物的本質(zhì)特征的模型，在排水工程施工過程中的應(yīng)用，主要分為四個(gè)步驟。

1、建立相應(yīng)的模型

在建模的過程中，應(yīng)該要對(duì)排水工程的實(shí)際問題進(jìn)行分析，將施工過程中應(yīng)該要注意的各種問題、限制條件、約束內(nèi)容等進(jìn)行考慮，然后利用數(shù)學(xué)、力學(xué)等理論將誰(shuí)理工本工程施工過程中的數(shù)字模型描繪出來，利用計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)，將各種預(yù)定的數(shù)據(jù)輸入到系統(tǒng)中去，對(duì)于各種數(shù)據(jù)應(yīng)該要保證建模的精確性。此外，還可以通過人工干預(yù)的手段在建立的模型中進(jìn)行數(shù)據(jù)的修改，保證各種數(shù)據(jù)的完整性。各種數(shù)據(jù)應(yīng)該要涉及到施工階段的總體場(chǎng)地布置情況、施工進(jìn)度、材料用量等情況。

2、輸入模型

輸入模型指的是將建立起來的模型輸入到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中進(jìn)行處理的一種方式，計(jì)算機(jī)仿真模擬的模型就是最終體現(xiàn)出來的模型內(nèi)容，這個(gè)步驟是計(jì)算機(jī)模擬仿真過程中的一個(gè)十分重要的步驟和環(huán)節(jié)，模型就是把建立的模型通過計(jì)算機(jī)進(jìn)行系統(tǒng)的處理，這種形式所體現(xiàn)的模型內(nèi)容也就是計(jì)算機(jī)仿真模擬模型，同時(shí)也是進(jìn)行計(jì)算機(jī)進(jìn)行仿真模擬計(jì)算的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

3、計(jì)算機(jī)仿真模擬

將模型放置到計(jì)算機(jī)模塊中，從而可以實(shí)現(xiàn)對(duì)排水工程方案的模擬分析，是排水工程施工過程中的一個(gè)十分重要的步驟，這個(gè)環(huán)節(jié)是將排水施工過程中的各種數(shù)據(jù)進(jìn)行分析的一個(gè)過程，通過對(duì)各種數(shù)據(jù)進(jìn)行模擬，得到相應(yīng)的模擬結(jié)果，從而為施工過程中的各種問題的預(yù)測(cè)奠定基礎(chǔ)，確保施工過程中的精確度。

（二）計(jì)算機(jī)仿真系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

計(jì)算機(jī)仿真系統(tǒng)首先需要建立排水工程的虛擬環(huán)境，這是進(jìn)行仿真的第一步，比如地形、施工場(chǎng)地、電站建筑物、擋水地下建筑物等，都需要進(jìn)行模擬，同時(shí)還要對(duì)各種排水工程的設(shè)備進(jìn)行模擬，當(dāng)前的排水工程模擬過程中，三維仿真技術(shù)的應(yīng)用，對(duì)于排水工程施工過程中的各種運(yùn)行狀況進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)控，有助于進(jìn)行智能化以及可視化管理。

計(jì)算機(jī)仿真系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程中，需要建立相應(yīng)的三維模型。建立三維模型，主要是以排水工程為研究的對(duì)象，利用對(duì)應(yīng)的模擬軟件以及實(shí)時(shí)驅(qū)動(dòng)軟件，將各種數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，形成逼真的三維模型。三維幾何模型是整個(gè)工程虛擬場(chǎng)景中的一個(gè)基礎(chǔ)，模型的建立包括三維地形的建模以及建筑物的建模，比如在排水工程施工過程中會(huì)遇到很多擋水地下建筑物、管道等，模型建立的過程中應(yīng)該要對(duì)各種建模任務(wù)進(jìn)行劃分，建立一個(gè)比較完整的仿真系統(tǒng)，還需要對(duì)各種植物、橋梁、公路、碼頭等場(chǎng)景進(jìn)行描述，利用仿真實(shí)驗(yàn)，對(duì)各種參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)和優(yōu)化。計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的虛擬建模軟件會(huì)根據(jù)二維平面文件，建筑物的立面圖、剖面圖建立三維模型，然后建立與模型相關(guān)的數(shù)據(jù)庫(kù)，將數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)的各種屬性進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，促進(jìn)三維模型的完善。

結(jié)語(yǔ)

隨著計(jì)算機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)的普及，各種信息技術(shù)在我們的生產(chǎn)生活中應(yīng)用越來越廣泛，計(jì)算機(jī)模擬仿真技術(shù)就是一種比較常見的計(jì)算機(jī)技術(shù)，對(duì)排水工程施工具有十分重要的意義。在模擬過程中，通過模型的建立、仿真以及仿真結(jié)果的分析，有助于對(duì)排水工程的施工進(jìn)行高效管理，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)約成本、提高施工效率的目的。

參考文獻(xiàn)

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篇5

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

1 計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在機(jī)械制造行業(yè)的重要作用

計(jì)算機(jī)仿真也被稱作虛擬樣機(jī)技術(shù)，設(shè)計(jì)人員利用特定軟件在計(jì)算機(jī)上建立模型，通過各種動(dòng)態(tài)性能參數(shù)分析來優(yōu)化樣機(jī)方案，不需要大量制造實(shí)物樣機(jī)，從而用數(shù)字化新型技術(shù)取代了傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)方法，并且具有節(jié)約資金、安全可靠、方便靈活以及可重復(fù)使用等優(yōu)點(diǎn)。如今在機(jī)械工程計(jì)算中，為了解決許多復(fù)雜系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、分析和實(shí)驗(yàn)等諸多難題，都需要在計(jì)算機(jī)中建立真實(shí)系統(tǒng)的仿真模型，來分析實(shí)際系統(tǒng)的活動(dòng)特征。在研發(fā)設(shè)計(jì)的初始階段，設(shè)計(jì)人員只需用工具軟件做不同的初始設(shè)計(jì)并建立起虛擬樣機(jī)，就可以對(duì)現(xiàn)實(shí)的或者假設(shè)的系統(tǒng)進(jìn)行仿真研究和試驗(yàn)了，監(jiān)測(cè)和改進(jìn)系統(tǒng)也很便利。仿真技術(shù)的引入不僅極大地提高了機(jī)械設(shè)備研究設(shè)計(jì)的質(zhì)量，而且大幅減少了零部件的開發(fā)周期和降低了制造的成本。

2 計(jì)算機(jī)仿真的實(shí)現(xiàn)

計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)實(shí)現(xiàn)的前提是建立符合實(shí)際的電腦數(shù)學(xué)模型和仿真模型，這個(gè)過程涉及到圖形學(xué)、幾何造型學(xué)、數(shù)據(jù)處理技術(shù)和力學(xué)等知識(shí)的集合運(yùn)用。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是無法直接識(shí)別和處理研究對(duì)象的，所以要產(chǎn)生一個(gè)既能被計(jì)算機(jī)接受又可以呈現(xiàn)研究客體實(shí)質(zhì)的數(shù)學(xué)模型。

計(jì)算機(jī)處理這些將真實(shí)系統(tǒng)的實(shí)質(zhì)抽象出來的數(shù)學(xué)模型，并輸出這些模型的相關(guān)參數(shù)來展示真實(shí)系統(tǒng)的某些特質(zhì)，這種展示也可以是具象的（如三維立體的）。三維立體模型具有更加直觀清晰的特點(diǎn)，所以越來越多的被研究人員所采用。數(shù)學(xué)模型建立起來以后，計(jì)算機(jī)仿真的精度將由建模的精準(zhǔn)程度來決定。綜上所述，要想實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)仿真大體上分為三個(gè)步驟：

2.1 模型的創(chuàng)建

針對(duì)要研究的目標(biāo)或問題，首先需要抽象出一個(gè)能達(dá)到仿真目的的可靠系統(tǒng)，并且要給其加上邊界條件和約束條件。然后，運(yùn)用相關(guān)學(xué)科的知識(shí)把這個(gè)系統(tǒng)通過數(shù)學(xué)表達(dá)式準(zhǔn)確地闡述出來，闡述的內(nèi)容就是計(jì)算機(jī)仿真的核心――數(shù)學(xué)模型。數(shù)學(xué)模型根據(jù)時(shí)間的關(guān)系可劃分為靜態(tài)模型和動(dòng)態(tài)模型，而動(dòng)態(tài)模型又分為連續(xù)時(shí)間、離散時(shí)間和混合時(shí)間三種；模型分為連續(xù)變量系統(tǒng)模型和離散事件系統(tǒng)模型是以系統(tǒng)的狀態(tài)描述和變化方式為依據(jù)的。

2.2 模型的變換

模型的變換就是把抽象出來的數(shù)學(xué)表達(dá)式轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)能夠處理的形式，這需要運(yùn)用適當(dāng)?shù)乃惴ê陀?jì)算機(jī)語(yǔ)言，這種形式所表達(dá)的內(nèi)容就是進(jìn)行計(jì)算機(jī)仿真的關(guān)鍵――仿真模型。實(shí)現(xiàn)這個(gè)過程，既可以根據(jù)自身需要研發(fā)一個(gè)新的系統(tǒng)，也可以把當(dāng)下市面上已有的仿真軟件拿來直接運(yùn)用。

2.3 模型的實(shí)驗(yàn)

