時(shí)間：2022-03-30 05:31:38
序論：在您撰寫計(jì)算機(jī)仿真論文時(shí)，參考他人的優(yōu)秀作品可以開闊視野，小編為您整理的1篇范文，希望這些建議能夠激發(fā)您的創(chuàng)作熱情，引導(dǎo)您走向新的創(chuàng)作高度。
【摘要】每一批汽車在投入市場(chǎng)前，必須對(duì)所有車輛的動(dòng)力性能進(jìn)行檢測(cè)，這是對(duì)汽車用戶用車安全的負(fù)責(zé)，也是制造商制造工作的職業(yè)道德。和汽車車檢系統(tǒng)一樣，目前針對(duì)汽車動(dòng)力性能的檢測(cè)，主要以計(jì)算機(jī)仿真模擬檢測(cè)方式最為先進(jìn)。本文以汽車動(dòng)力性能的概念介紹入手，解釋了汽車動(dòng)力性能計(jì)算機(jī)仿真檢測(cè)系統(tǒng)的工作原理，提出優(yōu)勢(shì)和展望。希望能對(duì)相關(guān)人員有所啟發(fā)。
【關(guān)鍵詞】汽車動(dòng)力學(xué)；計(jì)算機(jī)仿真；研究
引言
汽車本身就是一種動(dòng)力工具。一輛汽車的好壞，更多取決于該車的動(dòng)力性。檢測(cè)汽車的動(dòng)力性，不可能將車開上公路檢測(cè)，同一批出廠的汽車數(shù)量也不允許使用這種檢測(cè)方式。早在20世紀(jì)50年代，西方先進(jìn)國(guó)家就發(fā)明了汽車動(dòng)力性能仿真檢測(cè)模型，70年代借助工程學(xué)的知識(shí)，提出了系統(tǒng)的檢測(cè)方法論。但是傳統(tǒng)的檢測(cè)方法，必須要等到一批汽車生產(chǎn)出來(lái)后，才能選用實(shí)體樣本檢測(cè)。簡(jiǎn)而言之，就是抽查。實(shí)際上還是采用使用汽車的檢測(cè)辦法，只不過檢測(cè)地點(diǎn)是在汽車建造工廠內(nèi)部而不是實(shí)際行駛公路。新型的計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)，并不需要等到汽車實(shí)體制造出來(lái)才能進(jìn)行檢測(cè)。因?yàn)橛?jì)算機(jī)檢測(cè)，是在建立了特定的檢測(cè)程序基礎(chǔ)上，通過錄入汽車各種組件的具體數(shù)值，在電腦上建立汽車模型。然后利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，讓一堆數(shù)據(jù)組成的虛擬的“數(shù)字車”，在同樣是電腦模擬出的虛擬行駛環(huán)境下，完成動(dòng)力系統(tǒng)的檢測(cè)，其實(shí)質(zhì)就是一種計(jì)算機(jī)模擬程序。檢測(cè)工作的重點(diǎn)是計(jì)算機(jī)虛擬檢測(cè)環(huán)境的建構(gòu)。
1汽車動(dòng)力性能的內(nèi)容
汽車動(dòng)能簡(jiǎn)而言之就是汽車作為動(dòng)力工具的使用效果，也是判斷一輛汽車市值的重要參考標(biāo)準(zhǔn)。汽車動(dòng)力性能組成內(nèi)容如下：1.1最高車速最高車速，是在水平地面行駛的狀態(tài)下，汽車能達(dá)到的行駛速度的最大值。該數(shù)值僅僅代表了汽車的行駛極限，并不能說明汽車本身的質(zhì)量好壞。因?yàn)槲覀儗?shí)際的生活場(chǎng)景，并不是電影《速度與激情》中描繪的頻頻飆車，汽車的最高車速一般是用不到的。1.2加速性能加速性能，一般按照歐美國(guó)家的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)檢測(cè)。汽車的加速性能，和汽車加速行駛的距離以及行駛耗時(shí)有關(guān)，一般情況下，同樣的加速距離，所用時(shí)間越短，說明汽車的加速性能更好。但是因?yàn)閷?shí)際使用中汽車的加速情況復(fù)雜多變，所以汽車加速性能的檢測(cè)分為多種形式。油門全開時(shí)的加速情況以及油門半開狀態(tài)下的加速情況是不同的，并且汽車的行駛速度處于何種檔位也會(huì)對(duì)加速效果產(chǎn)生影響。1.3爬坡性能爬坡性能也是汽車動(dòng)能的檢測(cè)內(nèi)容之一。在汽車承載力處于飽和狀態(tài)的情況下，測(cè)試汽車能行駛過去的最大坡度。此時(shí)汽車的行駛速度一般以一檔為標(biāo)準(zhǔn)。和汽車的加速性能一樣，爬坡性能也和發(fā)動(dòng)機(jī)質(zhì)量，汽車輪胎的摩擦度以及駕駛員自身的駕駛技術(shù)有關(guān)，所以檢測(cè)程序較為復(fù)雜。上述三種性能是汽車動(dòng)力性能主要的檢測(cè)項(xiàng)目。但是檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)并不一定，隨汽車品牌、用途、發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào)、汽車車身質(zhì)量變化而改變具體參考標(biāo)準(zhǔn)。例如軍用越野車，其對(duì)于爬坡性能的要求特別高，但是對(duì)于加速性能，就會(huì)相對(duì)低一點(diǎn)。利用計(jì)算機(jī)仿真系統(tǒng)能夠在汽車模型設(shè)計(jì)出來(lái)之后就進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)不合格可以繼續(xù)修改。避免了傳統(tǒng)檢測(cè)方式中，會(huì)出現(xiàn)生產(chǎn)了一批汽車但是由于檢測(cè)不合格造成資源浪費(fèi)的情況。
2仿真軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)
目前國(guó)內(nèi)的計(jì)算機(jī)檢測(cè)汽車動(dòng)力性能的仿真系統(tǒng)，主要借助M語(yǔ)言和Simulink模塊建立。利用汽車發(fā)動(dòng)機(jī)相關(guān)的數(shù)學(xué)模型，加入一定的檢測(cè)程序代碼，設(shè)計(jì)出實(shí)用的仿真系統(tǒng)。
2.1檢測(cè)系統(tǒng)內(nèi)容
仿真系統(tǒng)包括四部分。①輸入汽車各種參數(shù)，從而建立一個(gè)仿真的電子汽車模型的部分。②計(jì)算機(jī)檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)定的具體的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值，檢測(cè)單元包括最高車速，加速項(xiàng)目以及爬坡性能三個(gè)單元，根據(jù)不同的車型不同的發(fā)動(dòng)機(jī)標(biāo)準(zhǔn)，這三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值會(huì)做相應(yīng)改變。③汽車行駛環(huán)境的模擬部分，包括發(fā)動(dòng)，加速，爬坡三種具體的行駛動(dòng)態(tài)的承載環(huán)境，這種環(huán)境能夠代表汽車在具體行駛中會(huì)遇到的實(shí)地環(huán)境，即“虛擬行駛環(huán)境”。④針對(duì)模擬汽車在模擬環(huán)境中行駛狀態(tài)的分析部分，這個(gè)部分借助于強(qiáng)大的算法結(jié)構(gòu)，是計(jì)算機(jī)仿真檢測(cè)系統(tǒng)最主要設(shè)計(jì)復(fù)雜度最高的部分。
2.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則和要求
仿真系統(tǒng)設(shè)計(jì)的原則有以下幾點(diǎn)。①高度還原汽車實(shí)地行駛環(huán)境，“虛擬環(huán)境”之所以具有真實(shí)行駛環(huán)境的代表性，就是因?yàn)槠渑c真實(shí)的行駛環(huán)境在坡度、風(fēng)速、地表等方面相差無(wú)幾，是對(duì)真實(shí)環(huán)境“鏡子”式的反映。②在具體單元中，應(yīng)當(dāng)涵蓋多種行駛可能，例如，實(shí)際使用中汽車的加速情況復(fù)雜多變，油門全開時(shí)的加速情況以及油門半開狀態(tài)下的加速情況是不同的，并且汽車的行駛速度處于何種檔位也會(huì)對(duì)加速效果產(chǎn)生影響。所以汽車加速性能檢測(cè)單元，應(yīng)當(dāng)具體細(xì)分為不同的加速情況。將行駛中可能出現(xiàn)的各種情況，全面反映到計(jì)算機(jī)仿真模型系統(tǒng)中，才能使檢測(cè)結(jié)果更加接近實(shí)地操作結(jié)果，更具說服力。③檢測(cè)人員，必須具備良好的職業(yè)道德，能夠認(rèn)真細(xì)致地完成檢測(cè)工作。目前的汽車行業(yè)發(fā)展的如火如荼，一批汽車的生產(chǎn)量會(huì)多達(dá)萬(wàn)輛，如果生產(chǎn)前的檢測(cè)結(jié)果有失誤，那么造成的資源浪費(fèi)會(huì)是傳統(tǒng)檢測(cè)失誤的數(shù)萬(wàn)倍。并且動(dòng)力性能不過關(guān)的汽車流入市場(chǎng)后，產(chǎn)生的危害是不可估計(jì)的。汽車動(dòng)力性能計(jì)算機(jī)仿真檢測(cè)系統(tǒng)，雖然比傳統(tǒng)的檢測(cè)技術(shù)先進(jìn)，但是也背負(fù)了更多的風(fēng)險(xiǎn)和責(zé)任。
3汽車動(dòng)力性能計(jì)算機(jī)仿真檢測(cè)的優(yōu)勢(shì)
（1）計(jì)算機(jī)新型的計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)，并不需要等到汽車實(shí)體制造出來(lái)才能進(jìn)行檢測(cè)，這是計(jì)算機(jī)仿真檢測(cè)系統(tǒng)和傳統(tǒng)汽車動(dòng)力性能檢測(cè)方式的最大區(qū)別也是最大優(yōu)勢(shì)。對(duì)汽車模型的檢測(cè)，由于借助了強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)檢測(cè)算法，檢測(cè)人員只需要在檢測(cè)程序中輸入汽車各部分組件的具體數(shù)值即可，計(jì)算機(jī)能自動(dòng)計(jì)算出該款汽車在不同路況下的動(dòng)力性能的表現(xiàn)。省去了傳統(tǒng)檢測(cè)中人力手動(dòng)模擬各種路況的麻煩，節(jié)約了檢測(cè)時(shí)間的同時(shí)，也避免了傳統(tǒng)檢測(cè)有可能出現(xiàn)的人身安全問題。（2）節(jié)約汽車制造資源。傳統(tǒng)的檢測(cè)方法，必須要等到一批汽車生產(chǎn)出來(lái)后，才能選用實(shí)體樣本檢測(cè)。生產(chǎn)汽車檢測(cè)樣本肯定不會(huì)只生產(chǎn)一輛，如果實(shí)體汽車檢測(cè)樣本合格，那么等待這批汽車樣品的只能是廢物回收的命運(yùn)。汽車組件可以被回收，但是生產(chǎn)汽車檢測(cè)樣品所花費(fèi)的人力物力財(cái)力，卻是白白浪費(fèi)。（3）在電子信息技術(shù)發(fā)展的大社會(huì)背景下，人力必然要被機(jī)器取代。信息化、智能化是當(dāng)今社會(huì)發(fā)展不可更改的方向。建立汽車動(dòng)能計(jì)算機(jī)仿真系統(tǒng)，只是機(jī)器取代人力的滾滾浪潮中一朵小小的浪花。
4對(duì)汽車動(dòng)能計(jì)算機(jī)仿真系統(tǒng)未來(lái)發(fā)展的展望
計(jì)算機(jī)仿真系統(tǒng)的實(shí)質(zhì)，依然是借助于龐大的計(jì)算機(jī)運(yùn)算能力的一種特殊程序，難以全面再現(xiàn)實(shí)際生活中的汽車行駛過程，所以并不能百分百代表汽車實(shí)際使用過程中的動(dòng)力性能。筆者對(duì)此提出幾點(diǎn)展望，希望能對(duì)該系統(tǒng)開發(fā)人員有所啟發(fā)。（1）完善現(xiàn)有的仿真系統(tǒng)，加入更多的模擬行駛場(chǎng)景，并在具體場(chǎng)景中對(duì)坡度，馬力、地表形態(tài)、汽車發(fā)動(dòng)機(jī)性能、燃油效率等具體指標(biāo)拆分組合，建立強(qiáng)大的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)。（2）將動(dòng)能仿真系統(tǒng)和汽車的導(dǎo)航系統(tǒng)相結(jié)合，在每一輛汽車的制造中，就加入計(jì)算機(jī)動(dòng)能仿真系統(tǒng)。設(shè)想一個(gè)場(chǎng)景，野外行駛中，駕駛?cè)瞬淮_定汽車能否順利通過眼前的高坡，在冒險(xiǎn)和人身安全之間猶豫時(shí)，可以啟動(dòng)計(jì)算機(jī)動(dòng)能仿真系統(tǒng)，在汽車顯示儀上實(shí)時(shí)模擬出爬坡的場(chǎng)景。從而使司機(jī)對(duì)接下來(lái)的具體行駛情況有所了解，提前做好應(yīng)對(duì)措施。
5結(jié)束語(yǔ)
目前我國(guó)并沒有成熟的自我研發(fā)的汽車動(dòng)力性能計(jì)算機(jī)仿真檢測(cè)系統(tǒng)。希望中國(guó)該行業(yè)的技術(shù)人員能夠?qū)W習(xí)西方先進(jìn)技術(shù)，嚴(yán)格按照汽車動(dòng)力性能檢測(cè)要求，研發(fā)出中國(guó)的更安全的汽車動(dòng)能計(jì)算機(jī)仿真檢測(cè)系統(tǒng)。
作者:鄭文超 單位:襄陽(yáng)汽車職業(yè)技術(shù)學(xué)院
摘要：運(yùn)用RTM工藝模具的設(shè)計(jì)理論及經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合尾邊條結(jié)構(gòu)尺寸公差要求，設(shè)計(jì)出RTM工藝模具基本結(jié)構(gòu)尺寸，并以CA－TIA為工具生成模具的三維模型，進(jìn)而建立模具的有限元模型，運(yùn)用MSC.Patran/Nastran軟件分析出RTM工藝模具的各向位移分布，為進(jìn)一步模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供依據(jù)。
關(guān)鍵詞：RTM；尾邊條；模具；有限元
引言
操縱面的尾邊條結(jié)構(gòu)多為長(zhǎng)條結(jié)構(gòu)，寬度較小，且截面形狀復(fù)雜，展向零件尺寸厚度變化大，如采用常規(guī)熱壓罐工藝很難保證尾邊條制件內(nèi)部和表面質(zhì)量。RTM（ResinTransferMolding，樹脂傳遞模塑）是目前液體復(fù)合材料成型工藝中發(fā)展得比較迅速的一種先進(jìn)成型工藝，RTM成型的制件具有表面質(zhì)量?jī)?yōu)、精度高、孔隙率低等優(yōu)點(diǎn)，并且工藝設(shè)備簡(jiǎn)單、揮發(fā)物少、制造成本較低[1]，因而尾邊條成型工藝采用RTM成型技術(shù)。李柏松[2]研究了纖維增強(qiáng)材料的鋪設(shè)結(jié)構(gòu)及樹脂液流動(dòng)方式影響制件成型質(zhì)量。邱桂杰[3]研究了溫度和壓力對(duì)浸潤(rùn)性的影響，并得出在較低的注射壓力和較高的成型溫度下，纖維能夠得到良好的浸潤(rùn)和粘結(jié)，成型復(fù)合材料的抗拉伸強(qiáng)度比較高。王[4]提出計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)融入到RTM模具的設(shè)計(jì)工作中能夠提高設(shè)計(jì)效率和節(jié)約時(shí)間成本。作者通過運(yùn)用CATIA軟件建立模具三維模型，運(yùn)用MSC.Patran/Nastran軟件建立有限元模型，完成邊界和熱載荷約束，計(jì)算分析模具模腔各向的位移分布，評(píng)估模具設(shè)計(jì)方案是否合理。
1尾邊條結(jié)構(gòu)
運(yùn)用CATIA軟件建立尾邊條的三維模型和模具三維模型，如圖1所示。依據(jù)尾邊條的結(jié)構(gòu)和功能性要求，尾邊條基體選用RTM6-2環(huán)氧樹脂，增強(qiáng)材料選用G0926碳纖維，依據(jù)等溫度粘度曲線可知，樹脂粘度隨著溫度的升高迅速下降，120℃等溫時(shí)樹脂粘度曲線變化平緩，最為適合樹脂固化。
2模具設(shè)計(jì)
尾邊條整體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但截面尺寸漸變，長(zhǎng)度為4135mm，導(dǎo)致模具尺寸較大且為細(xì)長(zhǎng)型。采用45#鋼材制備尾邊條RTM模具，其熱膨脹系數(shù)為11.3×10-6/℃，在180℃下4m長(zhǎng)結(jié)構(gòu)的熱膨脹量大約為7.2mm；而復(fù)合材料的熱脹冷縮效應(yīng)較小，當(dāng)溫度降低后鋼模由于其熱脹冷縮效應(yīng)可恢復(fù)其原來(lái)長(zhǎng)度，而復(fù)合材料結(jié)構(gòu)件在降溫后無(wú)法恢復(fù)到原來(lái)尺寸，則會(huì)導(dǎo)致制備的結(jié)構(gòu)件比所要求的結(jié)構(gòu)件長(zhǎng)度上增長(zhǎng)約7.2mm，則需要從結(jié)構(gòu)件兩端分別切割掉約3.6mm。由于截面尺寸漸變，結(jié)構(gòu)件在模具中受到模具的熱脹冷縮效應(yīng)，長(zhǎng)度變長(zhǎng)，對(duì)兩端進(jìn)行切割出實(shí)際結(jié)構(gòu)件長(zhǎng)度，則要確定結(jié)構(gòu)件兩端截面尺寸變化量，需對(duì)其進(jìn)行尺寸大小分析。運(yùn)用MSC.Patran/Nastran軟件建立模具的有限元模型（如圖2所示），完成邊界約束和熱載荷施加定義，計(jì)算分析模具模腔貼模面變形情況。在180℃下，有Nastran計(jì)算結(jié)果可知，鋼?？涨辉陂L(zhǎng)度方向上由于鋼的熱脹冷縮效應(yīng)伸長(zhǎng)了5.66mm，尾邊條的最大厚度為12.5mm，寬度為55mm，厚度與寬度分別是長(zhǎng)度的3‰、13‰，因此尾邊條厚度與寬度方向上可以忽略熱脹冷縮效應(yīng)帶來(lái)的尺寸變化。采用激光跟蹤儀所用的POLYWorks軟件把尾邊條數(shù)模放置到熱變形的模腔中測(cè)量其貼模間隙，以此來(lái)分析在鋼模中制備的零件與零件數(shù)模截面尺寸的變化，分析結(jié)果為：點(diǎn)數(shù)=11562，平均偏差=0.000，標(biāo)準(zhǔn)偏差=0.005，公差外曲面=0.071%。零件尺寸平均偏差為零，標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.5%，說明貼模間隙很小，且均勻分布，則認(rèn)為可以忽略由于鋼的熱脹冷縮效應(yīng)帶來(lái)截面尺寸的變化，即可以在鋼模中制備出零件后在兩端進(jìn)行機(jī)加切割。結(jié)果表明：模具材料選用和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，模具所制得的尾邊條制件表面質(zhì)量和內(nèi)部質(zhì)量要求。
3結(jié)束語(yǔ)
本文運(yùn)用MSC.Patran/Nastran軟件對(duì)RTM成型模具進(jìn)行有限元建模和分析，可以直觀及全面地了解鋼模空腔在各向上由于鋼的熱脹冷縮效應(yīng)伸長(zhǎng)量，從而得出尾邊條成型時(shí)所需模腔尺寸和尾邊條成型后的尺寸，并借助激光跟蹤儀所用的POLYWorks軟件驗(yàn)證了尾邊條貼模間隙極小，表面質(zhì)量良好。顯然，RTM成型模具設(shè)計(jì)方案和材料選用均較為合理。
作者：司超超 凡玉 單位：中航飛機(jī)西安民機(jī)有限責(zé)任公司
【摘要】隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國(guó)各個(gè)領(lǐng)域都取得了很大的進(jìn)步，目前我國(guó)加工制造業(yè)正面臨著激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，企業(yè)逐漸向產(chǎn)品模塊化、多產(chǎn)品小批量生產(chǎn)、制造技術(shù)與成租技術(shù)發(fā)展，在應(yīng)急通信平臺(tái)中出現(xiàn)了一種仿真技術(shù)，利用這種技術(shù)能夠最大程度的提高工作效率，節(jié)省時(shí)間從根本上提高了企業(yè)的管理水平，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)用問題進(jìn)行詳細(xì)的闡述，希望能為以后該方面的工作提供一些幫助。
【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(lái)。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(lái)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(lái)，根據(jù)系統(tǒng)的活動(dòng)過程來(lái)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(lái)，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(lái)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(lái)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(lái)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(lái)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(lái)分配工作量，車間需要有一位技術(shù)人員來(lái)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(lái)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(lái)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(lái)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。
作者：袁斌 單位：曲靖師范學(xué)院
摘要：煤礦生產(chǎn)技術(shù)和生產(chǎn)設(shè)備的先進(jìn)程度直接影響了煤礦生產(chǎn)的效率。作為一項(xiàng)在生產(chǎn)過程應(yīng)用的技術(shù)，計(jì)算機(jī)仿真模擬技術(shù)目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用于煤礦生產(chǎn)的各個(gè)方面。本研究通過分析了計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的原理，探討了計(jì)算機(jī)仿真模擬技術(shù)對(duì)煤礦生產(chǎn)效率的影響。
