仿真技术的应用范文

导语：如何才能写好一篇仿真技术的应用，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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【关键词】计算机 仿真技术 发展 应用

1 计算机仿真技术简介

随着计算机技术的发展，计算机仿真成为可能，使用专门的软件，借助多媒体技术可以给人身临其境的感觉。仿真技术的发展，很大程度上得益于控制工程技术的发展，在控制工程中需要使用计算机进行仿真实验。计算机仿真技术的应用能够加快产品开发周期，提高产品质量，提高工作效率，减少经费开支。

2 计算机仿真技术原理

通常情况下，计算机不能够对外界信息进行认知，因此需要建立相应的数学模型来反映事物的本质特点。

通过数学模型能够清楚地反映出研究对象的特点，通过模型转换，使用计算机算法等将数学模型转化成计算机能够处理的形式，也即建立仿真模型。仿真模型是计算机仿真的关键，再进行仿真实验，通过仿真实验对之前设置好的模型进行模拟，获得仿真结果。对仿真实验的结果进行评价通常采用反向验证和置信通道法。

3 计算机仿真技术应用

随着信息技术的发展，计算机仿真技术得到了广泛的应用，改变着传统的生产生活方式。计算机仿真在交通工程、制造领域、教育领域等都得到了较好的应用。

3.1 交通领域

人和车辆是交通的主要组成部分，要考虑安全的前提下，提高交通效果。交通安全仿真通过虚拟技术，增加各种诱发因素，进而对某一路段的交通安全情况进行评价。

计算机仿真可以有效地对交通安全进性评价。仿真过程能够实现可视化操作，能够更加直观地进行分析，不同于传统的数值仿真。比如，对某路段进行交通安全评价时，传统的绝对数和事故率方法可以进行评价， 还可以在虚拟环境中设置不同的交通工具，考虑人的行为感知的情况下，进行评价。

3.2 制造领域

制造业是国家的第二产业，对各行各业影响深远，汽车制造是制造业的重要组成部分。实验课题难度大，成本高。计算机仿真可以很好地解决这个问题，比如对碰撞试验来说，通过建立相应的数学模型，可以对实验过程进行模拟。

3.3 教育领域

使用计算机进行模拟仿真分析已经成为当前重要的研究方法，在教学模拟实验中，采用多媒体可以很好地提高教学水平。计算机模拟实验能够在相关实验设计思想和方法的指导下，改变传统教与学、理论与实践的关系，发挥研究人员的主动性。计算机仿真模拟可以加深对相关理论的理解，提高实验水平。

3.4 计算机仿真技术在其他领域的应用

计算机不仅仅在交通、制造、教育领域得到大量应用，在军事领域、消防、音乐等领域均有较广泛的应用。通过计算机仿真，可以使用模拟驾驶器进行模拟，从而降低战机、战车、燃油的损耗，在进行军事武器研发时，可以缩短研发周期，降低研发成本。计算机仿真在消防中的应用，可以对现场的温度、空气流动速度、火荷载、逃生路线等进行模拟，从而提高应对突发事件的能力，提高设计科学性。

4 计算机仿真技术的发展方向和趋势

4.1 计算机仿真技术发展方向

网络化仿真。仿真系统开发兼容性不强、开始周期长，费用昂贵，难以实现信息共享，随着计算机技术和网络技术的发展，计算机仿真技术取得了较大水平的提高。利用网络技术的优势，可以实现仿真系统共享。系统的网络共享能够提高资源的利用效率，避免不必要的重复开发，减少科研经费。

虚拟制造技术。虚拟制造技术发挥计算机仿真技术的虚拟现实技术的优势，使用计算机完成对产品的管理和控制，虚拟制造技术已经成为计算机仿真技术发展的重要方向。

4.2 计算机仿真技术发展趋势

随着计算机技术和仿真技术的发展，仿真技术很好地解决了各学科发展中的问题，很大程度上提高了工作效率，更加形象直观地进行仿真实验，节约了产品开发周期，降低了开发成本，提高了产品质量。计算机软硬件性能得到了较大水平的提高，进一步促进了仿真技术的发展。仿真技术主要朝着面向对象的仿真建模、分布式仿真、智能仿真等方向发展。

4.2.1 面向对象仿真建模

发挥计算机的符号处理能力，可以提高人们对仿真对象的认知速度，与传统的人工建模有着较大的进步。面向对象的仿真建模，可以最大程度提高系统的建模能力。此外，面向对象的仿真建模操作难度小，更容易使用，可以发挥仿真技术的优势。

4.2.2 分布式仿真

分布式仿真将不同分布位置的计算机通过网络进行连接，形成时间空间相互祸合虚拟仿真环境。分布式仿真系统由几个子模型组成。部分是仿真系统中，主要有动态、静态数据分割技术、功能分割技术等。

4.2.3 智能仿真

在仿真的不同阶段引入知识表达和处理技术，可以缩短仿真建模时间，提高模型效率，帮助用户做出最优决策，及时修正模型，界面更加智能化，增加仿真系统的寻优能力。

4.2.4 其他仿真

一些仿真可以实现高度的可视化，对仿真过程进行形象展示，便于研究人员真实地对仿真过程进行分析，易于理解。踊仿真能够将声音、视图等元素加入其中，交互性更强。

5 结语

计算机仿真伴随着其他学科的发展而快速发展，随着计算机技术的快速发展，计算机仿真技术很好滴解决了其他学科的问题。计算机仿真经历了从简单的原型到物理模型，再到今天的动态显示仿真过程，并可实现可视化操作。多媒体技术、人工智能、可视化等技术同仿真技术的结合，仿真技术的发展和应用将更加广泛。在不远的将来，计算机仿真技术在生产生活中会发挥更大的作用，促进社会经济的发展。

参考文献

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[2]周杰.档案高仿真复制技术――档案馆应用传统手工复制和计算机高仿真技术的研究[J].档案学研究，2013（05）：54-57.

[3]胡媛，吴正一，胡小峰，戴星.计算机仿真技术在优化就医序列中的应用研究[J].中国医院管理，2013（06）：33-35.

[4]李剑虹，涂赣峰，戚喜全，毛继红，吕定雄，冯乃祥.我国铝电解槽计算机仿真技术的研究发展及现状[J].材料与冶金学报，2010（03）：173-179.

[5]张祖鹰.浅谈计算机仿真技术在教学实训中的应用研究与实践[J].商场现代化，2007（21）：387.

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辽宁建筑职业学院辽宁辽阳111000

摘要院近年来，虚拟仿真技术在高职实践教学中发挥着非常重要的作用。随着虚拟仿真技术的迅速发展，高职实践教学正向着校内虚拟仿真实践和校外顶岗实习相结合的教学模式转变，必将通过推动高职实践教学的改革发展来促进职业教育的发展。本文介绍了高职实践教学中应用虚拟仿真技术的原则及应注意问题。

关键词 院虚拟仿真技术；高职实践教学；原则；问题

高职院校的实践教学是实现其培养目标的重要途径，对提高毕业生的创新创业能力非常重要，也反应出院校的办学特色。近几年，全国高职院校正在进行着一场如火如荼的实践教学改革，虚拟仿真技术的发展又推动了将仿真技术应用到高职实践教学的发展进程。但是其发展的速度不是很快，由于虚拟仿真软件的有效性及先进程度严重制约着其发展的速度。怎样才能将虚拟仿真技术科学地、有效地应用到高职实践教学中去，充分发挥并优化实践教学在高职人才培养工作中的重要作用，全面提升高职毕业生的职业能力、就业创业能力及创新能力是摆在所有高职院校面前的新挑战。

