導語：如何才能寫好一篇虛擬仿真技術的發(fā)展，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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關鍵詞：虛擬仿真技術；食品專業(yè)；改革；發(fā)展

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）23-0120-02

一、虛擬仿真技術

虛擬仿真技術（virtual reality，VR）又稱虛擬現(xiàn)實技術、靈境技術或模擬技術，是利用計算機技術、網(wǎng)絡通信技術、人工智能技術、自動化控制技術儀器儀表c測量技術等交叉產生的一種現(xiàn)代信息技術，是虛擬的系統(tǒng)模仿另一個真實系統(tǒng)的技術，能夠創(chuàng)造一種高端的人機接口，包括通過視覺、聽覺、觸覺、嗅覺和味覺等多種感覺同等的實時模擬和交互，可以獲得多維交互體驗的虛擬環(huán)境。虛擬仿真技術有三個突出的特征：沉浸感、交互感和構想性。隨著空間信息科學、計算機圖形、多媒體技術、數(shù)字圖像處理、人機接口技術、人工智能技術、傳感器技術等的快速發(fā)展，虛擬仿真技術已經廣泛應用于建筑、醫(yī)療、教育、軍事、航天、服裝、生產制造等領域。目前，也有一些文獻論述了虛擬仿真技術在食品加工、食品檢測、食品機械制造中的應用。

二、食品專業(yè)改革發(fā)展遇到的問題

1.傳統(tǒng)教育方式無法激發(fā)學生對食品專業(yè)理論課的興趣。興趣是學習最好的老師。食品專業(yè)的理論課程中含有大量的基本概念、原理、公式推導，這些基礎知識點比較抽象。即使教師結合實例講解也很難激發(fā)學生對理論課的興趣。例如：《食品工程原理》的基礎知識比較廣，理論公式比較多，主要教學目標是使學生利用數(shù)學、物理、化學及物理化學等學科知識去解決食品工業(yè)中所遇到的實際問題，該課程具有較強的設計、選型、安裝和操作等工程特點。學生對課程中的理論、公式感覺很抽象，學習起來掌握不住要領，往往只能學習到一些簡單的片段，在分析和解決具體問題時感到無從下手。

2.現(xiàn)有食品實驗課程無法提高學生的食品專業(yè)實驗技能。食品實驗教學主要是教師講解演示，學生模仿驗證。這種“填鴨式”、完成任務式的實驗教學，不能對學生針對性地進行創(chuàng)新和能力的培養(yǎng)。例如：食品化學實驗課的教學通常是指定幾個實驗項目，如粉絲的制備與質量感官評價、蛋白質的鹽析及透析、果蔬褐變機理等實驗內容，老師將所需的試劑配置好，學生按四人一組分成若干小組，教師詳細講解實驗原理、操作步驟，學生按部就班地模仿老師的操作步驟完成實驗，最后撰寫實驗報告。這種教學方式使得學生主動學習的積極性不高，而且該教學方法在一定程度上限制了學生主觀能動性的發(fā)揮和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

3.食品工廠實習無法達到預期的教學效果。食品專業(yè)本科教學體系中有一個重要的環(huán)節(jié)就是工廠實習。但是，隨著市場競爭日益激烈，工廠以不斷提高企業(yè)效益為主要目標，而接收大學生實習已不再是必須履行的義務；其次，現(xiàn)代食品工廠趨向自動化、連續(xù)化，為了保證產品質量與安全，廠房絕對不允許學生動手操作；再次，學生在實習現(xiàn)場基本就是看和聽，沒有參與和動手的機會，學生也逐漸失去新鮮感，結果導致工廠實習形式化，無法達到預期的教學效果。

4.食品專業(yè)知識和實驗技術片段化，沒有形成一個整體的結構。現(xiàn)在食品學科被分割成多個課程進行學習，學生學習完各個課程后往往沒有將食品學科整個知識點和實驗技術整合起來。知識點和實驗技術的片段化使得學生無法提高自身的綜合水平，無法將所學知識和技能靈活應用于生產實踐。例如：《食品加工》主要介紹了各個食品的加工方式和原理，《食品營養(yǎng)學》主要介紹了各個營養(yǎng)素的功能，這兩個課程的內容似乎沒有關聯(lián)性，學生只能片段化地學習，無法將兩者綜合起來。