將創(chuàng)建的仿真模型輸入電腦中，運(yùn)行仿真模型會(huì)獲取一系列的仿真結(jié)果，這就是模型的仿真實(shí)驗(yàn)。由于是按照先期設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案來運(yùn)行的，所以仿真實(shí)驗(yàn)是一件很簡(jiǎn)單的事情。但是，仿真的結(jié)果又應(yīng)該按照什么標(biāo)準(zhǔn)來衡量呢？這就需要具體辯析仿真結(jié)果的可靠性，檢驗(yàn)仿真結(jié)果可靠性主要有兩種方法（置信通道法和仿真過程的反向驗(yàn)證法）。

3 在機(jī)械設(shè)計(jì)制造行業(yè)中計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的廣泛應(yīng)用

3.1 在齒輪設(shè)計(jì)研究中的應(yīng)用

齒輪是機(jī)械裝備的主要基礎(chǔ)零部件，研究它的計(jì)算機(jī)仿真是很有意義的。如運(yùn)用Visual Lisp語(yǔ)言可以從幾何角度研究齒輪任何端面齒形的建模和傳動(dòng)仿真；圓弧針齒行星傳動(dòng)的動(dòng)力學(xué)研究也能運(yùn)用電腦仿真技術(shù)；利用計(jì)算機(jī)仿真研究了影響正交面齒輪傳動(dòng)接觸點(diǎn)的主要參數(shù)（包括主動(dòng)齒輪與刀具齒數(shù)差、齒數(shù)比、模數(shù)等）；在齒輪泵的齒輪研發(fā)設(shè)計(jì)中也很好的應(yīng)用了計(jì)算機(jī)仿真。

3.2 在機(jī)械結(jié)構(gòu)件設(shè)計(jì)方面的應(yīng)用

機(jī)械產(chǎn)品要由大量的機(jī)構(gòu)組裝起來實(shí)現(xiàn)設(shè)定好的工藝動(dòng)作，在進(jìn)行新產(chǎn)品研發(fā)時(shí)，這些機(jī)構(gòu)是否能正確地實(shí)現(xiàn)所設(shè)定的動(dòng)作，機(jī)構(gòu)與機(jī)構(gòu)之間的運(yùn)動(dòng)是否配合得當(dāng)，機(jī)構(gòu)間是否存在干涉和干涉的部位，怎樣選擇各種機(jī)構(gòu)組合方案來更好地滿足設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，這些問題都需要借助計(jì)算機(jī)仿真來解決。大型的三維機(jī)械設(shè)計(jì)軟件都會(huì)提供一個(gè)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)仿真的功能模塊，在虛擬環(huán)境中設(shè)計(jì)好的裝配體可以模擬演示機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)，是一種直觀方便的工具軟件。這種軟件可以依據(jù)裝配的關(guān)系自行主動(dòng)來計(jì)算機(jī)構(gòu)中的運(yùn)動(dòng)副，并能自動(dòng)增添附加的運(yùn)動(dòng)發(fā)生器、鉸鏈和彈簧；要進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)的仿真只需要設(shè)定主運(yùn)動(dòng)件就可以了，還能從任何角度來觀察，軟件還能對(duì)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)干涉進(jìn)行檢查，設(shè)計(jì)人員可以很方便地進(jìn)行檢查驗(yàn)證。

3.3 在復(fù)雜數(shù)值計(jì)算分析方面的應(yīng)用

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)在機(jī)械工程中的應(yīng)用越來越廣泛，以往許多由于條件限制無法進(jìn)行計(jì)算分析的復(fù)雜問題，都可以通過計(jì)算機(jī)仿真得到滿意的解決；另外，計(jì)算機(jī)輔助使大量復(fù)雜的工程計(jì)算分析簡(jiǎn)單化、層次化，節(jié)省了大量的時(shí)間，避免了低水平的重復(fù)勞動(dòng)，使計(jì)算分析更快、更準(zhǔn)確，在新產(chǎn)品研發(fā)的設(shè)計(jì)、分析等方面發(fā)揮了重要的作用。機(jī)械產(chǎn)品開發(fā)的基本過程是概念設(shè)計(jì)初步設(shè)計(jì)詳細(xì)設(shè)計(jì)試驗(yàn)修正設(shè)計(jì)再試驗(yàn)，直到滿足產(chǎn)品的要求標(biāo)準(zhǔn)，仿真技術(shù)的引入最大限度的減少了材料的浪費(fèi)和縮短了耗時(shí)。對(duì)機(jī)械產(chǎn)品的動(dòng)力學(xué)模型進(jìn)行計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)分析，可以獲得產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度應(yīng)力、剛度應(yīng)變和變形、動(dòng)態(tài)特性固有頻率、振動(dòng)模態(tài)、熱態(tài)特性溫度場(chǎng)、熱變形等參數(shù)，根據(jù)計(jì)算分析能得到容易導(dǎo)致機(jī)械出現(xiàn)疲勞失效的風(fēng)險(xiǎn)因素以及其它潛在的問題。

篇6

1當(dāng)前計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)中存的問題

1.1構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)實(shí)訓(xùn)室成本高

常規(guī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室需要配備路由器、交換機(jī)等設(shè)備。所使用的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備一般會(huì)選用市場(chǎng)占有率較高的廠商，如思科、華三、銳捷等。路由器、交換機(jī)、防火墻、IDS、IPS、SAN網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)等這些網(wǎng)絡(luò)設(shè)備廠商由于競(jìng)爭(zhēng)壓力以及技術(shù)的飛速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的更新非?？?。實(shí)訓(xùn)室需要每隔3-4年更新網(wǎng)絡(luò)設(shè)備?？陀^上造成網(wǎng)絡(luò)實(shí)訓(xùn)室建設(shè)成本過高。

1.2網(wǎng)絡(luò)實(shí)訓(xùn)室利用率不高

一般網(wǎng)絡(luò)實(shí)訓(xùn)室都僅僅是采購(gòu)幾臺(tái)樣機(jī)，學(xué)生以分組實(shí)驗(yàn)的方式進(jìn)行實(shí)踐使用。實(shí)訓(xùn)室并不能保證每個(gè)學(xué)生人手一臺(tái)設(shè)備，學(xué)生的實(shí)訓(xùn)實(shí)踐效果會(huì)打一個(gè)大大的折扣，實(shí)際教學(xué)效果不理想。學(xué)生在日常的實(shí)訓(xùn)操作過程中，頻繁對(duì)設(shè)備進(jìn)行通電、插拔等操作，也會(huì)加速設(shè)備的損耗。設(shè)備一旦損壞，將嚴(yán)重影響教學(xué)。再加上網(wǎng)絡(luò)實(shí)訓(xùn)室只能為計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)專業(yè)所使用，綜合利用率非常低。綜上所述，為了減低網(wǎng)絡(luò)實(shí)訓(xùn)室建設(shè)成本，充分提高實(shí)訓(xùn)室的利用率，提升實(shí)踐教學(xué)的效果，可以考慮引入網(wǎng)絡(luò)模擬器等虛擬仿真技術(shù)構(gòu)建虛擬網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室，改進(jìn)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)。

2虛擬仿真技術(shù)

2.1虛擬仿真技術(shù)概念

IBM對(duì)虛擬化作出了定義，“虛擬化是資源的邏輯表示，可以是各種硬件資源，也可以是各種軟件環(huán)境，如網(wǎng)絡(luò)虛擬化、桌面虛擬化”。仿真技術(shù)主要是應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的構(gòu)建，計(jì)算機(jī)是仿真技術(shù)主要的工具和載體。綜合運(yùn)用虛擬化和仿真技術(shù)，可以稱為虛擬仿真技術(shù)，是用計(jì)算機(jī)創(chuàng)建一個(gè)可視化實(shí)驗(yàn)操作環(huán)境，通過操作這些虛擬實(shí)驗(yàn)儀器或設(shè)備，即可進(jìn)行各種實(shí)驗(yàn)，達(dá)到與真實(shí)實(shí)驗(yàn)相一致的教學(xué)目的和要求。

2.2虛擬仿真軟件

（1）網(wǎng)絡(luò)仿真軟件比較常用的網(wǎng)絡(luò)仿真軟件有BosonNetSim、PacketTracer、RouterSim等。RouterSim是完全按照CCNA的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的，非常適合學(xué)習(xí)CCNA的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。最大的不足是RouterSim僅局限于實(shí)驗(yàn)，不能自定義網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。PacketTracer是Cisco公司設(shè)計(jì)的產(chǎn)品，對(duì)Cisco公司自身的交換機(jī)、路由器等設(shè)備兼容性最好。BosonNetSim由網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湓O(shè)計(jì)器和網(wǎng)絡(luò)仿真模擬組成。BosonNetSim可以模擬交換機(jī)、路由器等設(shè)備，并可自定義網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，可以模擬局域網(wǎng)環(huán)境以及廣域網(wǎng)環(huán)境。BosonNetSim軟件對(duì)PC運(yùn)行環(huán)境要求不高，實(shí)驗(yàn)環(huán)境的配置較為簡(jiǎn)單，適合要求不高的實(shí)驗(yàn)場(chǎng)合。

（2）虛擬主機(jī)及云桌面VMware和VirtualPC是當(dāng)前使用率非常高的兩款虛擬主機(jī)軟件，能在真實(shí)的物理主機(jī)上運(yùn)行多個(gè)虛擬主機(jī)，并安裝Windows/Linux等多種類型的操作系統(tǒng)。基于云計(jì)算技術(shù)的桌面虛擬化，將計(jì)算機(jī)終端系統(tǒng)（也稱作桌面）進(jìn)行虛擬化，可以通過任何設(shè)備，在任何地點(diǎn)，任何時(shí)間通過網(wǎng)絡(luò)訪問桌面系統(tǒng)。

3應(yīng)用虛擬仿真技術(shù)改進(jìn)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)

