導(dǎo)語：如何才能寫好一篇計(jì)算機(jī)模擬仿真技術(shù)，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公文云整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

DYTS60系列是煙臺(tái)北極星表業(yè)有限公司開發(fā)、生產(chǎn)的多功能、大三針指示系列石英電子手表機(jī)心，附有日歷、周歷、月歷、二十四小時(shí)、日月星辰指示功能，性價(jià)比高。眾所周知，產(chǎn)品質(zhì)量的好壞直接決定市場(chǎng)的接納認(rèn)可程度，而該系列機(jī)心雖然自2006年投放市場(chǎng)以來，幾經(jīng)優(yōu)化、多次改進(jìn)，客戶滿意度、一次裝配合格率已逐年提高(圖1)，但時(shí)輪打齒、周歷慢爬停表的問題仍沒有完全解決。本著精益求精的態(tài)度，北極星表業(yè)公司技術(shù)質(zhì)量管理部運(yùn)用計(jì)算機(jī)模擬仿真技術(shù)，查找出造成時(shí)輪打齒、周歷慢爬停表等問題的主要因素，并進(jìn)行改進(jìn)，提高了DYTS60系列手表機(jī)心的質(zhì)量。

現(xiàn)狀分析

2009年3月―9月，我們從客戶退回的不良機(jī)心中，隨機(jī)抽取了106只進(jìn)行全面的質(zhì)量分析和問題歸類，對(duì)機(jī)心問題進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，并制作了不良機(jī)心問題原因排列圖 ( 圖2 )。

確立目標(biāo)

根據(jù)以上抽樣分析和分類統(tǒng)計(jì)，結(jié)合實(shí)際情況，我們制定了“DYTS60系列機(jī)心一次裝配合格率達(dá)到96%”的預(yù)期目標(biāo)。

根據(jù)現(xiàn)狀分析，不難發(fā)現(xiàn)時(shí)輪打齒、周歷慢爬停表占不良率的56.60%，是主要問題。只要能夠解決這兩個(gè)問題，就可以實(shí)現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)；而且通過解決“周歷慢爬停表”問題，同時(shí)可以解決不良率占8%的分輪脫片問題，從而進(jìn)一步促進(jìn)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

什么是時(shí)輪打齒?

時(shí)輪打齒是指手表在正常運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，每天周歷完成自動(dòng)撥歷的整個(gè)過程需要3～5個(gè)小時(shí)，當(dāng)周歷進(jìn)入自動(dòng)撥歷時(shí)，如強(qiáng)行按動(dòng)周歷快撥按鈕，使周歷撥歷機(jī)構(gòu)快速撥動(dòng)，在周歷撥動(dòng)機(jī)構(gòu)沒有與傳動(dòng)系統(tǒng)脫離的情況下，迫使手表的傳動(dòng)系統(tǒng)產(chǎn)生逆向運(yùn)動(dòng)，破壞了原有的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，對(duì)時(shí)輪齒造成損傷。這是周歷快撥操作不當(dāng)造成的。因此，在周歷進(jìn)入自動(dòng)撥歷這段時(shí)間里，是不允許對(duì)周歷進(jìn)行快撥的，在產(chǎn)品說明書上一并給出了相應(yīng)的提示說明。

什么是周歷慢爬停表？

周歷慢爬停表是周歷進(jìn)入自動(dòng)撥歷狀態(tài)，周歷撥頭帶動(dòng)周歷輪旋轉(zhuǎn)，在周歷輪向外推動(dòng)周歷快撥桿進(jìn)行“爬坡”運(yùn)動(dòng)的過程中，出現(xiàn)周歷失靈的現(xiàn)象。

什么是分輪脫片？

分輪脫片是指由于傳動(dòng)力矩過大或者本身摩擦力矩不足，造成分輪片不能隨著分輪齒軸同步轉(zhuǎn)動(dòng)，喪失了傳動(dòng)能力的現(xiàn)象。

通過演示看出：當(dāng)機(jī)心周歷進(jìn)入自動(dòng)撥歷后，快撥周歷，傳動(dòng)輪上的小撥頭越過周歷撥頭保險(xiǎn)間隙，越位28°( 見圖5 )，帶動(dòng)傳動(dòng)輪、時(shí)輪發(fā)生逆向轉(zhuǎn)動(dòng)。由于時(shí)輪材料比跨輪材料硬度低，因此，時(shí)輪被正常傳動(dòng)的跨輪破壞，造成時(shí)輪打齒。

為進(jìn)一步確認(rèn)周歷慢爬停表的原因，我們繼續(xù)運(yùn)用計(jì)算機(jī)仿真模擬手段，對(duì)周歷輪與周歷撥頭相嚙合的過程進(jìn)行傳動(dòng)控制演示，觀察周歷輪與周歷撥頭整個(gè)過程存在的問題。結(jié)果顯示：周歷慢爬停表的機(jī)心，周歷輪與周歷撥頭，基本停在如圖 ( 見圖6 ) 所示位置，并發(fā)現(xiàn)兩輪在此處形成共軛直線接觸，極易形成傳動(dòng)“死點(diǎn)”，此點(diǎn)數(shù)據(jù)顯示傳輸力矩變大，對(duì)齒輪的傳動(dòng)造成影響。這也是造成“分輪脫片”的主要原因之一。

可見，時(shí)輪打齒、周歷慢爬停表以及分輪脫片的部分問題主要由以下因素造成：① 周歷快撥操作不當(dāng)；② 周歷撥頭保險(xiǎn)間隙??；③ 齒輪嚙合面較大 。

對(duì)策實(shí)施

通過分析三個(gè)主要原因，發(fā)現(xiàn)時(shí)輪打齒、周歷慢爬停表以及分輪脫片的部分原因都是由周歷撥頭這個(gè)零件在設(shè)計(jì)上和控制上存在缺陷造成的；只要對(duì)該零件進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)，相關(guān)問題就迎刃而解了。為此，經(jīng)過部門成員共同討論，結(jié)合“分析、計(jì)算、設(shè)計(jì)、繪圖、仿真、試制、驗(yàn)證”的原則，制定了以下對(duì)策：

實(shí)施一：改進(jìn)周歷撥頭齒形

1.根據(jù)計(jì)時(shí)儀器齒輪設(shè)計(jì)原理及要求，結(jié)合相嚙合的周歷輪齒形特點(diǎn)，重新計(jì)算了周歷撥頭的齒形數(shù)據(jù)。

2.繪制了周歷撥頭齒形圖 ( 見圖7 ) 。

3.在計(jì)算機(jī)中，模擬仿真了整個(gè)周歷輪與周歷撥頭嚙合傳動(dòng)的全過程。

通過仿真驗(yàn)證，發(fā)現(xiàn)兩輪接觸方式變?yōu)橥耆c(diǎn)接觸，消除了死點(diǎn)的存在，從理論上講，消除了周歷慢爬停表的情況，減少了傳動(dòng)中所需的傳輸力矩，降低了分輪脫片的概率。

實(shí)施二：改進(jìn)周歷撥頭保險(xiǎn)間隙

1.根據(jù)原因分析中，發(fā)現(xiàn)小撥頭越位28°的實(shí)際情況，將保險(xiǎn)間隙增加到35°。

2.繪制了周歷撥頭零件圖紙 ( 見圖8 ) ，并確定了零件全部相關(guān)尺寸和公差要求。編寫及下發(fā)試制工藝單，組織進(jìn)行小批量生產(chǎn)試制，裝配出1000只試制樣品機(jī)心。

3. 通過跟蹤，試制樣品符合產(chǎn)品新設(shè)計(jì)要求，符合進(jìn)一步驗(yàn)證的要求。

實(shí)施三：驗(yàn)證快撥周歷無需限時(shí)

組織對(duì)新試制的1000只樣品機(jī)心按照相關(guān)操作規(guī)定，在全時(shí)段特別是周歷進(jìn)入自動(dòng)撥歷階段進(jìn)行快撥周歷操作，均沒有出現(xiàn)時(shí)輪打齒的現(xiàn)象，時(shí)輪打齒問題徹底解決。驗(yàn)證成功。

按照國家標(biāo)準(zhǔn) ( GB/T 6044―2005 ) 的規(guī)定，對(duì)新試制的1000只樣品機(jī)心全部進(jìn)行出廠合格檢查，結(jié)果符合國家標(biāo)準(zhǔn)要求，走時(shí)質(zhì)量好，換歷可靠，沒有機(jī)心在周歷慢爬時(shí)出現(xiàn)停表情況。試制成功，可以投入批量生產(chǎn)。

效果檢查

運(yùn)用計(jì)算機(jī)模擬仿真技術(shù)，徹底解決了DYTS60系列機(jī)心的時(shí)輪打齒、周歷慢爬停表兩個(gè)問題，通過半年來市場(chǎng)營銷部反饋的數(shù)據(jù)來看，實(shí)現(xiàn)了預(yù)期目標(biāo) ( 見圖9 ) 。

DYTS60系列機(jī)心質(zhì)量的提高，擴(kuò)大了市場(chǎng)對(duì)該系列產(chǎn)品的接納程度，為此，公司于2010年以DYTS60系列機(jī)心為基礎(chǔ)開發(fā)出DYT211CG時(shí)裝成品表，更好的滿足了客戶的需求。

篇2

計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)是指利用計(jì)算機(jī)科學(xué)和技術(shù)的成果建立被仿真的系統(tǒng)的模型，并在某些實(shí)驗(yàn)條件下對(duì)模型進(jìn)行動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)的一門綜合性技術(shù)。它具有高效、安全、受環(huán)境條件約束較少、可改變時(shí)間比例尺等優(yōu)點(diǎn)，已成為分析、設(shè)計(jì)、運(yùn)行、評(píng)價(jià)、培訓(xùn)系統(tǒng)的重要工具。水利工程是一項(xiàng)施工周期長，施工復(fù)雜的系統(tǒng)工程。它包含了工程主體施工、臨時(shí)擋泄水工程施工以及水位變化和潮汐的影響等,水利工程的施工質(zhì)量受自然原因和人為原因的雙重影響，所以為保障工程的質(zhì)量，在施工過程中必須對(duì)各種因素的不確定性和周密性予以嚴(yán)格的控制。傳統(tǒng)的多采用設(shè)計(jì)藍(lán)圖對(duì)施工進(jìn)行把握，然而二維圖形不夠直觀,對(duì)施工的全過程很難從整體上加以把握。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展完善，計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)開始在水利工程施工領(lǐng)域加以運(yùn)用。主要分析了計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在水利施工中的應(yīng)用，希望對(duì)計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的應(yīng)用有所幫助。

2計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)及實(shí)現(xiàn)過程

2.1計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)

第一，節(jié)省時(shí)間。計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)以其智能化的手段可以對(duì)多種施工方案進(jìn)行快速的比較，可以準(zhǔn)確快速的選擇出最優(yōu)施工方案。通過施工方案的選擇，可以就施工的不同階段所做的準(zhǔn)備工作加以分析研究，針對(duì)一些潛在的問題，可以提前采取措施加以規(guī)避。第二，成本低。計(jì)算機(jī)模擬是一種虛擬的模擬技術(shù)，不需要通過真實(shí)的原型試驗(yàn)只需要通過相關(guān)模擬軟件的開發(fā)與應(yīng)用便可以對(duì)就相關(guān)的數(shù)據(jù)得出結(jié)論，而且可以反復(fù)的進(jìn)行試驗(yàn)，對(duì)不同的方案加以論證。與原型試驗(yàn)投入成本相比，計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)軟件開發(fā)與使用的費(fèi)用要低得多。第三，可靠性高。與人工排塊不同，計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的應(yīng)用以系統(tǒng)模型的正確以及軟件編制的正確性為前提,計(jì)算機(jī)施工仿真模擬通過軟件進(jìn)行模擬，減少了人工排塊過程中因人為因素所造成的失誤。第四，實(shí)用性強(qiáng)。計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的應(yīng)用面比較廣，一般情況模型只要是采用數(shù)學(xué)加以描述的，其系統(tǒng)的行為就可以通過運(yùn)用計(jì)算機(jī)來模擬，并可以準(zhǔn)確的把握系統(tǒng)未來的發(fā)展趨勢(shì),估計(jì)剩余使用壽命等,隨著科技的不斷發(fā)展，計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)將被運(yùn)用到更多的領(lǐng)域。

2.2計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的實(shí)現(xiàn)

計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)是在數(shù)學(xué)理論的基礎(chǔ)之上發(fā)展起來的一門試驗(yàn)科學(xué)。作為一項(xiàng)實(shí)用技術(shù)，并不能對(duì)客觀具體事物進(jìn)行直接處理，計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)的應(yīng)用需要以數(shù)學(xué)模型的建立才能作為能反映研究對(duì)象本質(zhì)的關(guān)鍵技術(shù)。計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的實(shí)現(xiàn)是確定研究對(duì)象后，針對(duì)研究對(duì)象建立數(shù)學(xué)模型，并通過計(jì)算機(jī)對(duì)數(shù)學(xué)模型的仿真計(jì)算最終得到仿真結(jié)果的。第一步，建立模型。在進(jìn)行仿真前要根據(jù)研究對(duì)象和研究目的的不同，抽象出一個(gè)確定的系統(tǒng),并就系統(tǒng)的邊界和約束條件加以限定，采用力學(xué)、數(shù)學(xué)和其它相關(guān)知識(shí)將抽象出來的系統(tǒng)用數(shù)學(xué)表達(dá)式描述出來，形成“數(shù)學(xué)建模”。系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，在研究目的不同的情況下可以劃分為：靜態(tài)模型、動(dòng)態(tài)模型、離散時(shí)間動(dòng)態(tài)模型和混合時(shí)間動(dòng)態(tài)模型。模型準(zhǔn)確與否影響著仿真結(jié)果是否能反映實(shí)際。第二步，輸入模型。模型的輸入即是對(duì)上一步所建立的數(shù)學(xué)表達(dá)式結(jié)合軟件不同特點(diǎn)輸入為計(jì)算機(jī)能夠處理的形式,這種形式所表現(xiàn)的內(nèi)容,即是所謂的“仿真模型”。這個(gè)模型是進(jìn)行計(jì)算機(jī)仿真的關(guān)鍵。當(dāng)然實(shí)現(xiàn)這一過程,也可以自行開發(fā)一個(gè)新的軟件。第三步，模型的仿真計(jì)算。所謂模型的仿真計(jì)算是指在計(jì)算機(jī)中載入上一步獲得的仿真模型，在事先設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案內(nèi)進(jìn)行仿真計(jì)算。第四步，評(píng)估仿真結(jié)果。對(duì)一個(gè)系統(tǒng)的狀況從整體上加以把握是仿真的目的所在。系統(tǒng)運(yùn)行信息是仿真的結(jié)果，仿真的研究目的在于對(duì)所獲取的信息進(jìn)行分析進(jìn)行評(píng)估和認(rèn)識(shí)，并將仿真結(jié)果運(yùn)用到施工實(shí)踐當(dāng)中。

