時間：2022-07-16 12:52:51
序論：在您撰寫計算機仿真技術論文時，參考他人的優(yōu)秀作品可以開闊視野，小編為您整理的7篇范文，希望這些建議能夠激發(fā)您的創(chuàng)作熱情，引導您走向新的創(chuàng)作高度。
對于教學安全主要是針對實踐操作部分，機床作為機械結構，一旦出現(xiàn)事故，輕則機器損壞，重則出現(xiàn)傷亡事件，這樣的事件已經(jīng)給了我們血的教訓。例如，某高校機械專業(yè)學生在企業(yè)實習期間由于操作失誤，直接導致手臂被機械結構嚴重損傷，最終不得不截肢。如何避免機械事故發(fā)生是學生在實踐操作部分最需要注意的問題，因此很多學校非常強調安全問題。傳統(tǒng)教學中，由于學生在上機床實際操作之前并沒有對機床的運動情況有很清楚的了解，很容易導致事故的發(fā)生，因此很多院校在進行數(shù)控實訓操作的時候，多是恐懼危險的發(fā)生而走走形式，真正實際進行操作，并能夠加工出零件的比較少，除非是學校為了讓學生參加比賽而培訓數(shù)量比較少的學生，難以達到教學計劃中關于實踐教學部分的實際要求。而采用計算機仿真技術的數(shù)控教學，可以在實際操作之前充分了解數(shù)控機床面板的操作和數(shù)控機床的運動運行規(guī)律，某種意義上說就是真正的數(shù)控機床操作的演習，為實習實訓部分做好充分的準備工作，即使在仿真中出現(xiàn)操作錯誤或者操作失誤，既不會導致機床的損壞，更不會導致人員的傷亡。
二、教學效果和效率
數(shù)控程序編寫是數(shù)控類課程的主要教學內容之一，如何正確地編寫數(shù)控程序也是數(shù)控類課程的重要任務。在傳統(tǒng)課堂上，教師主要利用PPT課間插入動畫、圖片、文字等內容進行講解，雖然利用了一些多媒體資源，但是并沒有充分發(fā)揮多媒體最大的功用。在講解過程中往往比較枯燥乏味，難以更加形象具體地表述數(shù)控代碼控制刀具、機床主軸的運動情況。特別是對于一些比較復雜的循環(huán)指令只是通過這樣的講解方式往往很難準確地表達。雖然目前有些教師可以采用一些三維軟件、動畫軟件制作一些比較詳細的動畫，但是這種動畫往往就是固定設置好的動作，缺乏參數(shù)的變化，不能通過修改參數(shù)來觀察刀具運動的變化。目前大多數(shù)計算機數(shù)控仿真數(shù)控系統(tǒng)都是模擬實際的數(shù)控機床操作，幾乎完全和實際的數(shù)控機床操作相同。教師在授課過程中可以編寫實際的數(shù)控程序，再輸入到數(shù)控仿真系統(tǒng)中進行驗證，在驗證的過程中，可以隨時改變數(shù)控程序中的參數(shù)，來講解數(shù)控指令中參數(shù)控制刀具的運動規(guī)律，也可以改變數(shù)控程序中的程序指令，來講解不同指令刀具的運行軌跡；這樣就可以更加清楚形象地講解數(shù)控編程中的各種程序指令和指令中各個參數(shù)的含義。在斯沃數(shù)控仿真系統(tǒng)模擬加工零件過程中，在操作界面的左側顯示編寫的數(shù)控程序，仿真操作過程中根據(jù)刀具的運行軌跡，自動跳轉相應的程序段，幫助學生理解程序中控制對象的運行情況，并且利用不同的顏色來展示不同刀具的運動軌跡，在直觀地展示運動軌跡的同時也可以隨時更改數(shù)控程序或程序中的參數(shù)來獲取不同的軌跡。
三、數(shù)控工藝部分體現(xiàn)
摘要：在研究生的計算機仿真技術課程教學中，針對機械工程類研究生的專業(yè)方向、課程體系的設置以及工科研究生自身特點，為培養(yǎng)研究生的自主學習能力、創(chuàng)新能力以及增強其工程應用意識，通過在計算機仿真技術課程教學的經(jīng)驗積累，逐步探索出以項目驅動為主要教學方法，通過實踐應用，取得良好的教學效果。
關鍵詞：項目教學法；計算機仿真；創(chuàng)新；實踐
中圖分類號：G642.4 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）24-0144-02
一、前言
研究生教學有其突出的特點，他們中多數(shù)人理論基礎扎實，獲取書本知識能力強。但同時也存在創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力不足、工程應用背景不夠的缺點。本人通過十多年研究生教學的實踐，結合本學院研究生專業(yè)方向、課程內容針對性強等特點，對如何在研究生教學改革中突出培養(yǎng)學生的自學能力、創(chuàng)新能力，增強學生的創(chuàng)新意識與工程應用能力等問題進行了一些改革創(chuàng)新。
二、課程定位及課程特點
隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，科學研究的深入與計算機軟、硬件的發(fā)展，計算機仿真技術已成為分析、綜合各類系統(tǒng)，特別是大系統(tǒng)的一種有效研究方法和有力的研究工具，計算機仿真技術已經(jīng)廣泛應用在各技術領域、各學科內容和各工程部門。仿真技術已經(jīng)在國防軍事、國民經(jīng)濟、社會生活的眾多領域發(fā)揮了重要的作用，國內外眾多學者認為，仿真技術“正在成為與理論、實驗并列的第三種認識和改造客觀世界以及科學研究的手段”，因此仿真技術