3.1構(gòu)建虛擬網(wǎng)絡(luò)實(shí)訓(xùn)室

使用普通機(jī)房就可以構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)實(shí)訓(xùn)室，并不需要專門的網(wǎng)絡(luò)實(shí)訓(xùn)室。普通機(jī)房中每臺(tái)學(xué)生機(jī)都安裝網(wǎng)絡(luò)仿真軟件（如BosonNetSim）及虛擬化軟件（如VMware）。通過BosonNetSim的模擬能力，能仿真模擬教學(xué)中所用到的常見的網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備，如路由器、防火墻、交換機(jī)等。利用BosonNetSim靈活搭建各種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，并模擬網(wǎng)絡(luò)故障，可進(jìn)行便捷快速部署，節(jié)省人力及硬件環(huán)境，為網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)節(jié)省額外的環(huán)境部署時(shí)間。在學(xué)生物理機(jī)上安裝虛擬主機(jī)軟件（如VMware），虛擬多個(gè)主機(jī)并安裝所需的操作系統(tǒng)。這樣可以大大節(jié)省物理主機(jī)的數(shù)量，而且可以快速激活實(shí)訓(xùn)所需的操作系統(tǒng)，進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)，提高網(wǎng)絡(luò)實(shí)踐的效果。

3.2設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)任務(wù)，開展實(shí)訓(xùn)教學(xué)

教師可以設(shè)置眾多工作任務(wù)，每個(gè)工作任務(wù)都是基于實(shí)際問題而設(shè)立，把學(xué)生置身于真實(shí)場(chǎng)景中，學(xué)生需要獨(dú)立解決工作任務(wù)。在任務(wù)教學(xué)中，學(xué)生需要了解真實(shí)場(chǎng)景的需求，在網(wǎng)絡(luò)仿真軟件中繪制相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)拓補(bǔ)結(jié)構(gòu)圖，部署相應(yīng)的防火墻、路由器、交換機(jī)、主機(jī)等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，配置各網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的IP、鏈路、路由、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議等，搭建模擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境。通過對(duì)網(wǎng)絡(luò)的反復(fù)配置、試驗(yàn)和分析，學(xué)生在實(shí)踐中掌握網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，鞏固知識(shí)和提高水平。學(xué)生每完成一個(gè)任務(wù)，教師可以引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入下一個(gè)遞進(jìn)的任務(wù)，實(shí)施分層教學(xué)，充分調(diào)動(dòng)各個(gè)層次學(xué)生的積極性。同時(shí)，教師可根據(jù)學(xué)生的基礎(chǔ)，利用BosonNetSim或RouterSim開展CCNA、CCNP認(rèn)證考試訓(xùn)練。這些試驗(yàn)包內(nèi)置了進(jìn)行CCNA、CCNP所需的進(jìn)階實(shí)驗(yàn)，教師通過軟件的實(shí)驗(yàn)導(dǎo)航器可以有計(jì)劃、循序漸進(jìn)地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)練習(xí)，為學(xué)生將來進(jìn)行思科認(rèn)證考試提供一個(gè)平臺(tái)。作為一個(gè)網(wǎng)絡(luò)管理員，要使網(wǎng)絡(luò)保持平穩(wěn)運(yùn)行，還必須及時(shí)排除故障，這需要非常豐富的經(jīng)驗(yàn)。這就要求日常教學(xué)中，學(xué)生不能僅僅照著葫蘆畫瓢，還應(yīng)能排除網(wǎng)絡(luò)故障。教師在模擬器的幫助下，可以設(shè)置一些網(wǎng)絡(luò)故障點(diǎn)并以記錄配置形式保存后打包發(fā)給學(xué)生，讓學(xué)生分析，邊做邊學(xué)，積累排除故障的經(jīng)驗(yàn)。

3.3應(yīng)用虛擬桌面實(shí)現(xiàn)隨時(shí)隨地進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)實(shí)訓(xùn)

當(dāng)前越來越多的高校建設(shè)新一代、基于云計(jì)算技術(shù)的虛擬機(jī)房。在虛擬機(jī)房中，學(xué)生機(jī)不再是物理機(jī)，而僅僅是一個(gè)終端。各個(gè)終端通過網(wǎng)絡(luò)連接至中心主機(jī)，對(duì)應(yīng)中心主機(jī)內(nèi)的各個(gè)主機(jī)實(shí)例。學(xué)生可在普通PC端，甚至移動(dòng)端，安裝客戶端，實(shí)現(xiàn)連接至中心主機(jī)的虛擬桌面，可以像操作本地物理機(jī)一樣操作云端主機(jī)。云端主機(jī)裝有網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)所需的所有仿真軟件及環(huán)境，可實(shí)現(xiàn)在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)操作，打破傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室的時(shí)空和人力限制，更好地提升實(shí)訓(xùn)教學(xué)效果。

4結(jié)束語(yǔ)

篇7

[關(guān)鍵詞] 計(jì)算機(jī)仿真電子商務(wù)仿真

電子商務(wù)作為一個(gè)新興領(lǐng)域,各個(gè)院校在電子商務(wù)專業(yè)建設(shè)中,培養(yǎng)目標(biāo)和課程體系不是完全統(tǒng)一，因此側(cè)重點(diǎn)是不同的。普遍存在的問題是重理論而輕實(shí)踐的現(xiàn)象非常嚴(yán)重,不利于電子商務(wù)人才地培養(yǎng)。原因很簡(jiǎn)單，就是實(shí)踐的電子商務(wù)平臺(tái)很難搭建，應(yīng)用仿真技術(shù)可以解決這一問題。利用計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等現(xiàn)代信息技術(shù)從事商務(wù)活動(dòng),突出學(xué)生的動(dòng)手能力,培養(yǎng)融IT與商務(wù)于一身的高素質(zhì)復(fù)合型人才。

隨著互聯(lián)網(wǎng)的全面普及，基于互聯(lián)網(wǎng)的電子商務(wù)也應(yīng)運(yùn)而生，并在近年來獲得了巨大的發(fā)展，成為一種全新的商務(wù)模式，被許多經(jīng)濟(jì)專家認(rèn)為是新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)。這種電子商務(wù)模式對(duì)管理水平、信息傳遞技術(shù)都提出了更高的要求，其中安全體系的構(gòu)建又顯得尤為重要。如何建立一個(gè)安全、便捷的電于商務(wù)應(yīng)用環(huán)境，對(duì)信息提供足夠的保護(hù)，是商家和用戶都十分關(guān)注的話題。

一、概述

計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)可以為學(xué)生提供虛擬的仿真情境, 為學(xué)生創(chuàng)設(shè)一種開放的、主動(dòng)的、發(fā)現(xiàn)式的探索式的學(xué)習(xí)環(huán)境, 發(fā)展學(xué)生的高級(jí)思維能力和問題解決能力, 從而通過對(duì)該情境的操縱、觀察和思考得出合理的結(jié)論。計(jì)算機(jī)仿真可以在很大程度上激發(fā)學(xué)生的高水平思維活動(dòng), 讓學(xué)生通過反省性的、高水平的思維活動(dòng)來建構(gòu)深層的、靈活的、真正的知識(shí),近幾年, 計(jì)算機(jī)模擬教學(xué)在國(guó)內(nèi)外的電子商務(wù)課程中屢見不鮮, 但仿真教學(xué)在計(jì)算機(jī)教學(xué)中的應(yīng)用、尤其是在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程中的應(yīng)用還處于探索研究的階段, 將計(jì)算機(jī)模擬應(yīng)用于教學(xué)活動(dòng)中, 往往能夠收到事半功倍的效果。

電子商務(wù)引起人們的普遍關(guān)注，細(xì)說起來也不過是最近幾年的事情。電子商務(wù)網(wǎng)絡(luò)仿真實(shí)驗(yàn)室可以提供一個(gè)真實(shí)的環(huán)境,在這個(gè)環(huán)境中,學(xué)生可以模擬電子商務(wù)的各種活動(dòng)。因此,電子商務(wù)網(wǎng)絡(luò)仿真實(shí)驗(yàn)室具有可操作性、仿真性及適應(yīng)性強(qiáng)的特點(diǎn)?？刹僮餍?是指電子商務(wù)網(wǎng)絡(luò)仿真實(shí)驗(yàn)室中的計(jì)算機(jī)所需軟件;仿真性,是指學(xué)生在電子商網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室的計(jì)算機(jī)上安裝了相關(guān)軟件后,能夠模擬IT 環(huán)境,進(jìn)行各種電子商務(wù)活動(dòng)等;適應(yīng)性強(qiáng),是指電子商務(wù)網(wǎng)絡(luò)仿真實(shí)驗(yàn)室能夠成為與電子商務(wù)相關(guān)的多門課程的實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)基地。在電子商務(wù)網(wǎng)絡(luò)仿真實(shí)驗(yàn)室,學(xué)生可以學(xué)習(xí)基本的電子商務(wù)網(wǎng)站的建設(shè)流程。

二、計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)