3計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在水利施工中的應(yīng)用實(shí)例

3.1工程概況

某大型水電站混凝土拱壩壩高178m,混凝土澆筑量可達(dá)485萬m3,混凝土澆筑施工工藝復(fù)雜、施工難度高。如何有效、高質(zhì)量、快速地組織大壩混凝土施工,合理安排澆筑順序,對(duì)于整個(gè)工程的進(jìn)度和質(zhì)量都有至關(guān)重要的影響。為了直觀反映該工程進(jìn)度,借助于三維建模技術(shù),對(duì)該工程施工過程進(jìn)行仿真研究。

3.2三維建模

根據(jù)設(shè)計(jì)結(jié)果,提取混凝土拱壩的相關(guān)數(shù)據(jù),首先用Auto-CAD工具建立三維網(wǎng)格模型,盡量真實(shí)地體現(xiàn)圖形實(shí)體對(duì)象與仿真變量間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。利用系統(tǒng)實(shí)體CAD圖形建模,目的是為了定義系統(tǒng)實(shí)體的形狀、結(jié)構(gòu)及其他相關(guān)信息。仿真的目的是觀察大壩的澆筑施工狀態(tài)隨時(shí)間的動(dòng)態(tài)變化,以便于及時(shí)掌握系統(tǒng)模型的基本特性,找出仿真系統(tǒng)的最佳設(shè)計(jì)參數(shù),據(jù)此對(duì)真實(shí)大壩的設(shè)計(jì)結(jié)果進(jìn)行改善或優(yōu)化?？赏ㄟ^對(duì)數(shù)據(jù)庫中工程各澆筑塊數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)、計(jì)算,在已建的三維模型中描繪出各控制階段的筑壩進(jìn)度面貌,直觀地再現(xiàn)大壩的概貌。

3.3施工過程模擬

模擬工作的主要思路就是安排各臺(tái)纜機(jī)所負(fù)責(zé)的澆筑塊的日程計(jì)劃。在壩型,尺寸及分縫一定的情況下,在某個(gè)給定的機(jī)械配置方案條件下,可根據(jù)各種限制及約束條件,找到某種適宜的分塊澆筑順序和最緊湊的工期。因此,在模擬中采取在給定的澆筑方案和機(jī)械配置情況下,按照滿足施工中各種約束限制條件的要求安排壩塊的澆筑順序,算出各壩塊澆筑施工進(jìn)程,從而計(jì)算出所需的大壩工期。如果改變澆筑方案,可進(jìn)行類似的模擬和計(jì)算,從而得到各種不同澆筑方案的結(jié)果。然后通過綜合比較,選出較優(yōu)的方案。本文對(duì)4臺(tái)纜機(jī)和三臺(tái)纜機(jī)方案進(jìn)行比較,實(shí)施仿真中考慮了以下約束條件:每一注塊能否澆筑的時(shí)間約束、相鄰注塊的允許高差、相鄰注塊的拆模限制、纜機(jī)工作范圍的限制、相鄰纜機(jī)工作干擾限制、氣溫條件對(duì)澆筑的影響、突發(fā)事件對(duì)澆筑的影響限值和其他可能的約束限制等約束條件。如對(duì)于分壩段而且分倉澆筑的重力壩,在其下游倉快達(dá)到壩頂時(shí),可能存在并峰問題,這時(shí)可能同一壩段的兩個(gè)倉位在到達(dá)并峰高程后,要相互等待?；蛘邔?duì)于混凝土拱壩,有的跨壩段孔洞需要安裝鋼襯,同樣存在需要相互等待到達(dá)同一高程的問題等等。

篇3

關(guān)鍵詞：系統(tǒng)仿真設(shè)計(jì)

一、系統(tǒng)仿真技術(shù)

所謂仿真就是建立系統(tǒng)的模型（數(shù)學(xué)模型、物理效應(yīng)模型或數(shù)學(xué)-物理效應(yīng)模型），并在模型上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和研究一個(gè)存在的或設(shè)計(jì)中的系統(tǒng)。這里的系統(tǒng)包括技術(shù)系統(tǒng)，如土木、機(jī)械、電子、水力、聲學(xué)、熱學(xué)等，也包括社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)、生物和管理系統(tǒng)等非技術(shù)系統(tǒng)。仿真技術(shù)的實(shí)質(zhì)也就是進(jìn)行建模、實(shí)驗(yàn)?，F(xiàn)代仿真技術(shù)的發(fā)展是與控制工程、系統(tǒng)工程及計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展密切相關(guān)聯(lián)的?？刂乒こ毯拖到y(tǒng)工程的發(fā)展促進(jìn)了仿真技術(shù)的廣泛應(yīng)用，而計(jì)算機(jī)出現(xiàn)及計(jì)算技術(shù)的迅猛發(fā)展，則為仿真提供了強(qiáng)有力的手段和工具。因此，計(jì)算機(jī)仿真在仿真中占有越來越重要的地位。

仿真技術(shù)得以發(fā)展的主要原因是它帶來了重大的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。系統(tǒng)仿真的應(yīng)用大致可分為：對(duì)已有系統(tǒng)進(jìn)行分析時(shí)采用仿真技術(shù)；對(duì)尚未有的系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)采用仿真技術(shù)；在系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，利用仿真模型作為觀測(cè)器，給用戶提供有關(guān)系統(tǒng)過去的、現(xiàn)在的、甚至是未來的信息，以便用戶實(shí)時(shí)作出正確的決策；

在系統(tǒng)運(yùn)行前，利用仿真模型作為預(yù)測(cè)器，向用戶提供系統(tǒng)運(yùn)行起來后，可能產(chǎn)生什么現(xiàn)象，以便用戶修訂計(jì)劃或決策；利用仿真模型作為訓(xùn)練器，訓(xùn)練系統(tǒng)操縱人員或管理人員。在工程領(lǐng)域仿真技術(shù)可以降低系統(tǒng)的研制成本，可以提高系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)、調(diào)試和訓(xùn)練過程的安全。

一般認(rèn)為，建立模型是仿真的第一步，也是十分重要的一步。傳統(tǒng)仿真技術(shù)中，一個(gè)仿真系統(tǒng)要首先建立起系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型--一次仿真模型，然后再改寫成適合計(jì)算機(jī)處理的形式-仿真模型。仿真模型可以說是系統(tǒng)二次近似模型。建立起仿真模型后，才能書寫相應(yīng)的程序。

仿真基本上是一種通過實(shí)驗(yàn)來求解的技術(shù)。通過仿真實(shí)驗(yàn)要了解系統(tǒng)中各變量之間的關(guān)系，要觀察系統(tǒng)模型變量變化的全過程，此外，為了對(duì)仿真模型進(jìn)行深入研究和結(jié)果優(yōu)化，還必須進(jìn)行多次運(yùn)行，系統(tǒng)優(yōu)化等工作，因此，良好的人機(jī)交互性是系統(tǒng)仿真的一個(gè)重要特性。

二、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是二十世紀(jì)末才興起的一門嶄新的綜合性信息技術(shù)，是由計(jì)算機(jī)硬件、軟件以及各種傳感器構(gòu)成的三維信息的人工環(huán)境--虛擬環(huán)境，用戶投入這種環(huán)境中，就可與之交互作用、相互影響。它融合了數(shù)字圖像處理、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、多媒體技術(shù)、傳感器技術(shù)等多個(gè)信息技術(shù)分支，從而也大大推進(jìn)了計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展。目前，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)已在建筑、教育培訓(xùn)、醫(yī)療、軍事模擬、科學(xué)和金融可視化等方面獲得了應(yīng)用，漸已成為21世紀(jì)廣泛應(yīng)用的一種新技術(shù)。

虛擬現(xiàn)實(shí)是高度發(fā)展的計(jì)算機(jī)技術(shù)在各種領(lǐng)域的應(yīng)用過程中的結(jié)晶和反映，它具有以下主要特征：

（1）依托學(xué)科的高度綜合化；

（2）人的臨場(chǎng)化；

（3）系統(tǒng)或環(huán)境的大規(guī)模集成化；

（4）數(shù)據(jù)表示的多樣化和標(biāo)準(zhǔn)化，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的大容量、數(shù)據(jù)傳輸?shù)母咚倩c數(shù)據(jù)處理的分布式和并行化。正是這些特征，使操作者沉浸其中，并通過多種媒體對(duì)感官的刺激，對(duì)所需解決的問題有了清晰和直觀的認(rèn)識(shí)，從而，也使模型的建立和驗(yàn)證更加方便。

三、系統(tǒng)仿真技術(shù)與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的結(jié)合

傳統(tǒng)的系統(tǒng)仿真技術(shù)很少研究人的感知模型的仿真，因而無法模擬人對(duì)外界環(huán)境的感知(聽覺、視覺、觸覺)隨著多媒體技術(shù)、計(jì)算機(jī)動(dòng)畫、傳感技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)模擬外界環(huán)境對(duì)人的感官刺激開始成為可能。事實(shí)證明，人類對(duì)于圖像、聲音等感官信息的理解能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于數(shù)字和文字等抽象信息的理解能力。將仿真技術(shù)與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)相結(jié)合，利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)進(jìn)行仿真模型的建立和實(shí)驗(yàn)的模擬，使仿真的過程和結(jié)果可以實(shí)現(xiàn)圖象化、可視化，使仿真的系統(tǒng)具有了三維、實(shí)時(shí)交互、屬性提取等特征，極大地促進(jìn)了仿真技術(shù)的發(fā)展，同時(shí)也使虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)更加具有生命力。

四、仿真與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在結(jié)構(gòu)工程中的應(yīng)用

仿真與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)近年來在機(jī)械、電子、水利、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)、生物等各個(gè)領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用。

在結(jié)構(gòu)工程中，仿真與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用于如下幾個(gè)方面：

1．在工程結(jié)構(gòu)分析中的應(yīng)用

工程結(jié)構(gòu)在各種荷載作用下的反應(yīng)，其破壞特征和極限承載力是人們所關(guān)心的。當(dāng)結(jié)構(gòu)形式特殊，荷載及材料特性復(fù)雜時(shí)，人們往往求助于模型試驗(yàn)來測(cè)定其受力性能，但模型試驗(yàn)往往受到場(chǎng)地和設(shè)備的限制，只能做小比例模型試驗(yàn)，難以完全反映結(jié)構(gòu)的實(shí)際情況。若用仿真與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，則可以進(jìn)行足尺寸的試驗(yàn)，還可以很方便地修改參數(shù)。此外，有些結(jié)構(gòu)難于進(jìn)行直接試驗(yàn)，用計(jì)算機(jī)模擬仿真就更能體現(xiàn)出優(yōu)越性，如建筑物及構(gòu)筑物在地震作用下的倒塌分析，橋梁受到汽車高速碰撞的檢驗(yàn)試驗(yàn)等只有采用仿真與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，分析才能大量進(jìn)行。又如在高速荷載作用下，結(jié)構(gòu)反應(yīng)很快，人們?cè)谡鎸?shí)試驗(yàn)中只能觀察到最終結(jié)果，而不能觀察試驗(yàn)的全過程。如果采用計(jì)算機(jī)模擬仿真試驗(yàn)，則可觀察其破壞的全過程，便于破壞機(jī)理的研究。對(duì)于長期的徐變過程則可在模擬中加快其變化過程，讓人們清楚地看到其過程。在運(yùn)用傳統(tǒng)的有限元法進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析時(shí)，結(jié)構(gòu)應(yīng)力的結(jié)果通常采用內(nèi)力圖等力線的形式描繪出來，給人以直觀的印象。利用仿真與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)則可以通過顏色的深淺給出三維物體中各點(diǎn)力的大小，用不同顏色表示出不同的等力面；也可以任意變換角度，從任何點(diǎn)去觀察。還可以利用VR的交互性能，實(shí)時(shí)修改各種數(shù)據(jù)，以便對(duì)各種方案及結(jié)果進(jìn)行比較。這樣就使工程師的思維更加形象化，概念更易于理解。

2．在巖土工程中的應(yīng)用

巖土工程處于地下，往往難于直接觀察，而仿真與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)則可把內(nèi)部過程展現(xiàn)出來，有很大實(shí)用價(jià)值。例如，地下工程開挖經(jīng)常會(huì)塌方冒項(xiàng)。根據(jù)地質(zhì)勘察，我們可以知道斷層、裂隙和節(jié)理的走向密度，通過小型試驗(yàn)，可以確定巖體本身的力學(xué)性能及巖體夾層界面的力學(xué)特性、強(qiáng)度條件，并存入計(jì)算機(jī)中。

在數(shù)值模型中，除了有限元方法外，還可采用分離單元。分離單元在平衡狀態(tài)下的性能與有限元相仿，而當(dāng)它失去平衡時(shí)，則在外力和重力作用下產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)直到獲得新的平衡為止。分析地下工程的圍巖結(jié)構(gòu)，邊坡穩(wěn)定等問題時(shí)，可以把節(jié)理斷層劃分為許多離散單元。這一過程可以在顯示器和大型屏幕上顯示出來，最終可以看到塌方的區(qū)域及范圍，這就為支護(hù)設(shè)計(jì)提供了可靠依據(jù)。

3.防災(zāi)工程中的應(yīng)用

長期以來，人類一直與洪水、火災(zāi)、地震等自然災(zāi)害進(jìn)行著堅(jiān)持不懈的斗爭。由于自然災(zāi)害的原型重復(fù)實(shí)驗(yàn)幾乎是不可能的，因而仿真與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在這一領(lǐng)域的應(yīng)用就更有意義。目前已有不少抗災(zāi)、防災(zāi)的模擬仿真系統(tǒng)制作成功，例如洪水泛濫淹沒區(qū)的洪水發(fā)展過程演示系統(tǒng)。該系統(tǒng)預(yù)先存儲(chǔ)了泛濫區(qū)的地形地貌和地物，有高程數(shù)據(jù)可確定等高線，只要輸入洪水標(biāo)準(zhǔn)(如百年一遇的洪水)及預(yù)定河堤決口位置，計(jì)算機(jī)就可根據(jù)水量、流速區(qū)域面積及高程數(shù)據(jù)算出不同時(shí)刻的淹沒地區(qū)，并在顯示器和大型屏幕上顯示出來。人們從屏幕上可以看到水勢(shì)從低處向高處逐漸淹沒的過程，這樣對(duì)防洪規(guī)劃以及遭遇洪水時(shí)指導(dǎo)人員疏散是很有作用的。又如在火災(zāi)方面，對(duì)森林火災(zāi)的蔓延，建筑物中火災(zāi)的傳播均已開發(fā)出相應(yīng)的模擬仿真系統(tǒng)，這對(duì)消防工程起到了很好的指導(dǎo)作用。

