導(dǎo)語(yǔ)：如何才能寫(xiě)好一篇仿真技術(shù)的應(yīng)用，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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

1 計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)簡(jiǎn)介

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)仿真成為可能，使用專(zhuān)門(mén)的軟件，借助多媒體技術(shù)可以給人身臨其境的感覺(jué)。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(kāi)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(kāi)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(guò)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(guò)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(guò)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(chē)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(guò)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(guò)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(chē)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(wèn)題，比如對(duì)碰撞試驗(yàn)來(lái)說(shuō)，通過(guò)建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型，可以對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)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(lè)等領(lǐng)域均有較廣泛的應(yīng)用。通過(guò)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(chē)、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(xiàn)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(kāi)發(fā)兼容性不強(qiáng)、開(kāi)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(kāi)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(wèn)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(kāi)發(fā)周期，降低了開(kāi)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！⒎植际椒抡妗⒅悄芊抡娴确较虬l(fā)展。

4.2.1 面向?qū)ο蠓抡娼?/p>

發(fā)揮計(jì)算機(jī)的符號(hào)處理能力，可以提高人們對(duì)仿真對(duì)象的認(rèn)知速度，與傳統(tǒng)的人工建模有著較大的進(jìn)步。面向?qū)ο蟮姆抡娼＃梢宰畲蟪潭忍岣呦到y(tǒng)的建模能力。此外，面向?qū)ο蟮姆抡娼２僮麟y度小，更容易使用，可以發(fā)揮仿真技術(shù)的優(yōu)勢(shì)。

4.2.2 分布式仿真

分布式仿真將不同分布位置的計(jì)算機(jī)通過(guò)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(hù)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(guò)程進(jìn)行形象展示，便于研究人員真實(shí)地對(duì)仿真過(guò)程進(jìn)行分析，易于理解。踴仿真能夠?qū)⒙曇簟⒁晥D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(wèn)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(guò)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。

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遼寧建筑職業(yè)學(xué)院遼寧遼陽(yáng)111000

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

關(guān)鍵詞 院虛擬仿真技術(shù)；高職實(shí)踐教學(xué)；原則；問(wèn)題

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

1 實(shí)踐教學(xué)中應(yīng)用虛擬仿真技術(shù)的原則

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

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

1.2 當(dāng)今隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科技的進(jìn)步，高職院校越來(lái)越重視培養(yǎng)畢業(yè)生的職業(yè)崗位技能，高職院校不斷進(jìn)行教育教學(xué)方面的改革，更加注重提升畢業(yè)生的就業(yè)能力和適應(yīng)整個(gè)職業(yè)生涯發(fā)展的要求。所以，高職院校設(shè)計(jì)的實(shí)踐教學(xué)任務(wù)就要和企業(yè)生產(chǎn)一線(xiàn)的實(shí)際工作和學(xué)生參加工作后的實(shí)際崗位相適應(yīng)，培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)崗位能力。在設(shè)計(jì)虛擬仿真的實(shí)踐教學(xué)體系的過(guò)程里，要挑選具有代表性的，技術(shù)先進(jìn)的設(shè)備及工藝技術(shù)等，應(yīng)該注重體現(xiàn)與情境相關(guān)的基于工作過(guò)程的知識(shí)與技能的學(xué)習(xí)，使學(xué)生在完成一個(gè)學(xué)習(xí)任務(wù)之后能夠?qū)ν暾墓ぷ髁鞒獭⒉僮髂Ｊ胶蛵徫痪唧w情況得以學(xué)習(xí)和掌握，從而能夠與相關(guān)的職業(yè)實(shí)踐活動(dòng)聯(lián)系起來(lái)，掌握完成工作任務(wù)的方法及解決相對(duì)復(fù)雜的綜合問(wèn)題的技巧，能夠適應(yīng)未來(lái)崗位對(duì)高職畢業(yè)生提出更高的職業(yè)能力要求。除此之外，應(yīng)該重點(diǎn)開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)那些以培養(yǎng)核心與關(guān)鍵技能為目標(biāo)的實(shí)踐教學(xué)項(xiàng)目，做到先進(jìn)性與典型性相結(jié)合。

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

1.4 利用虛擬仿真技術(shù)來(lái)進(jìn)行實(shí)踐教學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)該抓住仿真技術(shù)交互性強(qiáng)的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)出互動(dòng)性強(qiáng)、協(xié)作性高的實(shí)踐教學(xué)任務(wù)，使學(xué)生在虛擬現(xiàn)實(shí)的實(shí)踐場(chǎng)景中完成自己的實(shí)踐操作工作，在整個(gè)過(guò)程中要注重培訓(xùn)學(xué)生們共同解決實(shí)際問(wèn)題的能力。并且，利用虛擬仿真技術(shù)設(shè)計(jì)的實(shí)踐教學(xué)系統(tǒng)要突出其智能性的特點(diǎn)，該系統(tǒng)能夠?qū)W(xué)生的實(shí)踐操作成果進(jìn)行及時(shí)的跟蹤與反饋，并且可以依據(jù)學(xué)生的操作情況給予合理的評(píng)價(jià)，還能夠及時(shí)給予有針對(duì)性、個(gè)別化的指導(dǎo)，做到交互性與智能性相結(jié)合。