關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)；仿真模擬技術(shù)；煤礦；生產(chǎn)效率；
0、前言
煤礦生產(chǎn)是國(guó)家能源生產(chǎn)的重要組成部分之一，而煤礦生產(chǎn)效率直接關(guān)系到煤礦企業(yè)的生產(chǎn)成本和社會(huì)競(jìng)爭(zhēng)力。在煤礦生產(chǎn)過程中，應(yīng)用先進(jìn)的科學(xué)成果能夠明顯促進(jìn)煤礦生產(chǎn)的效率。其中，計(jì)算機(jī)仿真模擬技術(shù)在煤礦生產(chǎn)領(lǐng)域已經(jīng)大放異彩，本研究就針對(duì)計(jì)算機(jī)仿真模擬技術(shù)對(duì)煤礦生產(chǎn)效率的影響進(jìn)行探討。
1、計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的原理分析
隨著市場(chǎng)對(duì)計(jì)算機(jī)技術(shù)要求的不斷提高,越來(lái)越多的新型的計(jì)算機(jī)技術(shù)不斷出現(xiàn)，其類型大致可以分為軟件技術(shù)、硬件技術(shù)和軟硬件結(jié)合的技術(shù)，三者的應(yīng)用范圍各有不同。對(duì)于計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)來(lái)說，它是屬于軟件和硬件結(jié)合的技術(shù)，在日常的生產(chǎn)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，起著提高生產(chǎn)效率和節(jié)約生產(chǎn)成本的作用。
1.1計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的技術(shù)要求
作為一個(gè)軟硬件結(jié)合的技術(shù)，計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)需要在軟件上進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和圖像仿真，在硬件上主要是使用影像拍攝設(shè)備，通過影像采集和數(shù)據(jù)處理，并實(shí)現(xiàn)對(duì)事物的還原處理。在計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)中，需要外部數(shù)據(jù)采集設(shè)備進(jìn)行信息輸入，內(nèi)部的仿真軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和識(shí)別。在實(shí)踐應(yīng)用過程中需要從三方面保證計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)保證生產(chǎn)要求。外接設(shè)備，主要起到數(shù)據(jù)采集作用的設(shè)備，在進(jìn)行數(shù)據(jù)采集的過程中需要保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)備性；仿真軟件，在采集到的數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行圖像處理和數(shù)據(jù)定位，這些數(shù)據(jù)的處理為仿真技術(shù)的實(shí)現(xiàn)打下基礎(chǔ)；模擬技術(shù)，將處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行圖像化和定位化，通過一定的計(jì)算機(jī)處理和數(shù)學(xué)模型分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)外部事物的仿真模擬。
1.2計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的技術(shù)原理
計(jì)算機(jī)仿真軟件的開發(fā)是實(shí)現(xiàn)仿真技術(shù)的最后一步，也是直接影響仿真效果的主要因素，要實(shí)現(xiàn)良好的計(jì)算機(jī)仿真效果就需要通過數(shù)學(xué)建模，通過對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和計(jì)算，實(shí)現(xiàn)不同的模型架構(gòu)，從而實(shí)現(xiàn)仿真效果。計(jì)算機(jī)仿真軟件一般是在裝有Linux的操作系統(tǒng)中進(jìn)行開發(fā)，以此盡可能保證數(shù)據(jù)的穩(wěn)定和軟件調(diào)試工作的便利，在編程語(yǔ)言的選擇上一般使用Java語(yǔ)言，因?yàn)楹笃诜抡孳浖_發(fā)完成應(yīng)用時(shí)常在Windows操作系統(tǒng)中運(yùn)行，采用Java是為了方便進(jìn)行跨平臺(tái)操作。在仿真軟件的開發(fā)過程中，需要進(jìn)行實(shí)際的生產(chǎn)需求考察，了解生產(chǎn)實(shí)踐過程需要什么樣的仿真軟件，對(duì)仿真軟件的應(yīng)用范圍和使用條件的要求等，之后在進(jìn)行軟件的針對(duì)性開發(fā)。在軟件的開發(fā)和調(diào)試過程中可使用數(shù)學(xué)模型作為處理的樣本進(jìn)行測(cè)試。對(duì)于不同環(huán)境下的生產(chǎn)操作需要建立不同的數(shù)學(xué)模型，以盡可能適應(yīng)多種復(fù)雜應(yīng)用條件下的仿真模擬要求。對(duì)于外界設(shè)備的影像數(shù)據(jù)采集除了需要保證影像的清晰度，還需要做好外界設(shè)備和計(jì)算機(jī)接口的技術(shù)對(duì)接，開發(fā)能夠穩(wěn)定運(yùn)行的軟件，保證接口能夠滿足日常高流量的數(shù)據(jù)傳輸問題，避免在數(shù)據(jù)傳輸過程中出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失和失真現(xiàn)象，影響最終呈現(xiàn)的計(jì)算機(jī)仿真效果。在仿真模擬技術(shù)的實(shí)現(xiàn)上可以分為兩個(gè)部分，一部分是仿真，另一部分是模擬。仿真過程需要對(duì)經(jīng)過處理的數(shù)據(jù)進(jìn)行建模，實(shí)現(xiàn)基本的邏輯架構(gòu)。而模擬技術(shù)不同于對(duì)現(xiàn)實(shí)事物的處理，需要利用三維立體數(shù)據(jù)處理和圖像圖形技術(shù)對(duì)原有的事物進(jìn)行再現(xiàn)。在計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)中，需要的技術(shù)指標(biāo)更加嚴(yán)格，而且適合在包括房地產(chǎn)開發(fā)和空間設(shè)計(jì)等領(lǐng)域應(yīng)用。因此，可以說模擬技術(shù)是仿真技術(shù)的升級(jí)版，模擬技術(shù)是對(duì)仿真技術(shù)的升華。
2、計(jì)算機(jī)仿真模擬技術(shù)對(duì)煤礦生產(chǎn)效率的影響
計(jì)算機(jī)仿真模擬技術(shù)應(yīng)用在煤礦生產(chǎn)中必然會(huì)對(duì)生產(chǎn)過程產(chǎn)生積極的影響。在實(shí)踐應(yīng)用過程中具體通過以下幾個(gè)方面提高了煤礦的生產(chǎn)效率。應(yīng)用計(jì)算機(jī)仿真模擬技術(shù)首先需要對(duì)煤礦礦井生產(chǎn)作業(yè)的環(huán)境進(jìn)行分析，通過對(duì)礦井生產(chǎn)作業(yè)面的影像采集，經(jīng)過計(jì)算機(jī)傳輸并通過仿真模擬軟件的處理之后產(chǎn)生較明確的仿真模擬圖像，能夠?qū)颅h(huán)境做出細(xì)致準(zhǔn)確的分析，了解井下的地質(zhì)條件，從而制定正確的煤礦開采方案，提高煤礦開采的科學(xué)性和效率。在傳統(tǒng)的井下煤礦開采過程中只能通過技術(shù)人員下礦井進(jìn)行實(shí)地的技術(shù)勘察，往往受制于井下環(huán)境和人員經(jīng)驗(yàn)的限制，無(wú)法準(zhǔn)確而全面的對(duì)井下環(huán)境進(jìn)行地質(zhì)勘察，不能真正發(fā)揮出指導(dǎo)礦井下生產(chǎn)作業(yè)的作用，煤礦生產(chǎn)過程存在一定的盲目性。運(yùn)用計(jì)算機(jī)仿真模擬技術(shù)后能夠?qū)⒂跋褓Y料真實(shí)仿真模擬呈現(xiàn)到地面專家團(tuán)隊(duì)的屏幕中，集中眾人的智慧分析出井下可能存在的地質(zhì)問題和作業(yè)環(huán)境問題，從而提出正確的生產(chǎn)設(shè)備擺放和生產(chǎn)設(shè)備作業(yè)強(qiáng)度的要求，在保證井下生產(chǎn)安全的情況下，科學(xué)生產(chǎn)保證持續(xù)高水平的生產(chǎn)效率，避免因?qū)虑闆r不清楚造成的生產(chǎn)進(jìn)步遲滯的情況。例如在井下通風(fēng)系統(tǒng)中采用計(jì)算機(jī)仿真模擬技術(shù)通過對(duì)網(wǎng)絡(luò)圖進(jìn)行繪制,首先收集巷道和通風(fēng)的原始數(shù)據(jù),了解巷道的各項(xiàng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù),并據(jù)此繪制出通風(fēng)系統(tǒng)圖樣,將各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行編號(hào)標(biāo)注。之后利用計(jì)算機(jī)仿真模擬技術(shù)進(jìn)行仿真模擬,參數(shù)輸入完成后根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行參數(shù)修正和模型完善。計(jì)算機(jī)仿真模擬技術(shù)在煤礦生產(chǎn)中應(yīng)用進(jìn)一步推動(dòng)了礦井的機(jī)械化生產(chǎn)水平，通過計(jì)算機(jī)仿真計(jì)算對(duì)井下情況的實(shí)時(shí)傳輸和仿真模擬，隨時(shí)隨地了解井下的操作情況并指導(dǎo)井下自動(dòng)化生產(chǎn)機(jī)械進(jìn)行生產(chǎn)調(diào)整，原本很多需要人工下井操作的項(xiàng)目通過影像的仿真模擬，用機(jī)械代替人工操作，提高了井下作業(yè)的效率和機(jī)械化程度的提高，從而最大程度的提高煤礦生產(chǎn)的效率。
3、結(jié)語(yǔ)
計(jì)算機(jī)仿真模擬技術(shù)直接應(yīng)用于煤礦生產(chǎn)的關(guān)鍵過程中，外接設(shè)備、仿真軟件、模擬技術(shù)三個(gè)部分共同完成了全部的計(jì)算機(jī)仿真模擬過程，通過對(duì)井下地質(zhì)條件的全面細(xì)致勘察指導(dǎo)井下進(jìn)行科學(xué)生產(chǎn)，減少了需要人工下井進(jìn)行操作的項(xiàng)目，推動(dòng)了煤礦生產(chǎn)工作的機(jī)械化程度，提高煤礦生產(chǎn)的效率。
作者：?；⑵?單位：潞安集團(tuán)總調(diào)度室
摘要：文章闡述了一種改進(jìn)的基于自適應(yīng)模型的語(yǔ)音識(shí)別方法。概括歸納了實(shí)現(xiàn)這種方法的三大模塊：語(yǔ)音數(shù)據(jù)采集模塊，基于自適應(yīng)模型的語(yǔ)音識(shí)別模塊和體現(xiàn)應(yīng)用的結(jié)果顯示模塊。
關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)仿真；語(yǔ)音識(shí)別；算法
引言
當(dāng)下對(duì)于語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)的研究處于初期階段，但現(xiàn)在市面上出現(xiàn)的大量語(yǔ)音識(shí)別的產(chǎn)品例如DragonDictation,Siri等表明語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)還擁有巨大的發(fā)展與應(yīng)用空間。
1提出背景
目前大多數(shù)的語(yǔ)音識(shí)別設(shè)備在算法上都是基于傳統(tǒng)的GMM方式，傳統(tǒng)的GMM方式的核心思想是利用多個(gè)高斯分布的概率密度函數(shù)組合來(lái)描述特征矢量在概率空間的分布狀況。傳統(tǒng)的GMM方法需要先計(jì)算所有說話人模型的識(shí)別概率p,然后取識(shí)別概率最大的說話人模型作為識(shí)別結(jié)果。而人類在進(jìn)行說話人識(shí)別時(shí),是一邊聽取語(yǔ)音,一邊做出判斷,同時(shí)排除掉絕對(duì)不可能的說話人，在若干相似說話人之間選擇,當(dāng)有很大的把握性時(shí),做出最終判定。這不同于目前的機(jī)器識(shí)別方法,總是取固定時(shí)長(zhǎng)的語(yǔ)音數(shù)據(jù),且對(duì)所有的說話人均同等對(duì)待。傳統(tǒng)的GMM模型在說話人集合很大時(shí)需要大量的數(shù)據(jù)收集和較長(zhǎng)的處理時(shí)間，會(huì)影響到分辨說話人身份的準(zhǔn)確性。所以我們需要一種更加高效，高可靠性的方式來(lái)改進(jìn)當(dāng)前主流的語(yǔ)音識(shí)別算法，更好的服務(wù)于當(dāng)前信息化社會(huì)。
2自適應(yīng)模型
自適應(yīng)[1]是指處理和分析過程中，根據(jù)處理數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)特征自動(dòng)調(diào)整處理方法、處理順序、處理參數(shù)、邊界條件或約束條件,使其與所處理數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分布特征、結(jié)構(gòu)特征相適應(yīng),以取得最佳的處理效果。在特征提取階段，根據(jù)不同的說話人，選取不同長(zhǎng)度的語(yǔ)音提取特征，對(duì)于易于區(qū)分的說話人，只選取少量語(yǔ)音就可以正確識(shí)別,對(duì)于難于區(qū)分的說話人，提取大量語(yǔ)音進(jìn)行識(shí)別,從而在整體上減少了提取特征的時(shí)間;在識(shí)別階段,只選取少量語(yǔ)音進(jìn)行總體說話人識(shí)別模型的識(shí)別概率計(jì)算,而選取較多的語(yǔ)音,對(duì)前期選取的識(shí)別概率較高的說話人模型計(jì)算識(shí)別概率，從而一方面保證不降低識(shí)別率，一方面大幅度減少識(shí)別時(shí)間。
3研究目標(biāo)及主要內(nèi)容
3.1研究目標(biāo)。我們研究的主要目標(biāo)是通過MATLAB模型仿真功能，實(shí)現(xiàn)基于自適應(yīng)的語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)來(lái)確定說話人身份。在收集到語(yǔ)音信號(hào)的后，完成對(duì)信號(hào)的處理，主要是基于MFCC的特征提取實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音庫(kù)的搭建,之后使用自適應(yīng)的語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)，將原先采集到的信息和后續(xù)說話人所說的語(yǔ)音在自適應(yīng)的模型下進(jìn)行比對(duì)，來(lái)確定說話人是否為本人，并且借助外圍設(shè)別對(duì)結(jié)果進(jìn)行顯示，最終實(shí)現(xiàn)一個(gè)輸入-處理--輸出的語(yǔ)音識(shí)別平臺(tái)搭建。
3.2研究?jī)?nèi)容。以MATLAB軟件為主要工具，配合外圍所搭建的輸入設(shè)備，顯示設(shè)備完成一個(gè)可以應(yīng)用的說話人身份識(shí)別系統(tǒng)的搭建。（1）深入研究語(yǔ)音信號(hào)的采集方式，能夠?qū)⑼ㄟ^外圍設(shè)備將采集到的語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行處理，并在MATLAB中實(shí)現(xiàn)編程，為后續(xù)的語(yǔ)音識(shí)別提供素材。（2）通過研究自適應(yīng)模型的原理，設(shè)計(jì)基于其原理的算法，將（1）中經(jīng)過處理后的語(yǔ)音信號(hào)與應(yīng)用時(shí)輸入的語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行識(shí)別，通過MATLAB完成計(jì)算，這一步是整個(gè)研究中最重要的部分，運(yùn)算完成將給出處理結(jié)果。（3）搭建外圍顯示設(shè)備，我們將MATLAB和單片機(jī)進(jìn)行通信，MATLAB將識(shí)別結(jié)果傳輸給單片機(jī)，我們通過單片機(jī)來(lái)提供一個(gè)顯示說話人身份識(shí)別信息并與用戶交互的平臺(tái)。
4技術(shù)路線
4.1語(yǔ)音數(shù)據(jù)采集模塊。目前所有的語(yǔ)音識(shí)別方式都需要一個(gè)語(yǔ)音庫(kù)來(lái)進(jìn)行匹配?；谧赃m應(yīng)的語(yǔ)音識(shí)別也要在語(yǔ)音庫(kù)的搭建上進(jìn)行如下操作。4.1.1采集說話人語(yǔ)音。使用錄音筆在消音室中采集到說話人的聲音，我們會(huì)將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)成數(shù)字信號(hào)，并且進(jìn)行處理。為了得到高質(zhì)量的聲音信號(hào)，確保語(yǔ)音庫(kù)的精確性，我們選擇在消音室完成聲音采集工作。4.1.2特征提取及語(yǔ)音庫(kù)搭建。模擬信號(hào)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換后，我們要對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理，這里我們使用MFCC這種主流的語(yǔ)音信號(hào)特征提取方式來(lái)進(jìn)行提取。MFCC[2]是基于了Mel頻率的倒譜系數(shù)，我們輸入樣本音頻，對(duì)樣本音頻預(yù)加重，分幀，加窗，再做傅里葉變換，進(jìn)行Mel頻率濾波，進(jìn)行Log對(duì)數(shù)能量提取等操作從而完成采集的語(yǔ)音的特征提取。這一步的核心還是將采集到的模擬信號(hào)按照A/D轉(zhuǎn)換使其成為可以通過MATLAB調(diào)用的數(shù)據(jù)。
4.2基于自適應(yīng)模型的語(yǔ)音識(shí)別模塊設(shè)計(jì)。這個(gè)模塊是我們的研究最核心的部分，我們基于這個(gè)模型來(lái)實(shí)現(xiàn)主要功能。4.2.1當(dāng)說話人為陌生人，先排除。傳統(tǒng)的語(yǔ)音識(shí)別主要是將采集到的信號(hào)和原來(lái)收集的所有信號(hào)進(jìn)行比對(duì)從而確定說話人身份，但這樣做有時(shí)會(huì)浪費(fèi)時(shí)間，也可能出現(xiàn)誤差。而自適應(yīng)模型首先去做的就是特征抽取，將已經(jīng)采集到的語(yǔ)音數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，尋找到他們的共同特征，當(dāng)需要識(shí)別的信號(hào)不符合這種特性的時(shí)候，我們首先要將其排除，這樣，在排除陌生人說話時(shí)會(huì)更加簡(jiǎn)便。在我們對(duì)說話人識(shí)別前先把陌生人給排除，在說話者不是陌生人的情況下，我們會(huì)減少很多干擾因素，能夠節(jié)約識(shí)別時(shí)間，提高識(shí)別精度。4.2.2當(dāng)說話人已經(jīng)在語(yǔ)音庫(kù)中，確定其身份。我們的算法主要是研究的對(duì)象是已經(jīng)將語(yǔ)音信息導(dǎo)入到語(yǔ)音庫(kù)中的人群，這里我們要用到SVM[3]技術(shù)，SVM是一個(gè)可以把低維下線性不可分的問題變成一個(gè)高維線性可分問題的技術(shù)。在我們自適應(yīng)語(yǔ)音識(shí)別說話人身份時(shí)，我們需要對(duì)收集到的語(yǔ)音數(shù)據(jù)進(jìn)行分類。例如我們收集到1000組語(yǔ)音，按照收集到的語(yǔ)音特征分成250組，每組4個(gè)人。當(dāng)說話人開始識(shí)別，我們先去找到這個(gè)說話人屬于哪個(gè)組，然后在這個(gè)4人小組里面在進(jìn)行區(qū)分，這樣，我們把原先需要一一匹配的說話人識(shí)別僅僅需要幾步就可以實(shí)現(xiàn)。
4.3體現(xiàn)應(yīng)用的結(jié)果顯示模塊。使用一塊單片機(jī)與一塊顯示屏，通過Matlab中的設(shè)備控制箱將識(shí)別結(jié)果傳送到單片機(jī)，單片機(jī)依據(jù)識(shí)別結(jié)果在顯示屏進(jìn)行顯示。
5結(jié)語(yǔ)
和當(dāng)前主流的傳統(tǒng)高斯混合模型相比，我們?cè)O(shè)計(jì)出的基于自適應(yīng)的模型結(jié)構(gòu)，可以很大程度上減少在聲音識(shí)別前所需要收集的數(shù)據(jù)量，節(jié)約空間，同時(shí)由于自適應(yīng)算法的優(yōu)越性我們也能夠在提高語(yǔ)音識(shí)別的可靠性，很大程度上減少在識(shí)別過程中由于外部因素所造成的誤差。
作者：申子健 陳愛月 徐波 單位：南京郵電大學(xué)通信與信息工程學(xué)院
摘要：建筑業(yè)在我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)中占有十分重要的地位，也較大程度上影響著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展.但是，就目前而言，我國(guó)建筑業(yè)的整體管理水平較低，不少項(xiàng)目存在較多不合理現(xiàn)象，例如預(yù)算超出、工期延誤等，導(dǎo)致資源損耗未能得到有效控制，也經(jīng)常出現(xiàn)重大的質(zhì)量及安全事故.大型建設(shè)項(xiàng)目施工程序的復(fù)雜性是普通建設(shè)項(xiàng)目所不能比的，工程項(xiàng)目施工也受各方面因素的影響，為保證工程能夠得到有效的實(shí)施，有必要進(jìn)行施工進(jìn)度及資源管理方面的計(jì)劃，確保計(jì)劃的科學(xué)合理性.傳統(tǒng)計(jì)劃編制方法比較死板，存在較多的缺陷，而仿真技術(shù)的應(yīng)用，能夠?qū)κ┕み^程進(jìn)行模擬，為計(jì)劃編制提供有效的方法和手段.對(duì)此，本文就計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在工程項(xiàng)目施工管理中的運(yùn)用進(jìn)行分析.