4．在模擬施工過程中的應(yīng)用

建筑施工是復(fù)雜的大型的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)，它通常包括立模、架設(shè)鋼筋、澆注、振搗、拆模、養(yǎng)護(hù)等多道工序，而這些工序中涉及的因素繁多，其間關(guān)系復(fù)雜，直接影響著混凝土澆筑的進(jìn)程。模擬施工過程是為了通過仿真手段，去發(fā)現(xiàn)實(shí)際施工中存在的問題或可能出現(xiàn)的問題，這就需要對(duì)實(shí)際施工進(jìn)行仿真。而目前施工過程的模擬只是從幾何形體方面模擬施工的過程，即按樓層關(guān)系由下而上，每一層按柱、梁、板的幾何形狀加以著色來實(shí)現(xiàn)對(duì)施工過程的模擬。現(xiàn)有的模擬只是對(duì)進(jìn)度計(jì)劃起到了一定作用，并沒有對(duì)施工過程起到真正的作用。基于以上原因，需對(duì)施工過程建立合適的模型，以達(dá)到模擬仿真的效果。例如，大型水利樞紐混凝土在運(yùn)輸澆筑系統(tǒng)的模擬仿真模型，是由運(yùn)輸子系統(tǒng)和澆注子系統(tǒng)構(gòu)成的，模型是按進(jìn)程交互的仿真策略建立的，按這種條件建立的模型能與仿真程序間保持緊密的對(duì)應(yīng)關(guān)系，程序所要模仿的行為比較直觀、清晰。程序流程直接與模型結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)狀態(tài)相對(duì)應(yīng)。

另外，仿真與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在結(jié)構(gòu)工程領(lǐng)域內(nèi)，還可應(yīng)用在建筑系統(tǒng)工程管理、建筑信息管理、建筑物及構(gòu)筑物的空氣流場(chǎng)、空氣品質(zhì)分析等方面。

我國是一個(gè)發(fā)展中國家，有著大量繁重的基本建設(shè)任務(wù)，特別是在十五計(jì)劃綱要中，提出進(jìn)一步加強(qiáng)水利交通、能源等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和西部大開發(fā)戰(zhàn)略。這一大好形勢(shì)，為結(jié)構(gòu)工程高新技術(shù)的信息化和集成化，為結(jié)構(gòu)工程學(xué)科及相關(guān)學(xué)科的發(fā)展提供了良好的機(jī)遇。仿真與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)作為結(jié)構(gòu)工程高新技術(shù)之一，開創(chuàng)了結(jié)構(gòu)工程學(xué)科的新紀(jì)元，其技術(shù)潛力巨大、應(yīng)用前景十分廣闊。

參考文獻(xiàn)

（1）汪成為、高文、王行仁.靈境(虛擬現(xiàn)實(shí))技術(shù)的理論、實(shí)現(xiàn)及其應(yīng)用.清華大學(xué)出版社，1997

（2）陳清來.建筑結(jié)構(gòu)的現(xiàn)代設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)思想和發(fā)展.工程設(shè)計(jì)CAD及自動(dòng)化，1996年，（4）

（3）張躍、張叢哲。土木工程中虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展與展望，計(jì)算機(jī)世界，1998，（5）D版：1-3.

（4）袁耀明.從可視化到視算一體化.系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào)，1996（5）

（5）張叢哲、張躍.計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)中虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù).計(jì)算機(jī)世界,1998，（5）D版：5。

篇4

關(guān)鍵詞 計(jì)算機(jī)模擬技術(shù) 抗震設(shè)防系數(shù) DirectDraw技術(shù)

中圖分類號(hào)：TP3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

隨著計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)展普及，國內(nèi)外在計(jì)算機(jī)建筑設(shè)計(jì)包括模擬計(jì)算、圖紙繪制和資料管理等方面的研究和開發(fā)有了較大進(jìn)展。由于社會(huì)發(fā)展對(duì)建筑設(shè)計(jì)的效率和質(zhì)量要求的不斷提高，近十年來逐漸提出集成化建筑設(shè)計(jì)系統(tǒng)（IBDS）的概念。各種高性能計(jì)算機(jī)正以其強(qiáng)大的運(yùn)算能力被廣泛應(yīng)用于各種領(lǐng)域，其中對(duì)自然界的物理現(xiàn)象和自然規(guī)律進(jìn)行仿真是主要應(yīng)用之一。

建筑施工要考慮的因素很多，其中就包括水波對(duì)建筑物的影響。所以對(duì)水波在計(jì)算機(jī)中進(jìn)行事先的模擬技術(shù)十分重要，它可以大大提高建筑安全設(shè)計(jì)的效率。筆者希望通過對(duì)真實(shí)水波的產(chǎn)生、擴(kuò)散、衰減以及多個(gè)水波的交迭過程的計(jì)算機(jī)模擬為例，介紹此類程序的設(shè)計(jì)思路與解決方法。在程序的實(shí)現(xiàn)過程中，為了使仿真的效果更加逼真、處理數(shù)據(jù)顯示的速度更快，使用了DirectX中的DirectDraw技術(shù)利用硬件加速器對(duì)數(shù)據(jù)的顯示進(jìn)行加速。通過對(duì)計(jì)算機(jī)仿真模擬技術(shù)研究，以及對(duì)防振建筑物基本原理和設(shè)計(jì)過程的研究，從而利用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)來模擬建筑物的構(gòu)造過程。所制作的計(jì)算機(jī)模擬仿真環(huán)境，要實(shí)現(xiàn)根據(jù)建筑物所提供的數(shù)據(jù)來構(gòu)造建筑物的雛形，并連接相關(guān)的工程造價(jià)軟件，對(duì)所設(shè)計(jì)的建筑物進(jìn)行預(yù)算評(píng)價(jià)，從中計(jì)算出合理的預(yù)算價(jià)格。系統(tǒng)通過模擬震動(dòng)環(huán)境，把已經(jīng)構(gòu)造好的建筑物放到模仿真實(shí)地震的環(huán)境中，通過對(duì)建筑物材料、結(jié)構(gòu)等多方面的數(shù)據(jù)測(cè)算，來實(shí)現(xiàn)檢查所設(shè)計(jì)的建筑物是否能滿足設(shè)計(jì)的要求。

在計(jì)算機(jī)模擬所應(yīng)具備如下幾個(gè)模塊：

首先，光折射模擬，雖然模擬了對(duì)波的傳播過程，但如不考慮起伏的水波對(duì)光的折射也是不逼真的。根據(jù)光學(xué)有關(guān)知識(shí)，將水下的景物存在的偏移程度同水波的斜率、水的折射率和水的深度進(jìn)行精確的模擬，做線性的近似處理。我們可以近似地用水面上某點(diǎn)的前后、左右兩點(diǎn)的波幅之差來代表所看到的水底景物的偏移量：通過循環(huán)來計(jì)算每次產(chǎn)生數(shù)據(jù)的偏移量

xoff = buf1[k-1]-buf1[k+1]；

yoff = buf1[k-BACKWIDTH]-buf1[k+BACKWIDTH]；

int pos1， pos2； pos1=ddsd1.

lPitch*（i+yoff）+ depth*（j+xoff）；

pos2=ddsd2.lPitch*i+ depth*j；

其次，生成波源，在無外力影響的情況下，水平面是不會(huì)自發(fā)產(chǎn)生水波的，必須對(duì)水平面施加某種波源才能引起震動(dòng)波的擴(kuò)散。擴(kuò)散的速度與范圍同波源的能量大小與受力范圍有關(guān)。通過在程序中修改振幅緩沖區(qū)buf，來模擬外力的加入。在著力點(diǎn)產(chǎn)生一個(gè)負(fù)的“尖脈沖”，即讓buf[x，y]=-n。當(dāng)系數(shù)n的取值范圍在32至128之間對(duì)建筑物的影響較小。受力半徑是以著力點(diǎn)為圓心，圓里所有的點(diǎn)產(chǎn)生一個(gè)負(fù)的“尖脈沖”。

利用if （（x+stonesize）>BACKWIDTH ||y+stonesize）>BACKHEIGHT||（x-stonesiz

e）

第三，震動(dòng)波模擬，這種用數(shù)據(jù)緩沖區(qū)對(duì)圖像進(jìn)行處理的方法其最大的好處就是：程序運(yùn)算和顯示的速度與水波的復(fù)雜程度無關(guān)，用類似的方法完全可以對(duì)其他一些物理和自然現(xiàn)象。

第四，結(jié)構(gòu)模塊單元開裂處理模擬設(shè)計(jì)，判斷開裂的出現(xiàn)通常有兩個(gè)準(zhǔn)則：最大拉應(yīng)力準(zhǔn)則，認(rèn)為當(dāng)最大拉應(yīng)力超過某一極限時(shí)裂縫出現(xiàn)：最大拉應(yīng)變準(zhǔn)則，認(rèn)為當(dāng)最大拉應(yīng)變超過某一極限時(shí)出現(xiàn)裂縫。Kupfer等人的實(shí)驗(yàn)表明，最大拉應(yīng)力準(zhǔn)則比較接近實(shí)驗(yàn)結(jié)果，因此一般的工程計(jì)算中，可采用最大拉應(yīng)力準(zhǔn)則。

混凝土的裂縫模式主要有：離散裂縫模式（Discrete cracking model）和分布裂縫模式（Smeared cracking model）。裂縫模式的選擇應(yīng)根據(jù)分析研究的目的來確定，如果只需要了解結(jié)構(gòu)構(gòu)件總的荷載一位移性能時(shí)，選擇分布裂縫模式比較好，如果要了解構(gòu)件實(shí)際的裂縫形態(tài)和詳細(xì)的局部性能，則采用離散裂縫模式比較好。

最后，加速顯示模塊設(shè)計(jì)，由于動(dòng)畫對(duì)處理速度要求比較嚴(yán)格，所以要竭盡所能來提高數(shù)據(jù)的處理速度。采用DirectX中的DirectDraw技術(shù)來對(duì)圖形進(jìn)行加速處理，它在提供直接訪問顯示設(shè)備的同時(shí)，與GDI相兼容，提供了一種與設(shè)備無關(guān)的途徑，以訪問特定的顯示設(shè)備的某些高級(jí)特性。

通過實(shí)驗(yàn)得出的仿真結(jié)果可以得知，當(dāng)材料采用低強(qiáng)度鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)時(shí)，建筑結(jié)構(gòu)體系的抗震系數(shù)就會(huì)很低，直接影響建筑物的安全性能。還有當(dāng)結(jié)構(gòu)支撐節(jié)點(diǎn)所受到外部荷載很大時(shí)，結(jié)構(gòu)的安全系數(shù)也會(huì)隨之降低或減弱。所以應(yīng)在關(guān)鍵部位做特殊處理，如選用高強(qiáng)度的抗震材料，或提高結(jié)構(gòu)應(yīng)力受力面積等，從而減少其節(jié)點(diǎn)偏心位移，提前驗(yàn)證并修改所設(shè)計(jì)的建筑構(gòu)筑物中存在的不安全節(jié)點(diǎn)，大大減少不必要的損失及降低有效成本。

參考文獻(xiàn)

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1引言

自動(dòng)化物流系統(tǒng)在提高生產(chǎn)效率的同時(shí)，也給企業(yè)的決策者如何全面的評(píng)估一套先進(jìn)的物流系統(tǒng)帶來新的挑戰(zhàn)。一方面是由于系統(tǒng)的復(fù)雜性，不可能是人腦力所能完成的；另一方面是一套新的系統(tǒng)也不可能在真實(shí)的條件下測(cè)試其可行性?，F(xiàn)代化的物流系統(tǒng)是集光、機(jī)、電技術(shù)為一體的復(fù)雜的系統(tǒng)工程，而計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)能夠提供一種復(fù)雜環(huán)境下的智能解決方案，把兩者結(jié)合起來就可以利用電腦模擬現(xiàn)實(shí)的情況，給決策者提供一個(gè)理論依據(jù)。有關(guān)數(shù)據(jù)顯示，利用仿真分析方法改進(jìn)物流系統(tǒng)方案后可使總投資減少30%左右。因此，計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的應(yīng)用為物流企業(yè)的配送中心、倉庫管理系統(tǒng)、分揀系統(tǒng)、運(yùn)輸系統(tǒng)以及貨物的實(shí)時(shí)跟蹤提供了一種評(píng)價(jià)的方法，大大縮短了先進(jìn)物流系統(tǒng)的研發(fā)周期、降低了成本，并使之更好的應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐之中。

2仿真技術(shù)在物流系統(tǒng)中的應(yīng)用概況

計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)是一種模仿行為，它利用計(jì)算機(jī)來運(yùn)行仿真模型，模仿實(shí)際系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)及其隨時(shí)間的變化情況，并通過對(duì)仿真過程的觀察和統(tǒng)計(jì)，得到仿真模型的輸出參數(shù)和基本特征，以此來估計(jì)和推斷實(shí)際系統(tǒng)的真實(shí)性能，并為決策提供一定的參考。近些年來，仿真技術(shù)逐漸在各個(gè)領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用，并在很大程度上代替實(shí)物系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)仿真需要三項(xiàng)基本要素：系統(tǒng)、模型和計(jì)算機(jī)，而聯(lián)系這三個(gè)要素的基本活動(dòng)是模型設(shè)計(jì)、模型實(shí)現(xiàn)和仿真實(shí)驗(yàn)。圖1描述了仿真過程三項(xiàng)基本活動(dòng)之間的關(guān)系。

在實(shí)際的生產(chǎn)過程中，計(jì)算機(jī)物流仿真模型是根據(jù)自動(dòng)化物流系統(tǒng)的工藝需求建立起來的，而且需要確立物流設(shè)備的基本運(yùn)行參數(shù)。系統(tǒng)的工藝流程和系統(tǒng)之間存在著的邏輯控制關(guān)系，可以根據(jù)所建立的模型對(duì)物料流動(dòng)過程中設(shè)備處理該物料所需的時(shí)間、流動(dòng)軌跡等條件編寫邏輯控制程序。程序編寫后，設(shè)定物流系統(tǒng)的初始值并把初始值輸入系統(tǒng)，就可以利用仿真軟件在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行此仿真系統(tǒng)。仿真運(yùn)行時(shí)間可以根據(jù)實(shí)際物流系統(tǒng)的生產(chǎn)班次或最大物流量進(jìn)行模擬。