2 虛擬仿真技術(shù)在應(yīng)用中應(yīng)該注意的問(wèn)題

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

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【關(guān)鍵詞】數(shù)字化 工藝設(shè)計(jì) 裝配仿真

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

一、傳統(tǒng)裝配設(shè)計(jì)存在的問(wèn)題

（一）裝配工藝設(shè)計(jì)仍然停留在二維方式

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

（二）缺少科學(xué)的工藝設(shè)計(jì)優(yōu)化方法

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

（三）無(wú)法進(jìn)行一些三維工藝設(shè)計(jì)

工藝設(shè)計(jì)環(huán)境不具備三維工藝驗(yàn)證能力，不能用三維的方式準(zhǔn)確的檢測(cè)工藝設(shè)計(jì)過(guò)程中存在的錯(cuò)誤，還可能會(huì)導(dǎo)致裝配中裝配順序是否合理、工藝設(shè)備是否滿(mǎn)足需求、操作空間是否要開(kāi)敞等一系列的問(wèn)題，直到在生產(chǎn)試制階段才會(huì)發(fā)現(xiàn)。任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)了問(wèn)題，都會(huì)影響飛機(jī)制造的進(jìn)度和質(zhì)量，進(jìn)而造成巨大的損失。

二、數(shù)字化裝配設(shè)計(jì)和仿真

（一）ARJ21中央翼組件特點(diǎn)

ARJ21中央翼組件式飛機(jī)上機(jī)身與外翼對(duì)接部位，是全機(jī)對(duì)接基準(zhǔn)件。該組件有一些特點(diǎn)，比如定位精度要求高，協(xié)調(diào)部位多，工人操作困難，工裝定位器多等，使得工藝設(shè)計(jì)過(guò)程更細(xì)致，也更復(fù)雜。如果按照傳統(tǒng)工藝設(shè)計(jì)模式，不僅不能在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成中央翼工藝準(zhǔn)備，而且可能因?yàn)榭紤]不周、經(jīng)驗(yàn)不足等原因造成試制過(guò)程停工，甚至返修等嚴(yán)重問(wèn)題。

（二）工藝規(guī)劃設(shè)計(jì)

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

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

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

（三） 裝配過(guò)程仿真及結(jié)果輸出

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

三、數(shù)字化工藝裝配技術(shù)特點(diǎn)

（一）工藝設(shè)計(jì)特點(diǎn)

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

（二）過(guò)程仿真特點(diǎn)

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

比如在裝配仿真過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的部分工藝設(shè)計(jì)問(wèn)題：1中央翼下壁板距型架地板約1350mm，操作人員很難把工具鉆進(jìn)中央翼里進(jìn)行相關(guān)工作，為此可以在工裝對(duì)稱(chēng)兩側(cè)分別增加一個(gè)高約800mm的活動(dòng)梯，方便操作人員的進(jìn)出。2操作人員需要拿著工具進(jìn)入中央翼里工作，我們?cè)诜抡娣治鲋蟹治龅玫接彝扰c上部軀體夾角106.53度，接近極限113度，工作環(huán)境極其惡劣，可以根據(jù)仿真結(jié)構(gòu)，更改連接方式，盡最大程度的改善操作人員的工作姿態(tài)。

四、結(jié)束語(yǔ)

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

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

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篇4

關(guān)鍵詞：水利工程；計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)；應(yīng)用

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

1我國(guó)水利工程面對(duì)問(wèn)題的探討

1.1對(duì)于導(dǎo)截流和圍堰工程施工

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

1.2地下工程施工

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

2水利工程施工中計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)應(yīng)用的探討

2.1對(duì)于壩體混凝土澆筑施工的探討

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

2.2對(duì)于導(dǎo)截流和圍堰工程施工的探討

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

2.3對(duì)于地下工程施工的探討

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

篇5

關(guān)鍵詞：石油化工 實(shí)驗(yàn)教學(xué) 虛擬仿真技術(shù) 教學(xué)模式

對(duì)于石油化工加工這樣實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，實(shí)驗(yàn)教學(xué)是極其重要的。課堂教學(xué)+工廠實(shí)習(xí)的模式在理論上雖然可以達(dá)到教學(xué)預(yù)期目標(biāo)，但實(shí)際應(yīng)用起來(lái)存在一定的弊端，實(shí)際教學(xué)效果離預(yù)期目標(biāo)存在一定差距。

一、石油化工加工實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式與存在的問(wèn)題

1.目前石油化工實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式

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

1.1課堂教學(xué)