被認為是“使能”技術。計算機仿真技術是仿真科學與技術涉及到的有關具體仿真技術中最為基礎的部分，具有綜合性、多學科交叉等特點。
為了拓寬機械工程專業(yè)基礎，提高培養(yǎng)對象的整體素質，更好地適應社會對機械工程專業(yè)人才的需求，高校工科專業(yè)的研究生應掌握一定的計算機仿真知識與技能。計算機仿真技術課程是我校機械工程學院面向所有研究生各專業(yè)方向的研究生開設的一門專業(yè)基礎課程，考慮專業(yè)應用需求并結合教學實踐情況，課程目的是通過本課程的學習，要求學生掌握計算機仿真技術方面的基本理論，基本知識和基本技能，培養(yǎng)學生分析問題和解決問題的能力，為今后分析、綜合各類工程系統(tǒng)或非工程系統(tǒng)提供一種有力的工具，以便能靈活應用所學的計算機仿真技術為本專業(yè)工作服務。
一方面，基于仿真技術課程的內容方法較多，實踐性強的特點；另一方面，授課對象專業(yè)方向較多、授課學時有限等特點，如何解決在有限的教學課時內講授內容繁多的仿真內容、對計算機仿真技術課程進行教學方法和手段的改革探索和實踐，以達到計算機仿真技術教學目標。
三、教學內容的設置和教學方法的選擇
課程開設初期，由于只是機械電子工程專業(yè)方向的同學選修，所以所講內容基本針對該專業(yè)方向進行設置。隨著選修人數(shù)的不斷增加，以及選修學生所屬專業(yè)方向的擴大，專業(yè)方向包括：機械制造及其自動化、機械電子工程、機械設計及理論、車輛工程、機械工程（專業(yè)學位）等，基本涵蓋了機械工程學院的所有專業(yè)方向。
計算機仿真技術課程涉及多個交叉學科，緊密相關的課程包括數(shù)值計算方法、計算機編程、計算機圖形學、高等數(shù)學、自動控制原理、現(xiàn)代控制理論、優(yōu)化設計等課程。如何講出本課程的特點，并充分結合相關課程內容，必須在教學內容的選排上下功夫。
項目教學法是一種以任務驅動、以項目為基本教學單元，將理論教學和實踐教學有機融合在一起，強調綜合能力的培養(yǎng)在研究生教育中的重要性，突出學生在整個教學過程中的主體地位。因此，為了滿足各個專業(yè)方向學生的要求，使他們能夠掌握一門工程分析技術，為后續(xù)的學術論文和碩士學位論文的撰寫提供計算、分析和仿真手段，本人在講授該門課程的過程中，逐年對教學內容、教學手段和教學考核方法等不斷進行調整和完善。
1.采取項目專題方式進行教學內容的講授，調整授課內容，采用專題教學方法使課程主題內容分明，有利于將仿真方法講深、講透。
2.擴展所授課程內容涵蓋的范圍，包括數(shù)值計算、優(yōu)化設計、圖形可視化、控制系統(tǒng)特性仿真、控制系統(tǒng)設計以及與外部軟件的接口等內容，以滿足各專業(yè)方向學生的需求。
3.增加與課程相結合的實驗教學內容。計算機仿真技術本來是實踐性很強的綜合性技術，仿真技術本身是在對控制系統(tǒng)分析的過程中不斷完善和發(fā)展起來的。因此并結合各個專業(yè)研究生的不同研究方向，靈活設計若干個專題實驗，使學生學以致用，培養(yǎng)學生將該門課程應用于實際工程的能力。
4.采用多個工程應用實例進行教學，從系統(tǒng)應用、數(shù)學建模、仿真建模、模型求解以及特性分析等，使學生從生產(chǎn)實際認知的研究對象，提升到理論高度的學習，應用所學的各科理論知識和技術手段，進行數(shù)學建模、仿真建模的建立，并對模型求解以及特性進行分析，獲得直觀結果，提高學生學習興趣，最終解決實際工程問題，培養(yǎng)學生解決工程實例問題的能力。
5.結合學科前沿，進行課堂討論。研究生在初步掌握了對系統(tǒng)的模型、仿真算法設計、仿真及結果分析這一流程后，為強化計算機仿真在實際工程的應用概念，在此基礎上，以項目形式，開展課程學科前沿以及⒏妹趴緯逃胂執(zhí)技術融合等專題討論。
6.增加實驗環(huán)節(jié)，培養(yǎng)研究生工程實際應用能力。利用各種平臺，擴充計算機仿真技術資料，提供最新的仿真案例，結合教學團隊的科研課題，設計實驗項目，培養(yǎng)研究生工程實際應用能力。
四、項目教學法的教學效果
基于項目教學法計算機仿真技術課程的教學方法改革與實踐，滿足機械工程學院各個專業(yè)方向研究生的需求，教學方法和手段的完善，使研究生自主學習能力、創(chuàng)新能力和工程應用能力等得到了進一步的提高。
計算機仿真技術作為工科研究生的必備研究手段和技術，使學生掌握一門工程分析技術，為后續(xù)的課題研究、學術論文和學位論文的撰寫提供計算、分析和仿真手段。
近五年的每年30―40人研究生選課，工程碩士每年20人左右選課，課程得到了各專業(yè)方向研究生的普遍認同。本人指導的研究生，發(fā)表與該課程相關的學術論文近20篇，撰寫的碩士論文均用到計算機仿真技術。
關鍵詞：項目教學法；計算機仿真；創(chuàng)新；實踐
一、前言
