计算机仿真范文
时间：2023-03-25 06:12:36
导语：如何才能写好一篇计算机仿真，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。
篇1
英文名称：Computer Simulation
主管单位：中国航天科技科工集团公司
主办单位：中国航天科工集团公司第十七研究所
出版周期：月刊
出版地址：北京市
语
种：中文
开
本：大16开
国际刊号：1006-9348
国内刊号：11-3724/TP
邮发代号：82-773
发行范围：
创刊时间：1984
期刊收录：
中国科学引文数据库(CSCD―2008)
核心期刊：
中文核心期刊(2008)
期刊荣誉：
Caj-cd规范获奖期刊
联系方式
篇2
1虚拟样机技术和ADAMS软件概述
虚拟样机技术(virtualprototypingtechnology)是利用软件所提供的各零部件的物理和几何信息,直接在计算机上对机械系统进行建模和虚拟装配,从而获得基于产品的计算机数字模型,即虚拟样机(virtualprototype),并对其进行计算机仿真分析。这种方法使设计人员能在计算机上快速试验多种设计方案,直至得到最优化结果,从而免去了传统设计方法中物理样机的试制,从而大幅度缩短了开发周期,减少了开发成本,提高了产品质量。ADAMS(AutomaticDynamicAnalysisofMechanicalSystem)软件是由美国MSC公司开发研制的集建模、求解、可视化技术于一体的虚拟样机软件,最主要的模块为ADAMS/View(用户界面模块)和ADAMS/Solve(r求解器)。通过这两个模块,可以对大部分的机械系统进行计算机仿真。进行计算机仿真分析的模型既可以在ADAMS环境下直接建模,也可以从其它CAD软件中导入,然后在模型上施加一定的运动约束副、力或力矩的运动激励,就可以进行运动计算机仿真分析。
2分析目的
折杆折角为θ，左端是输入端，右端是输出端。输入运动为：杆的左端绕着公转轴线转动的同时也绕着自转轴线转动，即其公转的同时自转。下面进行折杆运动计算机仿真分析，主要解决如下问题：
1）折角10°时，一周期内折杆公转角与摆角之间关系以及横向位移变化情况。
2）折角15°时，一周期内折杆公转角与摆角之间关系以及横向位移变化情况。3）在折角10°与15°两种情况下，横向位移比较，以及公转角与摆角关系的变化。2计算机仿真模型与输入参数折杆adams计算机仿真模型设折角为θ，摆角为δ，公转角为折角为10°时，根据输出摆动速度50°s，求得用于计算机仿真的输入参数公转角速度225°s，自转角速度450°s。折角为15°时，根据输出摆动速度50°s，求得用于计算机仿真的输入参数公转角速度300°s，自转角速度600°s。
3、计算机仿真分析结果
3.1折角为10°时摆角与公转角的关系可以用δ=δmaxcos()，即δ=20cos()拟合如下，误差可达0.039°。
2）横向位移变化情况横向位移呈周期变化，最大可达到0.9mm,分别在公转角为36°,144°,216°,324°，最小为0mm。
3.2折角为15°时1）摆角与公转角的关系摆角与公转角的关系可以用δ=δmaxcos()，即δ=30cos()拟合如下，误差可达0.097°。
2）横向位移变化情况横向位移呈周期变化，最大可达到2.03mm,分别在公转角为36°,144°,216°,324°时，最小为0mm。
3.3在折角10°与15°两种情况下计算机仿真分析比较，与折角为15°相比较，折角为10°时，
1）输出摆角与输入公转角关系曲线更接近于δ=δmaxcos()曲线;
2）最大横向位移更小。
4结束语
篇3
关键词计算机仿真；结构分析；抗震分析
中图分类号TP202文献标识码A文章编号1673-9671-(2012)041-0178-01
结构工程是土木工程学科的一个分支，尽管经过了多年的发展，但由于其自身的特点，研究不确定性的对象相对来说比较复杂性，仍然有许多问题要解决。随着人类社会的发展，在这个领域中又不断出现新的问题，急需要进行解决。近年来，由于各种灾害在世界上许多地区发生（例如地震，火灾，爆炸等造成的结构性破坏），因此结构工程抗震设计应该适应现代技术的需要，以力学作为分析，并包括其他功能结构的要求，如监测、报警控制系统、紧急疏散系统和自动灭火系统等等，这些系统的建设被称为智能建设。考虑到综合因素，进行计算机仿真设计。
1计算机仿真技术
计算机仿真技术与结构工程学科关系是很密切的，在结构抗震设计的领域中，发挥了重要作用，展现了巨大的发展前景，它受到越来越多的关注，但其发展不能完全满足工程实践的要求。例如，三维非线性空间在这个阶段只有物质层面模型，三维设计非常有限，模型的水平部分的结构的设计还需要进一步进行提高，这些模型所需的计算量通常比较大，有一定的困难，需要在结构分析中有进一步的研究。
以现有的材料和截面特性为基础，构建空间模型，能实现高效率的三维空间结构的非线性分析。同时，结构动态阻尼模型还不够完善，为此必须对模型加以改进，按照标准程序，确保数值的稳定性，调整阻尼系数，这是一个必要条件。
2计算机仿真抗震性能分析
计算机仿真，在一些发达的西方国家发展比较迅速，从规模上来看，大规模的工程建设阶段已经完成，已进入维持现有结构的阶段上。中国也将逐步进入建设和维护这两个阶段。特别需要注意的是，在中国，目前的工程结构，大部分都是砌体结构住房，调查显示，这种结构在地震时破坏是最严重的，最有可能倒塌。这种结构的抗震性能，需要在研究过程中进一步加强。
利用计算机仿真技术，可以解决抗震性能分析中的许多问题。现有结构的地震性能分析和结构性能设计的抗震性能分析是不相同的。在结构设计中，使用的材料（混凝土或钢筋等）具有统一的结构，在现有结构分析中，许多结构都是固定的，例如，混凝土本体模型，高温结构模型，钢筋模型等等，有时也需要考虑结构的不同型号，因此，如果使用过多的测试研究成本就会太高。结构性能评价实际上是相反的过程，在理论上，有更好的解决办法。由于结构抗震分析的一个重要方面是对加固措施的评价，尤其是一些历史建筑，可能经历了很多地震或火灾，我们必须考虑他们的在原有的抗震性能的基础上进行二次加固。此外，以往的一些研究重点对结构的安全性、适用性、稳定性方面没有给予足够的重视，这几年这种情势有所改变，将持续发展作为结构可靠性的重要意义，已成为一个热门话题。
上述问题都没有系统的理论分析方法，但也很难通过试验来解决。在这种情况下，计算机仿真技术对现有结构抗震性能的分析，可以发挥重要的作用。
3计算机仿真抗震规划
人口高度城市化已经成为趋势，在地震中，这些地区造成的生命和财产的损失最为严重，主要是由于次生灾害或救灾措施不能及时实施造成的。如何最大限度地减少损失，成为结构工程学科急需要解决的问题，不仅要考虑地震结构的行为，也要对城市化的抗震能力进行评估。这一方面至少包括两个问题，第一是要考虑结构相邻或附近的地区，在地震过程，是否由于反应互相碰撞，造成进一步的损害。调查显示，这种情况经常发生。另一个问题是，占地面积小的一些建筑物在地震中的情况，重要的建筑物倒塌，倒塌方向，将造成道路网络、电力网络、通讯网络中断，以至于不能实施急救措施。如果这种情况发生的可能性比较大，就应该去改变结构的具体模型，进行必要的加固措施和其他方式来进行避免。将这些过程在计算机上进行模拟，对各种参数进行合理的估计、运算，得出相应的结论，并制定相应的对策，达到最大限度地减少地震造成的损失。虽然在性能上进行模拟研究有一定的局限性，但这些问题只是一个抽象的概念，给结构抗震分析的计算机模拟研究提供了一个方向。
4结论
1）与传统的分析方法进行结合，仿真技术和计算机技术发挥了比较重要的作用，在结构抗震分析中，对地震的抗震性能进行评估，为抗震设计结构、进行规划，对区域地震倒塌过程进行定量分析和评估，为抗震性能分析提供了强大的工具。也可以作为理论研究成果的有效载体，通过改善研究内容，反映最近的事态发展，使理论研究和工程实践相结合。
2）数值方法的发展是主要途径之一，目前的计算机仿真技术的发展结构，以树枝方法为主要途径，运用大变形问题的数值方法，并提高这些方法的精度。
3）促进结构抗震分析的计算机仿真技术的广泛应用，应该建立“滞回本构模型”，探讨数据库技术在计算机仿真系统中的应用，不断加快计算机仿真技术进步，不断扩展计算机仿真技术应用领域，同时在研究中运行计算技术，这样确保计算机仿真技术向更深更广的领域发展。
参考文献
[1]顾祥林,黄庆华,吴周.钢筋混凝土柱考虑损伤累积的反复荷载-位移关系分析[J].地震工程与工程振动,2006,04.