1 实践教学中应用虚拟仿真技术的原则

虚拟仿真技术是应用计算机技术模拟出逼真的虚拟现实的场景，使用者通过应用设备与虚拟环境进行相互作用及影响来体验到一种身临其境的感觉。虚拟仿真技术能使人不受时间和空间的限制去接触非现实的环境，这样在不受条件和环境的限制下去探索和发现现象的本质。虚拟仿真技术给高职实践教学的改革提供了更广阔的空间，将虚拟仿真技术应用到高职实践教学中还要注意以下几个方面。

1.1 高职实践教学的目标是提高学生的岗位职业能力，这就要求学生在实践教学的过程中要深入到实际岗位，在一线进行实践操作学习。从而，实践教学中应用虚拟仿真技术的第一步就是要认真分析和调查学生的实践岗位的职业特点和要求，以实际工作过程和真实的工作任务为基础去设计和整合实践教学内容及任务，做到充分利用虚拟仿真技术去构造不受时间及空间限制的符合教学目标要求的立体化实践教学环境，实现对真实职业场景的模拟再现，使学生在具体的场景中完成学习任务，做到传授、学习、操作融为一体，能够在不同的场景中学习自如，做到职业性与场景性相结合。

1.2 当今随着市场经济的发展和科技的进步，高职院校越来越重视培养毕业生的职业岗位技能，高职院校不断进行教育教学方面的改革，更加注重提升毕业生的就业能力和适应整个职业生涯发展的要求。所以，高职院校设计的实践教学任务就要和企业生产一线的实际工作和学生参加工作后的实际岗位相适应，培养学生的职业岗位能力。在设计虚拟仿真的实践教学体系的过程里，要挑选具有代表性的，技术先进的设备及工艺技术等，应该注重体现与情境相关的基于工作过程的知识与技能的学习，使学生在完成一个学习任务之后能够对完整的工作流程、操作模式和岗位具体情况得以学习和掌握，从而能够与相关的职业实践活动联系起来，掌握完成工作任务的方法及解决相对复杂的综合问题的技巧，能够适应未来岗位对高职毕业生提出更高的职业能力要求。除此之外，应该重点开发设计那些以培养核心与关键技能为目标的实践教学项目，做到先进性与典型性相结合。

1.3 把虚拟仿真技术应用到高职实践教学的过程中，要充分抓住虚拟仿真技术构想性的特点，按照学生心理和认知方面的水平，根据教学内容来设计构思实践的教学场景，培养学生的学习兴趣，拓展学生的想象空间，使学生学习到知识，充分理解概念的含义，领会实践教学所传授的知识点，提高学生的创新创造能力。运用虚拟仿真技术选择适量的教学内容，把抽象的内容具体化，复杂的问题简单化，微观的内容宏观化，这样能够有助于学生理解和掌握操作方法，并达到熟练操作的程度，使得实践教学的效果达到预期的目标。

1.4 利用虚拟仿真技术来进行实践教学系统的设计过程中，应该抓住仿真技术交互性强的特点，设计出互动性强、协作性高的实践教学任务，使学生在虚拟现实的实践场景中完成自己的实践操作工作，在整个过程中要注重培训学生们共同解决实际问题的能力。并且，利用虚拟仿真技术设计的实践教学系统要突出其智能性的特点，该系统能够对学生的实践操作成果进行及时的跟踪与反馈，并且可以依据学生的操作情况给予合理的评价，还能够及时给予有针对性、个别化的指导，做到交互性与智能性相结合。

2 虚拟仿真技术在应用中应该注意的问题

2.1 虚拟实训不能替代实操实训。高职实践教学中利用虚拟仿真技术，实现了实训环境的改善，教学过程的优化，还解决了很多实训教学方面的难题。不过利用虚拟仿真技术来设计高职实践教学内容，不代表虚拟实训可以完全替代实操实训，两者存在着本质的区别。虚拟仿真技术只是通过去模仿一些实际的生产和工作实践过程，让学生在过程中学到一种间接的经验，而不能完全替代真实的现场操作。所以，在应用虚拟仿真技术的实践过程中，必须认清虚拟实训和实操实训的本质区别。设计虚拟实训的思路是：首先是把实操实训无法实现任务利用虚拟仿真技术来设计虚拟实训教学来实现；其次是要依据现代教育理论来设计实践教学任务，把虚拟仿真技术设计的虚拟实训教学内容放在前面进行，而把实操实训安排在后面，并将二者完美的结合在一起，获得最好的教学效果。

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【关键词】数字化 工艺设计 装配仿真

数字化装配仿真技术在产品的设计阶段，实现虚拟产品的预装配，验证和改进产品的装配工艺过程，生动直观地展示产品的可装配性，从而提高产品的装配效率，减少装配时间和费用。数字化技术的应用从根本上改变了传统的飞机设计和制造方式，大大地提高了设计水平，最大限度地避免了设计漏洞和缺陷，减少了返修率。近年来，国外飞机数字化装配技术的研究主要集中在装配分析与仿真、装配数据管理、装配工装夹具设计制造以及自动化装配等方面。装配过程仿真与优化技术的使用使波音、 空客取得了显著的效益，比如空客典型部件的装配周期缩短了60%，装配工艺的设计周期缩短了30%～50%，装配成本却减少了近20%～30%。

一、传统装配设计存在的问题

（一）装配工艺设计仍然停留在二维方式

传统的工艺设计是由设计人员在头脑中想象出三维装配空间，以及设计装配顺序，然后再用二维的方式描述出来。传统的工艺设计质量主要取决于工艺设计人员的高超的技术水平和丰富的设计经验，操作人员则要根据设计人员的设计文件以及二维工程图纸，在大脑中还原设计人员构建的三维装配空间，进而理解装配顺序及需求，如此设计非常容易在设计人员与操作人员之间产生偏差，造成严重的装配错误，因此，二维模式的装配工艺设计严重阻碍了制造业的快速发展。

（二）缺少科学的工艺设计优化方法

传统工艺设计主要以二维的设计为主要模式，工艺设计的修改和优化周期较长，方案的优劣主要取决于设计人员的工作经验，缺乏科学的研究方法，没有定性定量的分析，制造工艺水平因人而异，会增加制造周期和制造成本。传统工艺设计中制造资源的二维描述可能导致设计过程中对细节设计的淡化，不能充分利用三维CAD数据，不能完全消除工艺设计转换造成与产品设计数据的不一致性，难以实现工艺设计的继承性、规范化、标准化。

（三）无法进行一些三维工艺设计

工艺设计环境不具备三维工艺验证能力，不能用三维的方式准确的检测工艺设计过程中存在的错误，还可能会导致装配中装配顺序是否合理、工艺设备是否满足需求、操作空间是否要开敞等一系列的问题，直到在生产试制阶段才会发现。任何一个环节出现了问题，都会影响飞机制造的进度和质量，进而造成巨大的损失。

二、数字化装配设计和仿真

（一）ARJ21中央翼组件特点

ARJ21中央翼组件式飞机上机身与外翼对接部位，是全机对接基准件。该组件有一些特点，比如定位精度要求高，协调部位多，工人操作困难，工装定位器多等，使得工艺设计过程更细致，也更复杂。如果按照传统工艺设计模式，不仅不能在规定时间内完成中央翼工艺准备，而且可能因为考虑不周、经验不足等原因造成试制过程停工，甚至返修等严重问题。

（二）工艺规划设计

我们采用DELMIA软件来进行设计，在DELMIA的数字化工艺设计模块支持下，将产品数据导入到数字化工艺设计环境，直接使用产品数字化数据进行工艺设计，能够有效提高设计效率，保证产品数据的准确性和唯一性。工艺规划设计方法有两种：

方法一：1在数字化工艺设计模块，以设计树为基础来构建工艺树；2在数字化工艺仿真模块浏览三维装配顺序；3根据三维模拟效果，在数字化工艺仿真模块下修改工艺组件定义及装配顺序；4根据三维显示，在数字化工艺设计模块直接修改工艺组件定义。重复123步骤，直到获得满意的规划设计并记录下装配工艺设计模型。