研究生教學有其突出的特點，他們中多數(shù)人理論基礎扎實，獲取書本知識能力強。但同時也存在創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力不足、工程應用背景不夠的缺點。本人通過十多年研究生教學的實踐，結合本學院研究生專業(yè)方向、課程內容針對性強等特點，對如何在研究生教學改革中突出培養(yǎng)學生的自學能力、創(chuàng)新能力，增強學生的創(chuàng)新意識與工程應用能力等問題進行了一些改革創(chuàng)新。
二、課程定位及課程特點
隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，科學研究的深入與計算機軟、硬件的發(fā)展，計算機仿真技術已成為分析、綜合各類系統(tǒng)，特別是大系統(tǒng)的一種有效研究方法和有力的研究工具，計算機仿真技術已經(jīng)廣泛應用在各技術領域、各學科內容和各工程部門。仿真技術已經(jīng)在國防軍事、國民經(jīng)濟、社會生活的眾多領域發(fā)揮了重要的作用，國內外眾多學者認為，仿真技術“正在成為與理論、實驗并列的第三種認識和改造客觀世界以及科學研究的手段”，因此仿真技術被認為是“使能”技術。計算機仿真技術是仿真科學與技術涉及到的有關具體仿真技術中最為基礎的部分，具有綜合性、多學科交叉等特點。為了拓寬機械工程專業(yè)基礎，提高培養(yǎng)對象的整體素質，更好地適應社會對機械工程專業(yè)人才的需求，高校工科專業(yè)的研究生應掌握一定的計算機仿真知識與技能。計算機仿真技術課程是我校機械工程學院面向所有研究生各專業(yè)方向的研究生開設的一門專業(yè)基礎課程，考慮專業(yè)應用需求并結合教學實踐情況，課程目的是通過本課程的學習，要求學生掌握計算機仿真技術方面的基本理論，基本知識和基本技能，培養(yǎng)學生分析問題和解決問題的能力，為今后分析、綜合各類工程系統(tǒng)或非工程系統(tǒng)提供一種有力的工具，以便能靈活應用所學的計算機仿真技術為本專業(yè)工作服務。一方面，基于仿真技術課程的內容方法較多，實踐性強的特點；另一方面，授課對象專業(yè)方向較多、授課學時有限等特點，如何解決在有限的教學課時內講授內容繁多的仿真內容、對計算機仿真技術課程進行教學方法和手段的改革探索和實踐，以達到計算機仿真技術教學目標。
三、教學內容的設置和教學方法的選擇
課程開設初期，由于只是機械電子工程專業(yè)方向的同學選修，所以所講內容基本針對該專業(yè)方向進行設置。隨著選修人數(shù)的不斷增加，以及選修學生所屬專業(yè)方向的擴大，專業(yè)方向包括：機械制造及其自動化、機械電子工程、機械設計及理論、車輛工程、機械工程（專業(yè)學位）等，基本涵蓋了機械工程學院的所有專業(yè)方向。計算機仿真技術課程涉及多個交叉學科，緊密相關的課程包括數(shù)值計算方法、計算機編程、計算機圖形學、高等數(shù)學、自動控制原理、現(xiàn)代控制理論、優(yōu)化設計等課程。如何講出本課程的特點，并充分結合相關課程內容，必須在教學內容的選排上下功夫。項目教學法是一種以任務驅動、以項目為基本教學單元，將理論教學和實踐教學有機融合在一起，強調綜合能力的培養(yǎng)在研究生教育中的重要性，突出學生在整個教學過程中的主體地位。因此，為了滿足各個專業(yè)方向學生的要求，使他們能夠掌握一門工程分析技術，為后續(xù)的學術論文和碩士學位論文的撰寫提供計算、分析和仿真手段，本人在講授該門課程的過程中，逐年對教學內容、教學手段和教學考核方法等不斷進行調整和完善。1.采取項目專題方式進行教學內容的講授，調整授課內容，采用專題教學方法使課程主題內容分明，有利于將仿真方法講深、講透。2.擴展所授課程內容涵蓋的范圍，包括數(shù)值計算、優(yōu)化設計、圖形可視化、控制系統(tǒng)特性仿真、控制系統(tǒng)設計以及與外部軟件的接口等內容，以滿足各專業(yè)方向學生的需求。3.增加與課程相結合的實驗教學內容。計算機仿真技術本來是實踐性很強的綜合性技術，仿真技術本身是在對控制系統(tǒng)分析的過程中不斷完善和發(fā)展起來的。因此并結合各個專業(yè)研究生的不同研究方向，靈活設計若干個專題實驗，使學生學以致用，培養(yǎng)學生將該門課程應用于實際工程的能力。4.采用多個工程應用實例進行教學，從系統(tǒng)應用、數(shù)學建模、仿真建模、模型求解以及特性分析等，使學生從生產(chǎn)實際認知的研究對象，提升到理論高度的學習，應用所學的各科理論知識和技術手段，進行數(shù)學建模、仿真建模的建立，并對模型求解以及特性進行分析，獲得直觀結果，提高學生學習興趣，最終解決實際工程問題，培養(yǎng)學生解決工程實例問題的能力。5.結合學科前沿，進行課堂討論。研究生在初步掌握了對系統(tǒng)的模型、仿真算法設計、仿真及結果分析這一流程后，為強化計算機仿真在實際工程的應用概念，在此基礎上，以項目形式，開展課程學科前沿以及將該門課程與現(xiàn)代技術融合等專題討論。6.增加實驗環(huán)節(jié)，培養(yǎng)研究生工程實際應用能力。利用各種平臺，擴充計算機仿真技術資料，提供最新的仿真案例，結合教學團隊的科研課題，設計實驗項目，培養(yǎng)研究生工程實際應用能力。
四、項目教學法的教學效果