對(duì)得到的運(yùn)行結(jié)果進(jìn)行分析，可以確定系統(tǒng)是否存在瓶頸、流程是否暢通、物流量能否滿足需求。如果系統(tǒng)運(yùn)行后，得到的結(jié)果不符合預(yù)期，需要找出相應(yīng)的原因，改變參數(shù)或調(diào)整方案，進(jìn)行下一次的模擬直至滿足物流系統(tǒng)的生產(chǎn)需求。最終的仿真結(jié)果可以為管理者和設(shè)計(jì)者生成三維動(dòng)畫輸出結(jié)果及仿真報(bào)告，為進(jìn)一步優(yōu)化和完善提供科學(xué)的依據(jù)和理論支持。

目前在國外的許多物流和制造企業(yè)中已廣泛應(yīng)用仿真技術(shù)，如加拿大郵政、德馬泰克等。我國對(duì)現(xiàn)代化的集成化物流規(guī)劃設(shè)計(jì)仿真技術(shù)的研究較晚，從2001年開始，山東大學(xué)和同濟(jì)大學(xué)才開始相關(guān)領(lǐng)域的研究工作，但是發(fā)展速度很快。目前國內(nèi)已經(jīng)有部分企業(yè)采用仿真技術(shù)，但是和國外比起來，不論是在規(guī)模還是技術(shù)上與國外都有很大的差距。近些年來，現(xiàn)代企業(yè)越來越重視物流在生產(chǎn)系統(tǒng)中的重要作用，對(duì)物流的設(shè)計(jì)和仿真也越來越多的得到較多的研究。

3現(xiàn)代物流系統(tǒng)中常用的仿真軟件

物流仿真軟件可提供基本的功能元素，使仿真的編程工作大大簡化，常見的有AutoMod、Witness、eM-Plant、Flexim、Racl等。

3.1AutoMod

AutoMod仿真軟件能夠滿足初次使用者與專業(yè)人員的需求。你可以輕松而精確地模擬任何規(guī)模、任何精細(xì)程度的系統(tǒng)--從手工作坊到全自動(dòng)化的設(shè)施。使用AutoMod的獨(dú)特功能可以提高成功率與生產(chǎn)力，AutoMod的獨(dú)特功能有3D虛擬現(xiàn)實(shí)動(dòng)畫、互動(dòng)建模、原料運(yùn)送模板、易于理解的語言。AutoMod主要有以下優(yōu)點(diǎn)：減少設(shè)計(jì)與開發(fā)時(shí)間；減少運(yùn)營瓶頸的風(fēng)險(xiǎn)；建模繁簡由人；建模高度精確；增強(qiáng)對(duì)設(shè)計(jì)的信心；減少設(shè)計(jì)錯(cuò)誤的風(fēng)險(xiǎn)；支持設(shè)備投資分析。

3.2Witness

Witness是由英國lanner公司推出的功能強(qiáng)大的仿真軟件系統(tǒng)。它可以用于工業(yè)規(guī)劃的離散系統(tǒng)仿真，同時(shí)又可以用于連續(xù)流體（如液壓、化工、水力）系統(tǒng)的仿真。其特點(diǎn)是界面整齊；操作方便；擁有直觀的元素：像Entity、Part、Machine、Vehicle等，易學(xué)易懂。

3.3Flexsim

Flexsim采用經(jīng)過高度開發(fā)的部件(Object)來建模，允許建模者使模型構(gòu)造更具有層次結(jié)構(gòu)，并且其中的部件可以在不同的用戶、庫和模型之間進(jìn)行交換，可移植性很強(qiáng)。通過部件的參數(shù)設(shè)置，設(shè)計(jì)者可以對(duì)幾乎所有的物理現(xiàn)象進(jìn)行模型化。例如，可用Flexsim對(duì)操作人員、輸送機(jī)、叉車、倉庫、箱子等建立模型。另外，信息情報(bào)等“軟”的部分也可很容易地使用Flexsim功能強(qiáng)大的部件庫來建模。圖2是Flexsim建立的局部原材料傳輸模型。

4計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在物流服務(wù)中的應(yīng)用

現(xiàn)代化的自動(dòng)化物流系統(tǒng)車輛眾多，運(yùn)輸路線復(fù)雜，利用傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)解析法和運(yùn)籌學(xué)已經(jīng)不能滿足物流運(yùn)輸?shù)男屎蜁惩ㄐ孕枨蟆＿\(yùn)輸和調(diào)度方案已經(jīng)成為了一種離散化的概率事件，存在很多的可能性，給物流的管理帶來了極大的難度。

快速的評(píng)估各種方案或策略的優(yōu)劣關(guān)系到生產(chǎn)效率和生產(chǎn)成本，是物流運(yùn)輸與調(diào)度人員的重要工作內(nèi)容。所以，現(xiàn)代物流系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜的動(dòng)態(tài)變化系統(tǒng)，其中的運(yùn)行狀態(tài)、道路堵塞情況、物料供應(yīng)情況是時(shí)刻變化的，必須建立運(yùn)輸系統(tǒng)模型，利用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)來模擬出動(dòng)畫的效果，把生產(chǎn)的全過程展現(xiàn)出來并發(fā)現(xiàn)存在的問題癥結(jié)加以改進(jìn)。仿真結(jié)果可以綜合評(píng)價(jià)各種策略的合理性，還可以提供各種數(shù)據(jù)，包括車輛的運(yùn)行時(shí)間、利用率等。通過對(duì)運(yùn)輸調(diào)度過程仿真，調(diào)度人員對(duì)所執(zhí)行的調(diào)度策略進(jìn)行檢驗(yàn)和評(píng)價(jià)，從而選擇一種較優(yōu)的調(diào)度策略來提高生產(chǎn)效率。

比如物流庫存管理問題是典型的離散事件問題，貨物的入庫、出庫、存放數(shù)量都是一個(gè)隨機(jī)事件，而且各變量之間的關(guān)系錯(cuò)綜復(fù)雜。因此，物流庫存是一個(gè)動(dòng)態(tài)的模型，很難利用數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)的方法來描述。利用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)可以模擬實(shí)際庫存系統(tǒng)的運(yùn)行情況和整體能力，掌握入庫、出庫的時(shí)機(jī)和數(shù)量，進(jìn)而對(duì)庫存方案的優(yōu)劣進(jìn)行評(píng)價(jià)。目前在物流庫存管理系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)中應(yīng)用較多的研究方法是以過程為核心的面向過程的離散事件系統(tǒng)仿真方法和以事物為中心的面向?qū)ο蟮碾x散事件系統(tǒng)仿真方法。仿真技術(shù)在庫存管理中的應(yīng)用主要是：單品種、單節(jié)點(diǎn)庫存仿真、生產(chǎn)/庫存系統(tǒng)仿真、分銷庫存系統(tǒng)仿真和多級(jí)庫存系統(tǒng)仿真。自動(dòng)化的物流庫存系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)存取系統(tǒng)（AS/RS）仿真、自動(dòng)引導(dǎo)小車系統(tǒng)（AGVS）仿真和自動(dòng)分揀系統(tǒng)（ASS）仿真。

此外，將庫存管理系統(tǒng)與物流配送中心的結(jié)合還可以實(shí)現(xiàn)管理調(diào)度策略仿真，如配送中心定單排序策略仿真、揀選方式的選擇仿真和貨位分配仿真。在運(yùn)輸過程中則是實(shí)現(xiàn)運(yùn)輸設(shè)備調(diào)度策略的選擇與比較仿真和揀選路徑選擇的仿真。為了使得庫存系統(tǒng)與系統(tǒng)配置與布局相互配合與協(xié)調(diào)，可以對(duì)設(shè)備選型、關(guān)鍵設(shè)備能力冗余和設(shè)備運(yùn)行協(xié)調(diào)性仿真。在現(xiàn)代的庫存管理系統(tǒng)中，信息平臺(tái)和信息處理技術(shù)如條形碼技術(shù)、射頻標(biāo)識(shí)技術(shù)、地理信息系統(tǒng)等的廣泛應(yīng)用，特別是與Internet技術(shù)聯(lián)系起來，使得庫存管理系統(tǒng)更加的智能與開放，也給計(jì)算機(jī)的仿真技術(shù)帶來了新的挑戰(zhàn)。

5計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在生產(chǎn)物流系統(tǒng)規(guī)劃中的應(yīng)用

商品從物料的存儲(chǔ)、運(yùn)輸?shù)郊庸?、包裝等工序是一個(gè)連續(xù)貫通的生產(chǎn)物流系統(tǒng)，要實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備和物流工藝更加有效的布局規(guī)劃，目前一個(gè)重要的工具便是仿真。計(jì)算機(jī)仿真針對(duì)生產(chǎn)物流系統(tǒng)的各個(gè)加工單元建立起實(shí)體的模型，設(shè)定參數(shù)、編排程序，并在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行模型，可以得到生產(chǎn)系統(tǒng)的三維動(dòng)畫。對(duì)模擬的結(jié)果進(jìn)行分析，能夠找出影響生產(chǎn)流程效率的關(guān)鍵環(huán)節(jié)和“瓶頸”位置，為動(dòng)態(tài)調(diào)整生產(chǎn)的平衡提供理論依據(jù)。

自動(dòng)化的生產(chǎn)物流系統(tǒng)一般由原料存儲(chǔ)、輸送、加工、成品包裝及運(yùn)輸?shù)茸酉到y(tǒng)組成，它們都是由計(jì)算機(jī)管理和控制。計(jì)算機(jī)可以實(shí)時(shí)記錄和調(diào)整工藝參數(shù)，通過仿真可以對(duì)這些參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。

仿真軟件將憑經(jīng)驗(yàn)的猜測(cè)從物流系統(tǒng)設(shè)計(jì)中去除，對(duì)設(shè)計(jì)一個(gè)復(fù)雜的工藝流程特別有效。在仿真軟件的操作界面上，規(guī)劃設(shè)計(jì)人員可以觀察到不同的場(chǎng)景，通過不同的生產(chǎn)能力對(duì)各種物流方案進(jìn)行評(píng)價(jià)。并且可以模擬一些假定的條件，如其中一個(gè)子系統(tǒng)出現(xiàn)故障，觀察它對(duì)其他工序的影響。現(xiàn)代化的仿真軟件開發(fā)者們也逐漸專注于提高軟件的水平和人機(jī)友好界面，通過四維（x、y、z、t）空間的最新軟件設(shè)計(jì)，使得系統(tǒng)更加接近現(xiàn)實(shí)世界。更加先進(jìn)的軟件傾向于軟件不但在設(shè)計(jì)時(shí)是一個(gè)很好的幫助，也成為一個(gè)操作控制工具。目前在生產(chǎn)物流系統(tǒng)中廣泛使用的AutoMod計(jì)算機(jī)仿真軟件具有可信度高，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確的優(yōu)點(diǎn)，是生產(chǎn)物流系統(tǒng)設(shè)計(jì)和優(yōu)化的有力工具。

6計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在物流系統(tǒng)中的應(yīng)用前景

隨著現(xiàn)代物流自動(dòng)化水平的不斷提高，它與商流、資金流、信息流融為一體已經(jīng)成為一種必然的趨勢(shì)，現(xiàn)代物流業(yè)正邁向信息化、電子化和科技化的道路，仿真技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于物流系統(tǒng)中進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)、運(yùn)輸調(diào)度、物料控制以及生產(chǎn)線平衡等。近些年來，我國興建的自動(dòng)化物流系統(tǒng)中也越來越多的應(yīng)用到計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)。在未來幾年的發(fā)展中，仿真技術(shù)主要應(yīng)用于大型物流中心的系統(tǒng)規(guī)劃及設(shè)計(jì)、物料的實(shí)時(shí)跟蹤與調(diào)度、物流成本的估算、物流自動(dòng)化系統(tǒng)的模擬等領(lǐng)域，特別是與信息技術(shù)、電子技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和通訊技術(shù)結(jié)合，在現(xiàn)代物流業(yè)中有很大的發(fā)展?jié)摿Γl(fā)揮著其成本低廉、計(jì)算精確的強(qiáng)大優(yōu)勢(shì)，通過驗(yàn)證分析得出合理的規(guī)劃方案，提高系統(tǒng)方案的可行性。

篇6

關(guān)鍵詞:仿真實(shí)驗(yàn)室;化學(xué)檢驗(yàn)工培養(yǎng)

中圖分類號(hào):G710文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1003-2851(2010)08-0101-02

隨著計(jì)算機(jī)軟件和硬件技術(shù)的發(fā)展,計(jì)算機(jī)模擬仿真實(shí)驗(yàn)室輔助教學(xué)的應(yīng)用日益廣泛。然而計(jì)算機(jī)模擬仿真化學(xué)化工實(shí)驗(yàn)室建設(shè)受到辦學(xué)理念、教學(xué)場(chǎng)地、投人資金,以及人員水平等條件的制約,發(fā)展水平差別很大。

一、計(jì)算機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)技術(shù)的概述

計(jì)算機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)是利用計(jì)算機(jī)創(chuàng)建的一個(gè)可視化實(shí)驗(yàn)操作環(huán)境,其中的每一個(gè)可視化仿真物體代表一種實(shí)驗(yàn)儀器或設(shè)備,通過操作這些虛擬的實(shí)驗(yàn)儀器或設(shè)備,即可以進(jìn)行各種實(shí)驗(yàn),達(dá)到與真實(shí)實(shí)驗(yàn)相一致的教學(xué)要求和目的。計(jì)算機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)是虛擬仿真技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和專業(yè)理論知識(shí)多方面結(jié)合的結(jié)晶。各種仿真實(shí)驗(yàn)室一般具有兩個(gè)基本特點(diǎn)。

(一)仿真性

實(shí)驗(yàn)環(huán)境和實(shí)驗(yàn)儀器具有高度真實(shí)感,學(xué)生在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行操作就如同置身于真實(shí)的實(shí)驗(yàn)環(huán)境,面對(duì)真實(shí)的實(shí)驗(yàn)儀器進(jìn)行操作。

(二) 交互性

仿真實(shí)驗(yàn)使實(shí)驗(yàn)成為學(xué)生與計(jì)算機(jī)的雙向交流,學(xué)生利用鼠標(biāo)或鍵盤自由地對(duì)儀器進(jìn)行操作,自由地選擇實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)進(jìn)程,極大地調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

二、技校專業(yè)技能培養(yǎng)的現(xiàn)狀

由于培養(yǎng)目標(biāo)和知識(shí)結(jié)構(gòu)的要求,技校教育課程設(shè)置具有應(yīng)用性、實(shí)踐性和綜合性等特點(diǎn)。技校教育強(qiáng)調(diào)對(duì)學(xué)生進(jìn)行專業(yè)核心技能的培養(yǎng),對(duì)教學(xué)內(nèi)容的設(shè)置、教學(xué)手段和教學(xué)設(shè)施的要求較高。但是,當(dāng)前技?；せ瘜W(xué)實(shí)習(xí)教育還不能滿足技能培養(yǎng)的要求,其中主要影響教學(xué)質(zhì)量的因素如下:

(一)教師的知識(shí)體系結(jié)構(gòu)不合理

目前多數(shù)技工學(xué)校的專業(yè)實(shí)習(xí)指導(dǎo)教師是從學(xué)校畢業(yè)后又直接走進(jìn)學(xué)校,缺乏實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn),因此相當(dāng)比例的專業(yè)教師需要知識(shí)更新。

(二)教學(xué)內(nèi)容陳舊

改革開放三十年,使我國工業(yè)現(xiàn)代化進(jìn)程加快。以電力、化工及石油化工為例,工業(yè)自動(dòng)化水平已進(jìn)入計(jì)算機(jī)為核心的集散型( D C S ) 控制時(shí)代?，F(xiàn)代工業(yè)的特征是,高科技含量大、系統(tǒng)復(fù)雜程度高、涉及知識(shí)面廣。相比之下當(dāng)前化學(xué)化工實(shí)習(xí)教育的內(nèi)容顯得有些陳舊。

(三) 教學(xué)設(shè)備不足

化學(xué)化工實(shí)驗(yàn)所須的設(shè)備投入很大,而且跟蹤技術(shù)發(fā)展逐年更新,而當(dāng)下多數(shù)技校受資金的限制的投入不足,實(shí)驗(yàn)室儀器設(shè)備臺(tái)數(shù)不足,一直是困擾實(shí)驗(yàn)教學(xué)的瓶頸。如儀器分析實(shí)驗(yàn)室的氣相色譜、液相色譜、原子吸收、紅外光譜儀等儀器。

綜上所述,專業(yè)技能培養(yǎng)的過程有大量的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié),需要大量的教學(xué)設(shè)備及教學(xué)指導(dǎo)人員。其中許多化學(xué)化工實(shí)驗(yàn)由于裝置復(fù)雜、藥品稀貴、操作技術(shù)要求高、危險(xiǎn)性大、反應(yīng)速率過慢等原因而無法進(jìn)行,在一定程度上影響了實(shí)習(xí)教學(xué)過程的完整性。模擬化學(xué)化工實(shí)驗(yàn)室將為開發(fā)此類實(shí)習(xí)教學(xué)提供了一個(gè)有效途徑。此外,建立計(jì)算機(jī)模擬化學(xué)化工實(shí)驗(yàn)室,有利于化學(xué)化工實(shí)驗(yàn)的綠色化改革;有利于培養(yǎng)學(xué)生綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?有利于提高化學(xué)化工實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的投資效益。

三、 仿真化學(xué)化工實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)

(一)硬件配置

對(duì)計(jì)算機(jī)要求:一般配置的電腦就能滿足要求

(二) 軟件配置

仿真實(shí)驗(yàn)室的軟件平臺(tái)由系統(tǒng)軟件、應(yīng)用軟件和專用的仿真軟件構(gòu)成。

系統(tǒng)軟件:主要為服務(wù)器和工作站的兩大系統(tǒng)軟件。服務(wù)器采用Windows 2003 Server或以上操作系統(tǒng),工作站操作系統(tǒng)為Windows XP或更高版本。

應(yīng)用軟件:主要有FLAS播放軟件,常用視屏播放軟件以及OFFICE辦公軟件等。

專用的仿真軟件分為以下兩大類:

1、專業(yè)素材庫類:以flash和3D為主制作的電子掛圖,將各類化工設(shè)備和化學(xué)儀器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、工作原理、工作流程等均以立體或平面的動(dòng)畫形式呈現(xiàn)出來, 利用仿真室的網(wǎng)絡(luò)多媒體系統(tǒng)在各終端機(jī)上進(jìn)行演示和講解。

2、實(shí)驗(yàn)類仿真系統(tǒng):主要包括化工類仿真系統(tǒng)和化學(xué)類仿真系統(tǒng)。北京東方仿真軟件技術(shù)有限公司開發(fā)的化學(xué)化工類仿真軟件已廣泛應(yīng)用于學(xué)校和企業(yè)。

(三)建設(shè)過程及費(fèi)用

仿真實(shí)驗(yàn)室從籌劃到初步建成歷時(shí)數(shù)月, 由于軟、硬件市場(chǎng)提供了豐富的產(chǎn)品, 只要統(tǒng)一謀劃, 精打細(xì)算, 充分了解市場(chǎng)行情, 引進(jìn)招標(biāo)機(jī)制, 按高性價(jià)比購買, 30萬元人民幣基本上可以完成上述工作。

四、仿真化學(xué)化工實(shí)驗(yàn)室的應(yīng)用

(一)形象化教學(xué)

仿真實(shí)驗(yàn)的運(yùn)用,改變了傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式,模擬化學(xué)化工實(shí)驗(yàn)室可以拓展傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的領(lǐng)域,將信息技術(shù)融入化學(xué)化工實(shí)驗(yàn)教學(xué),對(duì)傳統(tǒng)的教育思想和教學(xué)方法無疑是一場(chǎng)革命。將抽象的知識(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)態(tài)的具體的形象,以使技校教育向現(xiàn)代化、信息化發(fā)展。

計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的信息處理能力,使教學(xué)中枯燥的理論和設(shè)備得到形象化的表達(dá),精確地反映對(duì)象的內(nèi)在本質(zhì)。仿真技術(shù)不但可以模擬對(duì)象的視、聽等外部形態(tài),而且可形象地描述其內(nèi)在的本質(zhì)。大型儀器的仿真軟件,將常用的原子吸收、氣相色譜、液相色譜、紅外光譜儀的工作原理、操作過程等立體地呈現(xiàn)在學(xué)生面前,可調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣;對(duì)這些儀器的結(jié)構(gòu)和工作原理有了深入的了解,能解決傳統(tǒng)教學(xué)中平面圖形難以解決的問題 ,同時(shí)也可增加師生互動(dòng),節(jié)省課時(shí),提高教學(xué)效果和設(shè)備利用率。

(二)節(jié)省了實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi),保證了實(shí)驗(yàn)的項(xiàng)目和數(shù)量

傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法,通常是在學(xué)生自己動(dòng)手操作前,教師花費(fèi)較多的時(shí)間板書或利用掛圖對(duì)實(shí)驗(yàn)原理及步驟進(jìn)行講解,然后再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作的簡單示范,教學(xué)手段單調(diào),學(xué)習(xí)枯燥 ,效率不高,實(shí)驗(yàn)操作過程的演示不夠全面及細(xì)致,有的學(xué)生甚至看不到教師的演示操作,對(duì)理解整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程及掌握規(guī)范的分析操作技術(shù)有很大的影響,學(xué)生的學(xué)習(xí)效果不夠理想。

模擬實(shí)驗(yàn)作為一種現(xiàn)代化的教學(xué)手段,具有形象直觀、生動(dòng)便捷、經(jīng)濟(jì)省時(shí)等多種優(yōu)點(diǎn)。如典型化工設(shè)備的模擬軟件,通過設(shè)計(jì)友好的對(duì)話窗口,可使學(xué)生根據(jù)自己的需要和水平,選擇不同的學(xué)習(xí)內(nèi)容或不同的學(xué)習(xí)層次,從而使學(xué)生能真正自主地控制學(xué)習(xí)進(jìn)程,并給不同水平的學(xué)生以不同的幫助。自動(dòng)跟蹤模擬實(shí)驗(yàn)的進(jìn) 展,對(duì)操作信息進(jìn)行分析和校正,如操作過程的提示、錯(cuò)誤操作的危險(xiǎn)警告等。學(xué)生用模擬實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行操作,不僅可鞏固所學(xué)知識(shí),而且可增加學(xué)習(xí)的趣味性和靈活性,調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。

(三) 實(shí)驗(yàn)技能評(píng)測(cè)

實(shí)驗(yàn)技能的掌握對(duì)學(xué)生來說有著重要的意義,然而,當(dāng)前實(shí)驗(yàn)技能測(cè)評(píng)的主要手段僅限于紙筆測(cè)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)報(bào)告、表現(xiàn)性評(píng)定和檢核表等幾種,遠(yuǎn)不能滿足教學(xué)的需要,但是仿真實(shí)驗(yàn)室能夠?qū)崿F(xiàn)基于計(jì)算機(jī)仿真的實(shí)驗(yàn)技能測(cè)評(píng)。仿真實(shí)驗(yàn)室構(gòu)建了一個(gè)可以協(xié)同工作的虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái),根據(jù)集體測(cè)評(píng)的要求,學(xué)生在該虛擬實(shí)驗(yàn)室中完成各種規(guī)定的試驗(yàn)內(nèi)容,該內(nèi)容可以是封閉的,如提供實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)下的實(shí)驗(yàn)操作,也可以是開放的,如沒有任何約束的物質(zhì)鑒別等,在學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)的過程中,計(jì)算機(jī)將記錄整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程,其中包括實(shí)驗(yàn)操作的過程,協(xié)同工作的過程,實(shí)驗(yàn)操作的結(jié)果等,在測(cè)評(píng)的最后,計(jì)算機(jī)根據(jù)已有的評(píng)分規(guī)則和主體的操作過程及結(jié)果,給出一個(gè)正確的評(píng)價(jià)。

(四)仿真實(shí)驗(yàn)與傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)相結(jié)合能大大提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量

仿真實(shí)驗(yàn)是計(jì)算機(jī)技術(shù)飛速發(fā)展的必然產(chǎn)物, 是一種現(xiàn)代化的教學(xué)手段, 它能彌補(bǔ)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的不足, 具有許多優(yōu)點(diǎn), 但是我們也不能將實(shí)驗(yàn)教學(xué)完全建立在仿真實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上, 因?yàn)榉抡鎸?shí)驗(yàn)畢竟也有自己的缺陷, 比如完全用仿真實(shí)驗(yàn)來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)會(huì)淡化學(xué)生對(duì)真實(shí)儀器的感受, 減弱學(xué)生的基本操作技能。學(xué)生長期缺乏必要的實(shí)際操作體驗(yàn)無疑會(huì)影響他們的實(shí)驗(yàn)技能。最理想的情況是仿真實(shí)驗(yàn)與傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)相結(jié)合。可以先用仿真實(shí)驗(yàn)進(jìn)行預(yù)習(xí), 熟悉實(shí)驗(yàn)儀器、實(shí)驗(yàn)原理、內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)操作, 等對(duì)實(shí)驗(yàn)有一定感性認(rèn)識(shí)后再進(jìn)行實(shí)際操作, 課后學(xué)生也可用仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)對(duì)該實(shí)驗(yàn)進(jìn)行復(fù)習(xí), 這樣不僅可以加深學(xué)生對(duì)該實(shí)驗(yàn)的理解, 提高實(shí)驗(yàn)質(zhì)量, 也能提高實(shí)驗(yàn)效率。仿真實(shí)驗(yàn)與實(shí)際實(shí)驗(yàn)操作相結(jié)合是今后實(shí)驗(yàn)教學(xué)發(fā)展的必然趨勢(shì)。

(五) 促進(jìn)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)

模擬化學(xué)化工實(shí)驗(yàn)室與互聯(lián)網(wǎng)對(duì)接,可以成為網(wǎng)絡(luò)化學(xué)化工實(shí)驗(yàn)室。學(xué)生可以不受時(shí)間和地點(diǎn)的限制,完成模擬化學(xué)化工實(shí)驗(yàn),上傳實(shí)驗(yàn)報(bào)告,與教師交流等。還可以實(shí)現(xiàn)跨單位、跨地區(qū)乃至全國范圍的教學(xué)協(xié)作。建設(shè)高水平的大型計(jì)算機(jī)模擬化學(xué)化工實(shí)驗(yàn)室,可以使優(yōu)勢(shì)的教學(xué)資源得到共享。

五、 結(jié)論

計(jì)算機(jī)仿真模擬實(shí)驗(yàn)是計(jì)算機(jī)技術(shù)飛速發(fā)展的必然產(chǎn)物,是一種現(xiàn)代化的教學(xué)手段,可以彌補(bǔ)傳統(tǒng)教學(xué)手段的不足,具有傳統(tǒng)教學(xué)手段無法比擬的優(yōu)點(diǎn)。將計(jì)算機(jī)仿真模擬實(shí)驗(yàn)與傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)操作相結(jié)合,能夠加深對(duì)實(shí)驗(yàn)過程的理解,提高實(shí)習(xí)教學(xué)的質(zhì)量和效率。

參考文獻(xiàn)

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[2]單美賢.虛擬實(shí)驗(yàn)室的發(fā)展方向[ J ].開放教育研究 ,2 0 0 2 ( 2 ):4 4 ― 4 6.