方法二：1在数字化工艺设计模块命名工艺装配件；2在数字化仿真模块，拆分设计装配模型获得装配顺序；3在数字化工艺仿真模块，浏览三维动态装配顺序，修改并完善工艺组件定义，直到获得满意的规划设计并记录下装配工艺设计模型。

（三） 装配过程仿真及结果输出

在数字化工艺设计模块对装配过程进行实时仿真与分析，然后优化飞机零部件的装配顺序以及装配路径、装配操作姿态、工具使用方案等，检验装配工具的可达性、装配操作空间的开敞性，为产品设计、工装设计、工艺设计提供可靠的依据。数字化的装配工艺设计输出结果十分丰富，可以实现我们想象的大部分形式。可输出AVI文件，比如详细装配操作AVI文件等。还可以输出各种形式的报表，比如输出包含零件三维信息的文件等。

三、数字化工艺装配技术特点

（一）工艺设计特点

首先，数字化装配工艺设计以产品设计数据为源，在工艺设计数据的基础上，通过增加和补充工艺设计内容的方式来建立符合要求的工艺装配模型，使得工艺效率得到大大的提高，同时也保证了产品数据的前后一致性。其次，数字化装配工艺设计的工艺人员很容易能够获得相关的制造资源的详细数据，这不仅为工艺设计提供了坚强有力的支持，在很大程度上使工艺设计更加标准，更加规范，而且使工艺设计的效率大大提高，质量也得到了保证，同时也降低了制造成本。然后，二维设计与三维设计相互结合，汲取各个的优势，使工艺人员可以以多种方式完成并完善工艺设计，工艺优化简单而且有效。此外，数字化装配工艺设计有各种各样的输出形式，工艺人员不需要接受培训就可以方便地使用相关的设计数据，这将在很大程度上提高产品数据利用率，保证工作效率。

（二）过程仿真特点

装配过程仿真是当前先进产品设计的验证、优化手段。DELMIA的数字化工艺仿真系统具有优秀的特性，可以使工艺人员更直观、定性、定量的分析每个工艺设计细节，可以将以前大量的再试制过程中验证、优化的设计结果提前在计算机网络环境中模拟，这种方式不但可以提前发现问题，而且可以通过科学测量和分析手段，设计比较合理的改进方案。

比如在装配仿真过程中发现的部分工艺设计问题：1中央翼下壁板距型架地板约1350mm，操作人员很难把工具钻进中央翼里进行相关工作，为此可以在工装对称两侧分别增加一个高约800mm的活动梯，方便操作人员的进出。2操作人员需要拿着工具进入中央翼里工作，我们在仿真分析中分析得到右腿与上部躯体夹角106.53度，接近极限113度，工作环境极其恶劣，可以根据仿真结构，更改连接方式，尽最大程度的改善操作人员的工作姿态。

四、结束语

数字化装配技术在制造业中起着举足轻重的作用，是产品制造过程中的关键工序。数字化装配仿真技术有着强大的优势，可以大大缩短产品的开发时间，提高产品的生产质量，还可以降低产品生产成本，可以检验装配顺序。

近年来，科学技术与信息技术迅猛发展，传统的设计方法逐渐地被现代的科学的设计方法所取代，国内投入大量的人力物力财力进行新的设计方法的探索与研究，在机械系统中，数字化装备仿真技术的得到了广泛的应用。产品数字化制造的基本前提是数字化的工艺设计，产品设计是制造业的灵魂，只有高质量的产品设计方案，才能进行高质量、高标准的数字化制造。在我国，大力推广仿真技术应用能力建设已经成为贯彻科学发展观、建设创新型国家的迫切需要。

参考文献：

[1] 刘江省，姚英学. 数字化装配技术[J]. 兵工自动化. 2004年

[2] 周炜. 单元化装配规划关键技术研究[D]. 华东理工大学. 2011年

[3] 李云，朱理. 虚拟装配系统的技术与实现[J]. 微计算机信息. 2006年

[4] 董兴辉，童秉枢. 装配仿真关键技术的研究和实现[J]. 计算机应用. 2000年

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关键词：水利工程；计算机仿真技术；应用

前言：在现在的水利工程建设当中，因为工程建设本身的难度较大以及当地的地理条件较差或者是其他等等的一系列条件都使得水利工程建设的本身得到了非常大的限制。但是，随着科学技术的快速发展，特别是电子计算机仿真技术在水利工程施工当中的大规模利用，使得我国的水利工程建设速度和质量水平有着一个非常大的提高，它可以有效的解决在实际工程建设当中所出现的困难。以下，就是电子计算机仿真技术在实际工程当中的应用。

1我国水利工程面对问题的探讨

1.1对于导截流和围堰工程施工

在兴建水利枢纽过程中，导截流是施工总进度计划中的控制性环节之一，截流的成败，将直接影响整个工程的全局，因此一向倍受重视。导截流设计是经济性和安全性之间的一种最佳选择，往往由于复杂的自然因素影响或决策变动等原因，需要反复修改和调整；另一方面，水电建设市场的竞争环境又要求投标者高效率、准确的编制施工组织设计，以取得投标承包的最佳结果。显然，传统的计算方法很难满足这一要求。

1.2地下工程施工

隧洞施工过程的地下厂房系统施工开挖量大，施工强度高，施工条件复杂，是一个极其复杂的过程。由于工序的作业时间的随机性，容易产生随机排队现象而影响其他作业；由于地下洞室系统纵横交错，布置密集，高差大，施工通道少，使得各工序配合与相互干扰错综复杂；在安排各个洞室施工先后顺序及隧洞施工顺序时，需要考虑对工程的总工期、围岩稳定、通风散烟条件、施工强度以及交通运输等问题的影响。各个洞室施工在时间、空间上的逻辑关系复杂，传统横道图难以直观地揭示其复杂的时空关系。因而仅靠设计人员采用传统的方法分析计算，难以确定合理的施工机械设备配套方案、制定合理的施工进度计划和施工组织设计方案，难以全面、快速、准确地掌握施工全过程。

2水利工程施工中计算机仿真技术应用的探讨

2.1对于坝体混凝土浇筑施工的探讨

坝体混凝土浇筑过程仿真的基本思路是：首先对浇筑块、投入使用的浇筑和运输设备分别进行编号；然后，按照给定的浇筑方案所要求的各种约束条件安排注块的浇筑顺序，并算出各浇筑块浇筑施工进程，从而算出该方案下的大坝施工工期。重复计算多个方案，得出不同结果，最后经过综合比较，即可选出最优方案。这些程序设计多采用大众熟悉的应用软件，仿真计算成果采用现在常用的软件输出，程序设计采用开放式人机对话模式，具有了较高的可操作性和实用性。根据混凝土坝的施工特点，实时动态仿真系统主要具备以下主要功能： 工程量计算、计算机跳仓选块、多种施工机械组合配套、方案与设备比较、进度表达、图形处理。

2.2对于导截流和围堰工程施工的探讨

在水利工程建设施工中的截流方法中最常用的是平堵和立堵两种方法。这两种方法，尤其是立堵法的施工过程计算机仿真在料场规划与调度、交通运输组织方面与土石坝施工十分相似。与土石坝不同的是戗堤填筑。以立堵法为例，工程量更加集中，施工强度更大，对机械设备配置的要求更高，施工组织更加严格，而且戗堤基本上是水下施工，截流过程中的填筑方量和抛投材料的粒径受流速变化的制约，一方面填筑方量受截流流量的影响；另一方面，需随着龙口宽度的变化进行所谓的“流速分区”，因此截流施工的计算机仿真较多的依赖于截流水利计算与河道水文、地形、地质条件，模拟截流施工的进程，预测截流水力学参数的变化，确定各分区抛投材料的类型、尺寸和数量，能够为决策机构提供及时、可靠的依据。