基于項目教學法計算機仿真技術課程的教學方法改革與實踐，滿足機械工程學院各個專業(yè)方向研究生的需求，教學方法和手段的完善，使研究生自主學習能力、創(chuàng)新能力和工程應用能力等得到了進一步的提高。計算機仿真技術作為工科研究生的必備研究手段和技術，使學生掌握一門工程分析技術，為后續(xù)的課題研究、學術論文和學位論文的撰寫提供計算、分析和仿真手段。近五年的每年30—40人研究生選課，工程碩士每年20人左右選課，課程得到了各專業(yè)方向研究生的普遍認同。本人指導的研究生，發(fā)表與該課程相關的學術論文近20篇，撰寫的碩士論文均用到計算機仿真技術。
五、結束語
【關鍵詞】計算機仿真技術 信息化 制造業(yè)
1對系統(tǒng)仿真類型進行概述
顧名思義，“仿真”就是對現(xiàn)實世界的物體進行模擬的一種狀態(tài)，使其達到逼真的情形。在工程技術領域，經(jīng)常采用系統(tǒng)仿真技術來研究相關事物，如通過系統(tǒng)模型的相關實驗來研究設計或者存在的某個系統(tǒng)。
2對計算機仿真技術在制造業(yè)中的應用以及發(fā)展現(xiàn)狀進行概述
由于我國是一個制造業(yè)大國，并且制造業(yè)在我國的國民經(jīng)濟收入中也占很大的比例，因此，國家及企業(yè)都非常重視我國制造業(yè)技術的發(fā)展。隨著我國科學技術及制造業(yè)的進步，使得CIMS、NC、FMS、CAPP、MRP等都得到了快速發(fā)展。而系統(tǒng)仿真技術作為工程領域里面的一個重要手段，其被大量應用到我國制造業(yè)進行研究及實踐，從而產(chǎn)生出一些先進制造技術。對于系統(tǒng)仿真技術而言，如果從本質上面來講，其就是通過建立仿真模型，然后再對仿真模型不斷進行實踐模擬的一種先進技術。它的實現(xiàn)過程主要是由仿真語言、計算機高級語言、以及計算機仿真軟件來實現(xiàn)，具體情況如上圖2-1所示?？梢院苊黠@的看出，對于一個典型的仿真軟件來講，它主要包括程序包、仿真語言、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算機仿真軟件的一個發(fā)展情況。隨著相關技術的發(fā)展，直到上個世紀80年代后期，出現(xiàn)了一體化的仿真環(huán)境。隨著我國計算機技術的進一步發(fā)展，開始出現(xiàn)了面向對象的并發(fā)執(zhí)行機制，這樣，就非常容易的實現(xiàn)在數(shù)據(jù)庫管理的基礎之上來對實驗及模型數(shù)據(jù)、以及實驗仿真的結果等進行統(tǒng)一的管理，與此同時，人工智能等相關的先進技術也開始應用到仿真建模、運行以及對仿真的結果進行分析之中。另外，廣義的制造系統(tǒng)的相關仿真器也開始大量出現(xiàn)，在某種程度上面很好的實現(xiàn)了對制造系統(tǒng)進行的非語言建模、以及模型數(shù)據(jù)驅動等相關的重要功能。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計算機仿真研究的熱點以及對我國制造業(yè)的相關影響
自從上世紀末以來，隨著我國制造業(yè)的競爭不斷加劇，產(chǎn)品生產(chǎn)周期不斷縮短，這樣就導致系統(tǒng)仿真技術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”的發(fā)展。根據(jù)虛擬制造的概念可以得知，需要先采取計算機來模擬整個產(chǎn)品的設計及制造過程，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)品質量。隨著制造業(yè)的發(fā)展，仿真技術在我國制造行業(yè)里面的又一個重要研究熱點誕生，即虛擬產(chǎn)品的開發(fā)（VPD），它最早是來源于并行工程的思想。并行工程技術（CE）在對產(chǎn)品進行開發(fā)之前就對產(chǎn)品的整個生命周期進行全面的考慮，這樣，對解決相關產(chǎn)品的設計以及開發(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)品設計系統(tǒng)等進行綜合起來，從而進一步的形成虛擬產(chǎn)品的開發(fā)環(huán)境，這樣就可以在該環(huán)境下進行產(chǎn)品的策劃、設計等，以及預測產(chǎn)品在真實環(huán)境下的相關特征、功能及性能等，這樣在進行實際設計、生產(chǎn)的過程中，可以減少反復或者變更等的次數(shù)。VPD技術能夠深入到各種復雜產(chǎn)品的制造之中，從而為企業(yè)產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟效益。隨著計算機技術的高度快速發(fā)展，對仿真技術的相關應用已由單一的形式向復雜性的方向進行發(fā)展。由于現(xiàn)代制造企業(yè)面向全國甚至全世界，因此，它的仿真對象也是分布在不同的時空，在這樣的背景下就產(chǎn)生了分布交互化仿真技術（DIS）。