[2]黄宗明,白绍良,赖明.结构地震反应时程分析中的阻尼问题评述[J].地震工程与工程振动,1996,02.
篇4
1.1现阶段维修汽车维修实训教学成本分析
1）实训室成本
现代“理论-实践一体化”汽车维修类专业教学的关键就是将实训室变成教室，而能真实模拟汽车维修企业的实训室由以下几个部分组成，首先是场地，其次是场地装修。对于有些汽车总成或部件，需要对其进行切割改装，这类教学用部件由于额外的改装费用比购买这些总成部件的费用更为昂贵。另外还需要为展示这些教学设备购置如支架，电子操作平台等。除了上述设备外，还需要购置用于检测、拆装和维修的配套工具。主要的检测工具是与车型相匹配的车用检测仪，主要的维修、拆装工具是原厂工具和通用工具。一套完整的检测、维修专用工具价格都在数十万元左右。
2）教学材料成本（日常使用）
教学材料成本主要由油耗和易耗品组成。在油价日益上涨的情况下，成本上升也逐步显现。带有紧固部件的相关配件，如：汽油滤清器、机油滤清器在日常教学中因反复拆装，而导致的损耗也是非常大的。
3）师资成本
在理论教学过程中，一名教师可以完成一个班级的理论讲授。而在进入到实训环节后，往往会将学生分为若干小组，每个小组配备一名专业教师，同时授课，师资成本则相应提高。
1.2传统实训教学中的主要问题在现阶段传统汽车实训教学手段下或多或少都存在以下一些问题：
1）实训设备损耗大，投入成本大
从实训教学的角度来看，学生要掌握汽车维修某一项技能，都要经历“初步认知—基本完成—熟练操作—灵活运用”四个阶段。其中，学生毕业后在生产岗位上经过一定时间的维修经验积累才能达到第四阶段，本文对此暂不做讨论。从上述的成本分析来看，由于维修工艺不熟悉、工具使用不恰当、误操作等原因，使学生在第一、二阶段中必须经过反复多次实际操作才能达到第三阶段水平，因此一、二阶段中所投入的成本是最高的。
2）实训教学安全性不足
由于汽车大多部件为金属材料，且可进行高速的机械运动，加上学生对知识探求而产生的好奇心理，容易导致盲目操作而发生教学事故。另外，由于实训设备有限、学生人数众多，造成教师在教学过程中不能全面管理而产生疏忽导致事故发生。
1.3应用计算机仿真技术优势
随着计算机技术及多媒体技术的发展，计算机辅助教学可以充分发挥其优势，实现资源的优化配置。相关职业院校近年来已经在计算机多媒体教学上取得了一定的成果。各院校大多具备有一定规模的多媒体教学设施，教师可以在教学中使用专业相关的多媒体课件，学生乐于接受多媒体教学这一手段。但是大多数的多媒体教学课件，仅能在教学中起到演示作用，缺乏与学生的互动功能，仅能理解为对传统板书的影像演示。利用计算机仿真手段，制作类似于3D游戏的系统操作界面，使用人机交互的方式，将汽车，如发动机，各个部件的拆卸，检修，装配，调整等实验结合在一起，通过计算机进行虚拟操作。学生通过该平台可模拟汽车发动机拆装检修、整车排故等操作，同时可配备了大量的教学资源以供学生在拆装过程中随时查阅，从而更好的掌握实际操作的要领及操作步骤。由计算机仿真技术开发的模拟系统，可具有较好的扩展性，根据不同的需求，进行相应的修改即。如根据车型更新、等级工考核、企业员工培训等方面的变化进行适时调整。从而为解决教育投入不足，而引起的学生人数与实训设备台套数不匹配等问题提供具有可行性的解决途径。
2可行性分析
2.1计算机仿真实训系统涉众及用户类型分析
1）涉众分析：
该平台的涉众主要包括对应部门管理者，使用的教师及学生。
2）用户分析：
该平台用户类型主要包括学生及教师，用户说明及职责等见表2简述。
2.2系统开发简述
利用AS3作为开发工具，以SWF动画文件的呈现系统界面，稳定性较高。在系统中涉及的零件及工具模型可使用3DMAX三维建模完成，导入flash库中作为元件，立体感强，外形逼真。在开发过程中，类文件独立，分别与源文件绑定，完成相应功能。源代码及源文件建档清晰易查。在系统升级时，类文件以及部分源文件可以继续使用（场景、元件等），进而降低了维护成本。在硬件方面，用户单机版对用户机要求不高，普通的计算机都能够满足需求。
3小结
篇5
随着电气化铁道的高速发展，人们对电气化铁路的安全和稳定性提出了更高的要求。牵引供电系统是电气化铁道的重要组成部分，计算机仿真技术利用与实际牵引供电系统对象相吻合的数学模型在计算机上进行模拟试验，由于其具有灵活多变、经济、实用、周期短等特点，已成为分析、设计、运行、评价、培训系统的重要工具。采用计算机仿真技术实现牵引供电系统设计可显著提高设计效率、提高设计精度。
2牵引供电系统计算机仿真的作用
2.1检验运行系统的各项指标和特性
牵引供电系统在运行中具有负荷随机性强、移动性强、三相不对称等特点，用常规方法不能了解系统的真实过程、行为及优化运行的要求。不适合使用大规模现场试验的方法，因其只针对特定情况进行测试，并且存在周期长、不具有重复性、消耗大量人力、财力。通过计算机仿真可以有效解决这些问题，它可以对不同的列车运行状态、不同供电方式下的电流、电压、谐波、负序、功率因数、电能损失等物理量进行推论计算和数据核查，以便设计出最优的技术方案和运行方案。
2.2预测新系统的指标和特性
计算机仿真软件可以针对已定的系统各种运行方式下和行程工况下的设计方案进行各类特性或指标的测试，可大大缩短试验或设计的周期，为试验或设计指明正确方向，从而最大程度降低盲目性操作。可由计算机仿真完成牵引负荷过程及其行为的仿真、负荷谐波过程及其行为的仿真、牵引负荷统计特征与随机的仿真、牵引网故障过程及其行为过程仿真、绝缘水平与绝缘配合的仿真等工作。
3牵引负荷过程的计算机仿真
所谓负荷过程的计算机仿真，就是在计算机上仿真再现负荷过程。要实现牵引变电所某一臂上负荷过程计算机仿真，首先需要建立列车运行负荷数据库和列车运行图信息代码数据库，然后再由臂负荷过程仿真软件再现臂负荷过程。
3.1列车运行负荷数据库