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

多媒體技術(shù)興起之前，教師通過(guò)口頭講述和粉筆書(shū)寫(xiě)傳授石油化工加工知識(shí)。但如設(shè)備元素是如何構(gòu)建成設(shè)備、操作規(guī)程和故障處理教師很難通過(guò)圖畫(huà)等方式來(lái)講述，主要是因?yàn)橐话悴僮饕?guī)程和故障處理步驟繁多復(fù)雜非常耗費(fèi)時(shí)間而且讓學(xué)生感覺(jué)枯燥無(wú)趣，所以此類(lèi)課程課堂教學(xué)一般只講述加工工藝流程，而不具體講解實(shí)際生產(chǎn)中操作規(guī)程和故障處理。

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

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

1.2工廠實(shí)習(xí)

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

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

2.目前石油化工實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式存在的問(wèn)題

2.1課堂教學(xué)的抽象性與枯燥性

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

2.2工廠實(shí)習(xí)的局限性

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

2.3課堂教學(xué)與工廠實(shí)習(xí)的銜接性

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

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

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

石油化工加工課程是一門(mén)實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科，但受客觀條件的限制，目前石油化工加工的實(shí)驗(yàn)教學(xué)難以達(dá)到預(yù)期教學(xué)目標(biāo)。模擬仿真教學(xué)提出了真實(shí)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)物演示的教學(xué)模式，可以彌補(bǔ)客觀條件的不足，有利于提高石油化工加工教學(xué)的教學(xué)水平[4]。

1.仿真技術(shù)在石油化工實(shí)踐教學(xué)中的功能

石油化工加工課程與工程實(shí)際聯(lián)系緊密，在實(shí)踐條件有限的情況下，通過(guò)虛擬仿真軟件進(jìn)行仿真教學(xué)，使學(xué)生親自體驗(yàn)整個(gè)過(guò)程，培養(yǎng)其綜合運(yùn)用知識(shí)的能力及化強(qiáng)其工程意識(shí)。

1.1仿真課堂教學(xué)

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

1.2虛擬仿真實(shí)訓(xùn)

學(xué)生根據(jù)所學(xué)的內(nèi)容在相應(yīng)仿真環(huán)境中進(jìn)行仿真實(shí)訓(xùn)操作，可以自由調(diào)試各個(gè)工藝的參數(shù)，自由控制各個(gè)節(jié)點(diǎn)實(shí)訓(xùn)內(nèi)容，對(duì)工藝流程動(dòng)態(tài)參數(shù)及注意事項(xiàng)作詳細(xì)分析和設(shè)定。虛擬仿真技術(shù)和實(shí)際情境實(shí)驗(yàn)結(jié)合的模式可合理有效配置教學(xué)資源，解決實(shí)踐課時(shí)少的問(wèn)題，形成多元化的教學(xué)環(huán)境。

2.仿真技術(shù)在石油化工實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的價(jià)值

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

三、小結(jié)

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

參考文獻(xiàn)

[1]袁曉麗，萬(wàn)新，杜長(zhǎng)坤等.仿真技術(shù)在冶金工程專(zhuān)業(yè)實(shí)踐教學(xué)中的應(yīng)用[M].重慶科技學(xué)院學(xué)報(bào)，2013（3）：191.

[2]李艷云.仿真技術(shù)在電子技術(shù)教學(xué)中的應(yīng)用[M].2013（2）：82.

[3] 李廷真 賴(lài)慶軻 黃美英.淺議化工仿真技術(shù)在化工專(zhuān)業(yè)實(shí)踐教學(xué)中的作用[M].中國(guó)西部科技，2013（7）：92-93.

篇6

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

中圖分類(lèi)號(hào)：TP391.9 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9599 (2011) 18-0000-01

Computer Simulation Technology Application in Environmental Law Enforcement

Zhou Jing

(Changzhou Environmental Monitoring Unit,Changzhou 213022,China)

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

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

一、計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)以及實(shí)施過(guò)程

（一）計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)。計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)可以十分迅速的對(duì)多種方案進(jìn)行比較，通過(guò)計(jì)算機(jī)能夠在很短的時(shí)間之內(nèi)對(duì)多種方案進(jìn)行仿真模擬；計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的成本比較低，它和真實(shí)的原型試驗(yàn)的不同之處是，它是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，不會(huì)破壞原型，需要的只是軟件的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用費(fèi)用，而且，只要軟件投入到使用中，它就能夠進(jìn)行多個(gè)方案的計(jì)算，并且具有極高的重復(fù)使用率，總體成本比較低；計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的可靠性高；計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的實(shí)用性強(qiáng)，它可以在多個(gè)方面進(jìn)行應(yīng)用，只要是能夠用數(shù)學(xué)進(jìn)行描述的模型，幾乎都是能夠用計(jì)算機(jī)來(lái)對(duì)系統(tǒng)的行為進(jìn)行模擬，并且還能夠?qū)ξ磥?lái)的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行預(yù)測(cè)等等。