三、基于虛擬仿真技術促進食品專業(yè)改革，推動食品專業(yè)的發(fā)展

1.通過虛擬仿真技術激發(fā)學生對食品專業(yè)理論課程的興趣。研究表明：在理論課程上應用虛擬仿真技術，可以將抽象的概念形象化，靜態(tài)的知識點動態(tài)化，可以形象地展示結構功能，提高食品理論課的授課效果。例如：《食品工程原理》這門課結合虛擬仿真技術，讓學生可以看到食品工業(yè)生產過程中各個單元操作的基本原理及典型設備的結構原理、操作性能，使學生將食品工程原理的知識與虛擬仿真平臺上看到的生產設備和工藝過程聯(lián)系起來，使學生深切體會到食品工程原理課程中所講述的每個單元操作都與食品專業(yè)學習密切相關。生動形象的學習便于學生理解，提高教學質量。

2.將虛擬仿真技術與食品實驗教學相結合，提高食品實驗教學的效果，激發(fā)學生的創(chuàng)新性。隨著虛擬仿真技術引入實驗教學中，許多研究表明：虛擬實驗可完善食品真實實驗不具備或難以完成的教學功能，如一些成本較高、需要用高檔儀器操作的實驗等。食品實驗教學中大部分是分組實驗、分工合作，學生個人沒有機會操作完整的實驗。通過虛擬仿真技術平臺，學生可完整地操作一遍實驗技能，掌握每個實驗細節(jié)。例如：食品化學實驗通過虛擬仿真平臺可以讓學生自己思考做什么實驗，用哪些試劑，設計實驗方案。學生通過在虛擬仿真平臺上操作，驗證自己實驗設計的合理性，激發(fā)了學生的思維能力和創(chuàng)新能力；同時，通過失敗經驗獲取知識和要點，思考失敗的原因，鞏固了所學的知識，提高了動手能力。

3.構建實景虛擬仿真門戶，增強食品工廠實習類課程的果效。實景虛擬仿真門戶，可在食品工廠原地取景，從廠房布置、車間設備擺設等方面按照實習基地實際比例進行排布。結合實習基地的真實情形，提煉實習教學素材，配建廠房設計講解、工廠設備操作講解、實習提示等內容，讓學生在進入工廠實習前，先通過實景虛擬仿真門戶了解實習基地的完整情況，并提出專業(yè)問題。教師在后臺收集這些問題，在實習基地現(xiàn)場進行講解。以果蔬飲料生產實習為例，學生先通過虛擬仿真平臺了解果蔬飲料生產的基本原理、工業(yè)化生產流程及各工序的主要參數(shù)，通過虛擬仿真平臺向老師提出自己的疑問，在參觀果蔬飲料工廠的時候，教師邀請企業(yè)技術人員通過現(xiàn)場講解和專題講座為學生答疑解惑，讓學生了解到工廠的生產、企業(yè)的經營和管理。

4.利用虛擬仿真技術，綜合食品專業(yè)課程，完善食品課程資源的建設。自從虛擬仿真技術在教學中廣泛應用之后，大量研究表明利用虛擬仿真技術可優(yōu)化教學資源的建設和積累，提高教學質量。食品專業(yè)課程可基于虛擬仿真技術，優(yōu)化教學流程。例如：讓學生在課前通過虛擬仿真平臺自學課程內容，在課堂上與老師探討自學過程中的疑點和難點，使得學生從被動學習轉化為主動學習，教師從“填鴨式”授課轉化為探討式授課。其次，食品專業(yè)課程可基于虛擬仿真技術，優(yōu)化教學內容。例如：食品專業(yè)的課程內容有一些是重復的，那么重復的內容可以讓學生在虛擬仿真平臺上自己鞏固，而新的知識點可以作為課堂教學的主要內容。再次，通過虛擬仿真技術平臺，片段化的食品專業(yè)課程可以被綜合起來。例如：在平臺上要求學生設計一款具備一定功能的產品，學生需要市場調研獲得市場缺乏哪方面的產品，根據(jù)產品功能，再依據(jù)所學的食品原料學、食品營養(yǎng)學和食品化學等知識提出產品配方，依據(jù)食品工藝學、食品工程原理、食品加工學等知識提出產品工藝，依據(jù)食品毒理學和食品衛(wèi)生學控制產品的安全性；最后，基于虛擬仿真技術，教師可跟蹤學生的學習情況，收集學生的學習難點，這樣可以使課堂教學內容有針對性，提高教學效率和效果。