篇7

1.1由于計(jì)算機(jī)組裝職業(yè)崗位能力具有客觀的特殊性，實(shí)踐教學(xué)環(huán)境中的計(jì)算機(jī)設(shè)備在高強(qiáng)度的拆裝實(shí)驗(yàn)中，非常容易損壞。

經(jīng)過多年實(shí)踐教學(xué)的反復(fù)使用，實(shí)訓(xùn)室多數(shù)硬件設(shè)備會(huì)產(chǎn)生不可修復(fù)的物理故障。這就導(dǎo)致計(jì)算機(jī)組裝實(shí)訓(xùn)室往往因缺少不同種類、型號(hào)的硬件設(shè)備，無法完整的進(jìn)行實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，影響教學(xué)效果。

1.2基于對(duì)計(jì)算機(jī)組裝實(shí)踐環(huán)境的高消耗性和成本考慮，多數(shù)院校主要使用淘汰以及舊損硬件設(shè)備作為計(jì)算機(jī)組裝實(shí)訓(xùn)室的實(shí)驗(yàn)設(shè)備。

在硬件設(shè)備飛速發(fā)展、不斷更新的今天，高校的計(jì)算機(jī)組裝實(shí)踐環(huán)境往往無法及時(shí)提供最新、最全的硬件設(shè)備，學(xué)生自然無法及時(shí)掌握最新的硬件組裝技術(shù)，導(dǎo)致所學(xué)技能與實(shí)際崗位要求脫節(jié)，無法滿足就業(yè)市場(chǎng)的要求。

1.3相對(duì)于計(jì)算機(jī)組裝實(shí)踐環(huán)境中硬件設(shè)備存在的問題，軟件環(huán)境存在的問題更加突出。

由于計(jì)算機(jī)組裝實(shí)踐環(huán)境軟件實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容，如硬盤的分區(qū)和格式化實(shí)驗(yàn)、BIOS設(shè)置實(shí)驗(yàn)、安裝操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)、系統(tǒng)設(shè)置及優(yōu)化實(shí)驗(yàn)等，普遍具有不同程度的破壞性和不可復(fù)原性。即使實(shí)訓(xùn)室實(shí)踐環(huán)境的設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)良好，一旦學(xué)生進(jìn)行這些實(shí)驗(yàn)，難免實(shí)驗(yàn)后計(jì)算機(jī)設(shè)備會(huì)出現(xiàn)系統(tǒng)無法恢復(fù)、機(jī)器中數(shù)據(jù)完全被刪除等問題，不但占用了可以使用的計(jì)算機(jī)設(shè)備，造成浪費(fèi)、加大學(xué)校教學(xué)的投入，而且會(huì)影響學(xué)校其他班級(jí)正常的教學(xué)安排?；谏鲜隹陀^存在的問題，為使學(xué)生真正掌握最新計(jì)算機(jī)組裝技能以適應(yīng)就業(yè)崗位要求，革新傳統(tǒng)的教學(xué)方法、對(duì)計(jì)算機(jī)組裝實(shí)踐環(huán)境進(jìn)行創(chuàng)新就勢(shì)在必行。

2使用計(jì)算機(jī)進(jìn)行虛擬仿真解決計(jì)算機(jī)組裝實(shí)踐環(huán)境存在的問題

近年來，迅速發(fā)展的計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)與不斷改進(jìn)的計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)相匹配，使得基于大型數(shù)據(jù)集合的聲音和圖像的實(shí)時(shí)動(dòng)畫制作成為可能，虛擬計(jì)算機(jī)模擬軟件技術(shù)日趨成熟，計(jì)算機(jī)性能不斷提高，這些有利條件都為計(jì)算機(jī)虛擬仿真技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，同時(shí)也為計(jì)算機(jī)組裝實(shí)踐環(huán)境創(chuàng)新提供了可行的技術(shù)保障。計(jì)算機(jī)組裝實(shí)踐環(huán)境中進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，分別由硬件系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)和軟件系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)組成。基于硬件系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)中硬件設(shè)備的更新速度快、高消耗以及易損性，可以使用專業(yè)軟件構(gòu)建硬件系統(tǒng)組裝的虛擬仿真環(huán)境進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。在這種虛擬仿真的實(shí)驗(yàn)環(huán)境中，學(xué)生只需通過鼠標(biāo)的點(diǎn)擊以及拖拽交互就可完成實(shí)驗(yàn)要求的實(shí)際操作。Flash是由Adobe公司出品的交互式矢量圖和Web動(dòng)畫的標(biāo)準(zhǔn)，其內(nèi)置的編程語言ActionScript可以為動(dòng)畫進(jìn)行編程，實(shí)現(xiàn)各種動(dòng)畫特效、強(qiáng)大的人機(jī)交互以及與網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的數(shù)據(jù)傳遞功能，是實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)虛擬仿真環(huán)境的最佳軟件。首先，及時(shí)通過網(wǎng)絡(luò)獲取最新、最全的計(jì)算機(jī)硬件設(shè)備圖片，將它們與實(shí)訓(xùn)室現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)設(shè)備的實(shí)物照片共同作為素材備用。然后，使用經(jīng)過軟件處理后的素材在Flash場(chǎng)景中構(gòu)建可交互的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)環(huán)境。最終，使用ActionScript腳本語言對(duì)實(shí)驗(yàn)參與者的實(shí)際操作給出相應(yīng)的交互反饋，同時(shí)切換相應(yīng)變換的實(shí)驗(yàn)設(shè)備狀態(tài)，并將實(shí)驗(yàn)參數(shù)傳遞給網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器上的動(dòng)態(tài)網(wǎng)頁進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。如此建立計(jì)算機(jī)組裝硬件系統(tǒng)實(shí)踐環(huán)境，學(xué)生在虛擬仿真的系統(tǒng)中進(jìn)行操作，既熟悉了最新硬件設(shè)備的屬性、掌握了實(shí)用的硬件組裝技能，又避免了硬件設(shè)備的損壞，成本低、機(jī)動(dòng)靈活、互動(dòng)性強(qiáng)。隨著虛擬機(jī)技術(shù)的日臻成熟，在計(jì)算機(jī)組裝軟件系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中使用虛擬機(jī)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)成為實(shí)驗(yàn)室的最佳選擇。所謂虛擬機(jī)，實(shí)際就是在真實(shí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上運(yùn)行的一種軟件，它可以完整模擬基于x86構(gòu)架下的標(biāo)準(zhǔn)PC環(huán)境。在真實(shí)的操作系統(tǒng)中，虛擬機(jī)虛擬的操作系統(tǒng)實(shí)際是以文件形式存在，對(duì)其進(jìn)行操作，不會(huì)對(duì)真實(shí)的操作系統(tǒng)產(chǎn)生任何影響。通過虛擬機(jī)軟件模擬的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)跟現(xiàn)實(shí)中的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)沒有太大的區(qū)別，不僅可虛擬出CPU、內(nèi)存、光驅(qū)、硬盤、顯卡、聲卡、輸入輸出設(shè)備等硬件設(shè)備，而且可以虛擬進(jìn)行BIOS設(shè)置、硬盤的分區(qū)、格式化、安裝操作系統(tǒng)、安裝應(yīng)用程序、系統(tǒng)優(yōu)化等操作。虛擬機(jī)安裝簡單、操作便利、恢復(fù)容易，而且仿真程度高，模擬效果好。依靠虛擬機(jī)的技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，在計(jì)算機(jī)組裝實(shí)踐環(huán)境的軟件系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中使用虛擬機(jī)技術(shù)，所有實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的過程既不會(huì)受硬盤還原卡的限制，也不會(huì)影響真實(shí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的配置和使用，不僅可以為學(xué)校節(jié)省大量實(shí)驗(yàn)設(shè)備的資金投入，又可以使學(xué)生安全地使用實(shí)訓(xùn)室的實(shí)驗(yàn)設(shè)備進(jìn)行各類具有破壞性的實(shí)驗(yàn)，順利完成既定的教學(xué)目標(biāo)，一舉多得。在計(jì)算機(jī)組裝實(shí)踐環(huán)境中使用虛擬仿真技術(shù)最大的優(yōu)點(diǎn)是成本低，效率高，安全可靠。“軟件即為儀器”的虛擬仿真實(shí)踐環(huán)境設(shè)定，不但可解決因?qū)嶒?yàn)經(jīng)費(fèi)不足或高檔次、高價(jià)位設(shè)備缺乏所不能開出的實(shí)物實(shí)驗(yàn)，同時(shí)也不會(huì)造成因使用不當(dāng)，管理不善等因素造成的儀器損壞、元器件丟失等現(xiàn)象。同時(shí)，它的這些優(yōu)點(diǎn)，必將推動(dòng)計(jì)算機(jī)組裝實(shí)踐教學(xué)效果的提升而得到廣泛推廣。

3結(jié)語

篇8

【論文關(guān)鍵詞】現(xiàn)代教育技術(shù)；專業(yè)教學(xué)；有效性；仿真技術(shù)

現(xiàn)代教育技術(shù)可以綜合調(diào)動(dòng)各種手段，使教學(xué)更生動(dòng)、活潑、直觀，達(dá)到較好的教學(xué)效果。如多媒體教學(xué)可以運(yùn)用計(jì)算機(jī)對(duì)文本、圖形、圖像、動(dòng)畫和聲音多種媒體信息進(jìn)行綜合處理與控制，變成圖、文、聲三位一體的集成，并直接輸出。仿真技術(shù)可以對(duì)信息進(jìn)行加工處理、顯示、重放、模擬、仿真，如果再輔以動(dòng)畫技術(shù)，可以使一些在普通條件下無法實(shí)現(xiàn)或無法觀察到的過程生動(dòng)、形象地顯示出來，大大增強(qiáng)學(xué)生對(duì)抽象理論的理解，并賦予教與信息傳播的交互功能，而且應(yīng)用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)還能跨越時(shí)空來共享教學(xué)資源，使教師和學(xué)生能隨時(shí)隨地獲取各種知識(shí)，提高教學(xué)資源的利用率。

教育技術(shù)的出現(xiàn)為機(jī)械專業(yè)課的教學(xué)改革提供了廣闊的發(fā)展空間，在機(jī)械專業(yè)課教學(xué)中的作用與地位越來越重要。因此整合現(xiàn)代信息技術(shù)開展教學(xué)，是現(xiàn)代教育的一個(gè)重要發(fā)展趨勢(shì)，用它來輔助教學(xué)，能使教者瀟灑自如，學(xué)者輕松愉快，進(jìn)而全面提高課堂教學(xué)的有效性。

一、運(yùn)用現(xiàn)代教育技術(shù)，有效激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

在專業(yè)教學(xué)中，若能恰當(dāng)?shù)乩猛队?、幻燈、錄像或?jì)算機(jī)等媒體，可以充分激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和求知欲望，發(fā)揮寓教于樂的學(xué)習(xí)優(yōu)勢(shì)，使學(xué)習(xí)變得輕松愉快，會(huì)收到很好的教學(xué)效果。例如，在講授《金屬材料與熱處理》中的晶體結(jié)構(gòu)時(shí)，可以用不同顏色小球分別代表不同位置的原子，在講授固溶體結(jié)構(gòu)時(shí)，可以用不同顏色、不同大小的小球分別代表溶質(zhì)原子和溶劑原子。這種方法能夠有效地調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

二、運(yùn)用現(xiàn)代教育技術(shù)，有效突破課堂教學(xué)的難點(diǎn)

在項(xiàng)目課程教學(xué)中運(yùn)用電腦多媒體技術(shù)，可對(duì)不同的內(nèi)容進(jìn)行模擬仿真、創(chuàng)設(shè)情景，即所謂化不可見為可見、化靜態(tài)為動(dòng)態(tài)、化抽象為直觀、化復(fù)雜多變?yōu)楹啙嵜髁恕⒒既粸榭深A(yù)見，極大地增強(qiáng)了課堂教學(xué)的表現(xiàn)力。具體如下：

(一)化不可見為可見。一些難以實(shí)現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)。如金屬材料的硬度測(cè)試實(shí)驗(yàn)，這些實(shí)驗(yàn)在傳統(tǒng)教學(xué)中只能靠教師口頭講解，學(xué)生憑空想象。做這樣的實(shí)驗(yàn)難度很大，在高校也很少做，現(xiàn)在則可利用相應(yīng)的多媒體課件來演示，讓學(xué)生直觀、生動(dòng)、形象地了解到這些知識(shí)，有效地突破了此類實(shí)驗(yàn)不易做的難點(diǎn)，加深學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)原理的理解，同時(shí)也提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

(二)化靜態(tài)為動(dòng)態(tài)。計(jì)算機(jī)的模擬功能可使抽象內(nèi)容形象化，而且可使靜止內(nèi)容動(dòng)感化，為學(xué)生創(chuàng)造生動(dòng)、活潑、直觀、有趣的教學(xué)條件。比如在教學(xué)鐵碳合金相圖時(shí)，可制作相應(yīng)的課件來輔助教學(xué)，先講特性點(diǎn)，根據(jù)溫度的變化，金屬的結(jié)晶過程和組織結(jié)構(gòu)也作相應(yīng)的變化，形成了不同特性的點(diǎn)，即特性點(diǎn)；再將特性點(diǎn)連接起來形成特性線，再根據(jù)含碳量的不同，將圖分成不同的區(qū)域，體現(xiàn)了不區(qū)域內(nèi)所形成的不同的組織，將不同的區(qū)域設(shè)置成不同的顏色，使學(xué)生看清楚不同區(qū)域、特性點(diǎn)和特性線?？梢?，通過動(dòng)畫、模擬、仿真各物質(zhì)的工業(yè)生產(chǎn)過程，可以在課堂上提供直觀、形象、生動(dòng)的教學(xué)，體現(xiàn)出傳統(tǒng)教學(xué)無法比擬的優(yōu)勢(shì)。

(三)變抽象為形象。金屬晶體結(jié)構(gòu)的缺陷及其形成，其概念及原理大多較為抽象。物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)既看不見，又摸不著。因此單靠語言和文字等傳統(tǒng)的教學(xué)手段描述，學(xué)生較難理解和掌握。如在講授金屬晶體結(jié)構(gòu)的缺陷時(shí)，通過計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行動(dòng)畫模擬，用不同顏色的小球分別代表間隙原子和置代原子，然后制成動(dòng)畫，模擬晶體結(jié)構(gòu)缺陷形成過程。能生動(dòng)形象地表現(xiàn)空位、間隙原子和置代原子等的特征，變抽象為形象，讓學(xué)生直觀形象地認(rèn)識(shí)晶體結(jié)構(gòu)缺陷的形成，更容易了解其變化的實(shí)質(zhì)，理解概念。這樣通過多媒體的輔助就可以使抽象的東西形象化，使靜態(tài)的理論動(dòng)態(tài)化，從而化難為易，深化了學(xué)生對(duì)這些抽象的概念的認(rèn)識(shí)和理解，從而大大地提高了課堂教學(xué)質(zhì)量，吸引學(xué)生的興趣。

(四)化復(fù)雜多變?yōu)楹啙嵜髁恕Ｈ缭谥v授金屬的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變時(shí)，可使用相應(yīng)的課件來演示不同晶格類型晶體的形成過程，讓學(xué)生能深入了解到各類晶體的空間結(jié)構(gòu)特征，讓晶體中各種微粒的個(gè)數(shù)比等抽象而深?yuàn)W的知識(shí)變得簡潔明了，使學(xué)生順利地突破這些難點(diǎn)知識(shí)。

(五)化高投人為零消耗。充分應(yīng)用仿真技術(shù)，增大信息交流量，提高《數(shù)控加工技術(shù)》課堂教學(xué)效率。數(shù)控機(jī)床的操作訓(xùn)練若完全依賴數(shù)控機(jī)床進(jìn)行實(shí)作訓(xùn)練，投入大、消耗多、成本高，既沒有必要，也無力承擔(dān)起此種消耗與投入。計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)控加工仿真系統(tǒng)越來越完善。計(jì)算機(jī)數(shù)控加工仿真系統(tǒng)是對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行數(shù)學(xué)描述，建模，自動(dòng)編程，且在計(jì)算機(jī)中運(yùn)行實(shí)現(xiàn)，不怕破壞，易修改，可反復(fù)使用，在教學(xué)中起到了非常大的作用。