計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)(computer?simulation?technology)是利用計(jì)算機(jī)科學(xué)和技術(shù)的成果建立被仿真系統(tǒng)的模型，并在某些實(shí)驗(yàn)條件下對(duì)模型進(jìn)行動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)的一門綜合性技術(shù)。它具有高效、安全、受環(huán)境條件的約束較少、可改變時(shí)間比例尺等優(yōu)點(diǎn)，已成為分析、設(shè)計(jì)、運(yùn)行、評(píng)價(jià)、培訓(xùn)系統(tǒng)（尤其是復(fù)雜系統(tǒng)）的重要工具。計(jì)算機(jī)仿真，是在研究系統(tǒng)過程中，根據(jù)形式性原理，利用計(jì)算機(jī)來逼真模仿研究對(duì)象。研究對(duì)象可以是真實(shí)的系統(tǒng)，也可以是設(shè)想中的系統(tǒng)。傳統(tǒng)的仿真方法是一個(gè)迭代過程，即針對(duì)實(shí)際系統(tǒng)某一層次的特性（過程），抽象出一個(gè)模型，然后假設(shè)態(tài)勢(shì)（輸入），進(jìn)行試驗(yàn)，由試驗(yàn)者判讀輸出結(jié)果和驗(yàn)證模型，根據(jù)判斷的情況來修改模型和有關(guān)的參數(shù)。在沒有計(jì)算機(jī)以前，仿真都是利用實(shí)物或者它的模型來進(jìn)行研究的，這種方法的優(yōu)點(diǎn)是直接、形象、易信，但模型受限、容易破壞、難以重用。而計(jì)算機(jī)仿真是將研究對(duì)象進(jìn)行數(shù)學(xué)描述，建模編程，且在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行實(shí)現(xiàn)。它不怕破壞、容易修改、可重用。因此在現(xiàn)代化生產(chǎn)建設(shè)中得到了廣泛的采用。并取得了豐碩的成果，帶來了可觀的經(jīng)濟(jì)效益。

計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的核心是按系統(tǒng)工程原理建立真實(shí)系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)仿真模型，然后利用模型代替真實(shí)系統(tǒng)在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和研究。由于近年來信息技術(shù)的發(fā)展特別是高性能海量并行處理技術(shù)，可視化技術(shù)，分布處理技術(shù)，多媒體技術(shù)，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展，使得建立人――機(jī)――環(huán)境一體化的分布的多維信息交互的仿真模型和仿真環(huán)境成為可能，從而使仿真方法有了一些新的發(fā)展，形成了一些新的研究仿真方法熱點(diǎn)，如：定性仿真方法；面向?qū)ο蟮姆抡娣椒ǎ环植际浇换シ抡娣椒?；人――機(jī)和諧仿真環(huán)境建立方法學(xué)。

三、電子商務(wù)網(wǎng)絡(luò)仿真實(shí)驗(yàn)室

利用仿真技術(shù)可以構(gòu)建電子商務(wù)仿真實(shí)驗(yàn)室，通用的通信網(wǎng)絡(luò)硬件實(shí)驗(yàn)平臺(tái)《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》或《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信》是計(jì)算機(jī)專業(yè)的必修專業(yè)課程。它的實(shí)驗(yàn)主要是從以下幾個(gè)方面進(jìn)行設(shè)計(jì)的:網(wǎng)絡(luò)技術(shù)做實(shí)驗(yàn):它包括網(wǎng)絡(luò)布線與制作,計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)的安裝與配置,局域網(wǎng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn),廣域網(wǎng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。其目的主要是讓學(xué)生了解常用網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備的連接、安裝與配置。通過設(shè)計(jì)、連線和配置,完成網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信實(shí)驗(yàn)。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理的模擬與仿真:計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)模型,有許多協(xié)議支持實(shí)現(xiàn),每種協(xié)議實(shí)現(xiàn)都有些算法。原理的模擬與仿真就是解決其中的一些算法實(shí)驗(yàn),這種實(shí)驗(yàn)通常用軟件加以實(shí)現(xiàn),但同時(shí)也需一些硬件配合完成。其目的主要是使學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)對(duì)算法應(yīng)用理解更深刻。如:數(shù)據(jù)鏈路層的連續(xù)ARQ,網(wǎng)絡(luò)安全中的加密算法等。網(wǎng)頁(yè)虛擬實(shí)現(xiàn)交互指導(dǎo)實(shí)驗(yàn):有些網(wǎng)絡(luò)設(shè)備費(fèi)用很高,也沒有必要全部實(shí)做,設(shè)計(jì)一些虛擬網(wǎng)頁(yè),通過網(wǎng)絡(luò)的操作達(dá)到實(shí)驗(yàn)的目的。如:網(wǎng)絡(luò)的測(cè)試儀的使用,高端網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的使用和配置等。

在教學(xué)應(yīng)用中，通過仿真技術(shù)不但可以節(jié)約教學(xué)成本，而且能取得良好的教學(xué)效果。

四、結(jié)束語(yǔ)

計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)的飛速發(fā)展，帶動(dòng)了計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的發(fā)展，使得計(jì)算機(jī)仿真方法有了更廣闊的應(yīng)用空間，其中對(duì)復(fù)雜的工業(yè)生產(chǎn)過程的仿真就是一個(gè)重要方面。面向計(jì)算機(jī)仿真方法學(xué)的幾個(gè)主要發(fā)展趨勢(shì)是定性仿真方法、面向?qū)ο蠓抡娣椒?、分布式交互仿真方法和人機(jī)和諧仿真環(huán)境等。

篇8

【關(guān)鍵詞】計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)；生產(chǎn)系統(tǒng)；應(yīng)用研究

1前言

21世紀(jì)是科技的時(shí)代，在各個(gè)行業(yè)領(lǐng)域中都有計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，所謂計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)是基于計(jì)算機(jī)硬件設(shè)備與操作系統(tǒng)的一種仿真環(huán)境，對(duì)不同的物體與信息進(jìn)行分析與加工，同時(shí)仿真技術(shù)也能將真實(shí)的事物變?yōu)樘摂M的環(huán)境，幫助用戶更好的感受到聽覺、視覺的效果，在仿真環(huán)境中用戶可以同計(jì)算機(jī)進(jìn)行虛擬的互動(dòng)，真正實(shí)現(xiàn)身臨其境的效果，計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)最為重要的一個(gè)特點(diǎn)就是構(gòu)想性，能夠通過仿真技術(shù)讓人們更好的理解抽象的東西，并將這些東西以三維立體的形式表現(xiàn)出來。為了更好的適應(yīng)市場(chǎng)的需求，提高生產(chǎn)系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)，減少投資風(fēng)險(xiǎn)，就需要讓企業(yè)的生產(chǎn)系統(tǒng)高效的、可靠的運(yùn)行與生產(chǎn)。從目前來看，生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與管理中還存在很多的問題，由于系統(tǒng)自身具有一定的復(fù)雜性在調(diào)度的時(shí)候也比較困難，因此利用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)是最有效、簡(jiǎn)單的方法，本文就對(duì)計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在生產(chǎn)系統(tǒng)中的應(yīng)用進(jìn)行具體的分析。

2計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在生產(chǎn)系統(tǒng)中的應(yīng)用

2．1生產(chǎn)系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)

生產(chǎn)系統(tǒng)計(jì)算機(jī)仿真是一種系統(tǒng)建模與實(shí)驗(yàn)分析的方式，它能將生產(chǎn)資源、工藝路線、庫(kù)存與管理等信息都結(jié)合起來，根據(jù)系統(tǒng)的活動(dòng)過程來代替數(shù)學(xué)方式進(jìn)行描述，在理解上也更加容易理解，全面的反映出生產(chǎn)系統(tǒng)的特征與過程，近年來，仿真技術(shù)在我國(guó)制造業(yè)已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用，主要用于解決以下方面的問題:(1)生產(chǎn)系統(tǒng)的改造與重組。通過生產(chǎn)系統(tǒng)的流程進(jìn)行仿真的分析，然后將各個(gè)部分的關(guān)系進(jìn)行量化。(2)在制造單元分析問題上建立起仿真模型，確保相關(guān)資源的配置情況以及系統(tǒng)的合理性，估算出系統(tǒng)生產(chǎn)能力以及設(shè)備故障對(duì)系統(tǒng)的影響，從這些方面來確定出方案。(3)在生產(chǎn)系統(tǒng)仿真模型建立完成之后，生產(chǎn)管理人員就可以對(duì)生產(chǎn)系統(tǒng)的策略進(jìn)行調(diào)整，根據(jù)模型可能造成的結(jié)果來做出最科學(xué)的管理措施。計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在生產(chǎn)系統(tǒng)中的這些功能，讓計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在制造業(yè)中獲得更大的發(fā)展。在生產(chǎn)系統(tǒng)計(jì)算機(jī)仿真的分析過程中，包括三個(gè)方面的內(nèi)容:第一是根據(jù)調(diào)查研究來確定系統(tǒng)需要解決的問題，然后建立起概念模型并對(duì)相應(yīng)的系統(tǒng)規(guī)則、變量、元件等進(jìn)行論證，在此過程中除了設(shè)計(jì)人員之外，相關(guān)企業(yè)管理人員也要參與進(jìn)來進(jìn)行論證。第二是根據(jù)生產(chǎn)系統(tǒng)仿真的問題提供相應(yīng)的數(shù)據(jù)，然后對(duì)仿真模型進(jìn)行初始化將這些數(shù)據(jù)進(jìn)行輸入，同時(shí)輸出最后的仿真結(jié)果。第三是對(duì)仿真的結(jié)果進(jìn)行分析從而提供更多的決策依據(jù)。