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

二、化工企業(yè)環(huán)境系統(tǒng)的仿真模型

仿真模型的建立

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

三、結(jié)語(yǔ)

總之，環(huán)境執(zhí)法工程的計(jì)算機(jī)仿真是一項(xiàng)比較系統(tǒng)且較為復(fù)雜的工程，利用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)能夠?yàn)榄h(huán)境執(zhí)法人員搭建出一個(gè)真實(shí)且能夠自然交互的管理平臺(tái)，從而為環(huán)境執(zhí)法人員工作的有效開(kāi)展提供有力的依據(jù)。

參考文獻(xiàn)：

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

篇7

【關(guān)鍵詞】 數(shù)字電路 EDA 教學(xué)改革 實(shí)驗(yàn)教學(xué)

“數(shù)字電路”是高等院校電類(lèi)專(zhuān)業(yè)的一門(mén)重要的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，具有較強(qiáng)的應(yīng)用性和實(shí)踐性。因此數(shù)字電路的實(shí)驗(yàn)教學(xué)在課程中占有很重要的地位。傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法已經(jīng)不能滿(mǎn)足技術(shù)發(fā)展的需求。引入EDA仿真技術(shù)可以彌補(bǔ)傳統(tǒng)方法的不足，加深學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解，同時(shí)提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

1 數(shù)字電路課程實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)狀

傳統(tǒng)的數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)多以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主，配以少數(shù)的綜合性設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)如常用組合邏輯電路及常用時(shí)序電路等；綜合性的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)往往以課程設(shè)計(jì)的形式進(jìn)行。實(shí)驗(yàn)的方法是用面包板和導(dǎo)線(xiàn)進(jìn)行搭接電路，配合試驗(yàn)箱進(jìn)行調(diào)試，這就是實(shí)驗(yàn)的全過(guò)程。雖然傳統(tǒng)的數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ皆谂囵B(yǎng)學(xué)生實(shí)際動(dòng)手能力等方面起到了一定的作用，但還存在一些不足。

（1）實(shí)驗(yàn)課時(shí)有限，學(xué)生往往只能在有限的時(shí)間內(nèi)完成規(guī)定的簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)，而加大實(shí)驗(yàn)難度重復(fù)驗(yàn)證則根本沒(méi)有時(shí)間完成，達(dá)不到對(duì)所學(xué)知識(shí)舉一反三的目的。

（2）實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)短缺，實(shí)驗(yàn)的器件往往是重復(fù)利用，而且器件的種類(lèi)也比較少，學(xué)生接觸新產(chǎn)品、新器件的機(jī)會(huì)較少，難以適應(yīng)當(dāng)前電子技術(shù)的發(fā)展。

（3）數(shù)字電路課程設(shè)計(jì)內(nèi)容相對(duì)復(fù)雜，需要大量器件來(lái)實(shí)現(xiàn)，設(shè)計(jì)過(guò)程中還要反復(fù)驗(yàn)證，因此設(shè)計(jì)周期長(zhǎng)，效率低，器件的損耗也較多。

2 EDA仿真技術(shù)應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)教學(xué)的舉例

2.1 Quartus II軟件應(yīng)用于數(shù)字電路的實(shí)驗(yàn)教學(xué)

以設(shè)計(jì)任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器為例來(lái)說(shuō)明Quartus II仿真軟件的應(yīng)用。傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)是學(xué)生在實(shí)驗(yàn)室中先驗(yàn)證74160為十進(jìn)制計(jì)數(shù)器；然后再利用74160自行設(shè)計(jì)任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器，并把結(jié)果利用LED數(shù)碼管顯示出來(lái)。這樣做的結(jié)果是學(xué)生時(shí)間不夠用，好多學(xué)生都沒(méi)有時(shí)間去完成任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)。即使完成，也是僅僅完成一個(gè)簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)。如果學(xué)生課下能利用Quartus II軟件對(duì)要做的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行預(yù)習(xí)演練，并仿真看到結(jié)果，則實(shí)驗(yàn)課上就節(jié)省了大量時(shí)間，學(xué)生可以用節(jié)省的時(shí)間多做幾組實(shí)驗(yàn)，加深了對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解，提高了學(xué)生的動(dòng)手能力。

以設(shè)計(jì)17進(jìn)制計(jì)數(shù)器為例，學(xué)生如果課下利用Quartus II軟件把原理圖畫(huà)出來(lái)（如圖1所示），并且編譯仿真后看到仿真結(jié)果，則會(huì)對(duì)所設(shè)計(jì)的電路充滿(mǎn)信心，實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放時(shí)，把所設(shè)計(jì)的電路搭建出來(lái)即可，節(jié)省了大量時(shí)間，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