列车运行负荷数据库是由某一类型的电力机车牵引某种列车，在既定线路上正常操作运行时候获得的机车电流与行走距离之间的关系数据组成的数据集，对列车运行负荷数据库的结构设计要方便应用于牵引负荷的仿真计算过程。
3.2列车运行图信息代码数据库
列车运行图数据库反映了下列信息：
（1）每天通过区段的列车数。
（2）每列车进入和驶出臂上各区间的时分。
（3）进入臂上各区间各次列车的车别（客，货或零担车）、运行的方向（上行或下行）和通过区间的方式（直通，停通或通停）。对上述第二个信息，可设两个变量T1、T2分别表示列车进、出区间的时分。对第三个信息包括三个子信息，软件中用代码来区分，可分设三个代码变量F1、F2、F3表示。可令F1=1、2、3分别代表货车、客车、零担车；F2=1、2分别表示上行、下行；F31=1、2、3分别代表通过区间的方式，即直通、停通、通停。列车运行图代码数据库必须与列车运行负荷数据库相对应，其代码数据也必须依不同的供电臂（左、右）、不同的区间及不同的车次来组织。3.3臂负荷过程的仿真臂负荷过程仿真可按下列思路来设计：
（1）调入牵引变电所某侧供电臂上的列车运行负荷数据和列车运行信息数据。
（2）从列车运行信息数据组中取出各次列车进入和驶出该区间的时分T1和T2，并将其与所考察时步所对应的时间相比较，以判断所考察时刻该区间后运行的时分数，并取出该次列车的三个信息代码F1、F2、F3，以确定列车的类型、行车方向和通过区间的方式。
（3）以T1、T2、F1、F2、F3为依据确定并从列车负荷库中正确取出数据，并计算出该次列车在该考察时刻从牵引网取用的电流值。按上述方法计算出该供电臂各区间运行列车在同一时刻由牵引网取用的电流值，将它们累加即为该供电臂此刻的总负荷电流，然后依时步（如取为1min）循环一周，即可得到该臂24h内的负荷过程。
4负荷行为过程的仿真及统计分析
牵引负荷在牵引供电系统和外部电力网系统中电气量变化的过程叫负荷行为，它主要表达了各种电气量随着时间变化的过程。可以得到以下结论：
（1）牵引变电所及供电臂上负荷行为过程。主要有母线电压损失、牵引变压器的功率损失、绕组负序电流及母线负序电流电压分量、牵引网上的功率损失和最大电压损失。
（2）牵引负荷对电力系统影响的负荷行为过程。主要有流入各发电机支路的负序电流，在电力系统各监测点上的负序电压值等。
（3）对上述各种负荷行为过程进行分析和统计，可以变换得出各指标的统计特征值（平均值、有效值、方差），并给出各指标变化的概率直方图。
5结束语
篇6
被动安全主要是指汽车在不可避免的情况下所发生的交通事故，能够在事故发生时保护车内的驾驶人员以及其他人员的安全，或者将伤害降低到最小，此时，就需要反复的进行计算机试验研究才能将损害降低最低，达到最大的优化利益。由于这种试验相对成本较高，所以不能经常性的做实车碰撞试验，只能根据计算机的方式进行测试，当试验到一定阶段的时候才能进行实车碰撞试验，这在很大程度上就降低了成本。实车碰撞结果产生的问题，计算机会自动根据实际情况进行安全设计改良与革新，最终将导致研发周期的延长。为此，计算机模拟技术在汽车被动安全中是十分重要的。
2基于MATLAB/Simulink的仿真分析
MATLAB/Simulink是对动态系统进行建模、仿真和分析的一个软件包，也可以称之为一体化仿真环境。它支持线性和非线性系统、连续时间系统、离散时间系统及连续和离散混合系统，而且系统可以是多进程的。在MATLAB/Simulink环境下，系统模型可以根据实际结构搭建，调整方便，结果输出直观。Advisor不仅可以对传统汽车(包括轻型车和重型车)进行仿真，而且对电动汽车(包括纯电动汽车、混合动力汽车和燃料电池汽车)也可以进行仿真分析，可以预测多种循环工况下的车辆性能、能量消耗、排放、控制策略实施情况以及零部件的效率。
3硬件在环仿真分析
硬件在环仿真，最初应用在结构复杂、价格昂贵的系统的开发和测试上，是将被仿真系统的一部分用数学模型描述，并把它转化为仿真计算模型，其他部分以实物(或物理模型)方式引入仿真回路，可以对虚拟运行环境中的设备进行逼真的模拟，其特点是实时性。这种定义比较早的“半实物仿真”定义更准确。通常硬件在环仿真的输入和输出是连续的或模拟的，在这种情况下，连续的输入必须使用A/D转换器转换为数字的形式。这种仿真可以充分发挥物理仿真和数学仿真的优越性，避免各自缺点。硬件在环仿真环境实现了物理硬件和软件模型的互换，从而可以在原型车不存在的情况下进行部件或整车的仿真，也可以对潜在的部件及其组合方案进行评价、筛选，直到确定最优方案。功能强大的高逼真度HIL实时仿真不仅可以缩短开发周期，加快了产品上市速度，而且由于测试期间无需使用实际硬件而降低了设备成本以及相关的维护成本。HIL仿真最显著的优点是可以对实际情况进行模拟，而不会产生实际危险。
4虚拟现实技术
虚拟现实技术是二十世纪八十年代末开始新型的一种实用技术，采用计算机技术进行视听觉融为一体的，在某种特定环境下，进行的一种虚拟环境试验，这种试验就如同亲临现场般一样真实。随着科学技术的不断进步与发展，这种技术不断地被应用于汽车工程建设之中，并推动了汽车工程建设的发展。利用虚拟技术可以将汽车进行数字化，然后将其模拟的环境结合起来，用真实的驾驶员进行一种仿真模拟驾驶，驾驶员可以真实感受到汽车的振动，噪音等就如同在现实生活中一样，同时，可以进行各种危险技术的模拟实验，所有这一系列的数据参数以及结果都将在虚拟技术中得以体现，这样不仅仅实现了虚拟技术的现代化，更加节省了投资，可以反复的使用，测试，并不存在任何的风险。
5高层体系结构技术
高层体系结构技术是美国在1995年提出来的一种构件计算机仿真技术的建模技术，最显著的特征就是可以通过应用层将与环境分离，最大限度的利用新技术进行标准的服务功能，该系统也有较强的适应能力，这种技术在汽车工程中得到了广泛的使用，随着不断变化发展与完善，并逐渐应用于航空航天等事业。无人驾驶飞机就是在该系统的基础上发展起来的。这种虚拟训练与交通工程仿真技术不断的结合，并越来越完善。