關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)；工程項(xiàng)目；施工管理；運(yùn)用
建筑業(yè)在我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中起到十分重要的作用，隨著國(guó)家對(duì)建筑業(yè)發(fā)展的重視，建筑業(yè)在將來(lái)具有良好的發(fā)展前景.但我國(guó)目前的建筑技術(shù)水平整體依舊還處于較低位置，其管理水平也是如此，并且存在諸多不合理的現(xiàn)象，同時(shí)經(jīng)常發(fā)生一些安全事故以及質(zhì)量事故，也存在較為嚴(yán)重的資源損耗.尤其是大型工程項(xiàng)目，其具有極其復(fù)雜的施工程序，也存在較多因素對(duì)施工的順利進(jìn)行產(chǎn)生影響，施工的環(huán)境條件也有諸多不確定性，導(dǎo)致施工難度增加，也承受更大的風(fēng)險(xiǎn).為確保施工更加順利，必須進(jìn)行施工計(jì)劃與指導(dǎo)的編制，使施工的各個(gè)環(huán)節(jié)得到指導(dǎo).工程設(shè)計(jì)文件中，施工進(jìn)度以及資源使用計(jì)劃十分重要，在工程實(shí)施的各個(gè)階段均起到十分關(guān)鍵的影響.所以，施工進(jìn)度以及資源計(jì)劃的合理安排，對(duì)參建方而言，都需要得到足夠的重視.傳統(tǒng)項(xiàng)目計(jì)劃的編制主要采用CPM和PERT，兩者的使用也存在一定的局限性.其中，后者的缺點(diǎn)在于精度缺乏保障，存在較大的誤差，不能使實(shí)際工程的要求得到滿足.對(duì)此，計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的出現(xiàn)，為項(xiàng)目計(jì)劃的制定帶來(lái)了極大的幫助.在我國(guó)社會(huì)與科學(xué)不斷發(fā)展的背景下，計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)同樣發(fā)展顯著，在我國(guó)工程施工管理領(lǐng)域得到更加廣泛的應(yīng)用，也形成較多趨于完善的施工仿真系統(tǒng)，其中包括GIS以及CY-CLONE等.計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)憑借其風(fēng)險(xiǎn)小、成本低的優(yōu)勢(shì)，其在工程項(xiàng)目施工管理中的應(yīng)用，將更好地解決實(shí)際問題，對(duì)建筑業(yè)的發(fā)展具有十分重要的意義.
1計(jì)算機(jī)仿真的相關(guān)概念及基本步驟分析
1.1概念
計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)與計(jì)算機(jī)建模技術(shù)，是一種新型技術(shù)，目前已經(jīng)得到較大的發(fā)展，在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)研究中占據(jù)重要的地位.該技術(shù)在多個(gè)領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，能夠有效幫助解決復(fù)雜系統(tǒng)的問題.在計(jì)算機(jī)仿真中，計(jì)算機(jī)、系統(tǒng)以及系統(tǒng)模型是其主要的三大要素.其中，系統(tǒng)指的是事物及其規(guī)律的一種總稱；系統(tǒng)模型是指關(guān)于系統(tǒng)特性及關(guān)系的描述，用于系統(tǒng)功能及部件間規(guī)律的研究.目前，系統(tǒng)模型類型更多，其中的數(shù)學(xué)模型也已經(jīng)得到更加廣泛的應(yīng)用.目前，仿真的概念也逐漸得到完善，雖然各學(xué)者對(duì)仿真的定義存在一些區(qū)別，但是根據(jù)這些定義，可對(duì)計(jì)算機(jī)仿真的定義作出以下概括：計(jì)算機(jī)仿真是針對(duì)實(shí)物進(jìn)行模擬，建立于豐富的技術(shù)理論層面，借助計(jì)算機(jī)等工具，通過系統(tǒng)模型對(duì)系統(tǒng)實(shí)施動(dòng)態(tài)研究，屬于一種新型技術(shù)，涉及較多的專業(yè)與學(xué)科，具有較強(qiáng)的綜合性.換句話說，計(jì)算機(jī)仿真是不改變實(shí)際系統(tǒng)運(yùn)行的基礎(chǔ)上，通過計(jì)算機(jī)構(gòu)建系統(tǒng)模型進(jìn)行系統(tǒng)性能研究及系統(tǒng)構(gòu)造的一種技術(shù).計(jì)算機(jī)仿真類型各種各樣，按照不同的分類依據(jù)可得到不同的種類劃分.例如以模型的種類為依據(jù)，可將計(jì)算機(jī)仿真分為半實(shí)物仿真、物理仿真以及數(shù)學(xué)仿真.根據(jù)仿真時(shí)鐘和實(shí)際時(shí)鐘之間的比例進(jìn)行相關(guān)劃分可得出，計(jì)算機(jī)仿真可以分為三種仿真，即超實(shí)時(shí)、亞實(shí)時(shí)以及實(shí)時(shí).若依據(jù)系統(tǒng)模型的特征進(jìn)行相關(guān)分化可得出兩種仿真，即離散系統(tǒng)以及連續(xù)系統(tǒng).
1.2基本步驟
（1）建立問題及目標(biāo).首選需對(duì)仿真系統(tǒng)的相關(guān)處理對(duì)象進(jìn)行確認(rèn)，并且明確仿真的目標(biāo)，也就是通常所說的促使某一問題得到有效的解決.（2）進(jìn)行建模.仿真模型可以實(shí)現(xiàn)對(duì)研究對(duì)象的抽象描述，能使研究系統(tǒng)的屬性特征得到體現(xiàn).仿真建模特點(diǎn)顯著，通常采用針對(duì)問題進(jìn)行建模以及針對(duì)運(yùn)行過程進(jìn)行建模的方式.（3）數(shù)據(jù)采集.若仿真模型已經(jīng)開始進(jìn)行相關(guān)基本框架的建設(shè).那么其所輸入的數(shù)據(jù)必須是準(zhǔn)確無(wú)誤的，以此才能使仿真運(yùn)行中模型的數(shù)學(xué)及邏輯關(guān)系得到有效利用，從而通過計(jì)算與分析得出可信的仿真結(jié)果.而離散系統(tǒng)仿真中，數(shù)據(jù)分布通常存在某種概率，所以，實(shí)際系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)和調(diào)查的實(shí)施必不可少.（4）驗(yàn)證模型.需要驗(yàn)證仿真模型，判斷其是否具有代表性，從而確保模型能夠有效體現(xiàn)真實(shí)系統(tǒng)的特征及性能，促使仿真得到成功.（5）運(yùn)用模型，分析結(jié)果.完成模型驗(yàn)證后，接下來(lái)就是仿真模型的運(yùn)用.在運(yùn)用仿真模型的過程中，需要確保初始條件和數(shù)據(jù)輸入一致，進(jìn)行多次仿真運(yùn)行，才能通過仿真得到真實(shí)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和輸出結(jié)果.建筑工程中仿真模型的運(yùn)用，需要對(duì)某事件的概率和隨機(jī)變量的期望值進(jìn)行分析，也需要進(jìn)行敏感性分析.
2計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在施工管理領(lǐng)域中的應(yīng)用分析
2.1蒙特卡洛模擬（Monte-Carlo）在施工仿真中的應(yīng)用
該模式方法是根據(jù)統(tǒng)計(jì)理論，對(duì)風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生率或者風(fēng)險(xiǎn)損失數(shù)值進(jìn)行研究和計(jì)算機(jī)計(jì)算.該方法的基本原理是使用數(shù)學(xué)模型（模擬模型）將研究對(duì)象進(jìn)行代替，在模型中盡可能將所有的影響因素包含其中.模擬模型中使用具體的概率分布來(lái)描述各個(gè)風(fēng)險(xiǎn)變量的風(fēng)險(xiǎn)結(jié)果和其有關(guān)的概率值.然后采用隨機(jī)的方式給出某個(gè)數(shù)值，然后根據(jù)該數(shù)值在各風(fēng)險(xiǎn)變量中的概率分布進(jìn)行取值，完成各風(fēng)險(xiǎn)變量的取值后，可以模擬模型為依據(jù)得出風(fēng)險(xiǎn)總體效果.對(duì)這一程序進(jìn)行重復(fù)，以產(chǎn)生的隨機(jī)數(shù)為依據(jù)，得出風(fēng)險(xiǎn)總體效果確切值.計(jì)算機(jī)仿真的概念是在20世紀(jì)40年代馮?諾依曼最先提出，而計(jì)算機(jī)仿真中最早應(yīng)用的方法就是蒙特卡洛模擬，起初該方法的應(yīng)用只能對(duì)隨機(jī)過程問題進(jìn)行解決.現(xiàn)階段，蒙特卡洛模擬在工程施工領(lǐng)域中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，主要體現(xiàn)在對(duì)成本以及進(jìn)度的仿真方面.應(yīng)用蒙特卡洛模擬于工程網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃中，憑此對(duì)工程進(jìn)度風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行仿真分析，能夠通過概率計(jì)算得出合理的工程工期以及明確工作中的重點(diǎn)，有助于施工管理人員工作的進(jìn)行.而施工項(xiàng)目成本風(fēng)險(xiǎn)管理中蒙特卡洛模擬技術(shù)的應(yīng)用，則能有效分析以及空時(shí)施工項(xiàng)目成本中的相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)施工成本風(fēng)險(xiǎn)分析與管控具有十分積極的作用.
2.2循環(huán)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)（CYCLONE）在施工仿真中的應(yīng)用
就循環(huán)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)而言，該技術(shù)能夠在仿真系統(tǒng)和建筑建模中體現(xiàn)價(jià)值，是最先專門為建筑施工仿真而研發(fā)的仿真系統(tǒng).其有效結(jié)合多項(xiàng)理論與技術(shù)，包括排隊(duì)理論、網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃技術(shù)以及計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)，利用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)模擬，可對(duì)各施工組織的工期和費(fèi)用進(jìn)行計(jì)算，也能對(duì)各項(xiàng)資源的利用率進(jìn)行計(jì)算.CYCLONE模型的組成元素主要包括流水單元、節(jié)點(diǎn)以及矢線.其中，流水單元也就是模型中能夠流動(dòng)的部分，包括各方面的資源，例如人力、物力、財(cái)力以及控制信息等；矢線則表示的是各節(jié)點(diǎn)之間存在的關(guān)聯(lián)以及流水單元的相關(guān)位置走向；節(jié)點(diǎn)通常可以劃分為五種節(jié)點(diǎn)：第一種是一般節(jié)點(diǎn).其主要表示非限制性工作和其主動(dòng)狀態(tài)，當(dāng)流水單元經(jīng)過此節(jié)點(diǎn)時(shí)能夠稍作的停留，但工作仍然是在進(jìn)行中.第二種是復(fù)合節(jié)點(diǎn).表示工作的開始受控，只有確保所有要求得到滿足后才能開始工作，所以，復(fù)合節(jié)點(diǎn)往往處于排隊(duì)節(jié)點(diǎn)之后，而兩者又同屬于活動(dòng)節(jié)點(diǎn).第三種是控制節(jié)點(diǎn).能夠?qū)α魉畣卧獙?shí)行監(jiān)測(cè)以及控制.第四是排隊(duì)節(jié)點(diǎn).該節(jié)點(diǎn)主要對(duì)流水單元的被動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行描述.流水單元進(jìn)入該節(jié)點(diǎn)后進(jìn)入暫停狀態(tài)，等其他排隊(duì)節(jié)點(diǎn)滿足要求后同時(shí)進(jìn)入復(fù)合節(jié)點(diǎn).排隊(duì)節(jié)點(diǎn)是流水單元等待的停留場(chǎng)所.最后是職能節(jié)點(diǎn).其功能在于合成模型中的各個(gè)流水單元，使其成為一個(gè)流水單元，并且該節(jié)點(diǎn)能夠?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和計(jì)算.CYCLONE具有以下優(yōu)勢(shì)，例如簡(jiǎn)單、操作方便、建模容易等，目前其應(yīng)用已經(jīng)比較廣泛.有學(xué)者結(jié)合水電站導(dǎo)流隧洞循環(huán)施工的特點(diǎn)，將CYCLONE應(yīng)用于施工仿真中，取得的效果比較顯著.也有學(xué)者在土石方工程施工模擬中對(duì)循環(huán)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用，能夠得出一些對(duì)于管理人員決策而言、具有重要參考意義的參數(shù).此外，CYCLONE模擬同樣也在隧道工程施工以及高層建筑施工仿真中得到應(yīng)用，也取得一定的應(yīng)用效果.
2.3地理信息系統(tǒng)（GIS）在施工仿真中的應(yīng)用
地理信息系統(tǒng)，即GIS，是一門新型學(xué)科技術(shù)，其介于地球科學(xué)和信息科學(xué)之間，能夠有效結(jié)合計(jì)算機(jī)技術(shù)以及地學(xué)空間數(shù)據(jù)，屬于空間信息技術(shù)的范疇.該項(xiàng)技術(shù)是對(duì)地理空間數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行利用，進(jìn)行集空間數(shù)據(jù)的采集，然后對(duì)其進(jìn)行分析、操作、管理，最后進(jìn)行數(shù)據(jù)顯示，且通過地理模型分析，得出各種空間及動(dòng)態(tài)地理信息.GIS使用屬性數(shù)據(jù)和圖形數(shù)據(jù)對(duì)空間數(shù)據(jù)對(duì)象進(jìn)行描述，并通過用戶標(biāo)識(shí)碼和內(nèi)部代碼連接兩者成為公共數(shù)據(jù)項(xiàng)，促使兩者相互對(duì)應(yīng).施工仿真系統(tǒng)是通過計(jì)算機(jī)采集、管理、操作以及分析施工過程中的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，并且給出各種空間及動(dòng)態(tài)信息.因此，GIS系統(tǒng)與施工仿真系統(tǒng)能夠在多方面實(shí)現(xiàn)結(jié)合，GIS的屬性、位置雙向查詢技術(shù)以及空間處理技術(shù)等，均可在施工仿真中得到應(yīng)用.其中，天津大學(xué)對(duì)該技術(shù)的研究更為廣泛，然而目前該項(xiàng)技術(shù)僅僅在水利水電工程施工中得到一定程度上應(yīng)用.GIS技術(shù)應(yīng)用于水利水電工程施工中，主要是在水利工程的施工導(dǎo)流動(dòng)態(tài)可視化仿真中得到應(yīng)用，建立導(dǎo)流三維可視化模型并采用三維動(dòng)態(tài)演示方法，對(duì)三維動(dòng)態(tài)模型進(jìn)行演示.復(fù)雜地下洞室施工仿真系統(tǒng)中GIS技術(shù)的應(yīng)用，使用可視化圖像形象地表示大壩施工具體過程，從而使工程人員能夠清楚地、及時(shí)地了解大壩施工的情況，促使施工組織水平得到有效提高.也有不少學(xué)者對(duì)施工仿真中GIS技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行研究，例如在隧道施工的可視化仿真中應(yīng)用GIS技術(shù)，使GIS有效結(jié)合工程動(dòng)態(tài)仿真系統(tǒng)，對(duì)施工過程中進(jìn)行模擬，從而得到施工組織管理的一些數(shù)據(jù)信息.
2.4Petri網(wǎng)在施工仿真中的應(yīng)用
1962年德國(guó)CarlAdamPetrified最先提及Petri網(wǎng)，現(xiàn)階段，Petri網(wǎng)在自動(dòng)化科學(xué)技術(shù)、計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)、機(jī)械設(shè)計(jì)與制造等相關(guān)仿真領(lǐng)域已經(jīng)有了較為廣泛的應(yīng)用.Petri網(wǎng)屬于一種網(wǎng)狀的信息流，其節(jié)點(diǎn)通常分為兩類，即條件、事件，基于節(jié)點(diǎn)的有向二分圖進(jìn)行token分布的添加，這些token分布能夠表示狀態(tài)信息.并且，根據(jù)引發(fā)規(guī)則改變事件驅(qū)動(dòng)狀態(tài)，從而使系統(tǒng)動(dòng)態(tài)運(yùn)行過程得到體現(xiàn).Petri網(wǎng)憑借其具備的系統(tǒng)分析及驗(yàn)證方法，能夠有效進(jìn)行不確定性、資源共享性、并發(fā)性系統(tǒng)的分析.而建筑工程施工的復(fù)雜性，也正是在資源共享、并發(fā)性以及不確定性問題上得到體現(xiàn)，因此，建筑工程施工系統(tǒng)仿真中Petri網(wǎng)能夠得到有效的應(yīng)用.在20世紀(jì)90年代末，Wakefield等人最先提出在模擬施工系統(tǒng)中應(yīng)用Petri網(wǎng)，改變了人們認(rèn)為Petri網(wǎng)只適用于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)及自動(dòng)化制造技術(shù)的觀點(diǎn)，并且完成有關(guān)仿真模型的建立.隨著時(shí)代的發(fā)展，相繼有學(xué)者將Petri網(wǎng)應(yīng)用于工程項(xiàng)目的計(jì)劃管理、攪拌站混凝土的生產(chǎn)過程的模擬、鋼結(jié)構(gòu)的施工仿真建模、公路工程的施工過程仿真、隧洞工程的施工仿真等，同時(shí)建立起相應(yīng)的模型.