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

學(xué)生在做數(shù)字電路課程設(shè)計(jì)時(shí)，課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容相對(duì)于驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)要復(fù)雜的多，學(xué)生的設(shè)計(jì)量也較大。以數(shù)字鐘課程設(shè)計(jì)為例，學(xué)生首先要構(gòu)思，把簡(jiǎn)單的數(shù)字鐘分為三個(gè)部分：小時(shí)、分、秒。學(xué)生要把每一部分設(shè)計(jì)完成，最后綜合設(shè)計(jì)整體電路。如果只是在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行，學(xué)生每次設(shè)計(jì)都要搭接實(shí)驗(yàn)電路，如果不理想則要拆掉重新再做，這個(gè)過(guò)程費(fèi)時(shí)費(fèi)力，器件的損耗也較多，可靠性差，效率低。因此如果學(xué)生能利用multisim軟件在計(jì)算機(jī)中仿真驗(yàn)證自己的想法，則可解決上述問(wèn)題。學(xué)生首先可以利用軟件設(shè)計(jì)秒電路，設(shè)計(jì)好后仿真驗(yàn)證結(jié)果，如果不正確，則可以檢查是否元件選擇錯(cuò)誤，如果元件沒(méi)錯(cuò)則可以檢查電路連接是否有問(wèn)題，由于都是在軟件中操作，所以省時(shí)省力，又因?yàn)槭翘摂M平臺(tái)，元件也無(wú)損耗，當(dāng)設(shè)計(jì)完秒電路后再設(shè)計(jì)分電路和小時(shí)電路，直至整個(gè)電路設(shè)計(jì)完畢，看是否滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。

因?yàn)檐浖峁┝斯δ軓?qiáng)大的元件庫(kù)，學(xué)生可以在軟件中任意選擇元器件，器件來(lái)源不受控制，同時(shí)降低了器件的損耗率；因?yàn)槭怯密浖抡嬖O(shè)計(jì)電路，學(xué)生可以反復(fù)驗(yàn)證自己的想法，查找原因及修改都很方便，省時(shí)省力，效率高；又因?yàn)槭欠抡娼Y(jié)果正確后連接電路，所以硬件連接電路時(shí)很少出錯(cuò)，即使出錯(cuò)也不會(huì)是原理性錯(cuò)誤，而其他錯(cuò)誤如電路接觸不良等則很好解決。

3 引入EDA仿真技術(shù)的好處

（1）提高了實(shí)驗(yàn)的可靠性及成功率。在一些復(fù)雜的電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)中，經(jīng)常會(huì)因操作不當(dāng)或設(shè)備條件限制而觀察不到實(shí)驗(yàn)結(jié)果，引入EDA仿真之后，實(shí)驗(yàn)操作就會(huì)變得相對(duì)簡(jiǎn)單，實(shí)驗(yàn)條件很容易改變，也方便查錯(cuò)糾錯(cuò)，同時(shí)也能夠直觀反映出電子設(shè)計(jì)可能存在的差錯(cuò)和時(shí)序競(jìng)爭(zhēng)，并方便分析及解決這類(lèi)問(wèn)題，大大提高了實(shí)驗(yàn)的效率和質(zhì)量。

（2）實(shí)驗(yàn)不再受課時(shí)和實(shí)驗(yàn)器材的限制。由于大部分工作是在軟件平臺(tái)上進(jìn)行，加上計(jì)算機(jī)的普及，設(shè)計(jì)工作可以走出實(shí)驗(yàn)室，完全在這個(gè)虛擬的實(shí)驗(yàn)箱上實(shí)現(xiàn)；同時(shí)大大降低實(shí)驗(yàn)器材的消耗，減少了因操作不當(dāng)造成的儀器設(shè)備損壞，節(jié)省了實(shí)驗(yàn)室的運(yùn)行費(fèi)用。

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

4 結(jié)語(yǔ)

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

參考文獻(xiàn)：

篇8

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

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.22.252

0 引言

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

參考文獻(xiàn)：

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

篇9

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

引言

仿真技術(shù)的應(yīng)用，主要就是對(duì)計(jì)算機(jī)技術(shù)下加以實(shí)現(xiàn)的，通過(guò)多種學(xué)科理論作為基礎(chǔ)，在計(jì)算機(jī)的軟件工具支持下，發(fā)揮著重要作用。在早期的計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的應(yīng)用，是隨機(jī)數(shù)通過(guò)實(shí)驗(yàn)求解隨機(jī)問(wèn)題方法的應(yīng)用，在近些年的科學(xué)技術(shù)迅速發(fā)展下，和工業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展有著緊密的結(jié)合，這樣就對(duì)工業(yè)發(fā)展起到了很大促進(jìn)作用。通過(guò)從理論上對(duì)仿真技術(shù)的應(yīng)用研究，就能為實(shí)際機(jī)械設(shè)計(jì)制造發(fā)展提供理論支持。