對于這種仿真系統(tǒng)來講，它所包括的內容有：構造實體、實體-虛體、真實方面的實體等，并且，這些實體是可以基于不同時期的相關技術、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)廠家的相關技術等，對于這樣的復雜情況是允許他們進行交換操作的。分布交互化仿真技術（DIS）通過采用計算機網(wǎng)絡將分布在不同地點的仿真設備進行連接起來，這樣便可以通過實體之間的數(shù)據(jù)方面的交換構成時空到合成仿真環(huán)境的一種比較先進的仿真技術。如今，在我國制造業(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。就目前來講，比較出名的就是香港城市大學與香港生產(chǎn)力方面的促進局共同構建的快速科技中心，它就是虛擬研究開發(fā)中心。由于當今社會是動態(tài)快速發(fā)展變化的，人們的需求更多轉向個性化、多樣化等方向，因此，對于制造企業(yè)來講，它們就要抓住市場的需求，然后采取方式（如柔性生產(chǎn)制造）來快速響應市場需求，這樣才能夠為企業(yè)獲取更多的市場利潤，但是，通常情況之下，由于企業(yè)在短期內存在相關資源欠缺等方面的局限性，在這樣的背景下，企業(yè)要想獲得市場機會，它們就有可能通過互聯(lián)網(wǎng)來臨時連接成一種動態(tài)方面的聯(lián)盟-也就是所謂的虛擬企業(yè)。
4結束語
隨著我國社會的不斷發(fā)展，導致計算機仿真技術的發(fā)展也日新月異。在制造業(yè)中，對于整個產(chǎn)品的生命周期來講，仿真技術都表現(xiàn)出其強大的發(fā)展?jié)摿ΑＴ诋斀裰圃鞓I(yè)競爭激烈的社會，計算機仿真技術在制造領域的應用及發(fā)展在不斷的擴展，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。
參考文獻
[1]戴金海等.并行工程與仿真技術[J].計算機仿真,2013(23):54-59.
[2]熊光楞.計算機仿真及其在制造業(yè)中的應用[J].計算機仿真,2012,2(14):20-27.
[3]鄭力,盧繼平等.虛擬制造技術[J].計算機輔助設計與制造,2013(09):62-67.
隨著我國科學技術的快速發(fā)展，使得我國的計算機仿真技術得到了質的變化，并且，它也是當前我國信息化社會下的產(chǎn)物。另外，我國本來就是一個制造業(yè)大國，通過把計算機仿真技術應用到我國制造業(yè)的發(fā)展中具有非常重要的作用。本論文對系統(tǒng)仿真類型進行了簡單介紹，接下來，對計算機仿真在制造業(yè)中的應用及發(fā)展現(xiàn)狀進行了詳細的概述，最后對計算機仿真技術的熱點以及對我國制造業(yè)的影響進行了研究，希望本論文的研究工作能夠為我國計算機仿真技術在制造業(yè)中的應用與發(fā)展提供一點借鑒意義。
【關鍵詞】計算機仿真技術 信息化 制造業(yè)
1 對系統(tǒng)仿真類型進行概述
顧名思義，“仿真”就是對現(xiàn)實世界的物體進行模擬的一種狀態(tài)，使其達到逼真的情形。在工程技術領域，經(jīng)常采用系統(tǒng)仿真技術來研究相關事物，如通過系統(tǒng)模型的相關實驗來研究設計或者存在的某個系統(tǒng)。表1為系統(tǒng)仿真分類表。
2 對計算機仿真技術在制造業(yè)中的應用以及發(fā)展現(xiàn)狀進行概述
由于我國是一個制造業(yè)大國，并且制造業(yè)在我國的國民經(jīng)濟收入中也占很大的比例，因此，國家及企業(yè)都非常重視我國制造業(yè)技術的發(fā)展。隨著我國科學技術及制造業(yè)的進步，使得CIMS、NC、FMS、CAPP、MRP等都得到了快速發(fā)展。而系統(tǒng)仿真技術作為工程領域里面的一個重要手段，其被大量應用到我國制造業(yè)進行研究及實踐，從而產(chǎn)生出一些先進制造技術。
對于系統(tǒng)仿真技術而言，如果從本質上面來講，其就是通過建立仿真模型，然后再對仿真模型不斷進行實踐模擬的一種先進技術。它的實現(xiàn)過程主要是由仿真語言、計算機高級語言、以及計算機仿真軟件來實現(xiàn)，具體情況如上圖2-1所示?？梢院苊鰼的看出，對于一個典型的仿真軟件來講，它主要包括程序包、仿真語言、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算機仿真軟件的一個發(fā)展情況。隨著相關技術的發(fā)展，直到上個世紀80年代后期，出現(xiàn)了一體化的仿真環(huán)境。隨著我國計算機技術的進一步發(fā)展，開始出現(xiàn)了面向對象的并發(fā)執(zhí)行機制，這樣，就非常容易的實現(xiàn)在數(shù)據(jù)庫管理的基礎之上來對實驗及模型數(shù)據(jù)、以及實驗仿真的結果等進行統(tǒng)一的管理，與此同時，人工智能等相關的先進技術也開始應用到仿真建模、運行以及對仿真的結果進行分析之中。另外，廣義的制造系統(tǒng)的相關仿真器也開始大量出現(xiàn)，在某種程度上面很好的實現(xiàn)了對制造系統(tǒng)進行的非語言建模、以及模型數(shù)據(jù)驅動等相關的重要功能。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 計算機仿真研究的熱點以及對我國制造業(yè)的相關影響