2.5施工仿真中虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的有效應(yīng)用
20世紀(jì)末虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)被提出，并且很快得到有關(guān)領(lǐng)域的關(guān)注.該項(xiàng)技術(shù)集成了多項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)，這些技術(shù)主要有計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)、人體交互理論、人體工程學(xué)、傳感技術(shù)、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)以及計(jì)算機(jī)技術(shù)等.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)中計(jì)算機(jī)占據(jù)十分重要的地位，通過計(jì)算機(jī)及有關(guān)輸出、輸入設(shè)備進(jìn)行逼真、多感官三維虛擬世界的構(gòu)建.有學(xué)者提出這樣的觀點(diǎn)：21世紀(jì)，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)將成為信息技術(shù)的典型.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)相比于其他信息技術(shù)，其具備三維空間表現(xiàn)能力、人機(jī)交互式操作環(huán)境具有實(shí)時(shí)交互性，能給人帶來(lái)逼真的感受，使人機(jī)交互接口的研究領(lǐng)域更加廣闊，也有利于各類工程海量資料描述的形象具體化.并且，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)能夠?qū)㈦y以觀察到的場(chǎng)景進(jìn)行有效創(chuàng)建和再現(xiàn)，促使人們更好地了解和掌握所描述對(duì)象的運(yùn)動(dòng)變化規(guī)律.系統(tǒng)仿真技術(shù)可以抽象的形式，客觀展示真實(shí)復(fù)雜的世界，并且展現(xiàn)客觀世界的運(yùn)動(dòng)形式，應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)能夠促使系統(tǒng)仿真模型的驗(yàn)證更加合理有效，并且能夠?qū)⒎抡娼Y(jié)果更好地進(jìn)行展示.就目前而言，在軍事、航天以及航空領(lǐng)域.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)相對(duì)廣泛.并且，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在工程建模及仿真領(lǐng)域也將得到較好的發(fā)展.工程建模及仿真領(lǐng)域，由于工程規(guī)模較大、施工環(huán)境條件比較復(fù)雜，并且在建模及仿真過程中需要考慮全面，根據(jù)系統(tǒng)仿真的要求，選擇適用的仿真技術(shù)，動(dòng)畫演示虛擬世界的造型，并且進(jìn)行有效的交互設(shè)計(jì)，可使以上問題得到有效的處理.
3結(jié)語(yǔ)
總而言之，建筑工程施工程序具有較強(qiáng)的復(fù)雜性，其涉及到的不確定性因素也多種多樣，施工方案是否合理、資源類別及數(shù)量是否滿足要求，等等諸多因素均對(duì)施工進(jìn)度產(chǎn)生較大的影響.如果繼續(xù)采用傳統(tǒng)施工計(jì)劃編制方法，將始終無(wú)法取得令人滿意的效果.在此背景下，施工仿真技術(shù)的出現(xiàn)與應(yīng)用，能夠促使這些問題得到有效的解決.目前，我國(guó)計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在工程項(xiàng)目施工管理中的應(yīng)用已經(jīng)取得較大的發(fā)展，例如蒙特卡洛模擬、循環(huán)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、地理信息系統(tǒng)（GIS）、Petri網(wǎng)以及虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)等均在施工仿真中得到一定的應(yīng)用，并且取得較好的應(yīng)用成效.隨著社會(huì)的發(fā)展以及我國(guó)科技技術(shù)的提升，三維立體的可視化技術(shù)終將會(huì)實(shí)現(xiàn)，不僅能夠進(jìn)行一般仿真數(shù)據(jù)的提供，也能對(duì)施工具體過程進(jìn)行展示，從而為建筑工程項(xiàng)目施工管理提供更有效的幫助，促使我國(guó)建筑行業(yè)得到更好的發(fā)展。
作者：林振文 單位：廈門軟件職業(yè)技術(shù)學(xué)院
摘要：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，提高了工作效率，可以更加形象直觀地進(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)仿真技術(shù)被廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)生活中，并取得了較好的效益。本文通過對(duì)計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的發(fā)展進(jìn)行分析，進(jìn)而對(duì)計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行了探究，最后對(duì)計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用進(jìn)行了闡述，以期提高仿真技術(shù)對(duì)生產(chǎn)生活水平提高的推動(dòng)作用。
【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(lái)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(lái)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?，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(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(lái)，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。
作者：王振澤 單位：公安海警學(xué)院
摘要：計(jì)算機(jī)技術(shù)隨著經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步和社會(huì)的發(fā)展，在不斷得到完善，在一些領(lǐng)域已取得了驚人的成果，尤其在計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)方面，已是非常成熟，利用仿真技術(shù)可以建構(gòu)可視化三維模型，節(jié)省了大量成本，帶來(lái)了方便，為各行各業(yè)的而發(fā)展做出了巨大貢獻(xiàn)。筆者主要介紹計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)對(duì)信息處理的意義，討論計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)與信息處理的結(jié)合。
關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)；信息處理；可視化；三維模型
隨著行業(yè)數(shù)量和體量的增多、增大，加上高新技術(shù)的助推，海量信息的處理就成為了各行各業(yè)關(guān)注的重點(diǎn),與人工處理不同，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)可以減少大量人力、物力，這也是計(jì)算機(jī)技術(shù)在信息處理方面得到推廣的主要原因。計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)作為計(jì)算機(jī)技術(shù)的一種，為信息處理提供了更快捷、更有效的方法，因此，只有深刻理解計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)，才能更好地使計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)與信息處理結(jié)合，對(duì)于信息處理的水平提升具有重要意義。
1計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)
1.1計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的含義
計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)，顧名思義，是仿和真的結(jié)合，利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)物件的仿真，使其達(dá)到目標(biāo)物件的大致輪廓及特點(diǎn)特征，通過命令及語(yǔ)言的輸入，實(shí)現(xiàn)三維模型的可視化，實(shí)現(xiàn)對(duì)物體的模擬，在物體還沒有建立時(shí)，已對(duì)其的基本輪廓、物件組成、彼此關(guān)系有了一個(gè)事先了解，這對(duì)全面掌握物體信息具有重要意義。目前計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)已被應(yīng)用到很多行業(yè)，例如建筑、地理、航天、生物、醫(yī)學(xué)等，為科學(xué)技術(shù)的發(fā)展做出了巨大貢獻(xiàn)。
1.2計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的技術(shù)分析
1.2.1物體數(shù)據(jù)模型構(gòu)建計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)對(duì)于模型的建立，首先應(yīng)建立在數(shù)據(jù)上，通過演繹和歸納兩種方法，將模型的信息形成彼此關(guān)聯(lián)的鏈條，最終建立起數(shù)據(jù)模型。演繹和歸納兩種方法，一般情況下，選擇一種方法就能達(dá)到數(shù)據(jù)模型建立的效果，有時(shí)對(duì)于樣式復(fù)雜的模型需要多重的方法，這就要求演繹和歸納兩種方法相結(jié)合。利用演繹法，首先需要采集模型的基本數(shù)據(jù)，然后對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行參數(shù)設(shè)計(jì)，并根據(jù)數(shù)據(jù)的特點(diǎn)進(jìn)行演繹分析，讓數(shù)據(jù)之間建立起相關(guān)關(guān)系，數(shù)據(jù)模型根據(jù)其關(guān)聯(lián)性也就建立起來(lái)了。
1.2.2物體仿真模型的實(shí)現(xiàn)相對(duì)于仿真數(shù)據(jù)模型的建立，物體仿真模型的實(shí)現(xiàn)需要數(shù)據(jù)建立的程序化，建立程序化需要復(fù)雜的編程過程，即計(jì)算機(jī)編程、數(shù)據(jù)模型程序化、物體仿真模型實(shí)現(xiàn)。物體仿真模型的實(shí)現(xiàn)過程是復(fù)雜、眾多的，需要技術(shù)人員準(zhǔn)確分析模型的特征特點(diǎn)，然后利用編制程序進(jìn)行仿真模型化，最終實(shí)現(xiàn)模型的程序化管理，建立仿真模型。
1.2.3仿真模型驗(yàn)證仿真模型驗(yàn)證需要數(shù)據(jù)驗(yàn)證和結(jié)果判斷，仿真模型的結(jié)果是否有效，與數(shù)據(jù)模型的建立有直接關(guān)系，因此，檢查模型成果首先驗(yàn)證模型的數(shù)據(jù)，檢查數(shù)據(jù)是否有不合理的部分，在檢查過程中可以利用邊檢查邊修改的方式，這樣更具有準(zhǔn)確性，檢查過后，需要判斷模型結(jié)果，最終判定模型是否達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。以上驗(yàn)證過程是檢查一個(gè)模型成功與否的重要手段。
1.2.4計(jì)算機(jī)仿真的類別分析計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)應(yīng)用廣泛，實(shí)用性強(qiáng)，由于仿真技術(shù)的精度高、技術(shù)含量高，且經(jīng)過多年的發(fā)展慢慢具有針對(duì)性，下面對(duì)計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)進(jìn)行分類，主要包括兩個(gè)方面，即OOS及DIS兩種，從形式來(lái)講，OOS是面對(duì)對(duì)象的仿真技術(shù)，而DIS強(qiáng)調(diào)的是營(yíng)造內(nèi)環(huán)境，計(jì)算機(jī)交互互訪的仿真模式，從差別上可以反映兩者的區(qū)別，同時(shí)也強(qiáng)調(diào)仿真技術(shù)的形式多樣，技術(shù)特點(diǎn)突出，反映仿真技術(shù)發(fā)展到今天的地步逐漸成熟。
2計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)與信息處理結(jié)合的分析
計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)與信息處理結(jié)合是一個(gè)真命題，兩者本身是相對(duì)獨(dú)立且又密不可分的，同時(shí)兼具優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，仿真技術(shù)需要做到更加準(zhǔn)確、更加有效，計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)與信息處理結(jié)合已是趨勢(shì)，目前計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)很大程度上依賴信息處理，根據(jù)結(jié)合后與結(jié)合前比較分析來(lái)看，與信息處理結(jié)合提升了仿真技術(shù)的顯示效果，完善了所需的仿真實(shí)驗(yàn)。對(duì)于信息處理，可以把繁雜無(wú)用的仿真數(shù)據(jù)信息處理簡(jiǎn)單化，減少計(jì)算機(jī)運(yùn)行內(nèi)存，加快計(jì)算機(jī)仿真的運(yùn)行效率，對(duì)于信息的處理成果來(lái)講，可以使看似不相關(guān)的信息可視化，有效提高準(zhǔn)確率。計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)與信息處理結(jié)合，是技術(shù)要求，對(duì)于信息管理、仿真效率進(jìn)行的程序化、精細(xì)化管理，使其得到所需的效果。
2.1計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)與信息處理結(jié)合的處理措施
2.1.1注重關(guān)鍵信息通過以上的探討，我們了解到理想的效果，離不開關(guān)鍵信息的選取，在計(jì)算機(jī)識(shí)別中，摒棄無(wú)用信息，提高科學(xué)識(shí)別關(guān)鍵信息的能力，最終實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)模型的可視化。盡管軟件編程可以使信息鏈條程序化，減少人為影響，最終實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息化、圖形化、可視化，但是在計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)應(yīng)用時(shí)，應(yīng)以減少信息冗雜為目的，使程序信息條理化，減少計(jì)算機(jī)識(shí)別信息的難度，最終實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單、精準(zhǔn)、有條理，這些都離不開關(guān)鍵信息的選擇。同時(shí)不同的專業(yè)應(yīng)劃分明確，對(duì)于不同行業(yè)在信息輸入時(shí)應(yīng)認(rèn)為界定，這樣在關(guān)鍵信息的選擇上，更加高效，目標(biāo)明確，程序運(yùn)轉(zhuǎn)快捷，可視化加強(qiáng)。
2.1.2進(jìn)行合理模擬進(jìn)行合理模擬是計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)與信息處理結(jié)合的重要步驟，解釋來(lái)源于對(duì)信息的理解，同樣取決于對(duì)信息的分析，然后才能進(jìn)行模擬，這樣才能是在精準(zhǔn)的模型仿真設(shè)計(jì)，總結(jié)起來(lái)，進(jìn)行合理模擬對(duì)于計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)特別重要，而且選用正確的方法，也是計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)不可缺少的步驟，如果缺少這個(gè)步驟，模擬會(huì)出現(xiàn)很多預(yù)想不到的問題，無(wú)法得到滿意的結(jié)果。在模擬過程中針對(duì)其中的不足，調(diào)整將要輸入的重點(diǎn)信息，讓計(jì)算機(jī)仿真效果更加理想。
2.1.3信息計(jì)算計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)依托于對(duì)信息的處理，信息處理主要的方式是對(duì)于信息的程序化處理，重點(diǎn)是對(duì)數(shù)據(jù)的處理，從專業(yè)角度來(lái)看，主要是對(duì)于信息的計(jì)算及對(duì)于數(shù)據(jù)的程序化兩大方面，這樣也回歸到，信息是模擬的源頭，計(jì)算是計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的關(guān)鍵點(diǎn)，最終也是計(jì)算機(jī)模擬的關(guān)鍵所在。信息計(jì)算不光是數(shù)據(jù)的計(jì)算，還包括圖像的計(jì)算，圖像信息的計(jì)算將導(dǎo)致圖片的識(shí)別度是否真實(shí)有效，以上幾點(diǎn)都是信息處理的基礎(chǔ)，說明信息計(jì)算在信息處理中的位置，因此，一套完整的計(jì)算機(jī)信息計(jì)算模式，對(duì)于完善信息處理具有重要意義，它也是實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)與信息處理結(jié)合的關(guān)鍵，對(duì)于能否實(shí)現(xiàn)仿真模型，具有決定性意義。
2.2計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)與信息處理結(jié)合的解析
2.2.1計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)與光處理相結(jié)合從技術(shù)上來(lái)看，光處理技術(shù)是比較先進(jìn)的，技術(shù)性指標(biāo)較為明顯，也是計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)所需要的，首先光處理容量較大、速度較快，還可以并行，這十分符合計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的硬性要求，因此，把光處理技術(shù)分為一類技術(shù)。通過將光處理與計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合，兼具了計(jì)算機(jī)對(duì)二維圖像處理的顯著優(yōu)勢(shì)，由此導(dǎo)致對(duì)于圖像信息的識(shí)別增強(qiáng)，對(duì)圖片的處理能力大大提升，以現(xiàn)有的軟件CAI及CAD為例，都是光處理的新手段。實(shí)踐表明，計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)與光處理相結(jié)合，進(jìn)一步帶動(dòng)了計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的發(fā)展，提高了模型顯示與圖像識(shí)別能力，使仿真實(shí)驗(yàn)更加完善，改變了以往仿真技術(shù)的粗糙模式，使技術(shù)更加精細(xì)化，計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)與光處理相結(jié)合，使得模型的可視化程度提高，虛擬信息更加真實(shí)化，大大提升了所需信息的準(zhǔn)確性。
2.2.2計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)與軟件信息處理相結(jié)合除了前面所提到的計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)與光處理相結(jié)合的模式，還有一種比較重要的模式就是計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)與軟件信息處理相結(jié)合，它與光處理不同，強(qiáng)調(diào)的是信息處理的靈活性，這是它的一個(gè)優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)，以典型的Matlab軟件為例，它是計(jì)算機(jī)軟件中的一種，它有兩大特點(diǎn)，一是矩陣運(yùn)算，二是信息處理。在運(yùn)作過程中，主要是對(duì)信號(hào)及輸入信息進(jìn)行仿真模擬，利用原有的計(jì)算機(jī)技術(shù)，開展信號(hào)信息的可視化，最終實(shí)現(xiàn)仿真模型。從整個(gè)輸入及運(yùn)算過程來(lái)看，軟件信息處理更加快捷，運(yùn)行效率更高，效果更明顯，功能更加強(qiáng)大，安全性能更高。近些年來(lái)，計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)與軟件信息處理相結(jié)合模式越發(fā)普遍，極大推動(dòng)了計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的發(fā)展。
3結(jié)語(yǔ)