⒖嘉南祝

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The Influence of Virtual Reality Technology on the Reform and Development of Food Specialty

LI Jing，CHEN Nuo，DEND Ze-yuan，RUAN Zheng

（Nanchang University，Nanchang，Jiangxi 330047，China）

篇2

【關鍵詞】虛擬仿真技術 高職機電 教學應用

虛擬仿真技術在實際訓練教學過程中有明顯優(yōu)勢，能夠保證學生得到充分的鍛煉和培訓，在機電專業(yè)教學中引入仿真技術，還可以使原料、設備和工具等做到節(jié)約，降低操作能耗和環(huán)境污染，還能避免設備的損壞。虛擬仿真技術不僅不會對操作設備造成嚴重損害，也不會對操作人員的失誤造成傷亡。虛擬仿真技術在高職機電專業(yè)中的應用在本文中還會有進一步分許和闡述，供高職院校參考。

一、高職機電專業(yè)教學面臨的困境

高職學校在學術實際訓練方面的設施設備部完善。當前，各個高職學校大都面臨著硬件資源不充分，教育經費不足的情況，沒有能力購買更多的實際訓練實驗器材和場地。面對這種情況，高職機電專業(yè)應該通過計算機虛擬仿真技術的使用替代實際操作，這樣既能保證學生的鍛煉，達到實驗的效果，還不至于浪費資源，污染環(huán)境。

實際訓練場地開放過少。場所開放太少，高職院校作為面向社會，用人單位和學生的服務單位，主要是開展科研和培訓等業(yè)務，但是卻受訓練場地的約束，開放時間不足以滿足社會和學生的需求。學生很難有足夠的時間到實驗室進行訓練，影響了學生的動手實踐能力的提高，目前的高職學生，使用電腦已經得到普及，通過虛擬軟件的運用，能夠讓學生即使不到實驗室也能得到實驗訓練。

高校在實驗設備和器材上的維修和保護都需要一筆不小的經費。硬件設施很容易損傷，而且高額的維修費用學校不一定負擔得起，而設備又必須經過多次的實訓耗材，為實訓帶來了沉重的代價，并加大了實驗室管理人員的壓力。通過虛擬仿真技術的利用，不但不用維修設備，還能為實驗訓練節(jié)省許多實驗耗材。

二、在虛擬技術的使用下構建虛擬實驗室

課堂教學和實驗中仍然存在很多問題：首先，當前的教學仍然存在理論教學為主的情況，實驗實習只是作為教學輔助；其次，學生的實驗操作存在問題，受場地和時間的限制，學生只有在上課時間才可以實驗室，平常幾乎沒有時間和機會進行操作鍛煉；最后，實驗設備不足以滿足學生在實驗上的需求，硬件設施落后，且維修成本高。虛擬仿真技術主要為了提高學生的技術操作能力，有構想性、交互性和多感知性的等特點，有利于教師開展實訓教學和專業(yè)訓練，在解決高職教育的就業(yè)和實習方面具有重要意義。

目前，大多數(shù)課程都能通過虛擬仿真技術得以實現(xiàn)實驗教學，建設虛擬仿真實驗室能夠降低高職學校的辦學成本，并促進虛擬仿真技術和有關人才的發(fā)展，在解決教育資源匱乏上有十分重要的理論現(xiàn)實指導意義。高職院校在引進虛擬仿真技術時需要結合本校實際情況，創(chuàng)設仿真資源，合理選擇，不同的高職院校針對機電專業(yè)的教學內容，就業(yè)定位等不完全相同，市場上的虛擬仿真軟件不可能面面俱到，因此，應該擴寬引進渠道，為虛擬仿真技術的購置要選取多種方法，建立仿真資源，在教學上為機電專業(yè)提供支持和幫助。