6结束语
篇7
关键词:虚拟仿真；瓦斯抽采；计算机；安全培训
1概述
矿井瓦斯是煤矿的主要灾害之一，预防突出的主要方法之一是预抽采瓦斯[1-3]。随着软件开发应用的高速发展，越来越多的计算机软件应用到了矿井设计和预测中。根据瓦斯抽采形态，采用计算机技术（3DMAX、NURBS曲面技术）建立三维巷道仿真模型和瓦斯抽采工艺系统等的虚拟仿真，将整个工艺过程用模型动作制成动画演示出来，直观地展示了抽采瓦斯的相关细节，可供人员学习和培训应用。
2瓦斯抽采仿真系统研发
本文借助计算机结合3DMAX软件，把井下瓦斯抽采工程中的岩层、钻场、巷道、瓦斯抽采管道等要素展现出来，在系统开发中，涉及的关键技术包括系统的智能化、三维要素的建模和显示等，运用控制插值算法的精度和视窗的消隐与裁剪等技术，实现了多角度观察、旋转、透明处理等可视化功能。
2.1巷道模型仿真
以拱形巷道为例，通过NURBS中CV曲线创建巷道轮廓，利用UV放样曲面生成巷道断面，进行UV放样时先画出CV曲线，当点击修改面，出现NURBS的工具面板，依次选择两条曲线即可生成巷道断面图形，将各条巷道用中心线条表示；利用创建“复合对象”中的放样工具，拾取已创建的巷道断面作为基本图形，放样得到立体巷道模型，辅以巷道内部管路、轨道等设施模型设计，抽排巷道的三维巷道模型。
2.2瓦斯抽采系统模型仿真
根据现场抽采工艺，基于抽采设备的3DMAX静态建模，模拟了抽采巷道、卸压煤层的空间位置关系，并实现了钻机，注浆泵、油泵等抽采设备的创建及配套。在3DMAX中设置模型透明度参数，使内部煤岩体变得透明可见，设置多个角度的摄像机路径进行分段渲染，设定摄像线性路径，摄像机在渲染时沿着指定路径运动。打开“修改”命令，设置摄像机镜头参数，达到较好的摄影效果，在渲染窗口设置视频的帧数，控制演示速度和时间。通过仿真，清晰展示了煤层与钻场、巷道层位的关系，具有较强的立体感，将钻杆钻进，注浆封孔及瓦斯流动真实地展现出来，实现了可视化，有利于工程技术人员对该工艺的了解。
3结论
本文建立的可视化瓦斯抽采计算机仿真系统在一定程度上反映了瓦斯抽采的主要工艺过程，清晰地显示钻孔布置，抽采范围，瓦斯运移状况。该仿真系统可直接应用在其他煤矿企业的安全培训中，能够将钻孔布置及参数设计模型准确形象地用于培训教学上，同时，可为煤矿瓦斯抽采及综合治理提供一定参考。
参考文献
[1]林柏泉,孟凡伟,张海宾.基于区域瓦斯治理的钻割抽一体化技术及应用[J].煤炭学报,2011,01:75-79.
[2]徐乃忠,涂敏.三维立体瓦斯抽采钻孔程序设计及应用[J].煤矿安全,2013,09:17-19.
篇8
关键词:仿真;高效切削;远程在线
0引言
近些年来，随着计算机技术的日新月异，一些机器设备也在不断的更新换代，其中的零部件得到不断的完善和提高，逐渐向一体化的方向发展［1］。在当今时代，数控加工是一个比较流行复杂的工艺，它不仅仅是一个简单的加工程序，还贯穿着整个生产加工过程，因此它在连铸机设备制造过程中有着非常重要的作用［2－3］。过去的机器设备已经明显满足不了人们多样化的需求，同样也不适应于钢铁工业的发展。在当前激烈的市场竞争的环境下，必须由专业研究人员对以往所用的机械设备进行不断的更新和研发，才能在激烈的市场上保留自己的一席之地，才能不断的提升自己的经济效益［4］。同时也要注意在操作连铸机等机械设备的过程中可以利用一些最新研发的技术，例如计算机仿真技术、高效切削加工技术等［5－6］，不仅可以提高设备的效率，还能大大减轻工作人员繁重的任务量，这是两全其美的事情何乐不为。本文主要从计算机仿真技术入手，介绍三维仿真技术在提高连铸机设备加工高效化方面的应用，进而分析计算机领域内的新技术在钢铁工业中的应用与发展，从而促使机械加工进入一个新的发展阶段。计算机数据的远程操作技术，不仅会给公司省去很多不必要的麻烦，还能为公司生产加工提供必要的依据。
1高效切削加工与计算机仿真加工技术
1.1高效切削加工技术的需求
高效切削是一个比较复杂的综合性技术，它设计的范围方面比较广，主要包括高速主轴单元、材质管理以及速度控制等，从运用的技术理念方面来讲，它主要包括机器设备运转的理念、新的技术方法和手段等［7］。高效切削加工技术作为连铸机运行过程中重要的技术，它对整个设备的运行都有着重要的影响。企业的连铸机设备正常运行的时候，如果只是一味的提高机器设备的运转速率就可能出现两个比较明显的问题:一是随着机器运转速度的加快，生产效率也会随着提升，这会延长非刀削的时间;二是由于机器设备进入高速运转阶段，严重超出了它的工作限度，会导致机器提前报废或者要进行维修会加大花费成本［8］。因此，要不断熟悉高效切削技术，进而熟练的掌握运用，才能提高该企业的经济效益。
1.2计算机三维仿真加工技术的应用
近些年来，我国连铸机发设备的生产加工越来越受到工厂企业的重视。在对每套设备进行生产加工之前，首先都会对其设计的图纸进行仔细的探进探讨，确保设备结构的科学合理。由于一些图纸设计的比较复杂，施工人员往往会在了解图纸方面花费一些时间，然后在检查图式设计的合理性、有效性，来确保图纸上的每块设计都科学合理，这样会节省大量的时间和精力。效率问题一直是众多工厂企业都非常关注的一个问题，我厂通过运用最新的技术和管理方法，针对效率这一问题制定相应的解决措施［9］。例如通过运用计算机仿真技术，来模拟生产过程，完善计算机编制程序。通过对常用的零部件进行加工、完善，从而能够准确的实现加工工艺和切削参数的稳定化，逐步实现机器设备的批量化生产，这样不仅仅能够节省大量的人力、物力、财力，还能够大大提升生产效率。(1)利用计算机技术建立一个三维模型，能够准确的表现出物体的结构特征;(2)选择合适的工艺进行加工，同时编制好程序以便能够顺利的操作，还要确定好加工的内容，包括图形、语言等，从而促使工作人员更加了解熟悉流程;(3)运用VERICUT软件建立三维模型，确定合理的走刀路线，找出加工过程中影响效率的问题加以解决，既可以提高生产效率，同时也减少花费成本;(4)在切削过程中，一定要选择合理的切削参数，同时利用计算机的仿真技术，不仅仅能够减少工作人员的任务量，还能提高生产效率;(5)在选择合理的参数之后，还要运用仿真技术建立一个三维模型，来模拟产品的生产加工情况，从而能够减少一些问题的发生，同时根据产品的结构、材质来设置合理的参数，从而促进产品加工的顺利进行。