計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的出現(xiàn)，改變了人們對(duì)于計(jì)算機(jī)技術(shù)的認(rèn)識(shí)，為各行各業(yè)提供了前所未有的便利，但是我們應(yīng)清楚認(rèn)識(shí)到，計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的進(jìn)步，離不開信息處理，信息處理功能的強(qiáng)大與否，直接影響計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的真實(shí)性。筆者從計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的介紹開始，同時(shí)正確理解信息處理在計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)中的作用，探討計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)與信息處理結(jié)合的措施，以及計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)與光處理相結(jié)合的方式方法，計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)與軟件信息處理相結(jié)合的模式，最終對(duì)于計(jì)算仿真技術(shù)與信息處理相結(jié)合進(jìn)行完整的闡述，對(duì)于此項(xiàng)內(nèi)容的研究分析更加完整。
作者：安秀芳 單位：徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院
摘要：隨著計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的日漸成熟,其成為高校實(shí)驗(yàn)室、實(shí)訓(xùn)室的輔助教學(xué)也必將成為一種趨勢(shì)。如何將這些先進(jìn)的計(jì)算機(jī)仿真手段運(yùn)用到高校的電工實(shí)驗(yàn)教學(xué)中去,使之為教學(xué)服務(wù),提高教學(xué)質(zhì)量,是高校教師所面臨的一個(gè)新課題。
關(guān)鍵詞：仿真技術(shù)；電工；實(shí)訓(xùn)教學(xué)
1項(xiàng)目的意義、現(xiàn)狀分析
2014年,在學(xué)校的大力支持下,我中心擴(kuò)建了電工實(shí)訓(xùn)室,學(xué)校結(jié)合實(shí)際情況,選用合適的實(shí)驗(yàn)設(shè)備,并配套和完善了實(shí)訓(xùn)室硬件設(shè)施,使實(shí)訓(xùn)室成為了我校工科學(xué)生電工實(shí)訓(xùn)教學(xué)基地，并為之創(chuàng)造了良好條件。同時(shí)，實(shí)訓(xùn)室配備了計(jì)算機(jī),實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)化實(shí)訓(xùn)教學(xué),并提供了計(jì)算機(jī)仿真設(shè)計(jì)軟件（宇龍機(jī)電仿真軟件）的教學(xué)環(huán)境和條件。在電工實(shí)踐訓(xùn)練教學(xué)過程中引入計(jì)算機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)后，學(xué)生可進(jìn)行一些虛擬仿真實(shí)驗(yàn)，其意義也是對(duì)傳統(tǒng)電工實(shí)訓(xùn)教學(xué)的一種有利的補(bǔ)充，是對(duì)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法的充實(shí)與改進(jìn)。使用計(jì)算機(jī)仿真軟件作為實(shí)訓(xùn)平臺(tái)，利用其元器件全、界面直觀、操作方便、電路分析手段完備等特點(diǎn)，學(xué)生根據(jù)指導(dǎo)，自主在模擬實(shí)驗(yàn)臺(tái)上設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，待設(shè)計(jì)成熟后，再在實(shí)物設(shè)備上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，這樣可以大大提高學(xué)生的效率和興趣。利用仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，可以充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性，對(duì)于某些不易觀察到的現(xiàn)象進(jìn)行仿真分析，可保存仿真結(jié)果、以做進(jìn)一步的分析和處理，對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析處理方便快捷，提升了實(shí)驗(yàn)水平，更有利于學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察和分析。但由于各種原因也出現(xiàn)了一些問題。具體如下:（1）實(shí)訓(xùn)對(duì)象范圍狹窄：目前，我校電工實(shí)訓(xùn)教學(xué)僅面向全校理工類專業(yè)同一屆學(xué)生（大二或大三年級(jí)）學(xué)生開設(shè)。實(shí)訓(xùn)對(duì)象范圍狹窄，不能夠?qū)崿F(xiàn)大學(xué)四年不間斷的教學(xué)目標(biāo)。另外我們的實(shí)訓(xùn)室還沒有達(dá)到完全開放，對(duì)于一些創(chuàng)新能力較強(qiáng)的學(xué)生，不能提供一個(gè)良好的平臺(tái)。（2）教學(xué)內(nèi)容偏少：在電工電子實(shí)訓(xùn)課程中，電子工藝實(shí)訓(xùn)十幾年來(lái)一直以組裝調(diào)試收音機(jī)項(xiàng)目進(jìn)行,實(shí)訓(xùn)內(nèi)容已顯得陳舊。2010年起中心嘗試將室內(nèi)配線納入其中。目前電工實(shí)訓(xùn)教學(xué)內(nèi)容有：1）常用電工工具的使用；2）導(dǎo)線的常用連接；3）室內(nèi)照明線路：一地控制和兩地控制；4）機(jī)床電路。電工實(shí)訓(xùn)教學(xué)剛剛起步，該課程設(shè)置內(nèi)容不夠豐富，略顯簡(jiǎn)單。不能完全滿足大學(xué)本科生的求知和自主創(chuàng)新欲望。2013年引入了機(jī)電實(shí)訓(xùn)仿真軟件，采用虛擬仿真技術(shù)，我們只需要計(jì)算機(jī)，在計(jì)算機(jī)房就能完成很多實(shí)驗(yàn)。2014年又投入140萬(wàn)進(jìn)行了電工實(shí)訓(xùn)平臺(tái)基地建設(shè)，擴(kuò)大了電工實(shí)訓(xùn)課程建設(shè)的空間。（3）教學(xué)模式與手段使主體作用不能得到充分發(fā)揮：在之前的電工實(shí)訓(xùn)中，由于課程內(nèi)容和實(shí)訓(xùn)設(shè)備局限性，大大限制了同學(xué)們自由發(fā)揮的空間。一些基礎(chǔ)扎實(shí)、創(chuàng)新能力強(qiáng)的同學(xué)完成規(guī)定項(xiàng)目后，意猶未盡。還想做一些其它感興趣的、實(shí)用性較強(qiáng)的電路實(shí)訓(xùn)也只能望而嘆息?，F(xiàn)有的傳統(tǒng)的教學(xué)模式使主體作用得不到充分發(fā)揮。教學(xué)方法與手段不能充分調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性。利用模擬仿真技術(shù)進(jìn)行理論教學(xué)，可以將復(fù)雜問題簡(jiǎn)單化，抽象問題形象化，理性知識(shí)感性化，讓我們的學(xué)生在理論學(xué)習(xí)時(shí)不感到枯燥，調(diào)動(dòng)起他們的思維，讓學(xué)生在不斷的探索中學(xué)習(xí)。在電工實(shí)訓(xùn)平臺(tái)上，學(xué)生可以自主操作，提升了學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，也增強(qiáng)了創(chuàng)新意識(shí)。此項(xiàng)目的順利進(jìn)行，不僅是我們教學(xué)理念的創(chuàng)新，教學(xué)內(nèi)容的創(chuàng)新，也是教學(xué)體制的創(chuàng)新。使我校的基礎(chǔ)實(shí)訓(xùn)逐步的向現(xiàn)代化、多元化、多層次、開放式的方向轉(zhuǎn)化。構(gòu)建與現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展水平相適應(yīng)的基礎(chǔ)工程訓(xùn)練平臺(tái)。
2項(xiàng)目實(shí)施方案及實(shí)施計(jì)劃
2.1研究與改革的內(nèi)容、目標(biāo)和擬解決的關(guān)鍵問題
（1）研究與改革的內(nèi)容和目標(biāo)：1）改革原有“教學(xué)、實(shí)操”實(shí)踐教學(xué)模式，引入仿真實(shí)訓(xùn)教學(xué)環(huán)節(jié)，按照創(chuàng)新理念培養(yǎng)目標(biāo)，構(gòu)建“教學(xué)、仿真、實(shí)操”電工實(shí)訓(xùn)教學(xué)模式。同步優(yōu)化電工實(shí)訓(xùn)教學(xué)內(nèi)容；2）改革目標(biāo)以突出學(xué)生的自我參與，體現(xiàn)技能訓(xùn)練的操作性、過程性、情景性、交互性，使學(xué)生了解工作場(chǎng)景、熟悉操作步驟、規(guī)范操作方法、培養(yǎng)職業(yè)意識(shí)；3）新引入的仿真實(shí)訓(xùn)教學(xué)平臺(tái)，可以擴(kuò)大學(xué)生的實(shí)訓(xùn)范圍，為一些對(duì)電工方面感興趣、創(chuàng)新能力較強(qiáng)的學(xué)生，提供一個(gè)良好的開放式平臺(tái)。（2）擬解決的關(guān)鍵問題：優(yōu)化以創(chuàng)新理念為培養(yǎng)目標(biāo)的電工實(shí)訓(xùn)教學(xué)內(nèi)容，確立“教學(xué)、仿真、實(shí)操”一體化電工實(shí)訓(xùn)教學(xué)模式，優(yōu)化電工實(shí)訓(xùn)教學(xué)內(nèi)容，修訂并編寫教學(xué)大綱、教案、講義等
2.2實(shí)施方案方法及可行性分析
實(shí)施方案方法：（1）前期調(diào)研，即研究、分析當(dāng)前多所高等院校實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，以及通過對(duì)老師學(xué)生的調(diào)查，了解對(duì)新實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目?jī)?nèi)容、教學(xué)模式及課程安排的意見和建議；（2）分析總結(jié)，即該專業(yè)教師對(duì)提出的意見和建議進(jìn)行分析研究，總結(jié)出適合我校電工實(shí)訓(xùn)課程的教學(xué)內(nèi)容和課程體系，找出以創(chuàng)新理念為培養(yǎng)目標(biāo)“教學(xué)、仿真、實(shí)操”一體化電工實(shí)訓(xùn)教學(xué)模式，優(yōu)化教學(xué)方法與手段；（3）實(shí)踐嘗試，即根據(jù)初步確定的方案進(jìn)行小范圍實(shí)踐嘗試，將出現(xiàn)的問題再進(jìn)行整理分析總結(jié)；（4）優(yōu)化確定：將實(shí)踐嘗試中的問題進(jìn)行整改，優(yōu)化課程體系和教學(xué)模式。使教學(xué)體系更加完善?？尚行苑治觯何一噩F(xiàn)擁有2個(gè)電工實(shí)訓(xùn)室，電工仿真機(jī)房和電工實(shí)訓(xùn)平臺(tái)也基本就緒，能滿足140多學(xué)生進(jìn)行實(shí)際操作和理論學(xué)習(xí)。為本項(xiàng)目的順利進(jìn)行提供有力的保障。
3項(xiàng)目預(yù)期的成果和效果
該項(xiàng)目最終將在全校所有理工科類專業(yè)實(shí)施，最大限度的讓學(xué)生實(shí)現(xiàn)獨(dú)立動(dòng)手能力，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力。受益人數(shù)每年約4000人。
4本項(xiàng)目的特色與創(chuàng)新之處
本項(xiàng)目的創(chuàng)新之處在于針對(duì)我校電工實(shí)訓(xùn)課程教學(xué)現(xiàn)狀及其存在的問題，秉承傳統(tǒng)與時(shí)俱進(jìn)，將虛擬仿真技術(shù)應(yīng)用到電工實(shí)訓(xùn)教學(xué)，確立一套適合我校實(shí)際教學(xué)情況的以創(chuàng)新理念為培養(yǎng)目標(biāo)的“教學(xué)、仿真、實(shí)操”一體化電工實(shí)訓(xùn)教學(xué)模式。優(yōu)化了我校電工實(shí)訓(xùn)課程的教學(xué)內(nèi)容。通過對(duì)電工實(shí)訓(xùn)教學(xué)全方位的優(yōu)化改革，切實(shí)地提高我校理工科類學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力和就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。
作者：馮強(qiáng) 單位：內(nèi)蒙古科技大學(xué)工程訓(xùn)練中心
摘要：隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，使得我國(guó)的計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)得到了質(zhì)的變化，并且，它也是當(dāng)前我國(guó)信息化社會(huì)下的產(chǎn)物。另外，我國(guó)本來(lái)就是一個(gè)制造業(yè)大國(guó)，通過把計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)應(yīng)用到我國(guó)制造業(yè)的發(fā)展中具有非常重要的作用。本論文對(duì)系統(tǒng)仿真類型進(jìn)行了簡(jiǎn)單介紹，接下來(lái)，對(duì)計(jì)算機(jī)仿真在制造業(yè)中的應(yīng)用及發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行了詳細(xì)的概述，最后對(duì)計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的熱點(diǎn)以及對(duì)我國(guó)制造業(yè)的影響進(jìn)行了研究，希望本論文的研究工作能夠?yàn)槲覈?guó)計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在制造業(yè)中的應(yīng)用與發(fā)展提供一點(diǎn)借鑒意義。
【關(guān)鍵詞】計(jì)算機(jī)仿真技術(shù) 信息化 制造業(yè)
1對(duì)系統(tǒng)仿真類型進(jìn)行概述
顧名思義，“仿真”就是對(duì)現(xiàn)實(shí)世界的物體進(jìn)行模擬的一種狀態(tài)，使其達(dá)到逼真的情形。在工程技術(shù)領(lǐng)域，經(jīng)常采用系統(tǒng)仿真技術(shù)來(lái)研究相關(guān)事物，如通過系統(tǒng)模型的相關(guān)實(shí)驗(yàn)來(lái)研究設(shè)計(jì)或者存在的某個(gè)系統(tǒng)。
2對(duì)計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在制造業(yè)中的應(yīng)用以及發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行概述
由于我國(guó)是一個(gè)制造業(yè)大國(guó)，并且制造業(yè)在我國(guó)的國(guó)民經(jīng)濟(jì)收入中也占很大的比例，因此，國(guó)家及企業(yè)都非常重視我國(guó)制造業(yè)技術(shù)的發(fā)展。隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)及制造業(yè)的進(jìn)步，使得CIMS、NC、FMS、CAPP、MRP等都得到了快速發(fā)展。而系統(tǒng)仿真技術(shù)作為工程領(lǐng)域里面的一個(gè)重要手段，其被大量應(yīng)用到我國(guó)制造業(yè)進(jìn)行研究及實(shí)踐，從而產(chǎn)生出一些先進(jìn)制造技術(shù)。對(duì)于系統(tǒng)仿真技術(shù)而言，如果從本質(zhì)上面來(lái)講，其就是通過建立仿真模型，然后再對(duì)仿真模型不斷進(jìn)行實(shí)踐模擬的一種先進(jìn)技術(shù)。它的實(shí)現(xiàn)過程主要是由仿真語(yǔ)言、計(jì)算機(jī)高級(jí)語(yǔ)言、以及計(jì)算機(jī)仿真軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)，具體情況如上圖2-1所示?？梢院苊黠@的看出，對(duì)于一個(gè)典型的仿真軟件來(lái)講，它主要包括程序包、仿真語(yǔ)言、仿真環(huán)境三種不同的形式，它的覆蓋功能也不是完全相同的，并且，從下到上是大致的反映了計(jì)算機(jī)仿真軟件的一個(gè)發(fā)展情況。隨著相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，直到上個(gè)世紀(jì)80年代后期，出現(xiàn)了一體化的仿真環(huán)境。隨著我國(guó)計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，開始出現(xiàn)了面向?qū)ο蟮牟l(fā)執(zhí)行機(jī)制，這樣，就非常容易的實(shí)現(xiàn)在數(shù)據(jù)庫(kù)管理的基礎(chǔ)之上來(lái)對(duì)實(shí)驗(yàn)及模型數(shù)據(jù)、以及實(shí)驗(yàn)仿真的結(jié)果等進(jìn)行統(tǒng)一的管理，與此同時(shí)，人工智能等相關(guān)的先進(jìn)技術(shù)也開始應(yīng)用到仿真建模、運(yùn)行以及對(duì)仿真的結(jié)果進(jìn)行分析之中。另外，廣義的制造系統(tǒng)的相關(guān)仿真器也開始大量出現(xiàn)，在某種程度上面很好的實(shí)現(xiàn)了對(duì)制造系統(tǒng)進(jìn)行的非語(yǔ)言建模、以及模型數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)等相關(guān)的重要功能。比較典型的一體化仿真軟件有TESS等，廣義的仿真器有FATOR等。
3計(jì)算機(jī)仿真研究的熱點(diǎn)以及對(duì)我國(guó)制造業(yè)的相關(guān)影響
自從上世紀(jì)末以來(lái)，隨著我國(guó)制造業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)不斷加劇，產(chǎn)品生產(chǎn)周期不斷縮短，這樣就導(dǎo)致系統(tǒng)仿真技術(shù)不斷向橫向的方向發(fā)展，在制造業(yè)里面比較典型的就是“虛擬制造技術(shù)”的發(fā)展。根據(jù)虛擬制造的概念可以得知，需要先采取計(jì)算機(jī)來(lái)模擬整個(gè)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)及制造過程，這樣便于發(fā)現(xiàn)各種問題，并且在產(chǎn)品制造之前就把問題解決掉，從而提高生產(chǎn)效率及產(chǎn)品質(zhì)量。隨著制造業(yè)的發(fā)展，仿真技術(shù)在我國(guó)制造行業(yè)里面的又一個(gè)重要研究熱點(diǎn)誕生，即虛擬產(chǎn)品的開發(fā)（VPD），它最早是來(lái)源于并行工程的思想。并行工程技術(shù)（CE）在對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行開發(fā)之前就對(duì)產(chǎn)品的整個(gè)生命周期進(jìn)行全面的考慮，這樣，對(duì)解決相關(guān)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)以及開發(fā)之間的矛盾是非常有益的。而虛擬產(chǎn)品開發(fā)是在并行工程的指導(dǎo)下，把大規(guī)模的產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)以及CAD等產(chǎn)品設(shè)計(jì)系統(tǒng)等進(jìn)行綜合起來(lái)，從而進(jìn)一步的形成虛擬產(chǎn)品的開發(fā)環(huán)境，這樣就可以在該環(huán)境下進(jìn)行產(chǎn)品的策劃、設(shè)計(jì)等，以及預(yù)測(cè)產(chǎn)品在真實(shí)環(huán)境下的相關(guān)特征、功能及性能等，這樣在進(jìn)行實(shí)際設(shè)計(jì)、生產(chǎn)的過程中，可以減少反復(fù)或者變更等的次數(shù)。VPD技術(shù)能夠深入到各種復(fù)雜產(chǎn)品的制造之中，從而為企業(yè)產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的高度快速發(fā)展，對(duì)仿真技術(shù)的相關(guān)應(yīng)用已由單一的形式向復(fù)雜性的方向進(jìn)行發(fā)展。由于現(xiàn)代制造企業(yè)面向全國(guó)甚至全世界，因此，它的仿真對(duì)象也是分布在不同的時(shí)空，在這樣的背景下就產(chǎn)生了分布交互化仿真技術(shù)（DIS）。對(duì)于這種仿真系統(tǒng)來(lái)講，它所包括的內(nèi)容有：構(gòu)造實(shí)體、實(shí)體-虛體、真實(shí)方面的實(shí)體等，并且，這些實(shí)體是可以基于不同時(shí)期的相關(guān)技術(shù)、不同產(chǎn)品的相互組成、不同的系統(tǒng)方面的目的、以及不同生產(chǎn)廠家的相關(guān)技術(shù)等，對(duì)于這樣的復(fù)雜情況是允許他們進(jìn)行交換操作的。分布交互化仿真技術(shù)（DIS）通過采用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)將分布在不同地點(diǎn)的仿真設(shè)備進(jìn)行連接起來(lái)，這樣便可以通過實(shí)體之間的數(shù)據(jù)方面的交換構(gòu)成時(shí)空到合成仿真環(huán)境的一種比較先進(jìn)的仿真技術(shù)。如今，在我國(guó)制造業(yè)中已經(jīng)產(chǎn)生了虛擬企業(yè)或者類似于DIS的虛擬研究開發(fā)中心等。就目前來(lái)講，比較出名的就是香港城市大學(xué)與香港生產(chǎn)力方面的促進(jìn)局共同構(gòu)建的快速科技中心，它就是虛擬研究開發(fā)中心。由于當(dāng)今社會(huì)是動(dòng)態(tài)快速發(fā)展變化的，人們的需求更多轉(zhuǎn)向個(gè)性化、多樣化等方向，因此，對(duì)于制造企業(yè)來(lái)講，它們就要抓住市場(chǎng)的需求，然后采取方式（如柔性生產(chǎn)制造）來(lái)快速響應(yīng)市場(chǎng)需求，這樣才能夠?yàn)槠髽I(yè)獲取更多的市場(chǎng)利潤(rùn)，但是，通常情況之下，由于企業(yè)在短期內(nèi)存在相關(guān)資源欠缺等方面的局限性，在這樣的背景下，企業(yè)要想獲得市場(chǎng)機(jī)會(huì)，它們就有可能通過互聯(lián)網(wǎng)來(lái)臨時(shí)連接成一種動(dòng)態(tài)方面的聯(lián)盟-也就是所謂的虛擬企業(yè)。