2．2生產(chǎn)系統(tǒng)計(jì)算機(jī)仿真實(shí)例

用于生產(chǎn)系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)仿真工具主要有三種類型:第一是計(jì)算機(jī)算法語(yǔ)言例如C語(yǔ)言、C++、Fortrun等，第二種類型是通用的仿真程序語(yǔ)言，第三種是計(jì)算機(jī)仿真軟件。計(jì)算機(jī)算法語(yǔ)言與通用的仿真程序語(yǔ)言都需要設(shè)計(jì)人員具備很好的編程能力，這兩種工具的運(yùn)用相對(duì)困難一些，計(jì)算機(jī)仿真軟件就沒有這些缺點(diǎn)，它有著簡(jiǎn)單、易掌握的特點(diǎn)，同時(shí)所有的數(shù)據(jù)都可以在一個(gè)圖形界面中完成是目前使用最廣泛的應(yīng)用，在國(guó)外很多的企業(yè)都開發(fā)了這種軟件，例如Automod、Witness等，在進(jìn)行實(shí)際操作的時(shí)候要建立起一個(gè)系統(tǒng)規(guī)劃模型，在這個(gè)車間中應(yīng)該包括兩臺(tái)數(shù)控車床、一臺(tái)清洗機(jī)、一套檢測(cè)設(shè)備，如果加工作業(yè)到達(dá)車間的時(shí)間為20分鐘，那么就應(yīng)該按照1:1的比例來分配工作量，車間需要有一位技術(shù)人員來復(fù)雜加工與檢驗(yàn)入庫(kù)的工作，同時(shí)為了擴(kuò)大車間的生產(chǎn)能力提高設(shè)備使用率，應(yīng)該適當(dāng)?shù)膶?duì)現(xiàn)有系統(tǒng)進(jìn)行完善與改造，如果車間需要雇傭3個(gè)技術(shù)人員，那么加工過程中的搬運(yùn)時(shí)間就為2分鐘，并且加工中的搬運(yùn)時(shí)間就由設(shè)備的長(zhǎng)度與速度來決定的，每條輸送裝置的長(zhǎng)度為50m，速度為40m/min，通過對(duì)生產(chǎn)系統(tǒng)的仿真可以看出，利用仿真可以對(duì)生產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行簡(jiǎn)單的描述，這也是為提高生產(chǎn)系統(tǒng)的效率提供依據(jù)，這只是一個(gè)比較簡(jiǎn)單的實(shí)例過程，對(duì)于比較復(fù)雜的生產(chǎn)系統(tǒng)來說只依靠人的能力是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，要想仔細(xì)的對(duì)這些因素進(jìn)行分析與預(yù)測(cè)就應(yīng)該采用更加先進(jìn)的辦法，將計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)加以完善對(duì)管理人員的幫助也就更加明顯了。

3結(jié)語(yǔ)

綜上所述，本文主要對(duì)計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在生產(chǎn)系統(tǒng)中的應(yīng)用進(jìn)行說明，可以看出，隨著我國(guó)制造業(yè)進(jìn)程的不斷深入，計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)已經(jīng)投入使用并得到了廣泛的好評(píng)，它能夠解決制造業(yè)系統(tǒng)中的復(fù)雜問題，還可以應(yīng)用于自動(dòng)制造系統(tǒng)的研究，可以說有著很好的發(fā)展前景，在計(jì)算機(jī)不斷普及的今天，相關(guān)專業(yè)技術(shù)人員在該領(lǐng)域做出了很多的討論與嘗試，利用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)對(duì)生產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行分析也是最經(jīng)濟(jì)、有效的方式，相信未來我國(guó)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)會(huì)得到更加廣泛的應(yīng)用，邁上新的歷史階段。

參考文獻(xiàn):

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［2］林雅婷．基于計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的企業(yè)生產(chǎn)物流系統(tǒng)優(yōu)化研究［J］．商場(chǎng)現(xiàn)代化，2015(27)．

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篇9

計(jì)算機(jī)仿真主要是利用計(jì)算機(jī)技術(shù)和應(yīng)用領(lǐng)域有關(guān)的專業(yè)技術(shù)，通過建立研究系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，進(jìn)而在計(jì)算機(jī)上對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析和研究的一門技術(shù)。因此，該門課程是一門解決實(shí)際問題、實(shí)踐性強(qiáng)的課程。目前，大部分院校對(duì)該門課程的講授主要圍繞計(jì)算機(jī)仿真的概念、方法和技術(shù)來開展的，而在系統(tǒng)分析、系統(tǒng)建模、仿真計(jì)算、仿真結(jié)果分析等方面的講解還存在薄弱環(huán)節(jié)。從教學(xué)內(nèi)容來看，主要存在重理論分析，輕仿真實(shí)驗(yàn)；從教學(xué)過程來看，還存在重課堂教學(xué)，輕實(shí)踐環(huán)節(jié)的現(xiàn)象。為此，應(yīng)加強(qiáng)計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法的研究，突出系統(tǒng)仿真建模分析實(shí)驗(yàn)，建立仿真實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容體系，強(qiáng)化仿真實(shí)驗(yàn)過程管理，以達(dá)到提高學(xué)生在計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)領(lǐng)域的運(yùn)用能力。仿真實(shí)驗(yàn)的內(nèi)涵就是針對(duì)仿真實(shí)驗(yàn)對(duì)象，建立仿真實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?，利用?jì)算機(jī)技術(shù)，在計(jì)算機(jī)上開展仿真運(yùn)算與結(jié)果分析的一種實(shí)踐活動(dòng)。單純的課堂理論教學(xué)一般缺乏主動(dòng)獲取知識(shí)的能力，缺乏對(duì)所學(xué)知識(shí)的深入思考和實(shí)際動(dòng)手能力的培養(yǎng)，缺乏發(fā)現(xiàn)問題、靈活運(yùn)用已有知識(shí)解決實(shí)際問題的能力。而實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)能在很大程度上彌補(bǔ)這種教學(xué)方式的不足，尤其是計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)這門課程，具有系統(tǒng)針對(duì)性強(qiáng)與實(shí)際結(jié)合緊密的特點(diǎn)。因此，在計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)課程的教學(xué)過程中，重視仿真實(shí)驗(yàn)課程建設(shè)，加強(qiáng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)的教學(xué)和訓(xùn)練，已經(jīng)成為本門課程改革和創(chuàng)新的一個(gè)重要內(nèi)容。

1仿真技術(shù)實(shí)驗(yàn)課程的目的、分類及特點(diǎn)

計(jì)算機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)課是掌握計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)和仿真技能培養(yǎng)的重要環(huán)節(jié)，是開展科學(xué)實(shí)驗(yàn)、科學(xué)研究和工程應(yīng)用領(lǐng)域能力培養(yǎng)的重要課程之一。開展計(jì)算機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)課程改革，需要從實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)置、實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理、實(shí)驗(yàn)課程評(píng)價(jià)等幾方面入手，以達(dá)到實(shí)驗(yàn)課程提高學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的目標(biāo)。計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的教學(xué)內(nèi)容通常分為連續(xù)系統(tǒng)仿真和離散系統(tǒng)仿真兩個(gè)方面，因此，仿真技術(shù)實(shí)驗(yàn)可分為連續(xù)系統(tǒng)仿真實(shí)驗(yàn)和離散系統(tǒng)仿真實(shí)驗(yàn)。另一方面，按照仿真的作用和目的來分，仿真技術(shù)實(shí)驗(yàn)領(lǐng)域也可分為三種形式。一是系統(tǒng)設(shè)計(jì)仿真實(shí)驗(yàn)，即對(duì)尚不存在的假象系統(tǒng)開展仿真實(shí)驗(yàn)。通過仿真實(shí)驗(yàn)，來觀察系統(tǒng)設(shè)計(jì)的各項(xiàng)性能參數(shù)。二是仿真對(duì)象的系統(tǒng)分析仿真實(shí)驗(yàn)，即對(duì)已有系統(tǒng)進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)。針對(duì)存在的已有系統(tǒng)，構(gòu)建系統(tǒng)模型，通過仿真實(shí)驗(yàn)以觀察和分析系統(tǒng)，來了解和掌握系統(tǒng)的變化規(guī)律。三是系統(tǒng)模擬訓(xùn)練仿真實(shí)驗(yàn)，利用現(xiàn)代虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)或半實(shí)物仿真技術(shù)，構(gòu)建訓(xùn)練系統(tǒng)的操作訓(xùn)練模型和模擬訓(xùn)練仿真環(huán)境，為系統(tǒng)的操作人員提供模擬訓(xùn)練的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。根據(jù)仿真技術(shù)實(shí)驗(yàn)的目的結(jié)合計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)課程要求，仿真技術(shù)實(shí)驗(yàn)課程具有以下特點(diǎn)：一是系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)對(duì)象的針對(duì)性。仿真實(shí)驗(yàn)必須針對(duì)某個(gè)具體的對(duì)象或系統(tǒng)開展仿真實(shí)驗(yàn)活動(dòng)。如一個(gè)控制系統(tǒng)的仿真實(shí)驗(yàn)，應(yīng)從該系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型入手，明確數(shù)學(xué)模型中各參數(shù)的含義和參數(shù)之間的物理關(guān)系，以此開展仿真實(shí)驗(yàn)才具有針對(duì)性，而不能籠統(tǒng)地給出一個(gè)仿真計(jì)算的式子，不加分析就開始進(jìn)行仿真計(jì)算。二是仿真實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ偷挠行?。仿真?shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ褪欠抡鎸?shí)驗(yàn)系統(tǒng)的一種抽象，與實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)和內(nèi)容結(jié)合緊密，學(xué)生應(yīng)從掌握仿真系統(tǒng)原理的基礎(chǔ)上，建立有效的、可計(jì)算的仿真實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?，以便開展仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)。三是仿真實(shí)驗(yàn)過程的完整性。仿真實(shí)驗(yàn)過程包括系統(tǒng)建模、仿真建模和仿真實(shí)驗(yàn)等過程。從仿真實(shí)驗(yàn)對(duì)象或系統(tǒng)入手，對(duì)仿真實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，建立仿真?shí)驗(yàn)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，利用掌握的仿真軟件或熟知的仿真實(shí)驗(yàn)環(huán)境，將數(shù)學(xué)模型轉(zhuǎn)換成仿真計(jì)算模型，開展仿真實(shí)驗(yàn)，最后對(duì)仿真實(shí)驗(yàn)與仿真結(jié)果進(jìn)行處理分析。四是仿真實(shí)驗(yàn)環(huán)境的可操作性。仿真實(shí)驗(yàn)依賴于仿真環(huán)境與仿真軟件，不同的系統(tǒng)、不同的仿真模型，需要在不同的仿真環(huán)境下進(jìn)行。仿真實(shí)驗(yàn)環(huán)境與仿真軟件，有通用計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，如C++、VB等；有數(shù)學(xué)計(jì)算能力較強(qiáng)應(yīng)用軟件，如Matlab；有針對(duì)離散事件系統(tǒng)仿真軟件，如GPSS。還有針對(duì)不同領(lǐng)域的專業(yè)性仿真軟件，如流體工程仿真計(jì)算軟件Fluent，機(jī)械設(shè)計(jì)與虛擬樣機(jī)仿真軟件SolidWorks、Pro/E和UG等。因此，仿真實(shí)驗(yàn)的開展應(yīng)根據(jù)仿真實(shí)驗(yàn)對(duì)象，仿真實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵?，選擇正確的仿真實(shí)驗(yàn)環(huán)境和仿真軟件。