2.3对于地下工程施工的探讨

地下工程施工过程仿真的基本思路是：首先明确施工过程中有哪些活动以及各活动之间的逻辑关系，活动需要哪些初始资源及数目；然后由模型的组成部分按照节点间的逻辑关系建立起循环运行的网络模型。以隧洞工程施工为例，利用该模型进行隧洞施工过程仿真，可得出施工工期、机械设备生产率、资源闲置等待时间、资源利用率、施工费用及找出拥塞点等，从而为决策提出所需的多种信息。通过地下洞室群施工全过程动态仿真，可以对施工过程进行定量计算与分析，进行多方案的比较和优化，直到得出满意方案。采用计算机仿真技术，通过模拟工程对象的循环过程和随机时间，可算出不同资源水平和施工组织情况下循环过程的工期和成本，并找出拥塞点，通过灵敏度分析可以得到合理的机械配套组合及理想的工期成本最优方案。

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关键词：石油化工 实验教学 虚拟仿真技术 教学模式

对于石油化工加工这样实践性很强的课程，实验教学是极其重要的。课堂教学+工厂实习的模式在理论上虽然可以达到教学预期目标，但实际应用起来存在一定的弊端，实际教学效果离预期目标存在一定差距。

一、石油化工加工实验教学模式与存在的问题

1.目前石油化工实验教学模式

目前石油化工实验教学课程一般采取课堂教学+工厂实习的模式进行。具体按照以下步骤进行：

1.1课堂教学

石油化工加工教学内容主要包括加工原理、加工工艺流程、工艺参数、主要设备、操作规程及故障处理。

多媒体技术兴起之前，教师通过口头讲述和粉笔书写传授石油化工加工知识。但如设备元素是如何构建成设备、操作规程和故障处理教师很难通过图画等方式来讲述，主要是因为一般操作规程和故障处理步骤繁多复杂非常耗费时间而且让学生感觉枯燥无趣，所以此类课程课堂教学一般只讲述加工工艺流程，而不具体讲解实际生产中操作规程和故障处理。

多媒体技术兴起后广泛应用于石油化工加工课堂教学。采用多媒体教学，教师可以节省书写的时间，拥有更多的时间来讲解。同时，课件变得丰富多彩，比如设备结构可以有具体的实物图，甚至可以采用动画的形式来演示设备各组成元素如何构建成为设备。但针对石油化工加工操作规程及故障处理，多媒体技术依然无能为力，教师虽然能将规程和故障处理呈现在课件上，但通常只能放映给学生粗略看看。

此外，部分高校课堂教学会配合一些按实物比例缩小的模型辅助教学。但模型只能针对实体物件，对于石油化工加工原理、流程、参数、操作的教学等无法应用。

1.2工厂实习

工厂实习内容主要包括加工原理、加工工艺流程、工艺参数（调试及范围、影响）、主要设备（结构及控制指标）、操作规程及故障处理。

实习时由工厂技术人员对加工原理进行口头讲述，引导着学生沿着加工流程路线讲解加工流程、工艺参数、设备；操作规程和故障处理一般只是简单讲解，学生自学为主。讲解完成后学生可以自主在允许范围内参观学习，在此过程中，学生若有不清楚的地方可向技术人员咨询。

2.目前石油化工实验教学模式存在的问题

2.1课堂教学的抽象性与枯燥性

在多媒体技术应用于石油化工教学之前传统的教学模式非常陈旧，没有调动起学生的学习积极性，教学效果比较差。虽然近年来运用多媒体教学手段，教学形式相对丰富，但是由于时间与空间的限制，学生也很难深入有效地学习。

2.2工厂实习的局限性

工厂实习是课堂教学的补充与完善，是学生综合能力培养与训练的重要教学环节。传统的工厂实习是将学生带入企业，请技术人员讲解理论和实践经验。由于学生人数不断增加，实习时间和经费有限，企业内部各项管理措施的限制，学生在实习中只能增加感性认识，很少有动手操作的机会。只能从表面上对企业的生产情况、工艺流程与设备性能形成感官认识，无法接触生产的工程实际问题，使生产实习的预期效果大打折扣，难以达到教学目标的要求[1]。又由于工厂现场存在机器噪音，而实习一般安排全班同学一起进行，因此，工厂实习时技术人员的讲解作用有所减弱。此外，石油化工加工有一定危险性，一般学生实习只能到相对安全的地方，看到工艺流程和设备的一部分，学生在生产实习后还是很难把课本理论知识和现场实际相结合。

2.3课堂教学与工厂实习的衔接性

实验课的真正目的就是让学生通过课程的学习能透彻清晰地理解理论知识，巩固其专业技能[2]。但传统教学模式是在理论课之后，根据学生的课程安排并结合实习企业的生产管理要求安排工厂实习。因此，工厂实习与课堂教学存在一个较长的时间间隔，此类课程课堂教学本身比较枯燥，学生可能对一些知识有所遗忘，课堂教学与工厂实习衔接性不好。

二、虚拟仿真技术在石油化工加工实验教学中的应用

虚拟仿真技术是一门多学科的综合性技术，将先进的仿真技术与网络技术相结合。石油化工加工虚拟仿真就是以化工生产过程基本规律为依据，利用数学建立模型方法，在计算机上再现该生产过程的一种应用技术。各种单元操作以及生产工艺过程都可以通过仿真软件真实地再现其生产过程，使学生在一个逼真的环境中获得对工艺知识的彻底理解、对实际操作技能的熟练掌握[3]。

石油化工加工课程是一门实践性很强的学科，但受客观条件的限制，目前石油化工加工的实验教学难以达到预期教学目标。模拟仿真教学提出了真实现场实物演示的教学模式，可以弥补客观条件的不足，有利于提高石油化工加工教学的教学水平[4]。

1.仿真技术在石油化工实践教学中的功能

石油化工加工课程与工程实际联系紧密，在实践条件有限的情况下，通过虚拟仿真软件进行仿真教学，使学生亲自体验整个过程，培养其综合运用知识的能力及化强其工程意识。

1.1仿真课堂教学

仿真课堂教学与传统的课堂教学不同之处在于，仿真课堂教学在仿真实验室内进行，教师一方面通过多媒体技术进行传统意义上的讲授；另一方面可以结合仿真现场各种设备模型和参数调试来讲解；在这种课堂教学模式下，学生对设备装置、工艺指标的控制都有了深刻的认识和理解。

1.2虚拟仿真实训

学生根据所学的内容在相应仿真环境中进行仿真实训操作，可以自由调试各个工艺的参数，自由控制各个节点实训内容，对工艺流程动态参数及注意事项作详细分析和设定。虚拟仿真技术和实际情境实验结合的模式可合理有效配置教学资源，解决实践课时少的问题，形成多元化的教学环境。

2.仿真技术在石油化工实验教学中的价值

仿真教学提高了教学效率，调动了学生的学习积极性。其次，仿真教学中的演示和实验，可以让学生更生动形象地观察，让其能够快速地掌握操作步骤和工艺原理。最后，仿真实训只是一种模拟，学生进行实验时不会因错误操作而引起不良效果；反复操作时，也不会造成原料的浪费；仿真实训在故障分析中具有独到作用，没有实际生产可能存在的潜在危险，保证了学生的安全。

三、小结

采用“仿真课堂教学+仿真实训+工厂实习”模式，学生可以结合所学的理论知识，分析判断模拟操作中出现的问题，并根据帮助提示加以解决处理，仿真训练完成后，学生再进行工厂实习。通过前期仿真课堂教学和仿真实训阶段，学生已经熟悉企业生产所采用的DCS控制系统，并且对操作室的DCS系统的使用能够很快地理解[3]。因此，采用“仿真课堂教学+仿真实训+工厂实习”模式可以显著提高石油化工加工实验教学效果。

参考文献

[1]袁晓丽，万新，杜长坤等.仿真技术在冶金工程专业实践教学中的应用[M].重庆科技学院学报，2013（3）：191.