自從上世紀末以來，隨著我國制造業(yè)的競爭不斷加劇，產(chǎn)品生產(chǎn)周期不斷縮短，這樣就導致系統(tǒng)仿真技術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”的發(fā)展。根據(jù)虛擬制造的概念可以得知，需要先采取計算機來模擬整個產(chǎn)品的設計及制造過程，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)品質量。
隨著制造業(yè)的發(fā)展，仿真技術在我國制造行業(yè)里面的又一個重要研究熱點誕生，即虛擬產(chǎn)品的開發(fā)（VPD），它最早是來源于并行工程的思想。并行工程技術（CE）在對產(chǎn)品進行開發(fā)之前就對產(chǎn)品的整個生命周期進行全面的考慮，這樣，對解決相關產(chǎn)品的設計以及開發(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)品設計系統(tǒng)等進行綜合起來，從而進一步的形成虛擬產(chǎn)品的開發(fā)環(huán)境，這樣就可以在該環(huán)境下進行產(chǎn)品的策劃、設計等，以及預測產(chǎn)品在真實環(huán)境下的相關特征、功能及性能等，這樣在進行實際設計、生產(chǎn)的過程中，可以減少反復或者變更等的次數(shù)。VPD技術能夠深入到各種復雜產(chǎn)品的制造之中，從而為企業(yè)產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟效益。
隨著計算機技術的高度快速發(fā)展，對仿真技術的相關應用已由單一的形式向復雜性的方向進行發(fā)展。由于現(xiàn)代制造企業(yè)面向全國甚至全世界，因此，它的仿真對象也是分布在不同的時空，在這樣的背景下就產(chǎn)生了分布交互化仿真技術（DIS）。對于這種仿真系統(tǒng)來講，它所包括的內容有：構造實體、實體-虛體、真實方面的實體等，并且，這些實體是可以基于不同時期的相關技術、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)廠家的相關技術等，對于這樣的復雜情況是允許他們進行交換操作的。分布交互化仿真技術（DIS）通過采用計算機網(wǎng)絡將分布在不同地點的仿真設備進行連接起來，這樣便可以通過實體之間的數(shù)據(jù)方面的交換構成時空到合成仿真環(huán)境的一種比較先進的仿真技術。
如今，在我國制造業(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。就目前來講，比較出名的就是香港城市大學與香港生產(chǎn)力方面的促進局共同構建的快速科技中心，它就是虛擬研究開發(fā)中心。由于當今社會是動態(tài)快速發(fā)展變化的，人們的需求更多轉向個性化、多樣化等方向，因此，對于制造企業(yè)來講，它們就要抓住市場的需求，然后采取方式（如柔性生產(chǎn)制造）來快速響應市場需求，這樣才能夠為企業(yè)獲取更多的市場利潤，但是，通常情況之下，由于企業(yè)在短期內存在相關資源欠缺等方面的局限性，在這樣的背景下，企業(yè)要想獲得市場機會，它們就有可能通過互聯(lián)網(wǎng)來臨時連接成一種動態(tài)方面的聯(lián)盟-也就是所謂的虛擬企業(yè)。
4 結束語
隨著我國社會的不斷發(fā)展，導致計算機仿真技術的發(fā)展也日新月異。在制造業(yè)中，對于整個產(chǎn)品的生命周期來講，仿真技術都表現(xiàn)出其強大的發(fā)展?jié)摿?。在當今制造業(yè)競爭激烈的社會，計算機仿真技術在制造領域的應用及發(fā)展在不斷的擴展，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。
參考文獻
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【關鍵詞】計算機仿真技術 物流實驗室 建設策略
物流專業(yè)最大的特點是實踐性強，加強相關設備的投入力度及構建相應的實驗室對學生實踐操作能力的提升具有重要意義。由于計算機仿真技術存在諸多的優(yōu)勢如成本少、可控性高、可視化等，將其運用到物流實驗室中可以帶來意想不到的效果。
1 構建基于計算機仿真技術的物流實驗室的意義
1.1 教學方面
在物流教學過程中，除了要傳授學生相關的物流知識外，還必須培養(yǎng)其一定的實踐操作能力。通過將計算機仿真技術與物流實驗室有機結合，能緊跟物流技術的發(fā)展變化來及時更新所需的資源，能在并不廣闊的場所及資金少的情況下進行各種不同的實驗操作，完全達到了物流實踐教學的要求，并且學生能夠將課堂上所學的知識運用到實際生活中。
1.2 科研方面