4結(jié)束語(yǔ)
隨著我國(guó)社會(huì)的不斷發(fā)展，導(dǎo)致計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的發(fā)展也日新月異。在制造業(yè)中，對(duì)于整個(gè)產(chǎn)品的生命周期來(lái)講，仿真技術(shù)都表現(xiàn)出其強(qiáng)大的發(fā)展?jié)摿?。在?dāng)今制造業(yè)競(jìng)爭(zhēng)激烈的社會(huì)，計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在制造領(lǐng)域的應(yīng)用及發(fā)展在不斷的擴(kuò)展，其功能也更多的面向可視化、智能化生產(chǎn)、綠色制造等方面不斷發(fā)展。
作者：何勰緋
摘要：目前，計(jì)算機(jī)逐漸被普及到生活生產(chǎn)各個(gè)方面，并逐漸被拓展至化工行業(yè)內(nèi)應(yīng)用，計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)化工行業(yè)內(nèi)應(yīng)用范圍漸漸被擴(kuò)大，某種特殊程度上促進(jìn)化工行業(yè)可持續(xù)發(fā)展。本文由計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)化工行業(yè)應(yīng)用角度闡述該技術(shù)優(yōu)勢(shì)，以及對(duì)其應(yīng)用必要性，希望可以對(duì)相關(guān)工作者帶來(lái)一些啟示。
關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)；化工；應(yīng)用
伴隨科學(xué)技術(shù)逐漸發(fā)展進(jìn)步，化工行業(yè)設(shè)施裝置逐漸趨于大型化、復(fù)雜化發(fā)展，自動(dòng)化水平逐漸提升，操作要求更加嚴(yán)格。需要相關(guān)操作人員與技術(shù)人員漸漸提升自身業(yè)務(wù)能力與水平，不單確保生產(chǎn)設(shè)備能夠穩(wěn)定安全與長(zhǎng)期運(yùn)行，還需要有關(guān)工作者對(duì)于發(fā)現(xiàn)事故做到盡快合理處理，爭(zhēng)取避免有所損失。在化工行業(yè)里，傳統(tǒng)培訓(xùn)體系偏向于師傅帶領(lǐng)徒弟傳幫帶形式，而有關(guān)工作人員對(duì)于故障處理的能力，通常要靠長(zhǎng)時(shí)間實(shí)踐積累為主，還要具備資歷師傅將其所掌握的原封不動(dòng)傳授給徒弟。該方式比較真實(shí)，但卻受到授培訓(xùn)時(shí)間與周期限制，培訓(xùn)內(nèi)容缺少豐富性，某種程度上有可能增加相關(guān)工作者獨(dú)立上崗時(shí)間，不符合生產(chǎn)技術(shù)可持續(xù)發(fā)展與生產(chǎn)裝置更新所需。
1應(yīng)用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)重要性
化工行業(yè)常需要針對(duì)部分具體工程設(shè)備與工藝流程予以操作，才逐漸深入至崗位操作人員，然后通過培訓(xùn)，培訓(xùn)工作通常結(jié)合實(shí)物掛圖與微縮器具將知識(shí)傳授出去，傳授過程比較枯燥。實(shí)物掛圖與教具基于實(shí)用因素與經(jīng)濟(jì)因素，并不選擇大尺寸，致使所有培訓(xùn)工作人員詳細(xì)掌握相關(guān)操作與原理。結(jié)合3D技術(shù)繪制能夠讓設(shè)備形象更趨于逼真化，可做任意旋轉(zhuǎn)，使培訓(xùn)工作人員可實(shí)現(xiàn)全方位觀察工藝與設(shè)備[1]。結(jié)合Flash技術(shù)制作設(shè)備動(dòng)畫有效代替掛圖，對(duì)設(shè)備動(dòng)態(tài)進(jìn)行演示的時(shí)候更為生動(dòng)形象，幫助相關(guān)人員針對(duì)設(shè)備工作原理予以掌握，能夠很好帶動(dòng)培訓(xùn)人員熱情。并且，使用設(shè)備較為方便，對(duì)使用要求可以很好滿足。
2基于計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)化工數(shù)據(jù)模型
結(jié)合計(jì)算機(jī)做仿真模擬，是把化工過程數(shù)理帶入計(jì)算機(jī)當(dāng)中，接下來(lái)經(jīng)計(jì)算機(jī)把工藝過程進(jìn)行模擬與反映。所有原理基于人為因素轉(zhuǎn)變，可以得到與之匹配反應(yīng)過程與反應(yīng)結(jié)果變化值。通常情況下它存在下述優(yōu)勢(shì)。其一，友好人機(jī)交互界面。當(dāng)前，諸多化工業(yè)模擬軟件設(shè)計(jì)規(guī)則都以微軟公司為基礎(chǔ)，使相關(guān)工作者能快速上手并投入相關(guān)操作中，讓相關(guān)人員感到輕松便捷，培養(yǎng)濃厚實(shí)驗(yàn)興趣，并充分調(diào)動(dòng)起工作積極性與能動(dòng)性。其二，對(duì)工程裝備的性能反應(yīng)較為真實(shí)[2]。要充分分析化工設(shè)備反應(yīng)過程，建立同它相互匹配模型，憑借實(shí)驗(yàn)把所有過程全權(quán)反映出來(lái)，對(duì)操作工人熟練快速掌握操作技能非常有利。我們?cè)谙率鑫恼轮辛信e一個(gè)化工工業(yè)常會(huì)涉及到的一個(gè)模型，希望可以供相關(guān)操作人員參考。計(jì)算機(jī)仿真系統(tǒng)具有許多特點(diǎn)，如重復(fù)、復(fù)雜性和多個(gè)，20世紀(jì)50年代初，西方國(guó)家一直在計(jì)算機(jī)仿真系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)和靜態(tài)特性進(jìn)行了研究，并取得了非常重要的影響。仿真系統(tǒng)對(duì)我國(guó)化工行業(yè)也進(jìn)行了一系列的設(shè)計(jì)和研究，但也限于靜態(tài)研究范疇。
3針對(duì)電子數(shù)字方面的研究
基于計(jì)算機(jī)仿真系統(tǒng)的特點(diǎn)，可以把它看作是非線性的本質(zhì)，及其相對(duì)高階的時(shí)候，分析方法和經(jīng)典控制理論，計(jì)算機(jī)模擬在化工系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能研究是非常困難的[3]。本文通過計(jì)算機(jī)在電子數(shù)字計(jì)算機(jī)系統(tǒng)微積分方程，計(jì)算，介紹了結(jié)合時(shí)域動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)體系，這將最終調(diào)整方案出來(lái)。第一，系統(tǒng)是穩(wěn)定的；第二，在數(shù)值計(jì)算時(shí)，系統(tǒng)的輸入值等于0.0123;第三，在排除干擾因素，把化學(xué)工作在正常狀態(tài)；第四，干擾因素考慮在內(nèi)的情況下，各種干擾因素也作為單獨(dú)的個(gè)體來(lái)處理。本文通過預(yù)測(cè)校正格式，歐拉方法是迭代微分方程數(shù)值積分計(jì)算。
4計(jì)算機(jī)仿真系統(tǒng)的改進(jìn)方案
當(dāng)前，化工仿真系統(tǒng)應(yīng)用范圍很廣，但由于化工設(shè)備操作和較大的工藝流程不同，當(dāng)前的仿真軟件，仿真機(jī)器，更好的培訓(xùn)新員工無(wú)法滿足，因此，未來(lái)的新的仿真技術(shù)和仿真軟件的發(fā)展空間仍然是大[4]。未來(lái)，應(yīng)該與自動(dòng)控制理論相結(jié)合，適當(dāng)參考校正環(huán)節(jié)能有效地改善系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能的質(zhì)量，使其有較高的穩(wěn)定性和抗干擾能力?？梢赃B接到氣體的輸入端仿真系統(tǒng)的微分和積分負(fù)反饋環(huán)節(jié)，最終會(huì)使動(dòng)態(tài)性能大大提高，它相當(dāng)于系列的介紹和鏈接。我們計(jì)算的結(jié)果可以看出，只要相應(yīng)的參數(shù)選擇正確獲得超出預(yù)期的效果。微分和積分部分的結(jié)構(gòu)可以被視為一種天然氣供應(yīng)預(yù)感橋，放置在相同的速度管道溫度傳感器已經(jīng)變成一座橋兩個(gè)手臂，表達(dá)時(shí)間常數(shù)很小，時(shí)間常數(shù)相對(duì)較長(zhǎng)。仿真系統(tǒng)的輸入結(jié)構(gòu)的負(fù)面反饋鏈接到系統(tǒng)具有更好的動(dòng)態(tài)性能?；诨局R(shí)理論，修正的鏈接對(duì)系統(tǒng)控制精度的影響，通過計(jì)算結(jié)果我們可以看到，只要精心挑選的組件參數(shù)，達(dá)到理想的效果是指日可待。我們提倡這項(xiàng)計(jì)劃的最明顯的特征是它簡(jiǎn)單易操作，換句話說，只要其中一個(gè)傳感器連接到導(dǎo)管，同時(shí)本文串并聯(lián)在同一橋臂上面的。連接到放大器的輸入和先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)，結(jié)合線性系統(tǒng)的自動(dòng)控制原理做提前修正原則，與放大器的輸入電阻和電容組成先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)，可以很好的改善系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)品質(zhì)。討論上述3種改進(jìn)方案是基于先進(jìn)的理論為基礎(chǔ)，由計(jì)算結(jié)果可以看到，他們所有的3種基本上可以改善系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)品質(zhì)。第一種和第二種的系統(tǒng)還可以明顯改善方案來(lái)提高抗干擾能力。和改進(jìn)項(xiàng)目的這些類是基于現(xiàn)有技術(shù)的前提下，沒有相對(duì)比較容易實(shí)現(xiàn)的障礙。當(dāng)然，想把他們對(duì)實(shí)際系統(tǒng)的引用，還需要很長(zhǎng)一段時(shí)間。
5結(jié)語(yǔ)
目前，計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)生產(chǎn)與培訓(xùn)方面應(yīng)用比較多，所以，要著重強(qiáng)化對(duì)仿真軟件與仿真機(jī)器開發(fā)設(shè)計(jì)，計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)進(jìn)一步推廣，要對(duì)該項(xiàng)技術(shù)加速深化，讓它的應(yīng)用范圍與性能得以提升。計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)應(yīng)用，促進(jìn)高新技術(shù)更進(jìn)一步發(fā)展，促進(jìn)科學(xué)技術(shù)加速發(fā)展，同一時(shí)間為化工行業(yè)提供更為廣闊發(fā)展空間。未來(lái)可持續(xù)發(fā)展當(dāng)中，化工行業(yè)把握計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)應(yīng)用措施，為企業(yè)贏得更多收益。
作者：宋麗萍 梁成剛 單位：包頭輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院
摘要：為了應(yīng)對(duì)工業(yè)工程在有關(guān)工業(yè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、管理及優(yōu)化等綜合性實(shí)驗(yàn)課程開發(fā)難度較大的問題，該文提出將計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)與項(xiàng)目教學(xué)、案例教學(xué)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了“教、學(xué)、做”一體化，并且，在顯著改善實(shí)驗(yàn)教學(xué)條件、提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果的同時(shí)，減少了設(shè)備消耗，尤其是耗材的使用量，節(jié)省了實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)，而且克服了時(shí)間與空間上的限制，使得工業(yè)工程綜合實(shí)驗(yàn)課的開課率和學(xué)生的專業(yè)綜合能力得到顯著提升。
關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)仿真；工業(yè)工程；實(shí)驗(yàn)教學(xué)
計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)是繼數(shù)學(xué)推理與科學(xué)試驗(yàn)之后認(rèn)識(shí)世界自然規(guī)律的第三類基礎(chǔ)方法?；谟?jì)算機(jī)仿真技術(shù)的虛擬教學(xué)是指利用實(shí)物和計(jì)算機(jī)軟件共同模擬出真實(shí)的情境，讓學(xué)生在模擬的情境下進(jìn)行探究和學(xué)習(xí)。這種教學(xué)方法生動(dòng)形象，接近現(xiàn)實(shí)工作場(chǎng)景，有利于提高學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)入相應(yīng)情境，真實(shí)的體驗(yàn)如在現(xiàn)實(shí)中執(zhí)行任務(wù)的感覺，以達(dá)到更快掌握技術(shù)手段的目的，而且這種教學(xué)方法可以利用計(jì)算機(jī)軟件的優(yōu)勢(shì)創(chuàng)造出靈活多樣的工作場(chǎng)景且不受行業(yè)限制，使學(xué)生對(duì)實(shí)踐問題的認(rèn)識(shí)更深入，采用的應(yīng)對(duì)方法更靈活。由此“計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)”便成為專業(yè)學(xué)習(xí)及實(shí)際應(yīng)用中的重要方法和技術(shù)手段。工業(yè)工程作為管理科學(xué)與工程的二級(jí)學(xué)科，其人才培養(yǎng)目標(biāo)是培養(yǎng)出面向生產(chǎn)、管理、服務(wù)的高級(jí)專業(yè)技術(shù)和管理人才，面向的工作崗位主要有制造業(yè)現(xiàn)場(chǎng)管理、產(chǎn)能計(jì)算、生產(chǎn)計(jì)劃與控制、項(xiàng)目管理、精益生產(chǎn)等，以及服務(wù)業(yè)的流程優(yōu)化、工作研究等。其中，制造業(yè)涉及行業(yè)范圍廣、產(chǎn)品種類多、工序過程各異，因此，在教學(xué)過程中需要通過一系列系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)的問題提煉能力及問題分析能力，并采用專業(yè)的技術(shù)方法和手段有針對(duì)性的對(duì)問題本質(zhì)進(jìn)行處理。然而，正是由于工業(yè)工程方法應(yīng)用行業(yè)的廣泛性及多樣性，使得我們不可能如其他5類工程學(xué)科般擁有自己典型的實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)設(shè)備，亟需我們?cè)趯?shí)踐教學(xué)過程中探索新的教學(xué)方法與實(shí)驗(yàn)支撐技術(shù)。
1工業(yè)工程實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)現(xiàn)狀分析
工業(yè)工程類實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)，在傳統(tǒng)的教學(xué)模式中，主要是以“理論課+實(shí)驗(yàn)室”的模式，強(qiáng)調(diào)學(xué)生對(duì)工業(yè)工程專業(yè)基本方法和技能的掌握與應(yīng)用，如，工作研究、動(dòng)素分析、人機(jī)工程、物流工程、流程優(yōu)化、現(xiàn)場(chǎng)改善等基本技能與方法論。傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，基本上遵照如下流程：首先，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行以上理論課的學(xué)習(xí)，使學(xué)生知道、了解并掌握這些基本的專業(yè)手法與技能；其次，通過開設(shè)相關(guān)實(shí)驗(yàn)課程讓學(xué)生對(duì)所學(xué)的這些技術(shù)方法展開實(shí)踐，從而幫助學(xué)生達(dá)到訓(xùn)練并養(yǎng)成工業(yè)工程專業(yè)素養(yǎng)的目的。然而，目前所開設(shè)的相關(guān)實(shí)驗(yàn)課程均是就某一獨(dú)立技術(shù)方法而展開的較為單純的技能訓(xùn)練，如，工作研究的實(shí)驗(yàn)主要是針對(duì)動(dòng)作研究、動(dòng)素分析、生產(chǎn)節(jié)拍平衡開展具體分析過程實(shí)踐，幫助學(xué)生深刻體會(huì)這些基本專業(yè)手法的實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)合；人因工程，主要是通過系列人因?qū)嶒?yàn)帶領(lǐng)學(xué)生親身體驗(yàn)，感受高度、亮度、顏色、頻繁度、規(guī)律度等人因影響因素帶給人視覺、聽覺等感官的切實(shí)感受，從而探討基于人因的合理化設(shè)計(jì)、布局及工作安排；設(shè)施規(guī)劃布局則是基于物流分析方法，通過物流強(qiáng)度度量，分析部門間的相關(guān)性強(qiáng)度，從而為合理布局、物流優(yōu)化提供有效參考。以上這些實(shí)驗(yàn)均對(duì)學(xué)生在工業(yè)工程專業(yè)基本方法技能的培訓(xùn)上起到了有效效果。然而，卻并未在促進(jìn)學(xué)生養(yǎng)成工業(yè)工程職業(yè)素養(yǎng)上發(fā)揮強(qiáng)化作用。原因在于，缺乏像物流工程、系統(tǒng)工程、系統(tǒng)建模及仿真優(yōu)化等這類有關(guān)工業(yè)工程系統(tǒng)設(shè)計(jì)、管理及優(yōu)化的主干課程的綜合性實(shí)踐項(xiàng)目，要設(shè)計(jì)出針對(duì)本專業(yè)基本技能方法的綜合性實(shí)踐項(xiàng)目，需要的制造業(yè)相關(guān)設(shè)備、產(chǎn)品品種等數(shù)量巨大，且耗費(fèi)大、成本高，很難從實(shí)際操作入手，計(jì)算機(jī)仿真方法不失為解決此問題的一種有效方法?；谟?jì)算機(jī)仿真技術(shù)的虛擬教學(xué)則以其高效率、低成本、內(nèi)容豐富、性能有效和安全等優(yōu)勢(shì)得到越來(lái)越多的應(yīng)用和推廣。因此，應(yīng)該將“項(xiàng)目教學(xué)”“案例教學(xué)”“教、學(xué)、做”一體化和基于計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的虛擬教學(xué)的方法結(jié)合起來(lái)，充分發(fā)揮各自的優(yōu)點(diǎn)，提升實(shí)踐教學(xué)效果?；谟?jì)算機(jī)仿真技術(shù)的虛擬教學(xué)很容易與其它先進(jìn)的教學(xué)方法相結(jié)合，因此，在工業(yè)工程類實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)中，將基于計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的虛擬教學(xué)與其它教學(xué)方法相結(jié)合，有助于提高實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)效果，而且成本低、效率高，使學(xué)生可以不受場(chǎng)地、行業(yè)、設(shè)備與產(chǎn)品的限制，使學(xué)生更好的掌握專業(yè)技能和方法，并通過基于計(jì)算機(jī)仿真平臺(tái)開發(fā)的綜合性實(shí)踐項(xiàng)目，鍛煉學(xué)生的工業(yè)工程系統(tǒng)設(shè)計(jì)、管理及優(yōu)化的綜合能力，培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)素養(yǎng)，從而促進(jìn)本專業(yè)人才培養(yǎng)效果的提升，計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在工業(yè)工程類實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)中具有重要的意義。
2計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)中的應(yīng)用