2仿真技術(shù)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)體系建設(shè)

仿真技術(shù)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)改革涉及教學(xué)內(nèi)容，教學(xué)體系、教學(xué)方法等多個(gè)方面。在教學(xué)內(nèi)容上，應(yīng)緊密配合仿真技術(shù)課堂教學(xué)要求，合理安排仿真實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。如在連續(xù)系統(tǒng)仿真方面，應(yīng)針對(duì)仿真對(duì)象的微分方程、傳遞函數(shù)、狀態(tài)空間和結(jié)構(gòu)圖等不同模型開展仿真實(shí)驗(yàn)，以了解不同模型表示方法的仿真技術(shù)。在仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系方面，要結(jié)合相關(guān)專業(yè)對(duì)不同仿真技術(shù)的要求，有針對(duì)性地選擇仿真對(duì)象。即從建模表示、模型處理、仿真算法設(shè)計(jì)、仿真結(jié)果分析等方面，設(shè)置仿真實(shí)驗(yàn)案例。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法方面，要加強(qiáng)仿真實(shí)驗(yàn)前學(xué)生的實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備，以及熟悉仿真實(shí)驗(yàn)環(huán)境、做好仿真實(shí)驗(yàn)過程記錄、仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果處理和分析等方面的工作。

2.1仿真實(shí)驗(yàn)課程體系建設(shè)

計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)屬于一門應(yīng)用類型的課程，課程涉及大量的數(shù)學(xué)知識(shí)，理論性強(qiáng)，同時(shí)還蘊(yùn)含著大量的工程性知識(shí)。因此，該門功課的建設(shè)與改革要突出工程性和應(yīng)用性，要注重理論與實(shí)際的結(jié)合。作為一門實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)體系的建設(shè)，主要涉及該門課程的教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)管理與考評(píng)、教學(xué)過程實(shí)施等多個(gè)方面。另一方面，計(jì)算機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)主要是在計(jì)算機(jī)上完成，在教學(xué)體系建設(shè)方面，還要注重學(xué)生計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力和軟件編程能力的培養(yǎng)。

（1）實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)目標(biāo)計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)課程的設(shè)置目的，是使學(xué)員掌握計(jì)算機(jī)仿真的有關(guān)概念、原理和方法，學(xué)會(huì)利用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)，針對(duì)各自研究方向與領(lǐng)域，培養(yǎng)學(xué)生開展系統(tǒng)分析、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、系統(tǒng)運(yùn)用的能力，以及能獨(dú)立開展實(shí)驗(yàn)研究，解決科學(xué)研究和工程應(yīng)用領(lǐng)域中出現(xiàn)的問題。培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算機(jī)仿真思維，提高學(xué)生使用計(jì)算機(jī)仿真理論和技術(shù)從事科學(xué)研究的能力。

（2）實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)內(nèi)容計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)課程涉及的領(lǐng)域較為廣泛，從仿真技術(shù)體系來看，課程內(nèi)容主要包括相似理論、建模理論、建模方法、仿真算法、仿真語(yǔ)言、仿真工具，仿真實(shí)驗(yàn)、仿真數(shù)據(jù)處理與仿真VV&A等。從仿真知識(shí)體系來看，課程除涉及大量基礎(chǔ)數(shù)學(xué)知識(shí)外，還涉及系統(tǒng)、模型與仿真的概念、方法及分類，連續(xù)系統(tǒng)建模與仿真方法，離散事件系統(tǒng)建模與仿真，分布式系統(tǒng)仿真、面向?qū)ο蠼Ｅc仿真技術(shù)，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與仿真等。這些都為如何確定仿真實(shí)驗(yàn)內(nèi)容提出了挑戰(zhàn)。為此實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容安排上，我們提出了單項(xiàng)仿真實(shí)驗(yàn)與綜合仿真實(shí)驗(yàn)的解決思路，圍繞能力培養(yǎng)選擇實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容。通過單項(xiàng)仿真實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生掌握重要的知識(shí)點(diǎn)，通過綜合仿真實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生掌握仿真技術(shù)的系統(tǒng)知識(shí)和仿真技術(shù)綜合運(yùn)用能力。其中，單項(xiàng)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容包括：系統(tǒng)建模實(shí)驗(yàn)，仿真工具運(yùn)用實(shí)驗(yàn)，仿真系統(tǒng)運(yùn)行實(shí)驗(yàn)，仿真數(shù)據(jù)處理與可信度評(píng)估實(shí)驗(yàn)等。綜合仿真實(shí)驗(yàn)主要包括連續(xù)系統(tǒng)仿真實(shí)驗(yàn)，離散事件系統(tǒng)仿真實(shí)驗(yàn)，先進(jìn)系統(tǒng)仿真實(shí)驗(yàn)，虛擬現(xiàn)實(shí)仿真實(shí)驗(yàn)等。

（3）實(shí)驗(yàn)組織實(shí)施與管理仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程的組織實(shí)施與管理，既要遵循實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)規(guī)律，又要突出實(shí)驗(yàn)課實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。在給學(xué)生講解熟悉實(shí)驗(yàn)環(huán)境、理解仿真對(duì)象和仿真目標(biāo)的基礎(chǔ)上，讓學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)前準(zhǔn)備工作，參與實(shí)驗(yàn)方案與計(jì)劃的制定。根據(jù)仿真實(shí)驗(yàn)特點(diǎn)，由學(xué)生獨(dú)立或與實(shí)驗(yàn)小組完成整個(gè)仿真實(shí)驗(yàn)過程，重視實(shí)驗(yàn)過程中出現(xiàn)問題的分析與解釋。讓學(xué)生在完成實(shí)驗(yàn)的同時(shí)，還要對(duì)實(shí)驗(yàn)過程進(jìn)行總結(jié)，提交仿真實(shí)驗(yàn)后的體會(huì)等。在實(shí)驗(yàn)安排方面，加強(qiáng)與相關(guān)課程內(nèi)容的同步結(jié)合。在實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)方面，突出課堂實(shí)驗(yàn)與課后拓展實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，即單項(xiàng)仿真實(shí)驗(yàn)可在較短的時(shí)間內(nèi)完成，主要安排在教學(xué)課程的學(xué)時(shí)內(nèi)。對(duì)綜合性仿真實(shí)驗(yàn)采用開放式實(shí)驗(yàn)，在制定完實(shí)驗(yàn)方案和計(jì)劃后，可讓學(xué)生靈活安排時(shí)間去完成實(shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)課程的考核管理是實(shí)驗(yàn)過程也是教學(xué)過程的重要一環(huán)，應(yīng)加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)課程的過程考核，通過考核方式的改革，督促學(xué)生自覺開展實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，達(dá)到開設(shè)仿真實(shí)驗(yàn)課的目的?？己顺煽?jī)可以按學(xué)生的仿真實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備情況，實(shí)驗(yàn)完成質(zhì)量，實(shí)驗(yàn)過程表現(xiàn)與實(shí)驗(yàn)報(bào)告質(zhì)量等內(nèi)容進(jìn)行綜合評(píng)定。

2.2實(shí)驗(yàn)課教學(xué)方法改革

實(shí)驗(yàn)教學(xué)既是教學(xué)活動(dòng)，又是實(shí)踐活動(dòng)。要突出學(xué)生的能力培養(yǎng)，也要突出思維能力和科學(xué)精神的培養(yǎng)。實(shí)驗(yàn)課教學(xué)可以采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)、過程開發(fā)的教學(xué)模式進(jìn)行，即在明確仿真實(shí)驗(yàn)任務(wù)的基礎(chǔ)上，由學(xué)生自己制定仿真實(shí)驗(yàn)任務(wù)的計(jì)劃和方法，編寫如何做好仿真實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)備工作條目，提出每項(xiàng)仿真實(shí)驗(yàn)的思路和注意事項(xiàng)，并將這些內(nèi)容作為仿真實(shí)驗(yàn)課成績(jī)的一部分。在這種教學(xué)模式下，還要注重以下三方面的工作。