2计算机仿真技术在高效化连铸机设备中的应用
2.1计算机三维仿真配管
扇形段是连铸机的重要组成零件之一，同时也是我常生产加工的产品，它在连铸机运行过程中主要发挥的作用是:能够降低气温迅速冷却尚未干透的模型，或者将设备内的水气迅速冷却，接着进入下一生产环节［10－11］。面对我厂的生产效率这一问题，应该如何制定相应的解决措施，来保证厂商的正常运行，尽量减少我厂在生产过程所遭受的损失，仍然需要工作人员的不断探讨和研究。下面以首秦三号机、京唐四号机的图纸为例进行仔细分析，通过综合分析后，发现这家厂商的扇形设备的处理只按照图纸进行机械的操作，没有过多的考虑实际情况以及厂家的需求。在这一方面，这两个工厂都有待完善和提高［13］。我厂吸取了它的缺点，并检查自己生产的设备中有无此问题，有则调整，没有加勉，从而进一步提高产品的品质和质量水平。三维管路设计的基本步骤:(1)选择合理的数据，建立一个三维模型;(2)运用计算机仿真技术，进行调整;(3)编制合理的程序，进行合理的调控;(4)真管的加工及最终的检查;
2.2三维仿真管路设计、干涉检测及调整
在进行三维仿真管路设计时，首先要了解线管的整体框架以及主要功能，在此基础上进行不断的完善和创新，设计出一个完整的管线路图［14］。设计的线路图不仅要科学合理，各线路以及零部件的安置都要合理有效，比如线管的长度、材质以及配置等都能通过计算机技术能够提前预知，发现线管的问题就及时的调整或解决，避免浪费大量的财力、物力而且还大大减轻了相关工作人员的任务量，从而提高操作的生产效率。通过利用计算机仿真技术应用于三维仿真管路设计，从而使设计的管路更加符合人们多样化的需求。
2.3管路的预制加工与装配
在管路进行加工之前，要对管路的直径、长度以及材质等因素进行严格的检查，确定一切都正常的情况下，才能够进入管路的生产加工过程。工作人员根据专业人士绘制的图纸进行开展工作。可以选用金属材质的圆锯机进行切割线管，切出的线管不仅长度精准、接口完美，可以省去后面很多繁琐的细节调整，切的面还比较光滑，不需要进行再次调整［15］。用三维仿真技术的线路数据与弯管机相结合，通常选择半径20mm以下的线管进行调整布置，进一步克服在以往线路管排设布置的过程中遇到的问题，从而使线管与设备更好的衔接配合，进而消除后面可能遇到的问题或困难。在用三维仿真技术安置线路管的过程中要标有明显的记号，要与施工人员手中拿的线路图上的标记相一致，工作人员可以把复杂困难的线路图通过共同的商议进行适当的调整，使其变得更为简单明了，这种做法不仅能够提高工作人员的积极性，还能节省成本，提高企业的经济效益。
3结论
综上所述，本文通过分析计算机仿真技术、切削技术等在钢铁行业的运用，不断的调整我国连铸设备的发展战略以及创新手段，通过借鉴国内外相关经验，使该技术不断的提高和完善。进一步分析我国的仿真技术对我国连铸设备的发展进步做出的巨大贡献，以及工厂企业带来的巨大效益。
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篇9
关键词：计算机；仿真技术；结合探究
中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2015）13-0253-03
Abstract： with the continuous development of social economy and science and technology， computer simulation technology become in recent years to compare one of the commonly used types of computer. Computer simulation technology in the simulation of the effect of do the effect is more accurate， more real， so is the recognition of the application of the broad masses of the people. Signal as the computer simulation technology in an important way and an abstract expression of the concept， the simulation technology is convert the sight can be seen the true image of these invisible abstract things. Information processing as an important part of computer and in simulation technology is is a significant part of computer information processing is closely linked. So， the computer simulation technology and information processing technology are interrelated， interdependent relationship.