1 機(jī)械設(shè)計(jì)制造中仿真技術(shù)的應(yīng)用重要性和應(yīng)用流程

1.1 機(jī)械設(shè)計(jì)制造中仿真技術(shù)的應(yīng)用重要性分析

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

1.2 機(jī)械設(shè)計(jì)制造中仿真技術(shù)的應(yīng)用流程分析

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

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

接著就是模型的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)。也就是把創(chuàng)建仿真模型輸入到計(jì)算機(jī)當(dāng)中，通過(guò)仿真模型的運(yùn)行就能獲得仿真結(jié)果。在進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)中是通過(guò)先期設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行運(yùn)行的，這樣就比較的簡(jiǎn)單。對(duì)于仿真實(shí)驗(yàn)的結(jié)果的衡量標(biāo)準(zhǔn)問(wèn)題，就要先對(duì)仿真實(shí)驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)行辨析，對(duì)其結(jié)果的可靠性進(jìn)行檢驗(yàn)可通過(guò)反正過(guò)程反向驗(yàn)證法以及置信通道方法加以應(yīng)用。通過(guò)這一系列的程序?qū)嵤湍苡兄诜抡婕夹g(shù)的積極作用發(fā)揮。

2 機(jī)械設(shè)計(jì)制造中仿真技術(shù)的應(yīng)用特征及實(shí)際應(yīng)用

2.1 仿真技術(shù)應(yīng)用的特征體現(xiàn)分析

第一，應(yīng)用范圍大特征。仿真技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造當(dāng)中的應(yīng)用，有著鮮明的特征體現(xiàn)，從產(chǎn)品設(shè)計(jì)到制造和測(cè)試維護(hù)的整個(gè)過(guò)程中，仿真技術(shù)都能貫穿始終。在機(jī)械產(chǎn)品的概念設(shè)計(jì)以及詳細(xì)設(shè)計(jì)和加工制造等環(huán)節(jié)，仿真技術(shù)都能發(fā)揮積極的作用。在仿真技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用中，在范圍上得到了迅速擴(kuò)大化，仿真對(duì)象和目的上從研究制造對(duì)象動(dòng)力學(xué)以及運(yùn)動(dòng)學(xué)特性，已經(jīng)向著研究制造系統(tǒng)設(shè)計(jì)運(yùn)行方向發(fā)展，在庫(kù)存管理以及產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程組織等層面都有著涉及。

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

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

2.2 機(jī)械設(shè)計(jì)制造中仿真技術(shù)應(yīng)用

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

仿真技術(shù)在機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中應(yīng)用，也能優(yōu)化設(shè)計(jì)的質(zhì)量。機(jī)械產(chǎn)品是通過(guò)大量結(jié)構(gòu)組裝的工藝動(dòng)作。對(duì)新機(jī)械產(chǎn)品的研發(fā)過(guò)程中，結(jié)構(gòu)的正確設(shè)定，和結(jié)構(gòu)間的運(yùn)動(dòng)得當(dāng)與否等，都和產(chǎn)品的實(shí)際應(yīng)用效果有著直接的應(yīng)用。這就需要在仿真技術(shù)的應(yīng)用下，通過(guò)三維機(jī)械設(shè)計(jì)軟件的應(yīng)用進(jìn)行仿真設(shè)計(jì)，從而有效的檢查機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的質(zhì)量。

將仿真技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造當(dāng)中的齒輪設(shè)計(jì)中加以應(yīng)用，能有效提高齒輪設(shè)計(jì)的質(zhì)量。機(jī)械裝備當(dāng)中的齒輪是比較關(guān)鍵的零件，對(duì)其設(shè)計(jì)的精度有著高要求，實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中就要充分注重對(duì)仿真技術(shù)的應(yīng)用。具體應(yīng)用中對(duì)visual lisp語(yǔ)言的應(yīng)用，就能在齒輪端面實(shí)施模型的構(gòu)建以及仿真，能從多個(gè)角度實(shí)施評(píng)估[5]。仿真技術(shù)的運(yùn)用下能對(duì)圓弧針齒輪星傳動(dòng)研究分析，以及對(duì)影響正交齒輪齒輪傳動(dòng)接觸點(diǎn)的參數(shù)實(shí)施研究，這樣就大大的提高了對(duì)齒輪設(shè)計(jì)的精確度。

3 結(jié)束語(yǔ)

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

參考文獻(xiàn)

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篇10

醫(yī)學(xué)物理學(xué)是把物理學(xué)的原理和方法應(yīng)用于人類(lèi)疾病預(yù)防、診斷、治療和保健的交叉學(xué)科。因?qū)W科的交叉性強(qiáng)，醫(yī)學(xué)物理實(shí)驗(yàn)在普通物理實(shí)驗(yàn)實(shí)難于完成，而建設(shè)專(zhuān)門(mén)醫(yī)學(xué)物理實(shí)驗(yàn)室存在諸多方面的困難。現(xiàn)代虛擬仿真技術(shù)的出現(xiàn)，為醫(yī)學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的開(kāi)展提供了較好的條件。