計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)為人們提供了一個(gè)理想的實(shí)踐教學(xué)手段，目前國(guó)內(nèi)外已經(jīng)普遍將其應(yīng)用于軍事訓(xùn)練、課程教學(xué)、運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練以及醫(yī)學(xué)研究等方方面面。美國(guó)是計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)虛擬現(xiàn)實(shí)的起源地，現(xiàn)在美國(guó)計(jì)算機(jī)虛擬仿真技術(shù)的發(fā)展水平也比較高，在這個(gè)領(lǐng)域代表了國(guó)際先進(jìn)水平，也是第一個(gè)把虛擬仿真技術(shù)應(yīng)用在教育教學(xué)中的國(guó)家，目前在感知、用戶界面、后臺(tái)軟件和硬件等幾個(gè)方面，形成了一個(gè)比較系統(tǒng)的虛擬仿真教學(xué)儀器架構(gòu)。如，美國(guó)的卡羅萊納州立大學(xué)利用Java技術(shù)建立了基于Web的探索式虛擬物理實(shí)驗(yàn)室，主要有以下幾個(gè)模塊：基于JavaApplet的虛擬實(shí)驗(yàn)設(shè)備和實(shí)驗(yàn)設(shè)施、相關(guān)的實(shí)驗(yàn)課程模塊、實(shí)驗(yàn)結(jié)果評(píng)價(jià)模塊、協(xié)作模塊。在歐洲，英國(guó)在計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)虛擬現(xiàn)實(shí)的相關(guān)領(lǐng)域處于領(lǐng)先地位，研究出了虛擬仿真軟件包，并應(yīng)用在教學(xué)儀器和工業(yè)安全培訓(xùn)等方面。如，英國(guó)的諾丁漢大學(xué)在教育和學(xué)術(shù)方面對(duì)虛擬仿真技術(shù)進(jìn)行了研究與探索，其目標(biāo)主要在于探索桌面虛擬仿真的輸入設(shè)備應(yīng)用上。此外，該小組還和其他學(xué)校緊密合作，將其仿真系統(tǒng)應(yīng)用在了特殊學(xué)生教育中。在中國(guó)，目前各個(gè)大學(xué)和科研機(jī)構(gòu)也廣泛采用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)建立虛擬場(chǎng)景進(jìn)行相關(guān)領(lǐng)域的教學(xué)與研究。例如：中國(guó)科技大學(xué)開發(fā)出第一套基于虛擬仿真的教學(xué)儀器系統(tǒng)——利用虛擬仿真技術(shù)進(jìn)行幾何光學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的開發(fā)，系統(tǒng)將計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)儀器的智能化儀器、計(jì)算機(jī)技術(shù)、虛擬仿真和物理教學(xué)儀器等有機(jī)結(jié)合，把物理教學(xué)儀器系統(tǒng)推進(jìn)到了新的領(lǐng)域；北京潤(rùn)尼爾網(wǎng)絡(luò)科技有限公司以北京郵電大學(xué)強(qiáng)勢(shì)的網(wǎng)絡(luò)、通訊、電子三門學(xué)科為基礎(chǔ)，采用JavaApplet技術(shù)、B/S結(jié)構(gòu)、J2EE框架，為解決高校日趨緊張的實(shí)驗(yàn)設(shè)備及實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地等實(shí)驗(yàn)教學(xué)問題，由北京郵電大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育技術(shù)研究所組織精英力量，經(jīng)過多年研究，開發(fā)出了配套的虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。通過對(duì)國(guó)內(nèi)、外的基于計(jì)算機(jī)仿真的虛擬現(xiàn)實(shí)教學(xué)應(yīng)用情況進(jìn)行對(duì)比，我們發(fā)現(xiàn)：當(dāng)前，國(guó)外基于計(jì)算機(jī)仿真的虛擬實(shí)驗(yàn)比國(guó)內(nèi)開發(fā)時(shí)間早，應(yīng)用相對(duì)成熟，不管是在仿真器材還是仿真軟件上都比較豐富、且功能較多；同時(shí)，國(guó)外很多成熟的仿真實(shí)驗(yàn)產(chǎn)品價(jià)格普遍偏高，且技術(shù)難度也不太適合本科學(xué)生，更適合研究所或工程師使用。盡管如此，我國(guó)還是有很多現(xiàn)行的成熟的計(jì)算機(jī)仿真軟件供我們選擇，這些成熟的仿真軟件具有界面友好、可擴(kuò)充性、支持二次開發(fā)等特性，甚至大多實(shí)現(xiàn)模塊化利于定制化實(shí)驗(yàn)的開發(fā)，基本上能滿足國(guó)內(nèi)高等院校實(shí)驗(yàn)教學(xué)需要及豐富的仿真實(shí)驗(yàn)需求。因此，國(guó)內(nèi)很多高校及科研院所普遍采用購(gòu)買成熟的仿真軟件產(chǎn)品，基于自身的仿真實(shí)驗(yàn)需求進(jìn)行對(duì)應(yīng)的二次開發(fā)，從而設(shè)計(jì)出適合自己的基于計(jì)算機(jī)仿真的虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，并得到了很好的應(yīng)用發(fā)展。就工業(yè)工程類實(shí)驗(yàn)課程而言，現(xiàn)在市面上流行的仿真軟件，如，F(xiàn)lexsim、witness、em-plan等都能提供給我們一個(gè)良好的仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，供我們?cè)谶@些平臺(tái)上進(jìn)行綜合性實(shí)踐項(xiàng)目的構(gòu)建和開發(fā)。
3基于計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式開發(fā)
在深度分析學(xué)生學(xué)習(xí)特點(diǎn)和企業(yè)真實(shí)需求的基礎(chǔ)上，基于建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論和混合式學(xué)習(xí)理論，按照社會(huì)發(fā)展對(duì)人才培養(yǎng)的要求，結(jié)合計(jì)算機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)的基本原則，借鑒信息化和項(xiàng)目教學(xué)、案例教學(xué)設(shè)計(jì)方法，探索出基于實(shí)踐項(xiàng)目、真實(shí)案例和工作任務(wù)的計(jì)算機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，實(shí)現(xiàn)了“教、學(xué)、做”一體化的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。該模式由“項(xiàng)目導(dǎo)入、制定計(jì)劃、實(shí)施計(jì)劃和成果展示與評(píng)價(jià)”4個(gè)環(huán)節(jié)組成，其中，計(jì)算機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)貫穿了該模式的所有環(huán)節(jié)。下面簡(jiǎn)單介紹該模式的具體實(shí)施方案。
（1）在“項(xiàng)目導(dǎo)入”環(huán)節(jié)，專業(yè)教師的活動(dòng)包括：借助選定的計(jì)算機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，導(dǎo)入項(xiàng)目任務(wù)及目標(biāo)、展示項(xiàng)目結(jié)果，讓學(xué)生對(duì)項(xiàng)目有一個(gè)直觀的認(rèn)識(shí)，然后再布置具體的實(shí)踐任務(wù)；利用計(jì)算機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，讓學(xué)生明確自己應(yīng)當(dāng)完成的具體任務(wù)和完成任務(wù)后可以獲得哪些知識(shí)以及達(dá)到什么樣的技能水平；在充分考慮學(xué)生的現(xiàn)有知識(shí)和能力水平的基礎(chǔ)上，適當(dāng)采取分工協(xié)作方式，安排具體的任務(wù)完成時(shí)間及成果的評(píng)定方法等。
（2）在“制定計(jì)劃”環(huán)節(jié)，學(xué)生的活動(dòng)包括：通過自主學(xué)習(xí)、分工協(xié)作等方式，對(duì)具體實(shí)踐項(xiàng)目的目標(biāo)、任務(wù)進(jìn)行分析；確定任務(wù)所涉及的專業(yè)方法和技能手段，充分應(yīng)用已掌握的專業(yè)知識(shí)和能力，借助計(jì)算機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，設(shè)計(jì)出仿真實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ蛶椭鷽Q策與優(yōu)化；確定仿真實(shí)驗(yàn)任務(wù)的實(shí)施步驟，為仿真實(shí)驗(yàn)任務(wù)的實(shí)施做好充分的準(zhǔn)備。
（3）在“實(shí)施計(jì)劃”環(huán)節(jié)，學(xué)生的活動(dòng)包括：在計(jì)算機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上，按照擬定的計(jì)劃，逐步完成實(shí)踐項(xiàng)目的仿真任務(wù)；在完成實(shí)踐項(xiàng)目仿真任務(wù)的過程中，學(xué)生通過應(yīng)用所學(xué)專業(yè)知識(shí)和技能，建構(gòu)自己的專業(yè)知識(shí)，從而幫助自己養(yǎng)成專業(yè)素養(yǎng)。
（4）在“展示與評(píng)價(jià)”環(huán)節(jié)，學(xué)生的工作包括：在計(jì)算機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上展示自己的實(shí)踐項(xiàng)目仿真成果；參與討論和評(píng)價(jià)；通過對(duì)比分析，學(xué)生對(duì)自己的實(shí)踐項(xiàng)目展開進(jìn)一步的仿真優(yōu)化處理。
4結(jié)語(yǔ)
將計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)與項(xiàng)目教學(xué)、案例教學(xué)更加緊密的結(jié)合起來(lái)，能夠更好的實(shí)現(xiàn)“教、學(xué)、做”一體化，并且，在顯著改善實(shí)驗(yàn)教學(xué)條件、提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果的同時(shí)，減少了設(shè)備消耗，尤其是耗材的使用量，節(jié)省了實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)，而且克服了時(shí)間與空間上的限制，使工業(yè)工程綜合實(shí)驗(yàn)課的開課率和學(xué)生的專業(yè)綜合能力得到顯著提升。計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方面的應(yīng)用前景廣泛,值得深入研究。
作者：趙燦燦 單位：首都經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué)安全與環(huán)境工程學(xué)院
摘要:進(jìn)入新時(shí)期以來(lái)，得益于計(jì)算機(jī)技術(shù)不斷進(jìn)步，仿真技術(shù)成為了當(dāng)前其主要發(fā)展趨勢(shì)。這是因?yàn)榻柚谠撚?jì)算機(jī)技術(shù)，使得人們能夠通過構(gòu)建精準(zhǔn)而逼真的模型實(shí)現(xiàn)對(duì)物體進(jìn)行三維圖像模擬，這一優(yōu)勢(shì)使其迅速被應(yīng)用各行各業(yè)生產(chǎn)建設(shè)中去。而信息處理作為計(jì)算機(jī)重要的基礎(chǔ)組成，仿真技術(shù)在很大程度上依賴于其，因而可以說這二者有著極為密切聯(lián)系。對(duì)此，本文將基于筆者多年計(jì)算機(jī)研究實(shí)踐，對(duì)計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)進(jìn)行概述，并分析該技術(shù)，最后在探究其與信息處理的結(jié)合。
關(guān)鍵詞:計(jì)算機(jī);仿真技術(shù);信息處理;結(jié)合;探究
1計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)概述
計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)(ComputerSimulation)指的是通過運(yùn)用建模、仿真以及圖像處理分析等方式把不可視的物體轉(zhuǎn)變成為可視形象化模擬，從而使得人們能夠借助于此了解該物體性質(zhì)、規(guī)律等。結(jié)合實(shí)踐來(lái)看，建?？梢哉f是該技術(shù)的重要組成部分，通過建?？梢詫?shí)現(xiàn)在實(shí)際情況下難以或無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)物體內(nèi)部構(gòu)造模擬，隨后再輔以相關(guān)技術(shù)，讓我們能夠全面而準(zhǔn)確地掌握物體。正是憑借于這一優(yōu)勢(shì)，使得計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)被廣泛地應(yīng)用到諸如建筑、航天、交通以及制造等多種行業(yè)，并逐漸成為行業(yè)中不可獲取重要技術(shù)。
2計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)分析
計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)就是通過計(jì)算機(jī)對(duì)物體進(jìn)行虛擬模擬的技術(shù)，結(jié)合實(shí)踐來(lái)看，其主要涉及建模思想、圖像處理分析與數(shù)字化等技術(shù)。通過研究可知，該技術(shù)在運(yùn)用過程中一般經(jīng)歷以下幾個(gè)步驟:
2．1對(duì)物體進(jìn)行數(shù)據(jù)模型構(gòu)建
實(shí)踐中，計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)運(yùn)用第一個(gè)步驟便是對(duì)物體進(jìn)行數(shù)據(jù)模型構(gòu)建。在此過程中，主要使用歸納與演繹兩種分析方法，有時(shí)我們只需單獨(dú)使用某一方法便可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)模型構(gòu)建，有時(shí)則需要將這二者結(jié)合，這需要技術(shù)人員根據(jù)相關(guān)要求決定。以演繹法為例，首先計(jì)算機(jī)將物體模擬的數(shù)字化數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，隨后系統(tǒng)在此基礎(chǔ)上根據(jù)所設(shè)定參數(shù)對(duì)上述數(shù)據(jù)開展演繹分析，將該物體數(shù)據(jù)模型構(gòu)建起來(lái)。
2．2物體仿真模型實(shí)現(xiàn)
當(dāng)物體數(shù)據(jù)模型構(gòu)建起來(lái)后，技術(shù)人員需要對(duì)其進(jìn)行仿真模型實(shí)現(xiàn)。簡(jiǎn)單來(lái)說，就是技術(shù)人員通過使用編程語(yǔ)將所構(gòu)建數(shù)據(jù)模型進(jìn)行程序化處理，從而使得該模型實(shí)現(xiàn)仿真。需要注意的是，在物體仿真模型實(shí)現(xiàn)時(shí)，所使用編程語(yǔ)言眾多，技術(shù)人員必須在充分結(jié)合數(shù)據(jù)模型特征以及相關(guān)要求基礎(chǔ)上進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，隨后準(zhǔn)確地使用編程語(yǔ)言將其模型化，最后通過程序化管理，確保仿真模型實(shí)現(xiàn)。
2．3仿真模型驗(yàn)證
在上述工作完成后，為了確保所構(gòu)建物體仿真模型有效性，技術(shù)人員需要對(duì)其進(jìn)行驗(yàn)證。此項(xiàng)工作的重點(diǎn)主要是在于對(duì)該模型中數(shù)據(jù)根據(jù)相關(guān)方法開展驗(yàn)證，隨后技術(shù)人員根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)驗(yàn)證結(jié)果進(jìn)行判斷，從而確定該仿真模型是否達(dá)到要求。
3計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)與信息處理結(jié)合探究
正如上文所述，計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的實(shí)現(xiàn)在很大程度上依賴于信息處理，將二者相結(jié)合對(duì)仿真來(lái)說不但有助于有效地提升其效果，同時(shí)也可以使得仿真實(shí)驗(yàn)功能不斷完善;而對(duì)于信息處理而言，則可以在把抽象的信息進(jìn)行可視化、虛擬真實(shí)化處理前提下，有效地提高其處理準(zhǔn)確性以及效率。有鑒于此，加強(qiáng)二者地結(jié)合與應(yīng)用逐漸成為了當(dāng)前主要發(fā)展趨向。對(duì)此，下面筆者將二者一些結(jié)合進(jìn)行簡(jiǎn)單闡述。
3．1計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)與光信息處理結(jié)合
光信息處理具有速度快、容量大、可并行等優(yōu)點(diǎn)，是一類極為先進(jìn)的信息處理技術(shù)。而計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)二維圖像信息的處理有著顯著的優(yōu)勢(shì)，將二者進(jìn)行有效結(jié)合，可以有效識(shí)別圖像特征、增強(qiáng)圖像處理能力。例如CAI、CAD等軟件都是現(xiàn)階段科學(xué)研究工程實(shí)際的新手段。
3．2計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)與軟件信息處理結(jié)合
除了上述與光信息處理相結(jié)合外，計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)與軟件信息處理結(jié)合也是當(dāng)前極為重要的一種形式，而在此其中以matlab軟件最為典型。該軟件作為計(jì)算機(jī)重要軟件之一，不但涉及矩陣運(yùn)算以及信息處理等眾多方面，同時(shí)還具有很高的靈活性。除此之外，該軟件在信息處理上還具有諸如運(yùn)算安全性高、輸入快捷以及功能豐富等諸多優(yōu)點(diǎn)，因而使得其成為了當(dāng)前計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)與軟件信息處理重要的結(jié)合與應(yīng)用。結(jié)合實(shí)踐來(lái)看，技術(shù)人員在運(yùn)用matlab軟件時(shí)，首先將所要處理的信息輸入到其中，隨后該軟件按照相關(guān)設(shè)定開展仿真模擬，然后計(jì)算機(jī)在此基礎(chǔ)上對(duì)信息開展可視化處理，如此一來(lái)將極大程度地提升信息處理工作準(zhǔn)確性以及效率。
4結(jié)束語(yǔ)
總而言之，計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)是現(xiàn)階段應(yīng)用較為廣泛的計(jì)算機(jī)技術(shù)，并且定將在未來(lái)發(fā)展的道路上越走越遠(yuǎn)。而對(duì)于信息處理來(lái)說，大部分信息處理技術(shù)已被植入到計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)當(dāng)中，將二者相互結(jié)合起來(lái)，不能呈現(xiàn)出巨大的優(yōu)勢(shì)，并且極具發(fā)展空間，具有極為廣闊的研究?jī)r(jià)值。
作者：高曉星 單位：河北省石家莊經(jīng)濟(jì)學(xué)院
【摘要】隨著控制理論、計(jì)算技術(shù)、計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的飛速發(fā)展,系統(tǒng)科學(xué)研究的深入,計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)已經(jīng)逐漸發(fā)展為一門新的學(xué)科。信息處理技術(shù)的突飛猛進(jìn),更使得仿真技術(shù)得到了迅速發(fā)展。計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)是分析和研究系統(tǒng)運(yùn)行行為、揭示系統(tǒng)動(dòng)態(tài)過程和運(yùn)動(dòng)規(guī)律的一種重要手段和方法。本文分析了轎車產(chǎn)品的特點(diǎn)，研究了計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在轎車全生命周期中不同階段的應(yīng)用現(xiàn)狀，以及相關(guān)技術(shù)思想的發(fā)展。
【關(guān)鍵詞】計(jì)算機(jī)；仿真技術(shù)；轎車；發(fā)展
1前言
計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)是一門利用計(jì)算機(jī)軟件模擬實(shí)際環(huán)境進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)的技術(shù)。它具有經(jīng)濟(jì)、可靠、實(shí)用、安全、靈活、可多次重復(fù)使用的優(yōu)點(diǎn),已經(jīng)成為對(duì)許多復(fù)雜系統(tǒng)進(jìn)行分析、設(shè)計(jì)、試驗(yàn)、評(píng)估的必不可少的手段。它是以數(shù)學(xué)理論為基礎(chǔ),以計(jì)算機(jī)和各種物理設(shè)施為設(shè)備工具,利用系統(tǒng)模型對(duì)實(shí)際的或設(shè)想的系統(tǒng)進(jìn)行試驗(yàn)仿真研究的一門綜合技術(shù)。
2計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的發(fā)展
計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)主要是隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、計(jì)算技術(shù)、圖形圖像技術(shù)、復(fù)雜系統(tǒng)建模技術(shù)和專業(yè)建模技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展的。從歷史上看,計(jì)算機(jī)仿真大致經(jīng)歷了四個(gè)發(fā)展階段:
2.1模型試驗(yàn)
最原始的仿真思想,其模型試驗(yàn)是基于物理模型進(jìn)行的,缺乏柔性和精度。
2.2數(shù)字化仿真
采用計(jì)算機(jī)進(jìn)行分析計(jì)算,但是計(jì)算結(jié)果表達(dá)局限于記錄文件和圖表上,缺乏直觀形象。
2.3圖像化仿真
大量采用豐富的圖形圖像技術(shù)來(lái)表達(dá)仿真結(jié)果,如三維圖形。
2.4虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)
不光采用三維圖形技術(shù)表達(dá)計(jì)算結(jié)果,而且采用特殊裝置,如戴上三維數(shù)據(jù)頭盔,觸摸儀器等,使人有身臨其境的效果。
3計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的關(guān)鍵
目前,計(jì)算機(jī)仿真計(jì)算的關(guān)鍵技術(shù)主要包括:
3.1面向?qū)ο蟮姆抡?