Key words： computer； simulation technology； combination of inquiry
计算机仿真技术是现代社会中用到的最广泛的的技术之一，发展的速度极为快速，适用人群众多，无论是生活还是工作，渗透到各个方面。作为计算机技术的一种方式，它的工作原理是以计算机为基础，加以模拟仿真，达到仿真的再现，将抽象的看不见的形象通过仿真展现出来。目前由于这项技术具有精确的仿真效果，受到各行各业的青睐，在各个领域中都有广泛的应用。对于计算机仿真技术的研究，一直是计算机技术研究领域的一个重要的话题和工作。对于信息技术而言，也与计算机仿真技术具有紧密的联系，也是计算机发展领域的一个重要的方面。信息化依靠仿真技术得到抽象化的转化，进行有关的信息处理的工作。
1 计算机仿真技术
1.1 计算机仿真技术的含义
计算机仿真技术是运用相关的信息进行软件处理工作，可以对音频、视频及图片等方面进行整理，把现实中的各种事物模拟成计算机仿真的形式，再通过各种信息媒介进行传达给观众。在观看某个事物时候，如果利用计算机仿真技术观看，可以有多种视觉的角度进行观赏，并且可以对环境进行任意的观察，营造一种实与虚结合的视觉效果。对于让人们可以多方面的进行交流信息具有重大的意义和作用。
计算机仿真技术有两点重要的意义。第一，计算机的仿真技术是与一些计算机工程的进行紧密联系的，缺一不可。计算机仿真技术对于系统的工程的开发，起到了至关重要的作用。第二，计算机仿真技术是一种重要的商业分析信息的工具，在公司的运行中，可以运用计算机仿真技术节约各种投资的成本，降低投资的风险等工作，为企业的发展具有预算和分析的作用。
1.2 计算机仿真技术的应用
计算机仿真技术应用于社会生活中的各个领域，涉及到工作和生活的方方面面，推动了不同的行业的方展方向，为工作带来了新的发展动力和源泉。对于计算机的仿真技术的应用主要是用于以下的几个领域。
1.2.1 在教育界的应用
最近几年，由于教育的不断改革，逐渐的对学生的实操能力越来越重视，所以对于学生的实际操练的水平就可以用计算机的模拟实验来进行考核工作。计算机模拟实验是一种新型的考核项目，利用现代信息技术的各方面元素把教学的内容和指导实践等合理有效的整合成一个有机体，建立起一个实操平台，能够提高学生的学习兴趣，提高学生的实践能力的水平。
这项模拟实验方式的出台，活跃了原本闭塞的学习氛围，把理论与实践充分的结合了起来，培养了学生的实际操练的能力，对所学习的理论内容能够进一步的加深理解和记忆。培养学生的全面素质发展。
1.2.2 在运输界的应用
随着现代化科技的发展，交通运输工具早已普及到城市及小镇的各个街道。由于车辆的不断增加，交通事故也就常有发生，现在而言，交通方面的安全隐患一直是出于事故发生的主要问题。在运输的系统中，避免不了三个方面的因素，主体是人，客体是车和路。所以，计算机仿真技术的应用，可以作为分析交通安全的现代化先进的方式。工作原理就是，建立起一个模拟形式的交通路段，在这个交通路段中系统的研究发生事故的原因，并通过对交通事故的分析对交通的安全方面做出评价和探究。
交通的安全仿真系统中，计算机仿真技术是它的最核心的部分。作为该系统的仿真技术，用于交通的安全的仿真技术系统是与其他的一般的仿真数据存在一定的区别的。在对一个区域的交通安全进行评估的时候，交通安全仿真系统必须运用精确的数法和事故率法进行评价，而且还必须考虑到人们的各种思想和行为方面的因素等。对于进行摸模拟的交通路段，交通工具的选择就可以做任意的选择，环境设置也没有固定的要求，尽量把环境设置的真实化。再以一个旁观者的角度来对交通事故进行分析与探讨，通过进行系统的分析得出交通路段的精确的安全评估结果，并为安全事故提供出一个合理的解决方法。
1.2.3 在制造界的应用
计算机仿真技术在制造行业方面也具有较为广泛的应用。比如，将这一技术运用于汽车制造业，可以为投资进行风险预测，解决成本大、难度高的相关问题。计算机仿真技术在对进气管内气体的流动的模拟工作的时候，就可以把发动机工作的整个过程呈现出来，能够进行较较直观的描述。计算机仿真技术在汽车流场上的应用，可以模拟出气流的分离的整个状态，将抽象的形式表达出来，建立起了一个空气动力学模型。如果遇到汽车碰撞的状况，计算机仿真技术可以通过一些相关的数据建立碰撞的数学模型。
1.2.4 在通信业中的应用
随着通信技术的发展，传统式的设计方法已经不能够适用于通信系统的多端的要求。通信系统的仿真技术已经成为现代的通信的手段的重要应用方式。比如说，可以做对通信系统的规划工作，以及测试它的性能等方面。计算机仿真技术对于通信系统的不同的模块具有精确的分析性能的作用。
在网络协议教学中，很难运用传统的数学来分析它的复杂性。在协议设计的教学过程中间，通信网络协议中的代码可以把它设计成为可以得以实现的代码。所以，在信息的学科教学中，仿真技术在网络协议的复杂性问题的解决中也有相当重要的作用。这项技术可以做到对一些信息学科进行的网络教学过程中网络协议进行合理有的评估工作。另外，如果运用这项技术也能够避开由于不恰当的分析造成的判断阻碍。通过对网络建模工作，实现参数的精确确认，就能够迅速的把模拟的系统在现实环境中展现出来。所以根据这项仿真技术的应用，可以把教学中的相关评估工作进行改进处理。同时为了考察网络信息传输的及时性和应用的效率，要构建起相关的通信网络。所以，通过以上可以看出计算机仿真技术对现实生活中的网络协议仿真具有至关重要的分析和进行评估的作用和意义。
2 计算机仿真技术的类型
计算机仿真技术已经广泛的运用在各个领域，具有较强的实用性。在对技术上的分析，计算机仿真技术主要有两种类别。一种是OOS，它是一种面向对象的计算机仿真技术，运用操作目标的对象，把系统的功能和对象充分的运用起来，再通过与对象间的信息进行传送工作。另一种是DIS，它是一种分布式的计算机交互的仿真技术，它主要是通过计算机的网络方面的系统进行设备之间的相互连接，形成一个虚拟的仿真环境。
3 计算机仿真技术的技术分析
计算机仿真技术，它的主要核心技术就是计算机平台的一种虚拟模拟技术，包括了建模的思想，数字化的基础，以及对图像的处理技术。计算机仿真技术由于它的仿真技术做到极其逼真，所以这项技术运用的领域也是极广泛的，具有极强的优势条件能够把显示仿真的效果做到最好。计算机仿真技术的实现方式有几个步骤：
3.1 建立数据模型
建立起数据模型，是计算机仿真技术建立的前提工作。对于其的建立方式会有两种不同的方法，一般可以运用演绎法或者归纳法。或者两种方法结合起来一起运用也能达到对数据模型的建立。在分析法中，第一步工作是把数字化模拟的数据进行分析，将数据模型建立是以实际情况为前提的。建立模型的工作中，先做数据分析的工作，充分的对数据做好分析工作，然后再进行仿真的准备。
3.2 实现仿真模型