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[3] 李廷真 赖庆轲 黄美英.浅议化工仿真技术在化工专业实践教学中的作用[M].中国西部科技，2013（7）：92-93.

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关键词：计算机；仿真；技术；环境；执法

中图分类号：TP391.9 文献标识码：A 文章编号：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、计算机仿真技术的优点以及实施过程

（一）计算机仿真技术的优点。计算机仿真技术可以十分迅速的对多种方案进行比较，通过计算机能够在很短的时间之内对多种方案进行仿真模拟；计算机仿真技术的成本比较低，它和真实的原型试验的不同之处是，它是虚拟现实技术，不会破坏原型，需要的只是软件的开发和应用费用，而且，只要软件投入到使用中，它就能够进行多个方案的计算，并且具有极高的重复使用率，总体成本比较低；计算机仿真技术的可靠性高；计算机仿真技术的实用性强，它可以在多个方面进行应用，只要是能够用数学进行描述的模型，几乎都是能够用计算机来对系统的行为进行模拟，并且还能够对未来的发展趋势进行预测等等。

（二）计算机仿真技术的实施过程。首先就是模型的建立，按照研究对象以及研究目的的不同，在进行仿真之前，首先就是要按照实际的问题来抽象出一个确定的系统，并给出系统的边界条件以及约束条件，接着利用数学、动力学以及其他学科的相关的只是来把这一系统用数学表达式进行描述，这也就是我们所说的数学建模，按照研究目的的不同，系统的数学模型也不同，具体可以划分成为静态模型、动态模型、离散事件动态模型以及混合时间动态模型等等。其次就是要进行模型的输入，也就是要结合软件的不同特点来对前一步中所建立的数学表达式输入成计算机所能够处理的形式，也就是仿真模型，这一模型是进行计算机仿真的关键之所在。接着是模型的仿真计算，把前一步所得到的仿真模型载入到计算机中的计算模块中，并根据预先设定好的实验方案来进行仿真的计算，这也就是我们所说的“模型仿真计算”。

二、化工企业环境系统的仿真模型

仿真模型的建立

对于化工企业来讲，资源对系统的影响主要体现在固体废弃物污染、水污染以及大气污染这三方面对环境的影响，所以，环境系统的结构是把资源作为核心，并且是由污水处理系统、大气污染的处理系统以及固体废弃物污染处理系统构成的，具体情况如下：

（一）污水处理系统。以苏南某个县区的化工工业园区的化工企业所排放的废水为例，废水中的污染物主要就是五日生化需氧量、化学耗氧量、氨氮含量、悬浮固体物质以及石油类等等，另外还有一些少量的铁离子、硫离子以及氯离子等等污染物，经检测，只有化学需氧量是超标的，所以污水处理系统把化学耗氧量存量作为状态变量，把化学耗氧量产生量、化学耗氧量的减少量以及化学耗氧量的自然降解量来作为速率变量，并同时用多个辅助变量来和其他的子系统相互连接。这样，就能够把这一模块的结构关系进行确定。并可以得出以下的方程：

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

化学耗氧量产生量（CCSL）CCSL.JK=CCSL.JK+CSHWSL.JK

生产废水化学耗氧量产生量（CSCFSL）CSCFSL.JK=SCFSPFL.JK×pndz.k

生产废水排放量（SCFSPFL）SCFSPFL.JK=GYZCZZ.JK SCFSPFLgfwypfl.k

生活污水化学耗氧量产生量（CSHWSL）CSHWSL.JK=SHWSCSL.JK×Indz.k

生活污水产生量（SHWSCSL）SHWSCSL.JK=P.K×rjwscsl.k

化学耗氧量减少量（CJSL）CJSL.JK=CZRXJL.JK+CXJL.JK

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

化学耗氧量自然消减量（CXJL）CXJL.JK=WSCFSL.JK×（fsnd.k-dbnd.K）

污水厂进废水量（WSCFSL）WSCFSL.JK=IF THEN ELSE（FSZL.K×fscll.k>=WSCCLL.K，FSZL.Kfscll.k）

废水总量（FSZL）FSZL.K=SCFSPFL.JK+SHWSCSL.JK

污水厂污水处理能力（WSCCLL）WSCCLL.K=WSCLTZ.K×wywscll.k

污水处理投资（WSCLTZ）WSCLTZ.JK=HBZTZ.K×wstzl.k

区域地表水化学耗氧量浓度（CDBSND）CDBSND.K=bjnd.K+CSWR.K÷njjll.K

水质相对污染度（SZXDWRD）SZXDWRD.K=CDBSND.K÷bjnd.K

（二）大气污染处理系统。对于化工工业区化工企业排放的大气污染来讲，主要污染物有二氧化硫、二氧化氮、总悬浮颗粒物等等。现在把二氧化硫存量作为状态变量、把二氧化硫产生量和消减量作为速率变量，同时把多个辅助变量和其他子系统相互连接。这样，就能够把这一模块的结构关系进行确定，就可以列出相应的方程，其方法和上述方法相同。

三、结语

总之，环境执法工程的计算机仿真是一项比较系统且较为复杂的工程，利用计算机仿真技术能够为环境执法人员搭建出一个真实且能够自然交互的管理平台，从而为环境执法人员工作的有效开展提供有力的依据。

参考文献：

[1]孙玉峰.矿区环境系统力学仿真模型的建立[J].辽宁工程技术大学学报,2006,2

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【关键词】 数字电路 EDA 教学改革 实验教学

“数字电路”是高等院校电类专业的一门重要的专业基础课，具有较强的应用性和实践性。因此数字电路的实验教学在课程中占有很重要的地位。传统的实验教学方法已经不能满足技术发展的需求。引入EDA仿真技术可以弥补传统方法的不足，加深学生对所学知识的理解，同时提高了学生的学习兴趣。

1 数字电路课程实验的现状

传统的数字电路实验多以验证性实验为主，配以少数的综合性设计实验，验证性实验如常用组合逻辑电路及常用时序电路等；综合性的设计实验往往以课程设计的形式进行。实验的方法是用面包板和导线进行搭接电路，配合试验箱进行调试，这就是实验的全过程。虽然传统的数字电路实验模式在培养学生实际动手能力等方面起到了一定的作用，但还存在一些不足。

（1）实验课时有限，学生往往只能在有限的时间内完成规定的简单实验，而加大实验难度重复验证则根本没有时间完成，达不到对所学知识举一反三的目的。

（2）实验经费短缺，实验的器件往往是重复利用，而且器件的种类也比较少，学生接触新产品、新器件的机会较少，难以适应当前电子技术的发展。

（3）数字电路课程设计内容相对复杂，需要大量器件来实现，设计过程中还要反复验证，因此设计周期长，效率低，器件的损耗也较多。

2 EDA仿真技术应用于实验教学的举例

2.1 Quartus II软件应用于数字电路的实验教学

以设计任意进制计数器为例来说明Quartus II仿真软件的应用。传统的实验教学是学生在实验室中先验证74160为十进制计数器；然后再利用74160自行设计任意进制计数器，并把结果利用LED数码管显示出来。这样做的结果是学生时间不够用，好多学生都没有时间去完成任意进制计数器的设计。即使完成，也是仅仅完成一个简单的设计。如果学生课下能利用Quartus II软件对要做的实验进行预习演练，并仿真看到结果，则实验课上就节省了大量时间，学生可以用节省的时间多做几组实验，加深了对所学知识的理解，提高了学生的动手能力。