（1）重視仿真實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備工作仿真實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備工作是開展仿真實(shí)驗(yàn)的前提。仿真實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備工作包括仿真實(shí)驗(yàn)對(duì)象的認(rèn)識(shí)和理解，仿真實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，制定?shí)驗(yàn)工作步驟以及熟悉仿真實(shí)驗(yàn)環(huán)境、仿真語(yǔ)言和仿真工具等。要針對(duì)仿真實(shí)驗(yàn)的對(duì)象或系統(tǒng)，讓學(xué)生查閱相關(guān)資料，了解對(duì)象和系統(tǒng)的特性，為下一步模型的建立奠定基礎(chǔ)，同時(shí)，作好仿真實(shí)驗(yàn)前的數(shù)據(jù)收集與準(zhǔn)備工作。

（2）強(qiáng)化仿真實(shí)驗(yàn)建模分析模型是研究對(duì)象或系統(tǒng)的抽象，也是仿真實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)。仿真模型的建立是按照一定的目的對(duì)所要研究的對(duì)象或系統(tǒng)進(jìn)行抽象的過程。沒有正確抽象和描述的仿真模型，就無法開展正確的仿真實(shí)驗(yàn)。對(duì)于連續(xù)系統(tǒng)或離散事件系統(tǒng)仿真建模來說，通常需要根據(jù)對(duì)象的物理特性，變量特征和仿真實(shí)驗(yàn)的目的等開展系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)建模分析。模型分析主要包括模型的使用對(duì)象，模型假設(shè)條件，模型內(nèi)部要素的作用機(jī)理，模型簡(jiǎn)化，模型的表示方式，以及輸出結(jié)果形式等。建模分析不僅能鍛煉和提高學(xué)生面向問題的解決能力，同時(shí)還可以培養(yǎng)學(xué)生邏輯推理能力和科學(xué)的思維方式。

（3）突出仿真實(shí)驗(yàn)技術(shù)應(yīng)用仿真實(shí)驗(yàn)技術(shù)主要包括仿真實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，仿真算法設(shè)計(jì)，仿真實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理與分析等。這些仿真技術(shù)的應(yīng)用對(duì)提高學(xué)生的創(chuàng)新能力、實(shí)踐能力和探索熱情有著重要作用。仿真實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)主要是制定仿真實(shí)驗(yàn)方案，包括編寫實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，?shí)驗(yàn)步驟，實(shí)驗(yàn)初始條件設(shè)定等。仿真實(shí)驗(yàn)算法設(shè)計(jì)是一項(xiàng)具有挑戰(zhàn)性和創(chuàng)新性的工作，在這一方面要充分讓學(xué)生去閱讀相關(guān)文獻(xiàn)，為仿真實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)高效、正確的仿真算法。同時(shí)，在算法設(shè)計(jì)時(shí)還要考慮到仿真實(shí)驗(yàn)環(huán)境，仿真實(shí)驗(yàn)環(huán)境包括仿真所用的軟件和硬件等。在此教師主要給學(xué)生以引導(dǎo)和提示，讓學(xué)生熟悉相關(guān)的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，摸索和掌握各種實(shí)驗(yàn)工具的應(yīng)用。在此基礎(chǔ)上，再讓學(xué)生編寫仿真實(shí)驗(yàn)程序、設(shè)計(jì)計(jì)算步長(zhǎng)等相關(guān)仿真計(jì)算工作。仿真實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理與分析是仿真實(shí)驗(yàn)的重要組成部分，讓學(xué)生掌握常用的數(shù)理統(tǒng)計(jì)的方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理與分析。同時(shí)，還要通過仿真實(shí)驗(yàn)，教會(huì)學(xué)生對(duì)仿真對(duì)象變化規(guī)律如何做出合理的估計(jì)和判斷的方法，以達(dá)到實(shí)驗(yàn)的目的。

3仿真技術(shù)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)案例

以連續(xù)系統(tǒng)仿真為例，對(duì)起重機(jī)吊運(yùn)系統(tǒng)特性開展研究。利用起重機(jī)吊運(yùn)系統(tǒng)仿真實(shí)驗(yàn)，進(jìn)一步闡明仿真技術(shù)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)方法的運(yùn)用。

3.1仿真實(shí)驗(yàn)前準(zhǔn)備

在實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備階段，首先要認(rèn)識(shí)仿真對(duì)象，弄清仿真對(duì)象的系統(tǒng)組成，即系統(tǒng)是有哪些實(shí)體對(duì)象構(gòu)成的，系統(tǒng)中各個(gè)實(shí)體的參數(shù)屬性，系統(tǒng)內(nèi)部實(shí)體之間的作用機(jī)制等。在本案例中系統(tǒng)由起重機(jī)小車、鋼絲繩和吊運(yùn)的貨物構(gòu)成。其次，是要明確仿真實(shí)驗(yàn)的目的，即起重機(jī)小車的移動(dòng)速度、吊繩長(zhǎng)度和貨物質(zhì)量等相關(guān)參數(shù)，對(duì)吊運(yùn)時(shí)貨物擺角的影響。三是系統(tǒng)抽象，對(duì)系統(tǒng)中無關(guān)的因素進(jìn)行簡(jiǎn)化，如忽略吊運(yùn)時(shí)吊繩長(zhǎng)度變化、風(fēng)速和前后搖擺等影響，以降低系統(tǒng)建模的復(fù)雜性。四是收集實(shí)驗(yàn)所需數(shù)據(jù)，為系統(tǒng)建模做好準(zhǔn)備，如貨物的質(zhì)量、吊繩長(zhǎng)度等。

3.2實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ徒?/p>

根據(jù)上述準(zhǔn)備工作，利用運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)的相關(guān)知識(shí)，結(jié)合仿真目的建立仿真實(shí)驗(yàn)對(duì)象的數(shù)學(xué)模型。在建立模型時(shí)，首先考慮模型的初始狀態(tài)，給出了初始條件下的參數(shù)和方程。其次，考慮貨物吊運(yùn)時(shí)的擺動(dòng)，即在某一擺角下的系統(tǒng)狀態(tài)，以此建立該狀態(tài)下貨物吊運(yùn)擺動(dòng)角度與貨物質(zhì)量、吊繩長(zhǎng)度和吊運(yùn)速度之間的計(jì)算關(guān)系。這樣就為下一步的計(jì)算機(jī)的仿真計(jì)算奠定了基礎(chǔ)。建立的起重機(jī)吊運(yùn)貨物時(shí)的數(shù)學(xué)模型。

3.3仿真實(shí)驗(yàn)

根據(jù)上述的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ停_展仿真計(jì)算。仿真計(jì)算可以采用通用程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，如C語(yǔ)言，也可采用數(shù)值計(jì)算和科學(xué)分析軟件Matlab來完成。對(duì)于Matlab軟件來說，即可采用M文件編程方式，也可利用SimLink方式進(jìn)行交互式仿真。因此，在這一階段要鼓勵(lì)學(xué)生積極動(dòng)手，獨(dú)立思維，利用不同狀態(tài)下的參數(shù)計(jì)算開展系統(tǒng)的仿真實(shí)驗(yàn)。

3.4仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析就是對(duì)仿真實(shí)驗(yàn)計(jì)算的數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析，獲取系統(tǒng)的相關(guān)信息和實(shí)驗(yàn)結(jié)論，達(dá)到仿真實(shí)驗(yàn)分析的目的。在計(jì)算結(jié)果分析時(shí)，要讓學(xué)生觀察多組輸入輸出數(shù)據(jù)對(duì)系統(tǒng)的影響，來進(jìn)一步認(rèn)識(shí)系統(tǒng)。如在吊運(yùn)過程中，通過修改吊運(yùn)貨物的質(zhì)量，吊繩的長(zhǎng)度和水平運(yùn)行速度，來計(jì)算和觀察吊運(yùn)擺角的變化，以此來達(dá)到認(rèn)識(shí)起重機(jī)吊運(yùn)系統(tǒng)的性能和變化規(guī)律。

4結(jié)束語(yǔ)

篇10

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)技術(shù)；圖形圖像處理；應(yīng)用

Abstract: The application of computer technology is more and more widely, the whole society into the information age, modern computer technology in the application of image processing on the break mode method of traditional image processing, so that it has good reappearance function, more flexible application, applicable scope is wide. Especially the BIM technology for the application of graphics and image building, is brought about a revolutionary upgrade. At the same time and the virtual simulation technology in the latest architectural aspects of the application, the computer image processing technology is becoming more and more important in building construction.

Key words: computer technology; image processing; application

中國(guó)分類號(hào)：TU71 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章標(biāo)號(hào)：2095-2104（2012）03-0001-02

隨著社會(huì)現(xiàn)代化的大發(fā)展，在很多的生產(chǎn)施工中，為了保證工作的高效、安全、準(zhǔn)確，都趨向于生產(chǎn)的自動(dòng)化。建筑業(yè)是國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)的幾大經(jīng)濟(jì)支柱之一，將計(jì)算機(jī)技術(shù)與工程建筑業(yè)結(jié)合在一起的趨勢(shì)是有目共睹的。在追求低能耗、低污染、可持續(xù)發(fā)展的大背景下，工程建設(shè)信息化已成為時(shí)展的必然方向[1]。利用計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)圖形圖像的處理就是通過計(jì)算機(jī)對(duì)圖片進(jìn)行修飾，分割，除噪等一系列的步驟，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)圖形圖像的優(yōu)化設(shè)計(jì)。計(jì)算機(jī)技術(shù)在建筑業(yè)方面的發(fā)展經(jīng)歷了兩次重要的變革。早期出現(xiàn)的計(jì)算機(jī)輔助CAD技術(shù)使工程建筑業(yè)由傳統(tǒng)的手工畫圖階段轉(zhuǎn)變?yōu)槎S的計(jì)算機(jī)繪圖階段，給建筑業(yè)帶來來了第一次的技術(shù)革命。隨著建筑業(yè)與計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)一步的結(jié)合應(yīng)用，又出現(xiàn)了專業(yè)應(yīng)用于建筑業(yè)的3DStudio,FormZ,VIZ等技術(shù)。本文從工程建筑方面的角度出發(fā)，探討幾種計(jì)算機(jī)技術(shù)在施工圖象處理的科學(xué)策略和應(yīng)用，比如，虛擬仿真技術(shù)，BIM技術(shù)等。