在数据模型建立完毕后，就要对数据模型进行程序化的处理工作。在这一工作过程中，要运用很多的编程语言来完成。把它模型化是一个重要而有些难度的工作，必须经过对大量的数据进行分析，然后做程序化的管理，最终才能实现数学模型的建立。
3.3 仿真实验验证
通过建立好数据模型，和实现数学模型的仿真，接下来的工作就是验证仿真实验。验证的工作中，是对数据进行验证工作，进而得到相关的仿真结果。
4 计算机仿真技术的发展
社会科学技术的不断革新与进步，使计算机仿真技术也要根据时代的需求进行不断的完善发展，适应社会的发展步伐，与时俱进，才能够在未来的市场应用中能够持续稳步的发展。
4.1 计算机仿真技术会与网络联系交融
计算机仿真技术现在虽被广泛的运用在了各个领域，但是目前开发出来的绝大多数都还不能够交融或者转移，要实现共享的局面还达不到要求，具有一定的困难性。对于计算机仿真技术的高成本的开发现状，这还是一个急需解决的问题，关键之处就是将计算机仿真技术进一步的扩展到网络化的层面。这项工作在未来的发展中必将会有更为广阔的运用前景，首先一点就是可以避开又一次的投资，另外，可以在这项工作进程中获得一些共享资费。所以，实现计算机仿真技术的网络化具有重要的意义。
4.2 虚拟制造技术
该领域是计算机仿真技术发展的又一广阔前景。虚拟制造技术的各项工作的完成，要依托计算机仿真技术的应用，比过程之中的产品的设计，产品出厂和企业的管理工作等等，都离不开计算机仿真技术的应用使其正常运营。另外，虚拟制造已经能够实现对制造的多维度的进行预测工作，制造技术不再单一。
4.3 计算机仿真技术
该技术是在软件模拟的实验下进行的一项科学的实验。作为一个先进的技术，运用较经济，安全可靠，并且还可以实现多次的实验。仿真技术在现代的很多实验系统中都有所应用，是对系统分析并进行涉及的重要方式。
5 计算机仿真技术与信息处理结合的分析
对于计算机仿真技术，在不同的层面上进行分析以后确切的认识到，之所以这项技术能够被广泛的运用到生活和工作的各个领域，就是因为它具有极强的使用价值。在对新的处理方面当然也会有更大的运用意义。在对光的信息的处理上，起着至关重要的作用。
作为先进的信息技术的处理方式，光信息处理的最大的优点在于容量大，速度快和具有并行的特性。计算机技术中的处理二维码图像信息的技术，光的信息处理可以对信息的增强处或者一些特别的特征方面进行识别都有很重要的影响作用。现在，有很多的计算机软件都对信息的处理技术具有深刻的研究和发展。
计算机仿真技术对信息的处理方法还有对软件的信息处理。例如，matlab软件是科学计算机软件的一种，对于信息的处理也具有极强的灵活性，处理的方式涉及到矩阵的运算和信息处理的很多方面。运用此项信息处理是先利用软件输入进信息进行的仿真模拟，最后进行可视化信息处理工作。这项软件输入快速，运算很安全，而且具有方便的处理信息的优点。
将计算机的仿真技术与光信息处理技术结合起来，仿真技术的功能也会更加的进步与发展。通过将仿真技术和信息处理技术的结合，能够作为一项很好的信息处理方法。把抽象的信息具体的展现出来，使其实现可视化，对于信息的处理的精确性能够有更高层次的提升。所以，基于此原因，要做好计算机仿真技术与信息处理的结合运用工作。
因此，计算机仿真技术作为灵活性较强的计算机技术，计算机的应用也主要是对信息进行处理工作。把计算机仿真技术与信息处理结合起来，可以有效的提高信息处理的精确性和工作的效率。计算机仿真技术通过图像技术或者数学建模思想，进行虚拟的转换，将现实世界利用图像的形式表现出来，具有可观，并可以把抽象的信息具体化，再进行高效率的处理工作，能够适应现代社会中高效率快节奏的环境。
6 结语
计算机仿真技术在未来的发展道路上，必将随着时代的进步步伐不断的完善自己科学化的发展。作为目前应用最为广泛的计算机技术，在数字计算或是信号通信方面都都有他的独特的优势和应用价值。仿真技术中，它将虚拟的抽象世界还原成可视的现实世界。而对于信息处理，它另一方面来说又被大量的植入进计算机仿真技术中。所以，将计算机仿真技术与信息处理合理的结合起来，就具有极强的发展空间，同时有更广阔的研究价值。
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篇10
为了应对工业工程在有关工业系统设计、管理及优化等综合性实验课程开发难度较大的问题，该文提出将计算机仿真技术与项目教学、案例教学相结合，实现了“教、学、做”一体化，并且，在显著改善实验教学条件、提升实验教学效果的同时，减少了设备消耗，尤其是耗材的使用量，节省了实验经费，而且克服了时间与空间上的限制，使得工业工程综合实验课的开课率和学生的专业综合能力得到显著提升。
关键词：
计算机仿真；工业工程；实验教学
计算机仿真技术是继数学推理与科学试验之后认识世界自然规律的第三类基础方法。基于计算机仿真技术的虚拟教学是指利用实物和计算机软件共同模拟出真实的情境，让学生在模拟的情境下进行探究和学习。这种教学方法生动形象，接近现实工作场景，有利于提高学习兴趣，使学生在短时间内进入相应情境，真实的体验如在现实中执行任务的感觉，以达到更快掌握技术手段的目的，而且这种教学方法可以利用计算机软件的优势创造出灵活多样的工作场景且不受行业限制，使学生对实践问题的认识更深入，采用的应对方法更灵活。由此“计算机仿真技术”便成为专业学习及实际应用中的重要方法和技术手段。工业工程作为管理科学与工程的二级学科，其人才培养目标是培养出面向生产、管理、服务的高级专业技术和管理人才，面向的工作岗位主要有制造业现场管理、产能计算、生产计划与控制、项目管理、精益生产等，以及服务业的流程优化、工作研究等。其中，制造业涉及行业范围广、产品种类多、工序过程各异，因此，在教学过程中需要通过一系列系统的实验项目培养学生专业的问题提炼能力及问题分析能力，并采用专业的技术方法和手段有针对性的对问题本质进行处理。然而，正是由于工业工程方法应用行业的广泛性及多样性，使得我们不可能如其他5类工程学科般拥有自己典型的实验实训设备，亟需我们在实践教学过程中探索新的教学方法与实验支撑技术。
1工业工程实验课程教学现状分析