三、虛擬仿真技術在高職機電專業(yè)教學中的運用

彌補設備不足的問題。保障實訓教學的完成，并節(jié)省成本的使用。為使實踐教學項目的效果得到彰顯，過去落后的實踐教學方法急需一筆巨大的資金，投入到教學設備的購買和置辦方面，而且在教學過程中很容易消耗大部分原材料，傳統(tǒng)的設備和儀器都將被淘汰，不能適應當前的教學需要。站在教學資源的情況來說，虛擬仿真技術實際上減少的資金投入總共包括占地面積、建筑、設備、原材料和教師等方面，據(jù)考察，大致能夠降低3/10-4/5。還能減少實訓帶來的環(huán)境污染，讓學生在良好的環(huán)境下學習，得到實踐，提高教學效果。

替高職院校節(jié)省出一筆不小的經費。信息技術的迅速發(fā)展，高職教育中的傳統(tǒng)媒介具有較強的信息滯后性?？茖W技術的發(fā)展不斷進步，傳播也需要有一定的載體，例如硬件設施和教學資源的配置等。隨著知識經濟時代的到來，信息技術的發(fā)展更加迅速，傳統(tǒng)的硬件教學模式和實訓教學設備不久就可能因為技術落后而從社會上淘汰，然而，設備的改造和更新又存在困難，只能購買先進的設備設施來解決這一教學困難。當前我國的教學資源本就不足，不但使得教學資源更加減少，還可能因為教學過程中沒有使用相應的設備而陷入停滯狀態(tài)，更不利于學校的發(fā)展。運用虛擬仿真技術建設實驗室就能有效解決這一問題，可以讓實訓次數(shù)有所增加，促進軟件的升級和改良，不用把硬件資源全部更換。虛擬仿真技術最有特點的就是不用消耗任何原料，而且可以多次重復實訓的教學內容。虛擬仿真技術以其先進和容易改善的特點備受教育界青睞，不但減少了教育經費不必要的使用，讓教學內容不斷的在虛擬條件下更新進步，還能使實訓教學與技術發(fā)展相適應，在變化的教學中滿足學生和社會的需求。

提高學生學習興趣。虛擬仿真技術是教學中優(yōu)秀的輔助工具，能適用于教學交流和實訓情景多個教學活動，虛擬的教學環(huán)境更容易讓學生激發(fā)學習興趣。虛擬仿真技術形象生動，直觀和互動性較強，也能及時對學生情況做出反饋，學生學習過程中的假設模型都能以虛擬仿真技術進行虛擬，優(yōu)勢十分明顯，學生通過觀察虛擬假設得出的結果，還利于培養(yǎng)學生的創(chuàng)造性思維。因此，虛擬仿真技術利于學生較早熟悉實訓環(huán)境，盡快掌握專業(yè)知識與技能，調動學生學習熱情。

四、結束語

虛擬仿真技術在解決高職教育的實訓問題上具有重要意義，解決了設備不足，器材落后，硬件更新慢等困難，把虛擬技術運用到機電專業(yè)教學中，提高教學效果，解決面臨的實際問題，有利于推動高職院校機電專業(yè)的教學內容和課程改革，促進了虛擬仿真技術在高職院校中的運用與發(fā)展。

參考文獻：

[1]熊淑平.虛擬仿真技術在高職教學中的應用探析[J].黃河水利職業(yè)技術學院學報，2013.