BIM技術(shù)的應(yīng)用研究

BIM（建筑信息模型）技術(shù)是在社會(huì)對(duì)工程建筑領(lǐng)域的管理技術(shù)的需求增長(zhǎng)的條件下應(yīng)運(yùn)而生的，是建筑業(yè)圖形圖像處理的。在建筑制造行業(yè)，大概有三分之一的工程是需要再次返工的，這樣就導(dǎo)致超過半數(shù)的勞動(dòng)力以及資源流失，十分之一的材料損耗。不難察覺有數(shù)以億萬(wàn)元的經(jīng)濟(jì)損失，而BIM技術(shù)就是針對(duì)該問題的突破性研究。對(duì)建筑業(yè)來說，BIM技術(shù)在建筑過程的應(yīng)用可以設(shè)計(jì)出精確的三維模擬和能耗模型，高效的實(shí)現(xiàn)高效率、高質(zhì)量、低風(fēng)險(xiǎn)的、低損耗的理念，輕松的完成建筑項(xiàng)目，從而帶來更大的經(jīng)濟(jì)效益。BIM技術(shù)的應(yīng)用是貫穿于建筑的整個(gè)過程。現(xiàn)今已有一些成功的應(yīng)用案例，例如美國(guó)webcor公司，舊金山某基督教堂的虛擬施工模型。并且計(jì)算出后期施工的一系列數(shù)據(jù)（如圖二）。只是應(yīng)用簡(jiǎn)單的CAD是無法滿足設(shè)計(jì)要求的。施工模型圖如圖一所示：

圖一

圖二

在施工階段的應(yīng)用主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

第一、可以創(chuàng)建三維逼真的設(shè)計(jì)方案圖，給人以真實(shí)、直觀的視覺感受，可以根據(jù)施工順序的選擇，形象的展示各個(gè)環(huán)節(jié)的施工方案，還可以進(jìn)行四維的模擬，對(duì)比選擇不同的施工方案建立好的BIM模型，大大提高了三維渲染精度與效率，最終給客戶更為直觀的圖形圖象展示。比如在地鐵蓋挖逆坐施工中起到了很大的作用。

第二、有效虛擬施工過程，協(xié)同作用強(qiáng)。三維直觀的可視化功能加上時(shí)間維數(shù)，就可以虛擬施工過程，將施工計(jì)劃與實(shí)際的工程進(jìn)展做對(duì)比，這樣有效的四維協(xié)同，可以讓工程師對(duì)項(xiàng)目的各個(gè)過程都了解得很清楚，以便對(duì)施工過程中可能出現(xiàn)的問題進(jìn)行提前的防備，BIM技術(shù)和施工方案、施工模擬有效的結(jié)合可以大大減少人力物力的損耗，減少返工和修整，提高建筑質(zhì)量，節(jié)約資源成本，縮短工程建筑周期。

第三、優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，精確計(jì)劃，提高質(zhì)量。BIM技術(shù)最大的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)就是三維立體逼真的可視化，它可以使圖形圖像形象地展示在人們的眼前。利用這個(gè)技術(shù)可以在施工前檢測(cè)在施工過程中可能出現(xiàn)的碰撞和錯(cuò)誤損失，進(jìn)而進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，盡量減少返工，提高施工的質(zhì)量。

虛擬仿真技術(shù)在建筑施工中的應(yīng)用研究

虛擬仿真技術(shù)包括虛擬和仿真兩個(gè)方面，虛擬技術(shù)和仿真技術(shù)有效結(jié)合，并成功應(yīng)用于設(shè)計(jì)施工中，打破了傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)和施工模式，它具有高度仿真性，無破壞性，可無數(shù)次反復(fù)試驗(yàn)，可控性高等優(yōu)點(diǎn)，還具有高效、施工質(zhì)量高、成本低等特點(diǎn)。其本身的軟件平臺(tái)是Revit軟件，是基于上述的BIM信息模型而配套的技術(shù)。對(duì)于建筑設(shè)計(jì)中的結(jié)構(gòu)和水暖加以概念性建模。它是迄今為止最經(jīng)濟(jì)有效的綜合集成方法,是推動(dòng)技術(shù)進(jìn)步的戰(zhàn)略技術(shù)。主要的虛擬仿真過程如圖三所示;

圖三

首先是利用現(xiàn)有的計(jì)算機(jī)水平建立三維模型，接著就是虛擬施工環(huán)境。某集團(tuán)的新建住宅小區(qū)就是這一技術(shù)應(yīng)用的實(shí)際案例，其平面是一個(gè)矩形圖，建筑面積為24.3萬(wàn)m2。該建筑的設(shè)計(jì)造型需要使用很多的鋼型結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致整個(gè)吊裝工程巨大。只有通過虛擬仿真技術(shù)才能實(shí)際需求，得到一個(gè)可視化的虛擬模型，在施工前有一個(gè)準(zhǔn)確的預(yù)估。建筑施工中圖形圖像的處理就是將設(shè)計(jì)出來的圖形轉(zhuǎn)化為更為直觀的、形象的三維圖像的過程，施工過程就是把圖像轉(zhuǎn)化為建筑實(shí)物的過程。在傳統(tǒng)的建筑模式中，保證施工質(zhì)量的條件是經(jīng)驗(yàn)豐富的工程師，但這有很大的缺陷，光憑借經(jīng)驗(yàn)往往使得在施工過程中出現(xiàn)缺乏全面性、客觀性，具有主觀性、盲目性等缺陷，也會(huì)出現(xiàn)很多難以控制的問題。虛擬技術(shù)在建筑領(lǐng)域的應(yīng)用大大彌補(bǔ)了這一不足，虛擬技術(shù)下建立的圖形具有高仿真性，交互性，沉浸性。工程師可以根據(jù)需要進(jìn)行施工虛擬實(shí)驗(yàn)，從而在不斷的實(shí)驗(yàn)中找到最佳的方案，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)圖形的最優(yōu)化，達(dá)到節(jié)約資源成本，縮短工程周期，提高質(zhì)量等目的。

利用計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)圖形進(jìn)行處理可以極大地提高形成圖片的效率及提高圖片的質(zhì)量，也會(huì)給工作帶來極大的方便，提高工作效率。圖形的處理技術(shù)包括圖形的屏幕顯示，圖形的字符處理以及成圖。首先是利用CDI和位映像圖來展現(xiàn)初步的繪圖的效果，然后就是對(duì)圖形的尺寸、特性用參數(shù)表示，所以在圖片上進(jìn)行尺寸的單位的標(biāo)注也是圖片處理的技術(shù)之一。

虛擬仿真技術(shù)為建筑的整個(gè)過程構(gòu)造了一個(gè)整體、綜合的環(huán)境，虛擬場(chǎng)景中的任何一個(gè)物體，都可以有高度仿真的聲音、動(dòng)作畫面模擬，使畫面的真實(shí)感強(qiáng)，它的三維動(dòng)畫的應(yīng)用。如圖四就是通過計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)制作的該小區(qū)的外觀效果圖：

圖四

虛擬仿真技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)施工全程的分析，施工過程中的細(xì)節(jié)都以高清晰的畫面的形式展現(xiàn)出來，人們可以根據(jù)自己的需要在畫面上做修改，并且這項(xiàng)技術(shù)在預(yù)防施工過程可能出現(xiàn)的安全隱患具有很好的預(yù)測(cè)性。未來的圖象處理技術(shù)的發(fā)展，主要是朝著高度清晰、三維成像及多位成像、自動(dòng)化、智能化的方向發(fā)展的，在技術(shù)的研究中，主要是將理論和實(shí)際操作結(jié)合起來，計(jì)算機(jī)技術(shù)在圖象處理中的應(yīng)用也將得到進(jìn)一步的發(fā)展。

三、總論

圖象處理技術(shù)的應(yīng)用越來越廣泛普遍，CAD、CAM技術(shù)對(duì)于建筑工程設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)構(gòu)圖中也有充分應(yīng)用。在建筑施工中對(duì)圖形圖像的處理給我們的社會(huì)帶來很大的經(jīng)濟(jì)效益，可以不費(fèi)成本的無數(shù)次的反復(fù)試驗(yàn)施工過程，然后對(duì)施工過程進(jìn)行細(xì)致的分析，盡量減少各種浪費(fèi)，減少人力資源的耗損。BIM技術(shù)對(duì)圖形圖像的處理實(shí)質(zhì)上也是對(duì)施工過程的一個(gè)模擬的過程，在計(jì)算機(jī)上近乎逼真的動(dòng)態(tài)模擬，讓我們?nèi)缟砼R其境，達(dá)到一定實(shí)質(zhì)性的效果。隨著時(shí)代的進(jìn)步，該技術(shù)所提供的數(shù)據(jù)會(huì)越來越詳細(xì)和全面，對(duì)于建筑施工行業(yè)會(huì)帶來巨大的革命。同時(shí)，5D技術(shù)也會(huì)在計(jì)算機(jī)圖像處理中越來越多的應(yīng)用。建筑設(shè)計(jì)等等中的問題依靠計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展來帶動(dòng)其變革。綜上所述，計(jì)算機(jī)技術(shù)在建筑領(lǐng)域的應(yīng)用有待于進(jìn)一步的推廣和深入的發(fā)展。

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