對于具有豐富理論知識，想有進一步發(fā)展的學生來說，基本的理論教學與實踐操作很難達到他們的實際所需，特別渴望參與一些深層次的物流系統(tǒng)分析、高級實驗活動。為此，構建基于計算機仿真技術的物流實驗室是滿足學生要求的不二選擇，能夠為現(xiàn)代社會培養(yǎng)一批高級別的物流管理團隊。
1.3 社會服務方面
學校在完成培養(yǎng)綜合型人才隊伍的任務的同時，還肩負著服務社會的責任。由于目前缺乏實踐系統(tǒng)，基于計算機仿真技術的物流實驗室的建設，很大程度上幫助了教育者利用自身掌握的知識，通過實驗室豐富的軟硬件資源來承接相關的項目課題，促進企業(yè)物流系統(tǒng)的進一步升級，避免不必要的資金投入，綜合了物流與其他相關技術、信息技術，減少了社會資源的大量耗費。
2 基于計算機仿真技術的物流實驗室建設策略
2.1 明確具體的建設目標與指導思想
首先，基于計算機仿真技術的物流實驗室應配備具有開放性、綜合性特點的實驗體系，提高學生知識水平的同時，增強其實踐操作能力，制定詳細完善的教學計劃，注重學科發(fā)展，將學生創(chuàng)新意識及能力的養(yǎng)成作為教學目標。
其次，基于計算機仿真技術的物流實驗室建設必須將系統(tǒng)性、先進性、經(jīng)濟性、實用性作為主要指導思想。實驗室應時刻了解先進物流技術、相關教學手段的最新情況，盡可能的集網(wǎng)絡技術、多媒體技術、自動識別技術、信息管理與決策技術等為一體；從學科與專業(yè)的角度出發(fā)，合理使用實驗室建設費用，優(yōu)化配置各類硬軟件、場地資源，建立健全物流仿真實驗工程體系，為專業(yè)設計及畢業(yè)設計提供幫助，真正實現(xiàn)涵蓋教學、科研、實驗、人才培養(yǎng)等內容的教學科研基地。
2.2 總體規(guī)劃
2.2.1 硬件設備
基于計算機仿真技術的物流實驗室應配置一定數(shù)量的電腦，方便學生利用電腦來構建仿真模型。另外，還需購置下列設備：投影機、弧形三維屏幕（籠罩整個實驗室，以創(chuàng)設虛擬的物流仿真系統(tǒng)氛圍）、在實驗室中間放置一臺服務器電腦與音響，并和投影機與弧形三維屏幕連接，這樣即完成操作平臺的設置。同時還要有具備無線遙控功能的激光筆，為相關操控提供便利。
基于計算機仿真技術的物流實驗室及其硬件的規(guī)劃與分配途徑是：將實驗室劃分為教學區(qū)與科研區(qū)兩個不同功能的區(qū)域，各自處于不同的空間中。教學區(qū)主要為學生的實踐教學提供服務，內部共配備了投影機、屏幕、服務器、音響、供學生操作的電腦、遙控激光筆?？蒲袇^(qū)中主要配備辦公桌椅、電腦以及教研人員，是教育者日常開展科研活動的場地。
2.2.2 軟件設備
軟件設施在物流仿真實驗室中屬于必不可少的工具。由于物理軟件的類型眾多，因此必須結合仿真系統(tǒng)選擇相匹配的軟件。比如Flexsim仿真軟件，此軟件具有通用性特點，在多個行業(yè)系統(tǒng)中得到應用。該軟件在物流仿真實驗中的應用涉及了配送中心揀選仿真、倉庫系統(tǒng)出入庫仿真、生產(chǎn)物流仿真、機場仿真等領域。由于當前運用的Flexsim軟件只涉及一些基本功能，所以還需對其進行升級，添進相配套的優(yōu)化軟件包。
2.2.3 建設流程
基于計算機仿真技術的物流實驗室建設應遵循循序漸進、分階段的原則。舉例說明，選擇相應的實驗場所及設備，建設滿足教學要求的仿真物流系統(tǒng)及仿真生產(chǎn)物流系統(tǒng)；然后再建設另兩個仿真配送中心系統(tǒng)及仿真供應鏈系統(tǒng)。
在構建仿真物流各系統(tǒng)過程中，應通過委托開發(fā)與自行研發(fā)相結合的手段。由于對大型仿真物流系統(tǒng)進行開發(fā)時會耗費諸多的時間、精力，并且要求有豐富的計算機編程知識，所以應開展招投標活動，委托專業(yè)機構開發(fā)，同時自己與相關團隊協(xié)作開展二次研發(fā)。
3 結論
C上所述可知，在培養(yǎng)物流人才過程中，實驗教學環(huán)節(jié)發(fā)揮著不可忽視的作用，為高質量人才的培養(yǎng)提供了堅實的保障。從專業(yè)特色角度出發(fā)，制定系統(tǒng)完善的培養(yǎng)計劃，構建實踐性高的物流實驗室，致力于將計算機仿真技術與物流實驗室緊密結合，這不僅有助于進一步升華實驗教學，推動物流健康持續(xù)發(fā)展，而且還極大地增強了學生的實踐應用能力。
參考文獻
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作者簡介
阮文（1967-），女，福建省仙游縣人。工程碩士學位，畢業(yè)于哈爾濱理工大學，現(xiàn)為湖南工業(yè)職業(yè)技術學院講師。研究方向為計算機應用。
關鍵詞：仿真 機械 控制
中圖分類號：TP391 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2013）12-0104-01