一 虛擬仿真技術(shù)在實(shí)驗(yàn)中的優(yōu)勢(shì)與特點(diǎn)

虛擬仿真實(shí)驗(yàn)是利用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)應(yīng)用于物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的一種實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ健Ｎ锢韺?shí)驗(yàn)中所呈現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)環(huán)境和實(shí)驗(yàn)儀器都是通過(guò)計(jì)算機(jī)程序軟件完全虛擬運(yùn)行產(chǎn)生的，雖然完全虛擬，但卻能通過(guò)虛擬的仿真操作， ，獲得物理實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，、分析物理實(shí)驗(yàn)的結(jié)果。幫助學(xué)生更快速、有效、準(zhǔn)確地揭示自然界的本質(zhì)和規(guī)律。對(duì)一些復(fù)雜的、危險(xiǎn)的、設(shè)備購(gòu)置費(fèi)用昂貴的實(shí)驗(yàn)，在課堂和普通實(shí)驗(yàn)室中無(wú)法實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)，如醫(yī)學(xué)物理中的核磁共振實(shí)驗(yàn)等一些實(shí)驗(yàn)。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ礁哂胁豢商娲莫?dú)特的實(shí)驗(yàn)教學(xué)優(yōu)勢(shì)。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ降闹饕攸c(diǎn)與優(yōu)勢(shì)如下：

1、將改變以教師為中心的傳授式教學(xué)模式

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

2、可更加構(gòu)成開(kāi)放性的教學(xué)環(huán)境。

它可以實(shí)現(xiàn)教材、方法、時(shí)間和空間等方面的開(kāi)放性，使學(xué)生可以自行設(shè)計(jì)和選擇實(shí)驗(yàn)方式，可提供給學(xué)生充分發(fā)揮想象力的空間；它可以設(shè)計(jì)以學(xué)生探索為主的模式，允許學(xué)生探索和建構(gòu)虛擬環(huán)境，充分發(fā)揮學(xué)生的直覺(jué)思維能力、創(chuàng)造思維能力和實(shí)際的創(chuàng)造力。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)可以通過(guò)驗(yàn)證型、測(cè)試型、設(shè)計(jì)型、糾錯(cuò)型和創(chuàng)新型等不同形式的訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生的分析、應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力。

3、可使教學(xué)內(nèi)容更加豐富

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

4、有利于改進(jìn)教學(xué)方式和手段

教師可通過(guò)身臨其境的和自主控制的人機(jī)交互，由視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)獲取“外界”的反應(yīng)，開(kāi)展啟發(fā)式教學(xué)；學(xué)生可通過(guò)自我組織、制定并執(zhí)行實(shí)驗(yàn)計(jì)劃，進(jìn)行自我評(píng)價(jià)，開(kāi)展適應(yīng)式學(xué)習(xí)。運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，通過(guò)刺激學(xué)生的視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)神經(jīng)，調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性，提高教學(xué)效果。

5、能克服新技術(shù)更新對(duì)實(shí)驗(yàn)儀器的淘汰

虛擬仿真實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ娇梢钥朔?shí)驗(yàn)室器件品種、規(guī)格和數(shù)量不足和儀器損壞的困難，又可以在節(jié)約大量昂貴的實(shí)驗(yàn)儀器費(fèi)用的前提下，重復(fù)使用并時(shí)常更新實(shí)驗(yàn)“儀器”。運(yùn)用虛擬仿真技術(shù)，可以將現(xiàn)代科學(xué)研究與發(fā)展的最新技術(shù)所產(chǎn)生的大量教學(xué)信息，直接地表現(xiàn)出來(lái)，展示于學(xué)生眼前，便于學(xué)生了解和掌握。現(xiàn)代物理理論的發(fā)展使得通常的實(shí)驗(yàn)儀器、實(shí)驗(yàn)方法遠(yuǎn)遠(yuǎn)無(wú)法滿(mǎn)足現(xiàn)代物理理論的要求，隨著現(xiàn)代物理理論日益抽象的內(nèi)容和形式的多樣化，這種變化趨勢(shì)無(wú)疑會(huì)越來(lái)越大，而虛擬儀器將能彌補(bǔ)其不足。

6、有利于提高實(shí)驗(yàn)效率與效果

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

7、可實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)的遠(yuǎn)程教學(xué)