(object-OrientedSimulation-OOS)其主要是將整個(gè)系統(tǒng)的功能設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)歸屬為對(duì)對(duì)象的操作及對(duì)象信息的彼此綜合利用來(lái)實(shí)現(xiàn),對(duì)象間信息的傳送引起了系統(tǒng)的活動(dòng)。
3.2分布交互仿真
(DistributedInteractiveSimulation-DIS)主要是通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)將分散在各地的仿真設(shè)備互連,構(gòu)成時(shí)間與空間互相耦合的虛擬仿真環(huán)境。
3.3智能仿真
(IntelligenceSimulation-IS)主要是以知識(shí)為核心和人類思維行為作背景的智能技術(shù),引入整個(gè)建模與仿真過程,構(gòu)造各處基本知識(shí)的開發(fā)途徑。是人工智能(如專家系統(tǒng)、知識(shí)工程、模式識(shí)別、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等)與仿真技術(shù)(如仿真模型、仿真算法、仿真語(yǔ)言、仿真軟件等)的集成化。
3.4人機(jī)和諧仿真
主要包括可視化仿真、多媒體仿真、虛擬現(xiàn)實(shí)仿真。[1]
4計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用
汽車產(chǎn)業(yè)是我國(guó)的支柱產(chǎn)業(yè)之一，具有極大的發(fā)展?jié)摿?。尤其是在轎車生產(chǎn)方面同其他發(fā)達(dá)國(guó)家相比還有很大差距，入世必然會(huì)對(duì)我國(guó)的民族轎車工業(yè)產(chǎn)生一定的沖擊。為了抵御這種沖擊，迫切要求我們認(rèn)真分析世界轎車工業(yè)發(fā)展的新趨勢(shì)，學(xué)習(xí)和借鑒其中的新思想和新技術(shù)，使我國(guó)的轎車產(chǎn)業(yè)能夠順利地同國(guó)際接軌，爭(zhēng)取在未來(lái)的競(jìng)爭(zhēng)中處于有利的位置。目前世界轎車工業(yè)的激烈競(jìng)爭(zhēng)集中反映在降低生產(chǎn)成本上，即以價(jià)格優(yōu)勢(shì)去爭(zhēng)奪市場(chǎng)。圍繞著成本的降低，出現(xiàn)了許多新的發(fā)展趨勢(shì)，如開發(fā)周期縮短化、生產(chǎn)管理精益化、目標(biāo)成本控制化、零部件采購(gòu)全球化等等。在這種情況下，傳統(tǒng)的轎車設(shè)計(jì)開發(fā)過程顯得周期過長(zhǎng)、成本過高、而且效率低下，已經(jīng)很難適應(yīng)激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的需要。為了解決這些問題，各種新的思想和技術(shù)紛紛出現(xiàn)，并被各大轎車生產(chǎn)廠家所采用，其中計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)就是被廣泛應(yīng)用的技術(shù)之一。仿真技術(shù)是出自對(duì)系統(tǒng)研究的需要，用系統(tǒng)的模型對(duì)真實(shí)的或設(shè)計(jì)中的系統(tǒng)進(jìn)行試驗(yàn)，以達(dá)到分析、研究和設(shè)計(jì)該系統(tǒng)的目的而計(jì)算機(jī)仿真就是利用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)，對(duì)待分析的系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)字建模，并根據(jù)需要編制相應(yīng)的程序?qū)ο到y(tǒng)模型進(jìn)行仿真分析的過程。計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)為轎車產(chǎn)品的設(shè)計(jì)開發(fā)提供了強(qiáng)有力的工具和手段。通過將計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)全面應(yīng)用于轎車產(chǎn)品的設(shè)計(jì)開發(fā)過程，使得在設(shè)計(jì)階段即可以對(duì)產(chǎn)品的全生命周期進(jìn)行分析和測(cè),[2]從而保證了產(chǎn)品的制造要求、使用要求、維護(hù)要求、銷毀要求等。由于其先進(jìn)性和革命性，計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)已經(jīng)得到汽車界的廣泛重視。如福特公司第一輛樣車定型之前，已經(jīng)完成了全部仿真分析的95%以上，可以在工程開發(fā)階段節(jié)省四千多萬(wàn)美元，在制造階段節(jié)省超過十億美元。通用公司由于在轎車設(shè)計(jì)開發(fā)過程中全面采用了計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)，使得開發(fā)時(shí)間由原來(lái)的39個(gè)月減少到24個(gè)月奔馳汽車公司1998年之前已經(jīng)完成了數(shù)字化轎車的設(shè)計(jì)，并實(shí)現(xiàn)了較強(qiáng)的虛擬顯示技術(shù)，可以在設(shè)計(jì)階段對(duì)轎車的總體性能匹配和車身系統(tǒng)布置設(shè)計(jì)等進(jìn)行仿真分析、評(píng)價(jià)和改進(jìn)。
4.1計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在轎車方案階段的應(yīng)用
方案階段的主要任務(wù)是根據(jù)市場(chǎng)的發(fā)展和客戶的需求等信息進(jìn)行需求定義，包括參考樣車選型、系統(tǒng)功能定義、技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)等等。在方案階段實(shí)際系統(tǒng)并不存在，設(shè)計(jì)人員根據(jù)不同的功能模型建立系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)模型，以便于比較不同方案的優(yōu)劣。盡管此時(shí)模型的粒度較粗，但仍可為設(shè)計(jì)人員提供不同方案下的比較分析結(jié)果，并為進(jìn)一步的設(shè)計(jì)提供決策依據(jù)。例如，轎車的技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)就是在方案階段，對(duì)轎車產(chǎn)品的技術(shù)質(zhì)量信息、成本信息以及競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手信息進(jìn)行建模，并在此基礎(chǔ)上運(yùn)用合適的理論方法綜合處理這些模型，從而產(chǎn)生出可以對(duì)設(shè)計(jì)、管理與決策提供依據(jù)的綜合知識(shí)。
4.2計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在轎車設(shè)計(jì)階段的應(yīng)用
在轎車的設(shè)計(jì)階段，各種CAD/DAE工具已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用，具有比較完善的數(shù)字化基礎(chǔ)。因此這個(gè)階段的仿真活動(dòng)是同這些計(jì)算機(jī)輔助工具緊密結(jié)合的，甚至可以直接將CAD產(chǎn)品模型作為仿真模型輸入，即由CAD軟件來(lái)完成仿真建模工作，實(shí)現(xiàn)了部分的信息集成。這種信息集成是以一些圖形信息交互標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)的，常用的格式有IGES、STEP等。但在實(shí)際使用時(shí)，由于各種軟件對(duì)這些標(biāo)準(zhǔn)支持程度的差別，某些情況下CAD模型直接導(dǎo)入到仿真軟件中會(huì)產(chǎn)生部分信息丟失現(xiàn)象，需要進(jìn)行必要的修補(bǔ)工作后才能進(jìn)行仿真分析。隨著信息集成技術(shù)的發(fā)展，這些問題將會(huì)得到很好的解決。[3]
4.3計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在轎車制造階段的應(yīng)用
這里的制造主要是從技術(shù)角度出發(fā)，對(duì)產(chǎn)品的制造工藝的進(jìn)行數(shù)值模擬與優(yōu)化，對(duì)制造裝備的進(jìn)行數(shù)值模擬與改進(jìn)。典型的如轎車車身覆蓋件沖壓成型工藝的數(shù)值模擬、模具型面拋光仿真等等。以轎車車身覆蓋件沖壓成型工藝為例，轎車中金屬?zèng)_壓件占到總重量的3/4，整個(gè)轎車的開發(fā)周期中，近40%的時(shí)間用于車身的設(shè)計(jì)和定型。采用傳統(tǒng)的試錯(cuò)方法來(lái)解決沖壓成型中的工藝問題已經(jīng)無(wú)法滿足現(xiàn)代轎車生產(chǎn)的需要。[4]在計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的支持下，通過在計(jì)算機(jī)上建立數(shù)字化模型，用有限元方法進(jìn)行成型模擬，可以全面了解板料在成型過程中的應(yīng)力、應(yīng)變及厚度分布，預(yù)測(cè)成型缺陷，從而給設(shè)計(jì)人員提供進(jìn)行工藝分析和模具設(shè)計(jì)的科學(xué)依據(jù)。通常所用的仿真/分析軟件有CATIA、ANSYS、ADAMS、SIMPACK等。在西方發(fā)達(dá)國(guó)家，板料沖壓成型的數(shù)值模擬技術(shù)已經(jīng)稱為縮短模具產(chǎn)品研制周期、提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本的必不可少的手段和工具。
4.4計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在轎車生產(chǎn)線階段的應(yīng)用
計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在轎車生產(chǎn)線階段的主要應(yīng)用包括確定生產(chǎn)管理控制策略、車間層的設(shè)計(jì)和調(diào)度、庫(kù)存的規(guī)劃管理等。其中用于生產(chǎn)管理控制策略的仿真包括確定有關(guān)參數(shù)以及用于不同控制策略之間的比較；用于車間設(shè)計(jì)和調(diào)度的仿真主要用于對(duì)各種可能方案進(jìn)行分析評(píng)價(jià)，進(jìn)而選擇出最優(yōu)方案；用于庫(kù)存管理的仿真主要目的為確定訂貨策略、確定訂貨點(diǎn)和訂貨批量、確定倉(cāng)庫(kù)的分布、以及確定安全庫(kù)存水平等等。[5]
4.5計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在轎車銷售階段的應(yīng)用
在轎車的銷售階段，可以根據(jù)收集到的客戶和對(duì)手的信息，通過計(jì)算機(jī)仿真手段來(lái)分析和比較各種方案，進(jìn)而調(diào)整市場(chǎng)價(jià)格、制訂銷售策略等等。[6]
4.6計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在轎車使用階段的應(yīng)用
轎車的使用階段，可以通過計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)對(duì)用戶進(jìn)行駕駛培訓(xùn)、維修培訓(xùn)等。同生產(chǎn)設(shè)計(jì)階段的仿真相比，這種面向用戶的仿真大量應(yīng)用了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，由計(jì)算機(jī)全部或部分生成的多維感覺環(huán)境，使參與者產(chǎn)生沉浸感。通過這個(gè)虛擬環(huán)境，人們可以進(jìn)行觀察、感知和決策等活動(dòng)。[7]
4.7計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在轎車回收階段的應(yīng)用
在回收階段，計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)可以用于對(duì)產(chǎn)品拆卸分解過程提供決策支持。嚴(yán)格的說，產(chǎn)品的可拆卸性應(yīng)該是在設(shè)計(jì)階段就予以考慮的因素。產(chǎn)品材料的使用和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的合理性，直接影響廢舊產(chǎn)品的可拆卸和回收價(jià)值。利用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)對(duì)產(chǎn)品回拆卸序列的分析和優(yōu)化，可以對(duì)現(xiàn)有產(chǎn)品給出最大回收價(jià)值的拆卸方案。
作者：孫斌 單位：沈陽(yáng)理工大學(xué)汽車與交通學(xué)院
摘要：電路原理是電子信息類專業(yè)的必修課，具有理論性和邏輯性強(qiáng)、推導(dǎo)嚴(yán)謹(jǐn)，公式繁雜的特點(diǎn)，所以在電路原理教學(xué)中教學(xué)的任務(wù)中，教學(xué)難度大，教學(xué)的效果不理想。尤其是傳統(tǒng)的教學(xué)模式難以滿足教學(xué)的目標(biāo)和效果。進(jìn)行教學(xué)方式和方法的改善有重要的意義。因此，計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在電路原理的教學(xué)中受到極大的歡迎。本文從傳統(tǒng)電路原理教學(xué)中存在的問題角度進(jìn)行分析，探討計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的特點(diǎn)、計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用以及獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，希望能對(duì)電子信息行業(yè)的工作者有一定的幫助。
關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)；電路原理教學(xué)；Multisin應(yīng)用
在高校的電子信息類專業(yè)中，電路原理教學(xué)是一門基礎(chǔ)課程，對(duì)學(xué)生專業(yè)知識(shí)和技能的掌握具有重要的意義[1]。然而由于抽象性較強(qiáng)、難度較大等原因教學(xué)的效果不理想。近年來(lái)隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)也逐漸普及開來(lái)，計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在高校教學(xué)中的比重越來(lái)越大，有利于提高教學(xué)的效果和質(zhì)量[2]。
一、傳統(tǒng)電路原理教學(xué)中存在的問題
電路原理教學(xué)需要作圖進(jìn)行授課，抽象性強(qiáng)。但是傳統(tǒng)的教學(xué)模式難以滿足教學(xué)的要求，教學(xué)的效果低下。首先是理論性強(qiáng)、抽象。電路原理教學(xué)需要學(xué)生對(duì)電路、元件等等各個(gè)環(huán)節(jié)都要熟悉，比較注重原理概念性的教學(xué)。同時(shí)還需要學(xué)生進(jìn)行大量的計(jì)算推導(dǎo)和聯(lián)想，將抽象的東西轉(zhuǎn)化為具體的事物，所以整個(gè)課堂氣氛沉悶，學(xué)生感到枯燥乏味，教學(xué)效果不理想[3]。其次是在電路原理的教學(xué)過程中，需要畫大量的電路圖，通過圖形來(lái)進(jìn)行講解。在傳統(tǒng)的黑板教學(xué)中，圖形復(fù)雜導(dǎo)致畫圖不精確，另外也浪費(fèi)了大量的課堂時(shí)間，整節(jié)課沒有很好地利用，教學(xué)的效率不高。最后，傳統(tǒng)的課堂教學(xué)實(shí)驗(yàn)中，難免會(huì)出現(xiàn)儀器的故障、電子元件的損壞等情況，影響實(shí)驗(yàn)的正常開展，不僅浪費(fèi)了上課的時(shí)間，也造成了資金的浪費(fèi)，打擊了學(xué)生的動(dòng)手積極性和參與性，制約了教學(xué)工作的開展和完成。在這種形勢(shì)下，加強(qiáng)對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)模式的改革尤為重要。在目前的高校電子信息類專業(yè)教學(xué)中，計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，教學(xué)的效果大幅度提高。
二、計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的特點(diǎn)
第一是更加生動(dòng)直觀，便于學(xué)生理解。傳統(tǒng)的教學(xué)模式以黑板教學(xué)為主，圖形復(fù)雜，注重理性的分析，學(xué)生很難接受。在電路原理教學(xué)中引入計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)，可以將繁復(fù)的電路圖等資料詳細(xì)地繪制出來(lái)，具備直觀、生動(dòng)的界面，學(xué)生也更容易接受，有利于學(xué)生的理解和記憶。
第二是為電路原理教學(xué)提供了多重的手段。傳統(tǒng)的教學(xué)理論型較強(qiáng)，需要經(jīng)過嚴(yán)謹(jǐn)?shù)耐茖?dǎo)和大量的計(jì)算，學(xué)習(xí)的難度較大。在教學(xué)中應(yīng)用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)，可以把許多元件細(xì)致地描繪出來(lái)，而且更加的齊全，為學(xué)生的學(xué)習(xí)提供了便利。另外，計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)功能強(qiáng)大，不但可以保存各種工作狀態(tài)中的電路數(shù)據(jù)，還可以打印出來(lái)進(jìn)行教學(xué)。最重要的就是當(dāng)電路中出現(xiàn)短路或其他故障時(shí)，計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)可以進(jìn)行提前的預(yù)防和提醒。
第三是為課堂教學(xué)提供簡(jiǎn)單有效的實(shí)驗(yàn)方法。在電路原理教學(xué)活動(dòng)中，實(shí)驗(yàn)是必不可少的一個(gè)環(huán)節(jié)，對(duì)鞏固知識(shí)具有重要意義。在教學(xué)中引進(jìn)計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)，保證了成本的低投入，學(xué)生的實(shí)驗(yàn)過程避免受到其他不必要因素的影響，保證了實(shí)驗(yàn)過程的順利開展和完成。另外，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中，不會(huì)造成原料和器材的損壞浪費(fèi)，可進(jìn)行長(zhǎng)期的、反復(fù)的實(shí)驗(yàn)。計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)幫助學(xué)生學(xué)習(xí)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，提高教學(xué)的效果。
三、計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在電路原理教學(xué)中的應(yīng)用
一方面計(jì)算機(jī)是一種智能化的工具，在電路原理教學(xué)中，能夠自動(dòng)建立電路運(yùn)算方程，并且進(jìn)行計(jì)算，將結(jié)果通過圖形的方式表達(dá)出來(lái)。因此，在電路原理教學(xué)中，引用Multisin（電路仿真軟件）軟件進(jìn)行教學(xué)活動(dòng)，可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的參與能力和動(dòng)手操作的能力，有利于幫助學(xué)生直觀地了解掌握知識(shí)，提高教學(xué)的效果。
另一方面Multisin軟件具備齊全的電子元件，并且可以進(jìn)行長(zhǎng)期的實(shí)驗(yàn)而不必?fù)?dān)心器材和原料的損壞，資金投入較少。另外，Multisin軟件的功能齊全，可以進(jìn)行各種類型的仿真電路實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，得到詳細(xì)的數(shù)據(jù)報(bào)告和圖形，并且可以將Multisin軟件和多媒體技術(shù)相結(jié)合，在大屏幕上演示整個(gè)實(shí)驗(yàn)的過程，讓學(xué)生更加直觀地參與、了解電路的原理，掌握專業(yè)的知識(shí)和技能[4]。
再者，因?yàn)樯鐣?huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和對(duì)人才的需求，Multisin軟件應(yīng)用于電路原理教學(xué)已經(jīng)成為一種趨勢(shì)，對(duì)于高校教學(xué)工作具有重要意義。Multisin軟件是一款專門針對(duì)于電路設(shè)計(jì)和仿真的工具類軟件，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和多媒體技術(shù)的發(fā)展，Multisin軟件在國(guó)內(nèi)和國(guó)外的電子行業(yè)應(yīng)用的范圍越來(lái)越廣泛，已經(jīng)成為高校電子信息類專業(yè)教師和學(xué)生進(jìn)行授課和學(xué)習(xí)的教學(xué)工具。
四、Multisin軟件在電路原理教學(xué)中的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)
第一是有助于幫助學(xué)生加強(qiáng)對(duì)基本概念和原理的理解和掌握。電路原理課程具有銜接性和實(shí)踐性，因此在高校的教學(xué)活動(dòng)中，通過將Multisin軟件和PPT相結(jié)合的方式，制作一個(gè)教學(xué)用的多媒體課件，并在課件中標(biāo)明重點(diǎn)和難點(diǎn)。在教學(xué)過程中，理論部分的學(xué)習(xí)通過PPT幻燈片制成文字進(jìn)行授課；在實(shí)驗(yàn)部分，依賴于Multisin軟件強(qiáng)大的仿真能力，利用圖形、視頻、現(xiàn)場(chǎng)操作等方式對(duì)學(xué)生進(jìn)行演示，將抽象的、邏輯性較強(qiáng)的文字轉(zhuǎn)變成生動(dòng)的、具體的圖像，實(shí)現(xiàn)理論和實(shí)踐的良好配合。另外，在PPT幻燈片的制作過程中，可以將電路原理的仿真過程穿插到課件當(dāng)中，使整個(gè)多媒體課件內(nèi)容豐富，文字圖形的協(xié)調(diào)搭配為課件增添了吸引力，同時(shí)能夠讓學(xué)生直觀地接受知識(shí)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和動(dòng)手操作能力，保證教學(xué)活動(dòng)的正常開展和完成，促使電路原理教學(xué)實(shí)現(xiàn)改革和完善。
第二是有利于學(xué)生自己分析解決問題，提高自主能力。在“電路原理教學(xué)”中，運(yùn)算量大，公式的運(yùn)用和推導(dǎo)復(fù)雜，造成整個(gè)電路的工作原理十分的抽象和枯燥，難以集中學(xué)生的學(xué)習(xí)注意力。其次，教師在授課過程中進(jìn)行純理論知識(shí)的灌輸，用文字對(duì)電路工作的原理進(jìn)行分析和講授，學(xué)生往往是難以接受，教師的“教”和學(xué)生的“學(xué)”之間脫節(jié)，抑制了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，教學(xué)的效果不理想。只有將理論變得生動(dòng)和具體，抽象變得形象化，學(xué)生對(duì)知識(shí)有充分的興趣，主動(dòng)地參與課堂，才能夠更好地學(xué)習(xí)和掌握電路原理，完成教學(xué)的任務(wù)和進(jìn)度。因此，在教學(xué)中引入Multisin軟件，利用Multisin軟件獨(dú)特的電路分析的能力，例如運(yùn)算放大器對(duì)數(shù)據(jù)的放大性能分析等等，學(xué)生可以自主地發(fā)現(xiàn)并解決出現(xiàn)的問題，并在實(shí)驗(yàn)的過程中通過多次反復(fù)的實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證結(jié)論，提高學(xué)生獨(dú)自分析問題的能力，將對(duì)電路原理的學(xué)習(xí)從理性的認(rèn)識(shí)上升到感性的認(rèn)識(shí)。
第三是有利于幫助學(xué)生掌握電路的結(jié)構(gòu)。在電路原理教學(xué)中，需要繪制復(fù)雜的電路圖來(lái)進(jìn)行授課和設(shè)計(jì)。但是在傳統(tǒng)的教學(xué)活動(dòng)中，電路原理是通過黑板教學(xué)完成的，用手繪圖形保證不了電路繪制的準(zhǔn)確性。另外，手繪圖形的復(fù)雜導(dǎo)致學(xué)生難以辨認(rèn)，無(wú)法集中學(xué)生的注意力，造成上課的效果低下。在教學(xué)中應(yīng)用Multisin軟件后，情況大大改善。因?yàn)樵贛ultisin軟件的元器件庫(kù)中，具備數(shù)量齊全的各種電子元件，在進(jìn)行電路原理教學(xué)中所需的電子元件都可以找到，而且元件的大小并不是固定的，可以根據(jù)實(shí)際教學(xué)和實(shí)驗(yàn)所需的參數(shù)和大小進(jìn)行更換。因此在教學(xué)中繪制電路圖的效率和速度大幅度的提高，并且還可以隨時(shí)地增刪。與黑板教學(xué)相比，Multisin軟件仿真技術(shù)具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，成為電子信息類專業(yè)教學(xué)中的主流工具。再者，利用Multisin軟件繪制完電路圖之后，可以直接將電路圖進(jìn)行課堂的演示，在教學(xué)中對(duì)電路圖進(jìn)行仿真分析，幫助學(xué)生更加了解電路的結(jié)構(gòu)和各個(gè)元器件的作用，集中學(xué)生的注意力，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和能動(dòng)性，提高教學(xué)的效果。
五、結(jié)束語(yǔ)
傳統(tǒng)的教學(xué)模式和教學(xué)的手段已經(jīng)難以適應(yīng)時(shí)代的潮流，所以進(jìn)行教學(xué)方式的改進(jìn)和完善，應(yīng)用先進(jìn)的技術(shù)輔助教學(xué)是非常有必要的。電路原理這門課程的理論性和操作性強(qiáng)，學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中因?yàn)橹R(shí)比較抽象而感到難度過大，因此在教學(xué)中運(yùn)用Mul-tisin仿真技術(shù)輔助教學(xué)是非常有作用的。Multisin軟件將抽象的理論文字轉(zhuǎn)換成直觀的、具體的圖形和圖像，并且針對(duì)教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)充分利用自身獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)和PPT軟件相結(jié)合，制作內(nèi)容豐富、生動(dòng)的課件，幫助學(xué)生更好地進(jìn)行學(xué)習(xí)，了解和掌握專業(yè)的知識(shí)。將傳統(tǒng)的教學(xué)和先進(jìn)技術(shù)相結(jié)合，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，提高了教學(xué)的效果，促進(jìn)了電子類專業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。
作者：劉增磊1 高愛蓮1 王棟2 陳娟3 單位：1.南陽(yáng)理工學(xué)院 2.山東交通學(xué)院 3.國(guó)網(wǎng)山東禹城市供電公司