在數(shù)控實(shí)訓(xùn)時(shí)，仿真系統(tǒng)通過仿真和建模軟件，模擬實(shí)際的數(shù)控加工過程，在計(jì)算機(jī)屏幕上將銑、車、鉆等加工方法的加工路線描繪出來，并能進(jìn)行錯(cuò)誤信息反饋，使學(xué)生能預(yù)先看到制造過程，能有效預(yù)測(cè)、發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)過程中的不足，提高了數(shù)控加工軌跡和切削過程的可靠住、高效性。此外，數(shù)控加工仿真代替了試切加工傳統(tǒng)走刀軌跡的檢驗(yàn)方法，大大提高了數(shù)控的有效工時(shí)和使用壽命，學(xué)校通過數(shù)控仿真系統(tǒng)的運(yùn)用，使虛擬設(shè)備與真實(shí)數(shù)控設(shè)備有機(jī)組合，建設(shè)高標(biāo)準(zhǔn)、高技術(shù)含量的數(shù)控網(wǎng)絡(luò)教學(xué)實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)，按循序漸進(jìn)、由淺人深的認(rèn)知規(guī)律，使學(xué)生掌握“參數(shù)輸入——零件造型——計(jì)算機(jī)自動(dòng)編程——數(shù)控加工仿真——系統(tǒng)操作”的操作方法。

數(shù)控加工仿真系統(tǒng)安全、經(jīng)濟(jì)實(shí)用，輕松化解了實(shí)訓(xùn)教學(xué)中高投入的問題，減輕設(shè)備、場(chǎng)地和消耗，教師在繁重的教學(xué)活動(dòng)中得到釋放，可以集中精力幫助學(xué)生分析、解決實(shí)際問題，保證了教學(xué)質(zhì)量，使教學(xué)效果得到顯著提高。

三、運(yùn)用現(xiàn)代教育技術(shù)。有效增大課堂教學(xué)的容量

由于電腦多媒體技術(shù)有信息存貯量大、省時(shí)省力、處理迅速的優(yōu)勢(shì)，利用電腦多媒體技術(shù)，可以做到高密度的知識(shí)傳授，大信息量的優(yōu)化處理，大大提高課堂效率，從而激發(fā)他們的內(nèi)在的學(xué)習(xí)動(dòng)力，促使他們自覺積極地學(xué)習(xí)，達(dá)到事半功倍的效果。計(jì)算機(jī)多媒體課件可以根據(jù)學(xué)生輸入的信息，理解學(xué)生的意圖，并運(yùn)用適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)策略，指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行有針對(duì)性的學(xué)習(xí)。利用及時(shí)反饋信息，調(diào)整教學(xué)的深度與廣度，保證學(xué)生獲得知識(shí)的可靠性與完整性；給學(xué)生以自主權(quán)，學(xué)生通過反饋信息進(jìn)行自我調(diào)整。同時(shí)隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅猛發(fā)展、多媒體信息的自由傳播，教育資源在世界的交換和共享已成為現(xiàn)實(shí)，打破了現(xiàn)有的地域界限、學(xué)科界限。因此應(yīng)用電腦多媒體網(wǎng)絡(luò)能隨時(shí)全面多角度地獲得化學(xué)課堂教學(xué)所需的大量素材。

四、運(yùn)用現(xiàn)代教育技術(shù)，有效提高實(shí)訓(xùn)教學(xué)的效果

實(shí)訓(xùn)教學(xué)是專業(yè)教學(xué)中非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，實(shí)習(xí)訓(xùn)練的成效如何將直接影響教學(xué)進(jìn)度、教學(xué)效果和學(xué)生操作能力的提高。

(一)現(xiàn)代教育技術(shù)作為教學(xué)手段進(jìn)人課堂，有利于提高《數(shù)控加工技術(shù)》教學(xué)效果。實(shí)踐證明，以計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)為代表的現(xiàn)代技術(shù)進(jìn)人課堂，極大優(yōu)化了學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)、改變了學(xué)生的思維方式，為學(xué)生掌握現(xiàn)代科學(xué)知識(shí)奠定了基礎(chǔ)?，F(xiàn)代教育技術(shù)作為教學(xué)手段進(jìn)入課堂，極大地豐富了課堂教學(xué)的內(nèi)容，增強(qiáng)課堂教學(xué)的信息量，加深了學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解，能最大限度發(fā)揮學(xué)生的形象思維和空間想象能力，提高了課堂教學(xué)的效果。

篇9

關(guān)鍵詞：雷達(dá)電子對(duì)抗異構(gòu)仿真系統(tǒng)；集成技術(shù)；反射內(nèi)存網(wǎng)；信息技術(shù)

中圖分類號(hào)：TP391.9 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2017）02-0074-02

為了完善現(xiàn)代作戰(zhàn)體系，滿足作戰(zhàn)訓(xùn)練系統(tǒng)的實(shí)際需求，應(yīng)加強(qiáng)各種仿真技術(shù)的合理使用，實(shí)現(xiàn)雷達(dá)電子對(duì)抗異構(gòu)仿真系統(tǒng)構(gòu)建，使得仿真系統(tǒng)集成技術(shù)可以滿足全要素、高逼真度的模擬需求，為作戰(zhàn)理論的豐富及體系的完善提供可靠的參考依據(jù)。因此，需要加強(qiáng)對(duì)雷達(dá)電子對(duì)抗異構(gòu)仿真系統(tǒng)功能特性的深入理解，靈活運(yùn)用各種集成技術(shù)優(yōu)化系統(tǒng)的服務(wù)功能，保持系統(tǒng)在現(xiàn)代作戰(zhàn)體系及作戰(zhàn)模擬訓(xùn)練中的應(yīng)用良好性。因此，需要深入研究雷達(dá)電子對(duì)抗異構(gòu)仿真系統(tǒng)的集成技術(shù)，擴(kuò)大該仿真系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用范圍。

1 雷達(dá)對(duì)抗的基本原理及方法

1.1 雷達(dá)對(duì)抗的基本原理

所謂的雷達(dá)是指通過運(yùn)用測(cè)定目標(biāo)對(duì)電磁波反射現(xiàn)象來找出目標(biāo)位置的設(shè)備。雷達(dá)的工作過程為：雷達(dá)發(fā)射機(jī)安按照合理的方式像空中領(lǐng)域發(fā)射一定強(qiáng)度的電磁波，當(dāng)電磁波遇到障礙物時(shí)將會(huì)散射，雷達(dá)接收機(jī)將會(huì)接收到經(jīng)過調(diào)制后的反射回波，通過信號(hào)處理方式得出被測(cè)目標(biāo)的相關(guān)信息。雷達(dá)對(duì)抗的基本原理是：性能可靠的雷達(dá)對(duì)抗設(shè)備通過偵察的方式接收到目標(biāo)雷達(dá)發(fā)出的電磁信號(hào)，進(jìn)而對(duì)這些電磁信號(hào)進(jìn)行全面地分析與處理，獲得目標(biāo)雷_的各個(gè)參數(shù)，結(jié)合雷達(dá)信號(hào)處理專業(yè)知識(shí)，獲取目標(biāo)雷達(dá)的各種狀態(tài)信息，最終將分析結(jié)果及時(shí)地傳送給干擾機(jī)及相關(guān)設(shè)備的過程。雷達(dá)對(duì)抗的基本條件有[1]：（1）像空間領(lǐng)域發(fā)送電磁信號(hào)；（2）接收機(jī)在一定的時(shí)間內(nèi)接收到強(qiáng)度高的電磁信號(hào)；（3）目標(biāo)雷達(dá)的各個(gè)參數(shù)、狀態(tài)信息處于雷達(dá)對(duì)抗設(shè)備能夠處理的范圍內(nèi)。

1.2 雷達(dá)對(duì)抗的基本方法

結(jié)合雷達(dá)對(duì)抗的基本原理及條件，可以選擇不同的雷達(dá)對(duì)抗方法，實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)雷達(dá)參數(shù)與狀態(tài)信息的采集、處理。雷達(dá)對(duì)抗的基本方法主要包括[2]：（1）采取有效的措施及時(shí)地破壞目標(biāo)雷達(dá)探測(cè)電磁波傳播路徑；（2）將產(chǎn)生的各種干擾信號(hào)發(fā)送到雷達(dá)接收即中，擾亂雷達(dá)對(duì)目標(biāo)信號(hào)的實(shí)時(shí)檢測(cè)，降低其獲取信息的準(zhǔn)確率；（3）減少目標(biāo)雷達(dá)的截面積，確保其狀態(tài)信息及參數(shù)收集的可靠性。

2 反射內(nèi)存數(shù)據(jù)通信原理分析

作為一種可靠的實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)，反射內(nèi)存網(wǎng)的合理運(yùn)用，可以快速地確定與分享各種實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，滿足雷達(dá)對(duì)抗設(shè)備的實(shí)際需求。反射內(nèi)存網(wǎng)的主要特點(diǎn)有：具有良好的傳輸確定性，可預(yù)測(cè)性能強(qiáng)；軟硬件平臺(tái)適用3范圍廣、傳輸糾錯(cuò)能力強(qiáng)；可以滿足中斷信號(hào)的實(shí)際需求。

反射內(nèi)存網(wǎng)正常工作時(shí)內(nèi)部的反射內(nèi)存板卡對(duì)各種傳輸介質(zhì)有著較強(qiáng)的依賴性，可以使反射卡的各個(gè)節(jié)點(diǎn)之間能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)共享及數(shù)據(jù)拷貝。在多種總線的支持下，可以確定反射內(nèi)存板所占有的內(nèi)存地址，確保計(jì)算機(jī)向反射內(nèi)存板輸入數(shù)據(jù)時(shí)數(shù)據(jù)能夠在相同內(nèi)存地址的作用下存儲(chǔ)到指定的位置，在滿足安全訪問條件的前提下其它的計(jì)算機(jī)在可以隨時(shí)訪問這些數(shù)據(jù)，優(yōu)化反射內(nèi)存版讀寫方式。同時(shí)，由于反射內(nèi)存網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸依賴于硬件，不需要考慮各種通信協(xié)議，通過軟件代碼編寫方式能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)讀、寫，滿足了實(shí)時(shí)系統(tǒng)快速反應(yīng)周期的多樣化需求[3]。與此同時(shí)，反射內(nèi)存光纖網(wǎng)絡(luò)設(shè)置中采用了先進(jìn)特殊的技術(shù)，確保了分布實(shí)時(shí)系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?，保持了分布?jié)點(diǎn)間數(shù)據(jù)通訊的良好性。因此，為了達(dá)到信息傳送中斷的實(shí)際需求，應(yīng)注重反射內(nèi)存光纖網(wǎng)絡(luò)的合理使用。

3 雷達(dá)對(duì)抗系統(tǒng)建模與仿真技術(shù)

現(xiàn)代建模與仿真技術(shù)主要是指以相似的原理、模型理論、系統(tǒng)技術(shù)及建模與仿真應(yīng)用領(lǐng)域相關(guān)的技術(shù)為基礎(chǔ)，通過對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、專業(yè)仿真設(shè)備的合理使用，構(gòu)建出已有的或者設(shè)想過的系統(tǒng)，進(jìn)而進(jìn)行分析、評(píng)估、維護(hù)等方面的綜合性技術(shù)。

雷達(dá)對(duì)抗系統(tǒng)建模與仿真技術(shù)的主要特征有：（1）動(dòng)態(tài)性?？梢詫?duì)事物的動(dòng)態(tài)過程進(jìn)行描述，實(shí)現(xiàn)連續(xù)事件與離散事件的有效分析；（2）分布性、系統(tǒng)性及實(shí)時(shí)性。復(fù)雜的仿真系統(tǒng)是由多個(gè)分布式計(jì)算機(jī)共同組成的；建模與仿真可視為一個(gè)完整的系統(tǒng)，是由多種關(guān)系共同組成的；仿真系統(tǒng)構(gòu)建時(shí)需要充分考慮實(shí)時(shí)性需求，并將時(shí)間管理理念融入到系統(tǒng)構(gòu)建中；（3）交互性、一致性及可行性。仿真系統(tǒng)構(gòu)建中包含了多個(gè)模型，不同的信息之間交互性強(qiáng)；一個(gè)完整的仿真系統(tǒng)中包含了多個(gè)視圖、幀速率、模型與數(shù)據(jù)，但需要保持這些組成部分的一致性；建模與仿真得到的結(jié)果是可信的，需要滿足使用者的實(shí)際需求。

在構(gòu)建可靠的雷達(dá)電子對(duì)抗異構(gòu)系統(tǒng)過程中，需要注重建模與仿真技術(shù)體系的不斷完善。該體系主要包括建模技術(shù)、建模與仿真支撐系統(tǒng)的各種技術(shù)、仿真應(yīng)用技術(shù)。像數(shù)據(jù)可視化建模技術(shù)、多視圖建模技術(shù)、模糊識(shí)別、連續(xù)系統(tǒng)建模技術(shù)等，可以為建模與仿真技術(shù)體系的不斷健全提供可靠地保障[4]。同時(shí)，需要加強(qiáng)對(duì)武器裝備仿真、作戰(zhàn)仿真組成的軍用仿真的深入分析，注重戰(zhàn)役仿真、戰(zhàn)術(shù)仿真、技術(shù)仿真、訓(xùn)練仿真等不同軍用仿真技術(shù)的合理運(yùn)用，擴(kuò)大電子戰(zhàn)建模技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用范圍。

4 基于反射內(nèi)網(wǎng)橋接的雷達(dá)電子對(duì)抗異構(gòu)仿真系統(tǒng)集成架構(gòu)技術(shù)要點(diǎn)分析

該仿真系統(tǒng)集成技術(shù)使用中的異構(gòu)性具體表現(xiàn)在：（1）參考模型方面的異構(gòu)。通過對(duì)不同集成技術(shù)及仿真系統(tǒng)實(shí)際作用的分析，可以結(jié)合不同顆粒度的建模方式實(shí)現(xiàn)建模分析；（2）仿真實(shí)現(xiàn)方式異構(gòu)。通過對(duì)計(jì)算機(jī)模擬及其它模擬方式的適應(yīng)，有利于實(shí)現(xiàn)聯(lián)合試驗(yàn)仿真系統(tǒng)構(gòu)建；（3）網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)方面的異構(gòu)，結(jié)合不同仿真試驗(yàn)對(duì)象的實(shí)際需求，應(yīng)注重RTI以太網(wǎng)及系統(tǒng)時(shí)鐘實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)的合理運(yùn)用，優(yōu)化仿真系統(tǒng)通信機(jī)制，優(yōu)化雷達(dá)對(duì)抗性能?；诜瓷鋬?nèi)網(wǎng)構(gòu)成的雷達(dá)電子對(duì)抗異構(gòu)仿真系統(tǒng)集成架構(gòu)技術(shù)要點(diǎn)具體表現(xiàn)在以下方面：