以设计17进制计数器为例，学生如果课下利用Quartus II软件把原理图画出来（如图1所示），并且编译仿真后看到仿真结果，则会对所设计的电路充满信心，实验室开放时，把所设计的电路搭建出来即可，节省了大量时间，激发了学生的学习兴趣。

2.2 multisim软件应用于数字电路的实践教学

学生在做数字电路课程设计时，课程设计的内容相对于验证性实验要复杂的多，学生的设计量也较大。以数字钟课程设计为例，学生首先要构思，把简单的数字钟分为三个部分：小时、分、秒。学生要把每一部分设计完成，最后综合设计整体电路。如果只是在实验室进行，学生每次设计都要搭接实验电路，如果不理想则要拆掉重新再做，这个过程费时费力，器件的损耗也较多，可靠性差，效率低。因此如果学生能利用multisim软件在计算机中仿真验证自己的想法，则可解决上述问题。学生首先可以利用软件设计秒电路，设计好后仿真验证结果，如果不正确，则可以检查是否元件选择错误，如果元件没错则可以检查电路连接是否有问题，由于都是在软件中操作，所以省时省力，又因为是虚拟平台，元件也无损耗，当设计完秒电路后再设计分电路和小时电路，直至整个电路设计完毕，看是否满足设计要求。

因为软件提供了功能强大的元件库，学生可以在软件中任意选择元器件，器件来源不受控制，同时降低了器件的损耗率；因为是用软件仿真设计电路，学生可以反复验证自己的想法，查找原因及修改都很方便，省时省力，效率高；又因为是仿真结果正确后连接电路，所以硬件连接电路时很少出错，即使出错也不会是原理性错误，而其他错误如电路接触不良等则很好解决。

3 引入EDA仿真技术的好处

（1）提高了实验的可靠性及成功率。在一些复杂的电子技术实验中，经常会因操作不当或设备条件限制而观察不到实验结果，引入EDA仿真之后，实验操作就会变得相对简单，实验条件很容易改变，也方便查错纠错，同时也能够直观反映出电子设计可能存在的差错和时序竞争，并方便分析及解决这类问题，大大提高了实验的效率和质量。

（2）实验不再受课时和实验器材的限制。由于大部分工作是在软件平台上进行，加上计算机的普及，设计工作可以走出实验室，完全在这个虚拟的实验箱上实现；同时大大降低实验器材的消耗，减少了因操作不当造成的仪器设备损坏，节省了实验室的运行费用。

（3）提高了学生的学习兴趣。学会利用EDA仿真工具，大大提高了学生的学习信心，而且EDA技术是现代电子技术发展的反向，学生掌握这门技术就与现代电子技术发展同步，适应l市场需要，进一步激发了学生的学习兴趣。

4 结语

将EDA仿真技术引入到数字电路实验教学中，它将使专业基础课教学内容与世界电子技术发展同步，并使原有实验教学模式和教学内容产生飞跃，提高教学效率，摆脱传统的设计方法的思维模式。同时也培养学生的创新意识和创新能力，提高学生的竞争能力，适应市场需要。

参考文献：

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关键词：仿真技术；电气控制技术；应用

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.22.252

0 引言

随着社会和经济的发展，各企业单位对专业人才的实践能力也有了越来越高的要求。在电气控制技术教学中，教师可以通过应用仿真技术，优化教学方案，培养学生的专业知识与实践技能，为学生未来的就业打下基础。

1 明确仿真技术在电气控制技术教学中的应用要点

在电气控制技术教学中，应用仿真技术，教师应当明确以下几个要点，保证仿真技术能够得到有效的应用。其一，提高学生的兴趣。电气控制技术相关的知识技能比较复杂，如果学生没有足够的学习兴趣，很难保持较高的学习热情和效率。因此，教师在应用仿真技术时，要考虑这一点，不仅要将问题本质模拟出来，还要导入一定的应用场景，学生在场景中能够更直接的了解到电气控制技术的应用，有利于加深学生对相关知识的理解，提高学生的学习兴趣。其二，理论教学与实践教学相结合。电气控制技术教学中，无论理论教学还是实践教学都非常重要，应用仿真技术，教师要把理论知识教学与实践教学有机的结合起来，让理论教学中合理穿插实践教学，这样的教学方式，可以让学生更及时的通过实践快速理解掌握相应的理论知识。

其三，指导学生改善学习方法。仿真技术在电气控制技术教学中的应用，教师不仅要用于优化教学方案，还要指导学生，根据仿真技术提供的学习条件，适当改变自己的学习方法。例如，教师可以利用仿真技术为学生模拟探究性场景，让学生在场景中自主学习，发现问题并合作探究解决问题的办法，这样的学习方式，能够让学生从被动的学习状态解脱出来，有利于提高学生的学习主动性，还能让学生的探究能力与合作能力得到一定的锻炼，有利于培养学生的综合能力，而且在探究学习的过程中，教师可以在模拟的场景中添加更多维修、建设等方面的元素，让学生能够了解到更多的知识，在未来的工作中，能够具备更强的解决问题的能力。其四，充分调动学生的积极性。学生在学习中的积极性直接影响其学习效率，因此，在教学过程中，教师必须充分调动学生的积极性。在电气控制技术教学中，教师可以应用仿真技术，模拟出实践场景，在场景中为学生安排一定的学习任务，让学生围绕学习任务，展开比赛。学生处于朝气蓬勃的年龄，大多具有很强的表现欲和竞争意识，这样的教学方式，能够充分利用学生的这些特性，调动学生的学习积极性，提高学生的学习效率。

2 发挥仿真技术在电气控制技术教学中的作用

其一，应用仿真技术，增加实验教学，提高学生的学习效率。在电气控制技术教学中，理论知识是实验教学的基础，但如果课堂时间都用来讲解理论知识，而将实验教学分离出来，就会让学生在复杂和抽象的公式原理中感到疲倦，单一类型知识内容的长时间教学，是不利于学生注意力的保持的，也让学生难以得到思维上的休息，理解能力会随时间而下降，进而还有可能导致学生对课程学习的厌倦。因此，教师可以应用仿真技术，在课堂上为学生提供模拟实验演示，将实验教学引入课堂中，学生在学习一部分理论知识后，观看相应的演示实验，就能够适时改变学习方式，有利于打开思路，加深学生对相关知识的理解。仿真技术的应用不同于实际的实验教学，不需要从实验室搬移各种仪器，也不会占用教师的空间，操作起来也非常简便，能够最大效率的发挥作用，提供学生的学习效率。

其二，应用仿真技术，优化实验教学。在电气控制技术教学中，有一些实验教学的内容难度较大，操作存在一定的危险，或者实验器材比较昂贵易损。对于这些实验的教学，如果采用实际的实验器材进行，学生束手束脚，难以取得很好的教学效果，而应用仿真技术，学生可以通过电脑操作模拟的实验器材，不仅不会有任何的危险性，也不会造成实验仪器的损坏，还能真实的还原实验的各部分细节，对于实验中的错误操作，系统会自动检测并发出提醒，让学生能够及时的发现自己的错误并加以改正。此外，应用仿真技术进行模拟实验，很多操作只需要点击一下即可完成，能够大幅减少实验操作的时间，为学生提供更多的时间去思考实验细节和原理，这有利于学生在提高实践能力的同时，培养逻辑思维能力，加深对实验相关知识的理解。

3 仿真技术在电气控制技术教学中的应用步骤

教师在应用仿真技术进行模拟实验时，需要遵循以下几个步骤。首先，实验模型的构建。为了提高学生对相关实验器材的认识，教师应当将模拟实验中各类器材按相同比例构建，使模拟实验场景更符合实际。第二，实验原理的教学。教师要在实验前为学生讲解实验的原理，以及实验中涉及的主要仪器的结构和功能，然后为学生演示一遍实验操作，让学生能够了解大体的实验流程以及实验操作。第三，学生实践操作。教师在实验教学中更多的起到引导者的作用，学生开始实践操作后，教师应当减少直接的教学，在学生遇到困难时，再给予一定的帮助，充分发挥学生的个人能力，提高教学的有效性。

在电气控制技术教学中，仿真技术的应用不仅能够加深理论教学与实践教学的联系，还能有效降低实验的风险和经济成本，为学生创造更好的实验学习条件。教师合理设计教学方案，充分发挥仿真技术的作用，提高教学的有效性。

参考文献：

[1]李斌，邹灿红.电气控制与PLC应用技术仿真教学应用研究[J].电气电子教学学报，2015（06）：117.