虛擬仿真物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，可安裝在遠(yuǎn)程服務(wù)器上的網(wǎng)絡(luò)版本，學(xué)生可以利用自己適合的時(shí)間在本地計(jì)算機(jī)上完成實(shí)驗(yàn)過(guò)程。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)更易實(shí)現(xiàn)基于網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ?，教師可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程教學(xué)與答疑。這種實(shí)驗(yàn)教學(xué)，一方面可以通過(guò)B/ S 模式架構(gòu)因特網(wǎng)上仿真物理實(shí)驗(yàn)的動(dòng)態(tài)網(wǎng)頁(yè)，實(shí)現(xiàn)多名異地學(xué)生同時(shí)在線(xiàn)實(shí)驗(yàn)，其新穎的實(shí)驗(yàn)方式也極易喚起學(xué)生的合作學(xué)習(xí)興趣；另一方面可以搭建諸如BBS、在線(xiàn)答疑等形式的師生之間或?qū)W生之間互動(dòng)的平臺(tái)，這個(gè)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)將便于彼此之間交流實(shí)驗(yàn)中的問(wèn)題與體會(huì)，增強(qiáng)合作學(xué)習(xí)的時(shí)空開(kāi)放性，有利于團(tuán)隊(duì)合作精神的培養(yǎng)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。通過(guò)局域網(wǎng)實(shí)現(xiàn)交互式遠(yuǎn)程教學(xué)， 高水平的名師由一校“獨(dú)占”資源變?yōu)槎嘈！肮蚕怼保龠M(jìn)了物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平的普遍提高。

二 虛擬仿真技術(shù)在醫(yī)學(xué)物理實(shí)驗(yàn)中應(yīng)探討的幾個(gè)問(wèn)題

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

1、虛擬仿真醫(yī)學(xué)物理實(shí)驗(yàn)軟件的開(kāi)發(fā)

虛擬仿真實(shí)驗(yàn)要應(yīng)用于醫(yī)學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，首先必須要開(kāi)發(fā)一套實(shí)驗(yàn)的虛擬仿真的應(yīng)用軟件，該應(yīng)用軟件應(yīng)能體現(xiàn)某個(gè)物理理論與物理現(xiàn)象，反映實(shí)驗(yàn)與理論的內(nèi)在聯(lián)系。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)可以借助于計(jì)算機(jī)虛擬仿真軟件呈現(xiàn)實(shí)驗(yàn)儀器與實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景，交互式地向?qū)W生展示實(shí)驗(yàn)設(shè)備的外觀與內(nèi)部工作過(guò)程，使物理實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象呈現(xiàn)在學(xué)生面前，從而得到更好的效果。

2、教師要轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念

虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)將會(huì)極大地促使教學(xué)觀念發(fā)生變化，從以教師為中心的授課形式改變?yōu)橐詫W(xué)生為中心的個(gè)性化教學(xué)、合作化教學(xué)；學(xué)生由“要我學(xué)”轉(zhuǎn)變?yōu)椤拔乙獙W(xué)”，變“被動(dòng)聽(tīng)講”為“主動(dòng)學(xué)習(xí)”， 由傳統(tǒng)“教材控制”轉(zhuǎn)變?yōu)椤皩W(xué)習(xí)者控制”，在虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境中主動(dòng)參與、自我探究來(lái)構(gòu)建知識(shí)結(jié)構(gòu)。

3、對(duì)教師業(yè)務(wù)水平要求較高

虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)要很好實(shí)施，必須提高教師的業(yè)務(wù)水平與能力。教師必需要掌握虛擬仿真技術(shù)與現(xiàn)代化教學(xué)手段；設(shè)計(jì)性好虛擬仿真形式的物理實(shí)驗(yàn)，探索對(duì)學(xué)生的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)監(jiān)控、引導(dǎo)和及時(shí)掌握完成情況的方法；研究對(duì)學(xué)生進(jìn)行虛擬仿真形式的物理實(shí)驗(yàn)的水平和能力的評(píng)價(jià)和考核方式，尤其是對(duì)實(shí)驗(yàn)中的創(chuàng)新性能力如何評(píng)定成績(jī)等。因此，新型的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)的考核方法與指標(biāo)也是一個(gè)需要研究的課題。

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

我校是一所衛(wèi)生類(lèi)職業(yè)學(xué)校，學(xué)校沒(méi)有設(shè)置普通物理實(shí)驗(yàn)室，在醫(yī)學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，只能通過(guò)虛擬仿真技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)。如在講授透鏡成像的實(shí)驗(yàn)時(shí)我通過(guò)FLASH制做了透鏡成像小實(shí)驗(yàn)，如圖1，學(xué)生雖然沒(méi)有通過(guò)實(shí)際鏡片成像，但以很直觀地了解了透鏡的成像特性。除了自已制作簡(jiǎn)單的物理小實(shí)驗(yàn)的同時(shí)，我也利用《仿真物理實(shí)驗(yàn)室》來(lái)設(shè)置物理實(shí)驗(yàn)。通過(guò)《仿真物理實(shí)驗(yàn)室》讓物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)變的輕松簡(jiǎn)單。