4.1 基于反射內(nèi)存網(wǎng)異構(gòu)橋接的相關(guān)機(jī)制

構(gòu)建可靠的雷達(dá)電子對(duì)抗異構(gòu)仿真系統(tǒng)，需要充分考慮作戰(zhàn)效能層面的實(shí)時(shí)模擬及射頻信號(hào)方面的實(shí)物模擬。作戰(zhàn)效能層面的實(shí)時(shí)模擬有利于計(jì)算機(jī)仿真分系統(tǒng)，需要集合TCP/IP協(xié)議及RTI以太網(wǎng)通信體制的作用，構(gòu)建出可靠的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信模式，滿足逼真度強(qiáng)、超實(shí)時(shí)仿真實(shí)驗(yàn)需求；視頻信號(hào)層面的實(shí)物模擬仿真分系統(tǒng)依賴性系統(tǒng)時(shí)鐘與射頻電纜相結(jié)合的聯(lián)結(jié)方式，增強(qiáng)了仿真系統(tǒng)模擬的實(shí)時(shí)性。體現(xiàn)了仿真系統(tǒng)模擬分析中的復(fù)雜性。

在可靠的系統(tǒng)集成技術(shù)支持下，雷達(dá)電子對(duì)抗異構(gòu)仿真系統(tǒng)構(gòu)建中需要充分地考慮模擬實(shí)時(shí)性、模擬粗粒度滿足模擬細(xì)粒度等原則的要求，制定出完善的系統(tǒng)集成方案，并將系統(tǒng)開發(fā)成本控制在合理的范圍內(nèi)，促使半實(shí)物仿真分系統(tǒng)支持下異構(gòu)仿真系統(tǒng)信息與運(yùn)行方控制之間可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)交互，保持不同體制下仿真方式的互通性，確保各種仿真方式的良好操作性。

4.2 基于反射內(nèi)存網(wǎng)異構(gòu)仿真系統(tǒng)集成架構(gòu)技術(shù)要點(diǎn)

確定反射內(nèi)存網(wǎng)橋接的具置，有利于實(shí)現(xiàn)雷達(dá)電子對(duì)抗異構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)異構(gòu)等不同異構(gòu)形式的銜接，增強(qiáng)仿真系統(tǒng)內(nèi)部各構(gòu)件之間的互聯(lián)互通性。同時(shí)，設(shè)置好的每個(gè)橋接席位都需要安裝反射內(nèi)存卡，并在光纖交換機(jī)及相關(guān)傳輸介質(zhì)的作用下形成具有良好拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的放射內(nèi)存網(wǎng)。通過對(duì)基于反射內(nèi)存卡應(yīng)用軟件的合理使用，有利于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)所有數(shù)據(jù)的讀寫交互，確保@些數(shù)據(jù)能夠在最短的時(shí)間內(nèi)被處理，保持?jǐn)?shù)據(jù)與時(shí)間的同步性[5]。

在處理時(shí)鐘數(shù)據(jù)的過程中主要依賴于半實(shí)物橋接席位，促使雷達(dá)能夠?qū)z測(cè)到的目標(biāo)信息及時(shí)地寫入發(fā)射內(nèi)存卡，并在反射內(nèi)存網(wǎng)的支持下使得其它的橋接席位能夠?qū)崟r(shí)地讀取系統(tǒng)數(shù)據(jù)。在雷達(dá)電子對(duì)抗異構(gòu)仿真控制系統(tǒng)運(yùn)行過程中，通過對(duì)反射內(nèi)存網(wǎng)原理的利用，可以對(duì)時(shí)鐘信息進(jìn)行實(shí)時(shí)的讀取，提高不同節(jié)點(diǎn)時(shí)間推進(jìn)過程中節(jié)拍信息獲取效率，并在信息處理機(jī)制作用下優(yōu)化雷達(dá)搜索目標(biāo)、跟蹤航跡數(shù)據(jù)工作性能。

4.3 雷達(dá)電子對(duì)抗異構(gòu)仿真系統(tǒng)運(yùn)行的不同方式

為了使雷達(dá)電子對(duì)抗異構(gòu)仿真系統(tǒng)能夠處于穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)，需要在選擇集成技術(shù)的過程中充分考慮系統(tǒng)運(yùn)行的不同方式。系統(tǒng)的仿真設(shè)計(jì)階段、試驗(yàn)運(yùn)行階段、綜合效能評(píng)估階段中各類仿真工具軟件的合理使用，可以為系統(tǒng)運(yùn)行方式的有效選擇提供必要的參考依據(jù)[6]。雷達(dá)電子對(duì)抗異構(gòu)仿真系統(tǒng)運(yùn)行的不同方式主要包括：（1）時(shí)間受限方式；（2）時(shí)間控制方式；（3）時(shí)間控制與時(shí)間受限相結(jié)合方式；（4）時(shí)間控制與時(shí)間不受限方式。通過這些不同運(yùn)行方式的合理使用，可以為雷達(dá)電子對(duì)抗異構(gòu)仿真系統(tǒng)運(yùn)行效率的提高及服務(wù)范圍的擴(kuò)大提供可靠地保障，促使效能仿真系統(tǒng)作用下的所有數(shù)據(jù)信息能夠高效傳遞，實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)物的實(shí)時(shí)追蹤與鎖定。

5 結(jié)語

綜上所述，這些不同的集成技術(shù)在現(xiàn)代雷達(dá)電子對(duì)抗異構(gòu)仿真系統(tǒng)運(yùn)行中起著重要的保障作用，最大限度地滿足了現(xiàn)代戰(zhàn)爭戰(zhàn)略計(jì)劃制定與實(shí)施的實(shí)際需求。因此，需要結(jié)合當(dāng)前部隊(duì)深化改革及國防事業(yè)快速發(fā)展的要求，健全軍隊(duì)指揮管理體系，增強(qiáng)作戰(zhàn)訓(xùn)練計(jì)劃制定合理性，提高雷達(dá)電子對(duì)抗異構(gòu)仿真系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性，在各種集成技術(shù)的作用下保持電子戰(zhàn)場(chǎng)作戰(zhàn)水平的了良好性，為部隊(duì)電子對(duì)抗能力的全面提高打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。與此同時(shí)，需要在雷達(dá)電子對(duì)抗異構(gòu)仿真系統(tǒng)集成技術(shù)優(yōu)化中注重信息技術(shù)及計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的合理使用，保持這些集成技術(shù)的先進(jìn)性，充分地發(fā)揮出這種仿真系統(tǒng)在未來電子戰(zhàn)場(chǎng)的各種優(yōu)勢(shì)，促使我國軍隊(duì)整體作戰(zhàn)水平能夠始終保持在更高的層面上。

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[4]彭勇.作戰(zhàn)仿真模型體系分析及其模型設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵技術(shù)研究[D].國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)，2011.

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【關(guān)鍵詞】化學(xué)工業(yè) 計(jì)算機(jī)技術(shù) 融合

21世紀(jì)是信息世紀(jì)，也是計(jì)算機(jī)世紀(jì)，將計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用于化工領(lǐng)域，讓化學(xué)工業(yè)與計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行融合，能夠加快促進(jìn)化工行業(yè)的發(fā)展?；ば袠I(yè)作為國民經(jīng)濟(jì)支柱產(chǎn)業(yè)之一，在人們?nèi)粘Ｉ钪姓紦?jù)著重要的位置，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，化工行業(yè)將朝著智能化、綜合化和遠(yuǎn)程化的方向邁進(jìn)，計(jì)算機(jī)技術(shù)與化學(xué)工業(yè)的結(jié)合，將會(huì)給化學(xué)工業(yè)帶來更加廣闊的發(fā)展空間，從而更好的推動(dòng)化工行業(yè)的發(fā)展。本文筆者根據(jù)多年化工自動(dòng)化行業(yè)工作的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，從以下幾個(gè)方面對(duì)化學(xué)工業(yè)與計(jì)算機(jī)技術(shù)的融合進(jìn)行探究。筆者淺薄之見，僅供參考。

1 計(jì)算機(jī)技術(shù)在化工領(lǐng)域中應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)

隨著經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，計(jì)算機(jī)在化工領(lǐng)域的應(yīng)用中占據(jù)著越來越重要的地位。其優(yōu)勢(shì)主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

（1）計(jì)算機(jī)技術(shù)在化工中的應(yīng)用可以解決化學(xué)工業(yè)領(lǐng)域中復(fù)雜的計(jì)算問題以及龐大的化學(xué)信息的存儲(chǔ)與整理問題，使得化學(xué)工業(yè)中復(fù)雜的問題變得簡單化，大大節(jié)約了人力、物力，從而大大促進(jìn)了化學(xué)工業(yè)的發(fā)展。

（2）計(jì)算機(jī)技術(shù)在化學(xué)工業(yè)中的應(yīng)用有效的實(shí)現(xiàn)了化學(xué)工業(yè)的自動(dòng)化、高效化的運(yùn)轉(zhuǎn)，保證了化工生產(chǎn)的效率。

（3）利用計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)可以部分替代實(shí)際化學(xué)和化工實(shí)驗(yàn)，提前解決在實(shí)際化工生產(chǎn)中可能遇到的問題，從而能夠有效降低研究成本并減少風(fēng)險(xiǎn)。保證化工生產(chǎn)能夠安全、有效的進(jìn)行。

2 化學(xué)工業(yè)與計(jì)算機(jī)技術(shù)的融合探析

2.1 計(jì)算機(jī)技術(shù)在化工設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

化工設(shè)計(jì)在化工生產(chǎn)中占據(jù)極其重要的位置，是化工企業(yè)的立足之本。伴隨計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，它在化工設(shè)計(jì)中的應(yīng)用由最初的局部輔助發(fā)展到如今的全面輔助，在化工設(shè)計(jì)中扮演著越來越重要的角色。借助于計(jì)算機(jī)技術(shù)，人們不光能夠進(jìn)行繪圖、工藝路線設(shè)計(jì)、設(shè)備計(jì)算等工作，還能完成對(duì)環(huán)境、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益的評(píng)估，因而化工設(shè)計(jì)又是一項(xiàng)系統(tǒng)工程。當(dāng)前化工設(shè)計(jì)中通過使用圖形軟件AutoCAD系統(tǒng)，可以代替圖板和計(jì)算器并依照相應(yīng)制圖標(biāo)準(zhǔn)來完成化工機(jī)器圖、化工設(shè)備圖、工藝流程圖等的繪制。

傳統(tǒng)的紙質(zhì)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)存在改動(dòng)麻煩且只能進(jìn)行二維空間上的繪畫的不足，利用計(jì)算機(jī)輔助制圖（CAD）就能有效彌補(bǔ)這方面的缺陷。不僅能夠方便快捷的繪圖和編輯與修改，顯著提高設(shè)計(jì)質(zhì)量；而且將圖紙拓展至三維空間，減低遺漏、片面等繪圖錯(cuò)誤，縮短設(shè)計(jì)周期，加快工程建設(shè)進(jìn)度，最終節(jié)省工程投資，節(jié)約成本?？梢哉f利用計(jì)算機(jī)的輔助計(jì)算是專業(yè)化工設(shè)計(jì)人員必備的一項(xiàng)基本技能，他能保質(zhì)、保量的完成化工生產(chǎn)中的化工設(shè)計(jì)。

2.2 計(jì)算機(jī)技術(shù)在化工模擬設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

化工模擬設(shè)計(jì)的主要工作內(nèi)容是通過數(shù)學(xué)模型將一個(gè)以許多單元過程所組成的化工流程準(zhǔn)確表現(xiàn)出來，應(yīng)用化工模擬設(shè)計(jì)能顯著提高化工設(shè)計(jì)的品質(zhì)與效率。

在實(shí)際的化工生產(chǎn)中，化學(xué)實(shí)驗(yàn)和化學(xué)反應(yīng)測(cè)試非常重要，但由于存在一定程度上的不可預(yù)知性，需要我們逐一的去嘗試，將會(huì)消耗巨大的人力、物力與時(shí)間，不利于化工生產(chǎn)的進(jìn)行。而化工過程涉及到的模擬包含結(jié)構(gòu)分子模擬或微觀過程以及研究宏觀過程的流程模擬，根據(jù)反應(yīng)物的性質(zhì)，矯正副反應(yīng)系數(shù)，通過化工模擬設(shè)計(jì)準(zhǔn)確且快速的預(yù)測(cè)化學(xué)分析條件，能在節(jié)約時(shí)間的同時(shí)大幅提高生產(chǎn)效率，為企業(yè)的發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)。如今Aspen plus和ProII等不但能夠進(jìn)行物料與熱量衡算，還可以進(jìn)行單元過程計(jì)算與設(shè)計(jì)方案的優(yōu)選或優(yōu)化，在制藥、石油煉化、化學(xué)工程等過程設(shè)計(jì)領(lǐng)域中獲得廣泛應(yīng)用。常見的化工工程流程模擬圖如圖1所示。

伴隨計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，設(shè)計(jì)、控制并優(yōu)化現(xiàn)有的化工工藝過程，是當(dāng)前化工企業(yè)需解決的重點(diǎn)。而作為過程開發(fā)、工業(yè)設(shè)計(jì)及生產(chǎn)優(yōu)化控制的有力工具，化工流程模擬與優(yōu)化技術(shù)在生產(chǎn)設(shè)備的參數(shù)優(yōu)化及增產(chǎn)降耗上發(fā)揮了巨大的作用。

2.3 計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用

計(jì)算機(jī)仿真是一門為系統(tǒng)分析、綜合、研究、設(shè)計(jì)和對(duì)專業(yè)人員的培訓(xùn)提供一種先進(jìn)技術(shù)手段的綜合性技術(shù)學(xué)科，在化工領(lǐng)域中占據(jù)了日益重要的地位。

通過化工仿真，能夠形象的將化工生產(chǎn)中流程中設(shè)計(jì)的閥門、管道、調(diào)節(jié)器、分析儀器等等化工設(shè)備更為逼真的再現(xiàn)，讓化學(xué)工業(yè)領(lǐng)域的工作者們更好的進(jìn)行模擬與仿真，從而使設(shè)計(jì)的化工生產(chǎn)系統(tǒng)更好的為化工行業(yè)服務(wù)。將計(jì)算機(jī)技術(shù)與化學(xué)工業(yè)相結(jié)合，在化工生產(chǎn)前進(jìn)行動(dòng)態(tài)仿真模擬，為實(shí)際化工生產(chǎn)進(jìn)行操作優(yōu)化和技術(shù)改造提供了有力依據(jù)。

3 結(jié)束語

總之，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)在化工領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，國內(nèi)外化工行業(yè)已發(fā)生了翻天覆地的變化，許多化工難題借助計(jì)算機(jī)技術(shù)得到很好的解決，可以說計(jì)算機(jī)技術(shù)與化學(xué)工業(yè)的融合是時(shí)展的必然趨勢(shì)。將計(jì)算機(jī)技術(shù)引入到化學(xué)工業(yè)的生產(chǎn)中，可以使得化工工作者們更高效率、更高質(zhì)量的進(jìn)行化工設(shè)計(jì)、化工生產(chǎn)、化工科研，從而為化學(xué)工業(yè)的發(fā)展提供了更加廣闊的空間。