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关键词：机械设计；仿真技术；应用

引言

仿真技术的应用，主要就是对计算机技术下加以实现的，通过多种学科理论作为基础，在计算机的软件工具支持下，发挥着重要作用。在早期的计算机仿真技术的应用，是随机数通过实验求解随机问题方法的应用，在近些年的科学技术迅速发展下，和工业领域的发展有着紧密的结合，这样就对工业发展起到了很大促进作用。通过从理论上对仿真技术的应用研究，就能为实际机械设计制造发展提供理论支持。

1 机械设计制造中仿真技术的应用重要性和应用流程

1.1 机械设计制造中仿真技术的应用重要性分析

机械设计制造产业在我国的经济发展中起着重要促进作用，从上世纪七十年代以来，在全球化的竞争发展方面愈来愈激烈，产品消费结构也在向着个性化以及多元化的方向发展。仿真技术的出现，对机械设计制造产业就有着很大推动，而在收到经济水平的因素影响，在实际操作系统的应用上费用相对比较高。仿真技术的应用，在设计人员将计算机技术作为载体下，通过运用相应的软件以及构建数据模型等，这样就能对参数详细准确的分析，在机械设计制造当中应用，就能有效提高设计的效率[1]。机械设计制造中仿真技术的应用，只需要设计人员结合不用方案在仿真软件当中进行构建虚拟机，从而就能有效完成不同假设性虚拟实验，对最优化的方案进行选择。仿真技术的应用对计算的精度可有效保证，对研发的质量也能有效提高，节约了大量的研发资金，这对机械设计制造行业的可持续发展就有着积极促进作用。

1.2 机械设计制造中仿真技术的应用流程分析

机械设计制造领域的发展，需要从多方面加强重视，在机械设计制造过程中仿真技术的应用，主要是在电脑数学模型以及仿真模式的建立基础上应用的。仿真技术的应用涉及到图形学以及几何造型学等，在对系统实质抽象数学模型的处理过程中，要按照相应的程序进行实施。首先就是对模型进行建立，仿真技术应用中先要能抽象出能达到仿真目的的可靠系统，然后加上边界以及约束条件[2]。接着就要对相应学科知识的应用，把这一系统在数学表达的方式下进行阐述。主要的内容就是数学模型，模型的构建过程中，就要结合时间关系进行划分。在模型的构建类型上有动静两种模型类型，在动态模型方面又分为连续时间以及离散时间和混合时间几种。

机械设计制造过程中的仿真技术应用流程中，在模型的变换层面就比较关键。这一环节主要是将抽象的数学表达进行转换成计算机处理形式。然后通过适当的算法以及计算机语言，就能对仿真模型进行分析，这就需要对计算机研发新的系统，或者是通过仿真软件加以应用，都能够达到模型变换的目的[3]。

接着就是模型的实验环节。也就是把创建仿真模型输入到计算机当中，通过仿真模型的运行就能获得仿真结果。在进行仿真实验中是通过先期设计实验方案进行运行的，这样就比较的简单。对于仿真实验的结果的衡量标准问题，就要先对仿真实验的结果进行辨析，对其结果的可靠性进行检验可通过反正过程反向验证法以及置信通道方法加以应用。通过这一系列的程序实施，就能有助于仿真技术的积极作用发挥。

2 机械设计制造中仿真技术的应用特征及实际应用

2.1 仿真技术应用的特征体现分析

第一，应用范围大特征。仿真技术在机械设计制造当中的应用，有着鲜明的特征体现，从产品设计到制造和测试维护的整个过程中，仿真技术都能贯穿始终。在机械产品的概念设计以及详细设计和加工制造等环节，仿真技术都能发挥积极的作用。在仿真技术的实际应用中，在范围上得到了迅速扩大化，仿真对象和目的上从研究制造对象动力学以及运动学特性，已经向着研究制造系统设计运行方向发展，在库存管理以及产品开发过程组织等层面都有着涉及。

第二，集成化特征。机械设计制造过程中的仿真技术应用，在集成化的特征层面表现的比较突出，也就是对仿真技术的综合性应用，从而就能有效形成可运行的产品开发以及制造环境。在仿真的类型上是多样化的，有着面向产品以及制造工艺和生产管理等部分的仿真[4]。这些部分对仿真技术的应用都得到了综合性体现。

第三，分布性特征。仿真技术的应用在和网络技术的结合下，对仿真的分布性特征上就比较显著。这是通过制造分布所决定，其中就有着敏捷制造以及虚拟网络的支持实现的。仿真技术的应用和传感器以及图形技术的结合应用特征也比较突出，这就对仿真技术的交互性得到了加强。

2.2 机械设计制造中仿真技术应用

仿真技术在机械设计制造中多个环节都能进行应用，其中在复杂的数值计算分析中的应用作用比较突出。仿真技术应用对机械设计制造中的大量复杂化数据分析计算能力比较强，能将数据分析简单化以及层次性的实现，这样就大大的提高了工作效率，对低水平重复劳动的问题也能避免。机械产品的研发设计中，运用仿真技术就能在计算分析上准确快速的实现，直到满足实际的要求标准，对机械产品材料的浪M以及耗时的问题也得到了解决。机械产品的动力学模型的分析下，对机械产品的结构强度等都能得到有效保障，对机械设备的刚度应变以及动态特性的参数分析能力也比较强。

仿真技术在机械结构的设计中应用，也能优化设计的质量。机械产品是通过大量结构组装的工艺动作。对新机械产品的研发过程中，结构的正确设定，和结构间的运动得当与否等，都和产品的实际应用效果有着直接的应用。这就需要在仿真技术的应用下，通过三维机械设计软件的应用进行仿真设计，从而有效的检查机械结构设计的质量。

将仿真技术在机械设计制造当中的齿轮设计中加以应用，能有效提高齿轮设计的质量。机械装备当中的齿轮是比较关键的零件，对其设计的精度有着高要求，实际设计过程中就要充分注重对仿真技术的应用。具体应用中对visual lisp语言的应用，就能在齿轮端面实施模型的构建以及仿真，能从多个角度实施评估[5]。仿真技术的运用下能对圆弧针齿轮星传动研究分析，以及对影响正交齿轮齿轮传动接触点的参数实施研究，这样就大大的提高了对齿轮设计的精确度。

3 结束语

综上所述，机械设计制造产业的发展过程中，随着新技术的广泛应用，对整体的机械设计制造产业的发展也有着促进作用。仿真技术和机械设计制造的结合，为我国的机械制造产业带来了生机，为促进机械制造产业的可持续发展以及科学性发展打下了基础，希望此次研究有助于实际机械设计制造产业的发展。

参考文献

[1]潘庭海，张石磊.机械设计制造及其自动化专业课程实践性分析[J].电子制作，2014（02）.

[2]贾志欣，楼应侯，张学昌，等.机械设计制造及其自动化专业网络化平台建设[J].实验科学与技术，2013（04）.

[3]张宝坤，王淑霞，王艳.机械设计制造及其自动化的发展方向[J].化工装备技术，2014（04）.