隨著技術的進步，作為機械設計制造的仿真模擬技術得到了快速的發(fā)展，并且廣泛應用于實際當中。計算機仿真技術是以多種學科理論為指導，利用相應的軟件為工具，通過虛擬試驗的方法來解決問題的技術。隨著工程機械產(chǎn)品競爭日益激烈。為了提高產(chǎn)品質量、性能，降低開發(fā)成本。在這種需求下，以仿真技術為代表的技術成為工程領域一種現(xiàn)代化設計手段。運用仿真設計，建立系統(tǒng)的數(shù)學模型，從實際對象的物理模型出發(fā)。設置不同的激勵信號，利用相應曲線，即可對系統(tǒng)進行辨識。可以在產(chǎn)品設計設計和評估產(chǎn)品的性能方面，降低開發(fā)風險，縮短開發(fā)周期，提高產(chǎn)品性能。工程中的技術問題首先是要仿真技術在各個領域得到了廣泛的應用。
1 計算機仿真的實現(xiàn)
對于需要研究的對象，計算機一般是不能直接認知和處理的，這就要求為之建立一個既能反映所研究對象的實質，又易于被計算機處理的數(shù)學模型。數(shù)學模型將研究對象的實質抽象出來，計算機再來處理這些經(jīng)過抽象的數(shù)學模型，并通過輸出這些模型的相關數(shù)據(jù)來展現(xiàn)研究對象的特質，當然，這種展現(xiàn)可以是三維立體的。由于三維顯示更加清晰直觀，已為越來越多的研究者所采用。通過對這些輸出量的分析，就可以更加清楚的認識研究對象。模型是進行計算機仿真的核心。系統(tǒng)的數(shù)學模型根據(jù)時間關系可劃分為靜態(tài)模型、連續(xù)時間動態(tài)模型、離散時間動態(tài)模型和混合時間動態(tài)模型；根據(jù)系統(tǒng)的狀態(tài)描述和變化方式可劃分為連續(xù)變量系統(tǒng)模型和離散事件系統(tǒng)模型。通過這個關系還可以看出，數(shù)學建模的精準程度是決定計算機仿真精度的最關鍵因素。從模型這個角度出發(fā)，可以將計算機仿真的實現(xiàn)分為三個大的步驟：模型的建立、模型的轉換和模型的仿真實驗。所謂模型的轉換，即是計算機語言轉換成能夠處理的形式，“仿真模型”是新的系統(tǒng)，利用已有的仿真軟件，如鑄造過程就常用ADSMS軟件來進行仿真。將仿真模型載入計算機進行使用。
2 計算機仿真在機械行業(yè)的應用
2.1 仿真技術
仿真技術是綜合多學科的技術，以機械系統(tǒng)運動學和控制理論為核心，運用成熟的計算機圖形技術將部件集成在一起，建立機械系研究的問題，根據(jù)仿真所要達到的目的抽象出一個確定的系統(tǒng)，結合系統(tǒng)的邊界條件和約束條件，利用各種相關學科的知識，把所抽象出來的系統(tǒng)用數(shù)學的表達式描述出來，描述的內容，傳統(tǒng)的仿真就是針對單個子系統(tǒng)的仿真，而仿真技術則是強調整體的優(yōu)化，它通虛擬環(huán)境的耦合，對產(chǎn)品設計方案進行評估，并不斷改進設計方案，直到獲得最優(yōu)化的效果，所以子系統(tǒng)之間的協(xié)同求解，應該快速地建立控制系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、氣動系統(tǒng)等虛擬樣機。的運用目前市場上一批成熟的分析軟件有ANSYS、PATRAN等。運動學和動力學仿真軟件可采用ADAMS軟件?？刂葡到y(tǒng)仿真軟件可采用MATLAB軟件。通過三維模型和運動學、動力學仿真軟件ADAMS中進行分析，對控制方案進行仿真。使產(chǎn)品設計可擺脫對物理樣機的依賴，給企業(yè)帶來高的經(jīng)濟效益，高效的研發(fā)手段促使產(chǎn)品開發(fā)風險降低，提高生產(chǎn)效率，通過虛擬樣機找到組織生產(chǎn)，使產(chǎn)品制造和市場競爭方面更具靈活性，同時克服企業(yè)資源的局限性，將具有開發(fā)產(chǎn)品技術組成一個臨時的企業(yè)聯(lián)盟。仿真技術必將成為工程機械領域產(chǎn)品研發(fā)的主流。
2.2 機械加工仿真
機械加工過程，是利用計算機仿真，有助于發(fā)現(xiàn)其機理，為提高機械性能。在機械的磨削方面，采用時間變化的描述磨削過程的各個數(shù)學模型，通過優(yōu)化和虛擬磨削創(chuàng)造了必要的前提，在銑削方面，建立多齒端銑切削過程動力學模型，開發(fā)切削振動仿真的微機通用軟件，得出了端銑切削振動的原理和條件。電火花加工的工藝仿真系統(tǒng)，實現(xiàn)了加工參數(shù)的優(yōu)化。建立了連續(xù)擠壓的計算機仿真模型，通過模擬連續(xù)擠壓全過程的應力場、應變場和溫度場。
2.3 機構運動仿真
了解了機構需要設定的運動副情況后，進行運動仿真。新建一個運動學仿真，創(chuàng)建連桿，根據(jù)各部件相互運動方式需建立7個連桿，對模型的材料特性進行加載，定位每個運動副的時間函數(shù)，在一個周期內完成所有的運動。向機構添加一定的外載荷，使整個機構工作在真實的工程狀態(tài)下，機構的兩連桿之間，模擬兩個零件之間的彈性連接。根據(jù)運動驅動的形式，取料機械手采用恒定轉速驅動，采用恒轉速調速，要求必須設定運動時間和解算步數(shù)，機構做運動仿真分析時，需要詳細記錄整個仿真零件的位移距離，適當縮短機械加工產(chǎn)品開發(fā)周期，對于提高產(chǎn)品質量和性能具有積極的作用。
參考文獻
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