工业工程类实验课程的教学，在传统的教学模式中，主要是以“理论课+实验室”的模式，强调学生对工业工程专业基本方法和技能的掌握与应用，如，工作研究、动素分析、人机工程、物流工程、流程优化、现场改善等基本技能与方法论。传统的实验教学过程中，基本上遵照如下流程：首先，引导学生进行以上理论课的学习，使学生知道、了解并掌握这些基本的专业手法与技能；其次，通过开设相关实验课程让学生对所学的这些技术方法展开实践，从而帮助学生达到训练并养成工业工程专业素养的目的。然而，目前所开设的相关实验课程均是就某一独立技术方法而展开的较为单纯的技能训练，如，工作研究的实验主要是针对动作研究、动素分析、生产节拍平衡开展具体分析过程实践，帮助学生深刻体会这些基本专业手法的实际应用场合；人因工程，主要是通过系列人因实验带领学生亲身体验，感受高度、亮度、颜色、频繁度、规律度等人因影响因素带给人视觉、听觉等感官的切实感受，从而探讨基于人因的合理化设计、布局及工作安排；设施规划布局则是基于物流分析方法，通过物流强度度量，分析部门间的相关性强度，从而为合理布局、物流优化提供有效参考。以上这些实验均对学生在工业工程专业基本方法技能的培训上起到了有效效果。然而，却并未在促进学生养成工业工程职业素养上发挥强化作用。原因在于，缺乏像物流工程、系统工程、系统建模及仿真优化等这类有关工业工程系统设计、管理及优化的主干课程的综合性实践项目，要设计出针对本专业基本技能方法的综合性实践项目，需要的制造业相关设备、产品品种等数量巨大，且耗费大、成本高，很难从实际操作入手，计算机仿真方法不失为解决此问题的一种有效方法。基于计算机仿真技术的虚拟教学则以其高效率、低成本、内容丰富、性能有效和安全等优势得到越来越多的应用和推广。因此，应该将“项目教学”“案例教学”“教、学、做”一体化和基于计算机仿真技术的虚拟教学的方法结合起来，充分发挥各自的优点，提升实践教学效果。基于计算机仿真技术的虚拟教学很容易与其它先进的教学方法相结合，因此，在工业工程类实验课程的教学中，将基于计算机仿真技术的虚拟教学与其它教学方法相结合，有助于提高实验课程教学效果，而且成本低、效率高，使学生可以不受场地、行业、设备与产品的限制，使学生更好的掌握专业技能和方法，并通过基于计算机仿真平台开发的综合性实践项目，锻炼学生的工业工程系统设计、管理及优化的综合能力，培养学生的专业素养，从而促进本专业人才培养效果的提升，计算机仿真技术在工业工程类实验课程的教学中具有重要的意义。
2计算机仿真技术在实验课程教学中的应用
计算机仿真技术为人们提供了一个理想的实践教学手段，目前国内外已经普遍将其应用于军事训练、课程教学、运动训练以及医学研究等方方面面。美国是计算机仿真技术虚拟现实的起源地，现在美国计算机虚拟仿真技术的发展水平也比较高，在这个领域代表了国际先进水平，也是第一个把虚拟仿真技术应用在教育教学中的国家，目前在感知、用户界面、后台软件和硬件等几个方面，形成了一个比较系统的虚拟仿真教学仪器架构。如，美国的卡罗莱纳州立大学利用Java技术建立了基于Web的探索式虚拟物理实验室，主要有以下几个模块：基于JavaApplet的虚拟实验设备和实验设施、相关的实验课程模块、实验结果评价模块、协作模块。在欧洲，英国在计算机仿真技术虚拟现实的相关领域处于领先地位，研究出了虚拟仿真软件包，并应用在教学仪器和工业安全培训等方面。如，英国的诺丁汉大学在教育和学术方面对虚拟仿真技术进行了研究与探索，其目标主要在于探索桌面虚拟仿真的输入设备应用上。此外，该小组还和其他学校紧密合作，将其仿真系统应用在了特殊学生教育中。在中国，目前各个大学和科研机构也广泛采用计算机仿真技术建立虚拟场景进行相关领域的教学与研究。例如：中国科技大学开发出第一套基于虚拟仿真的教学仪器系统——利用虚拟仿真技术进行几何光学实验平台的开发，系统将计算机辅助教学仪器的智能化仪器、计算机技术、虚拟仿真和物理教学仪器等有机结合，把物理教学仪器系统推进到了新的领域；北京润尼尔网络科技有限公司以北京邮电大学强势的网络、通讯、电子三门学科为基础，采用JavaApplet技术、B/S结构、J2EE框架，为解决高校日趋紧张的实验设备及实验场地等实验教学问题，由北京邮电大学网络教育技术研究所组织精英力量，经过多年研究，开发出了配套的虚拟实验系统。通过对国内、外的基于计算机仿真的虚拟现实教学应用情况进行对比，我们发现：当前，国外基于计算机仿真的虚拟实验比国内开发时间早，应用相对成熟，不管是在仿真器材还是仿真软件上都比较丰富、且功能较多；同时，国外很多成熟的仿真实验产品价格普遍偏高，且技术难度也不太适合本科学生，更适合研究所或工程师使用。尽管如此，我国还是有很多现行的成熟的计算机仿真软件供我们选择，这些成熟的仿真软件具有界面友好、可扩充性、支持二次开发等特性，甚至大多实现模块化利于定制化实验的开发，基本上能满足国内高等院校实验教学需要及丰富的仿真实验需求。因此，国内很多高校及科研院所普遍采用购买成熟的仿真软件产品，基于自身的仿真实验需求进行对应的二次开发，从而设计出适合自己的基于计算机仿真的虚拟实验平台，并得到了很好的应用发展。就工业工程类实验课程而言，现在市面上流行的仿真软件，如，Flexsim、witness、em-plan等都能提供给我们一个良好的仿真实验平台，供我们在这些平台上进行综合性实践项目的构建和开发。
3基于计算机仿真技术的实验教学模式开发
在深度分析学生学习特点和企业真实需求的基础上，基于建构主义学习理论和混合式学习理论，按照社会发展对人才培养的要求，结合计算机仿真实验教学设计的基本原则，借鉴信息化和项目教学、案例教学设计方法，探索出基于实践项目、真实案例和工作任务的计算机仿真实验教学模式，实现了“教、学、做”一体化的实验设计。该模式由“项目导入、制定计划、实施计划和成果展示与评价”4个环节组成，其中，计算机仿真实验教学贯穿了该模式的所有环节。下面简单介绍该模式的具体实施方案。
（1）在“项目导入”环节，专业教师的活动包括：借助选定的计算机仿真实验平台，导入项目任务及目标、展示项目结果，让学生对项目有一个直观的认识，然后再布置具体的实践任务；利用计算机仿真实验平台，让学生明确自己应当完成的具体任务和完成任务后可以获得哪些知识以及达到什么样的技能水平；在充分考虑学生的现有知识和能力水平的基础上，适当采取分工协作方式，安排具体的任务完成时间及成果的评定方法等。
（2）在“制定计划”环节，学生的活动包括：通过自主学习、分工协作等方式，对具体实践项目的目标、任务进行分析；确定任务所涉及的专业方法和技能手段，充分应用已掌握的专业知识和能力，借助计算机仿真实验平台，设计出仿真实验模型帮助决策与优化；确定仿真实验任务的实施步骤，为仿真实验任务的实施做好充分的准备。
（3）在“实施计划”环节，学生的活动包括：在计算机仿真实验平台上，按照拟定的计划，逐步完成实践项目的仿真任务；在完成实践项目仿真任务的过程中，学生通过应用所学专业知识和技能，建构自己的专业知识，从而帮助自己养成专业素养。
（4）在“展示与评价”环节，学生的工作包括：在计算机仿真实验平台上展示自己的实践项目仿真成果；参与讨论和评价；通过对比分析，学生对自己的实践项目展开进一步的仿真优化处理。
4结语
将计算机仿真技术与项目教学、案例教学更加紧密的结合起来，能够更好的实现“教、学、做”一体化，并且，在显著改善实验教学条件、提升实验教学效果的同时，减少了设备消耗，尤其是耗材的使用量，节省了实验经费，而且克服了时间与空间上的限制，使工业工程综合实验课的开课率和学生的专业综合能力得到显著提升。计算机仿真技术在专业实验教学方面的应用前景广泛,值得深入研究。
作者：赵灿灿 单位：首都经济贸易大学安全与环境工程学院
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