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医学物理学是把物理学的原理和方法应用于人类疾病预防、诊断、治疗和保健的交叉学科。因学科的交叉性强，医学物理实验在普通物理实验实难于完成，而建设专门医学物理实验室存在诸多方面的困难。现代虚拟仿真技术的出现，为医学物理实验的开展提供了较好的条件。

一 虚拟仿真技术在实验中的优势与特点

虚拟仿真实验是利用计算机仿真技术应用于物理实验教学的一种实验模式。物理实验中所呈现的实验环境和实验仪器都是通过计算机程序软件完全虚拟运行产生的，虽然完全虚拟，但却能通过虚拟的仿真操作， ，获得物理实验的结果，、分析物理实验的结果。帮助学生更快速、有效、准确地揭示自然界的本质和规律。对一些复杂的、危险的、设备购置费用昂贵的实验，在课堂和普通实验室中无法实现实验，如医学物理中的核磁共振实验等一些实验。虚拟仿真实验模式更具有不可替代的独特的实验教学优势。虚拟仿真实验模式的主要特点与优势如下：

1、将改变以教师为中心的传授式教学模式

该模式通过教师指导性的虚拟实验设计和学生自主学习活动的设计，可充分发挥教师的主导作用和学生的主体作用。虚拟仿真技术可增强学生在学习活动中的思考和创新。虚拟现实技术作为一种认知技术，它不仅使学生能够有效地通过观察提出假想，而且，虚拟仿真技术提供的优良的交互性使实验教学系统能够为学生提供必要的反馈，学生成才可自主地、个性化地实现。学生可以通过屏幕提示逐步思考、选择，探索物理现象的本质，大大增强学生的理解力和掌握能力。

2、可更加构成开放性的教学环境。

它可以实现教材、方法、时间和空间等方面的开放性，使学生可以自行设计和选择实验方式，可提供给学生充分发挥想象力的空间；它可以设计以学生探索为主的模式，允许学生探索和建构虚拟环境，充分发挥学生的直觉思维能力、创造思维能力和实际的创造力。虚拟仿真实验可以通过验证型、测试型、设计型、纠错型和创新型等不同形式的训练，培养学生的分析、应用能力和创新能力。

3、可使教学内容更加丰富

虚拟仿真实验可突破时空限制，恰如其分地演示一些复杂、抽象、远离人们日常生活经验、不便直接观察的自然过程和现象，全方位、多角度地展示科学内涵。这将有利于学生进行扩散思维，有利于学生将已有知识向新知识学习迁移。利用虚拟仿真技术可让学生学习一些实际中具有时间性、可变性、距离性、抽象性且用别的方法很难观察和验证的各种物理现象，使那些抽象、枯燥、难懂的学习内容以生动形象的形式表现出来，可大大增强学生的理解力和掌握能力。虚拟仿真物理实验教学可提高实验过程的可重复性、实验结果的可鉴别性，以及减小技术水平差异带来的影响，能让更多的同学完成高水准的物理实验，对提升实验教学质量将起到促进作用。

4、有利于改进教学方式和手段

教师可通过身临其境的和自主控制的人机交互，由视觉、听觉、触觉获取“外界”的反应，开展启发式教学；学生可通过自我组织、制定并执行实验计划，进行自我评价，开展适应式学习。运用虚拟现实技术，通过刺激学生的视觉、听觉神经，调动学生的学习积极性和主动性，提高教学效果。

5、能克服新技术更新对实验仪器的淘汰

虚拟仿真实验模式可以克服实验室器件品种、规格和数量不足和仪器损坏的困难，又可以在节约大量昂贵的实验仪器费用的前提下，重复使用并时常更新实验“仪器”。运用虚拟仿真技术，可以将现代科学研究与发展的最新技术所产生的大量教学信息，直接地表现出来，展示于学生眼前，便于学生了解和掌握。现代物理理论的发展使得通常的实验仪器、实验方法远远无法满足现代物理理论的要求，随着现代物理理论日益抽象的内容和形式的多样化，这种变化趋势无疑会越来越大，而虚拟仪器将能弥补其不足。

6、有利于提高实验效率与效果

传统实验模式是在实际的操作中完成物理实验，但在探索性实验中由于需要较长时间的试做过程，学生必须通过在不同的实验条件下，采集与处理足量的数据资料，才有可能在比较与分析的基础上归纳出适当的规律形式。其实际效果是制约了实验教学在时空环境和选题内容上的开放性。而学生凭借现代虚拟仿真技术，在计算机上就能快速地完成该种物理实验，减少了大量枯燥的需要反复进行的步骤雷同的操作，不仅可以提高教学实验测量与显示的精度，而且还将大大节省在此环节上所消耗的时间，学生得以有更多机会去关注与实验任务密切相关的探索性设计问题。同时，它又能解决实验室开放的整体安排发生冲突的问题。

7、可实现实验的远程教学

虚拟仿真物理实验教学，可安装在远程服务器上的网络版本，学生可以利用自己适合的时间在本地计算机上完成实验过程。虚拟仿真实验更易实现基于网络的远程实验模式 ，教师可实现远程教学与答疑。这种实验教学，一方面可以通过B/ S 模式架构因特网上仿真物理实验的动态网页，实现多名异地学生同时在线实验，其新颖的实验方式也极易唤起学生的合作学习兴趣；另一方面可以搭建诸如BBS、在线答疑等形式的师生之间或学生之间互动的平台，这个网络平台将便于彼此之间交流实验中的问题与体会，增强合作学习的时空开放性，有利于团队合作精神的培养和实验教学目标的实现。通过局域网实现交互式远程教学， 高水平的名师由一校“独占”资源变为多校“共享”，促进了物理实验教学水平的普遍提高。

二 虚拟仿真技术在医学物理实验中应探讨的几个问题

虚拟仿真技术是近些年才应用于教育教学，与传统的教学方法和理念相比，在观念和理念都需改变。在目前虚拟仿真技术在医学物理实验的应用过程中，还有以下一些问题亟待解决。

1、虚拟仿真医学物理实验软件的开发

虚拟仿真实验要应用于医学物理实验教学，首先必须要开发一套实验的虚拟仿真的应用软件，该应用软件应能体现某个物理理论与物理现象，反映实验与理论的内在联系。虚拟仿真实验教学可以借助于计算机虚拟仿真软件呈现实验仪器与实验场景，交互式地向学生展示实验设备的外观与内部工作过程，使物理实验现象呈现在学生面前，从而得到更好的效果。

2、教师要转变教学观念

虚拟仿真实验教学将会极大地促使教学观念发生变化，从以教师为中心的授课形式改变为以学生为中心的个性化教学、合作化教学；学生由“要我学”转变为“我要学”，变“被动听讲”为“主动学习”， 由传统“教材控制”转变为“学习者控制”，在虚拟现实环境中主动参与、自我探究来构建知识结构。

3、对教师业务水平要求较高

虚拟仿真实验教学要很好实施，必须提高教师的业务水平与能力。教师必需要掌握虚拟仿真技术与现代化教学手段；设计性好虚拟仿真形式的物理实验，探索对学生的虚拟仿真实验监控、引导和及时掌握完成情况的方法；研究对学生进行虚拟仿真形式的物理实验的水平和能力的评价和考核方式，尤其是对实验中的创新性能力如何评定成绩等。因此，新型的虚拟仿真实验教学的考核方法与指标也是一个需要研究的课题。

三 发何在医学物理实验教学中制作虚拟仿真实验

我校是一所卫生类职业学校，学校没有设置普通物理实验室，在医学物理实验教学中，只能通过虚拟仿真技术来实现实验。如在讲授透镜成像的实验时我通过FLASH制做了透镜成像小实验，如图1，学生虽然没有通过实际镜片成像，但以很直观地了解了透镜的成像特性。除了自已制作简单的物理小实验的同时，我也利用《仿真物理实验室》来设置物理实验。通过《仿真物理实验室》让物理实验教学变的轻松简单。