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【關鍵詞】計算機仿真技術 信息化 制造業(yè)

1對系統(tǒng)仿真類型進行概述

顧名思義，“仿真”就是對現(xiàn)實世界的物體進行模擬的一種狀態(tài)，使其達到逼真的情形。在工程技術領域，經常采用系統(tǒng)仿真技術來研究相關事物，如通過系統(tǒng)模型的相關實驗來研究設計或者存在的某個系統(tǒng)。

2對計算機仿真技術在制造業(yè)中的應用以及發(fā)展現(xiàn)狀進行概述

由于我國是一個制造業(yè)大國，并且制造業(yè)在我國的國民經濟收入中也占很大的比例，因此，國家及企業(yè)都非常重視我國制造業(yè)技術的發(fā)展。隨著我國科學技術及制造業(yè)的進步，使得CIMS、NC、FMS、CAPP、MRP等都得到了快速發(fā)展。而系統(tǒng)仿真技術作為工程領域里面的一個重要手段，其被大量應用到我國制造業(yè)進行研究及實踐，從而產生出一些先進制造技術。對于系統(tǒng)仿真技術而言，如果從本質上面來講，其就是通過建立仿真模型，然后再對仿真模型不斷進行實踐模擬的一種先進技術。它的實現(xiàn)過程主要是由仿真語言、計算機高級語言、以及計算機仿真軟件來實現(xiàn)，具體情況如上圖2-1所示。可以很明顯的看出，對于一個典型的仿真軟件來講，它主要包括程序包、仿真語言、仿真環(huán)境三種不同的形式，它的覆蓋功能也不是完全相同的，并且，從下到上是大致的反映了計算機仿真軟件的一個發(fā)展情況。隨著相關技術的發(fā)展，直到上個世紀80年代后期，出現(xiàn)了一體化的仿真環(huán)境。隨著我國計算機技術的進一步發(fā)展，開始出現(xiàn)了面向對象的并發(fā)執(zhí)行機制，這樣，就非常容易的實現(xiàn)在數(shù)據(jù)庫管理的基礎之上來對實驗及模型數(shù)據(jù)、以及實驗仿真的結果等進行統(tǒng)一的管理，與此同時，人工智能等相關的先進技術也開始應用到仿真建模、運行以及對仿真的結果進行分析之中。另外，廣義的制造系統(tǒng)的相關仿真器也開始大量出現(xiàn)，在某種程度上面很好的實現(xiàn)了對制造系統(tǒng)進行的非語言建模、以及模型數(shù)據(jù)驅動等相關的重要功能。比較典型的一體化仿真軟件有TESS等，廣義的仿真器有FATOR等。

3計算機仿真研究的熱點以及對我國制造業(yè)的相關影響

自從上世紀末以來，隨著我國制造業(yè)的競爭不斷加劇，產品生產周期不斷縮短，這樣就導致系統(tǒng)仿真技術不斷向橫向的方向發(fā)展，在制造業(yè)里面比較典型的就是“虛擬制造技術”的發(fā)展。根據(jù)虛擬制造的概念可以得知，需要先采取計算機來模擬整個產品的設計及制造過程，這樣便于發(fā)現(xiàn)各種問題，并且在產品制造之前就把問題解決掉，從而提高生產效率及產品質量。隨著制造業(yè)的發(fā)展，仿真技術在我國制造行業(yè)里面的又一個重要研究熱點誕生，即虛擬產品的開發(fā)（VPD），它最早是來源于并行工程的思想。并行工程技術（CE）在對產品進行開發(fā)之前就對產品的整個生命周期進行全面的考慮，這樣，對解決相關產品的設計以及開發(fā)之間的矛盾是非常有益的。而虛擬產品開發(fā)是在并行工程的指導下，把大規(guī)模的產品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)以及CAD等產品設計系統(tǒng)等進行綜合起來，從而進一步的形成虛擬產品的開發(fā)環(huán)境，這樣就可以在該環(huán)境下進行產品的策劃、設計等，以及預測產品在真實環(huán)境下的相關特征、功能及性能等，這樣在進行實際設計、生產的過程中，可以減少反復或者變更等的次數(shù)。VPD技術能夠深入到各種復雜產品的制造之中，從而為企業(yè)產生巨大的經濟效益。隨著計算機技術的高度快速發(fā)展，對仿真技術的相關應用已由單一的形式向復雜性的方向進行發(fā)展。由于現(xiàn)代制造企業(yè)面向全國甚至全世界，因此，它的仿真對象也是分布在不同的時空，在這樣的背景下就產生了分布交互化仿真技術（DIS）。對于這種仿真系統(tǒng)來講，它所包括的內容有：構造實體、實體-虛體、真實方面的實體等，并且，這些實體是可以基于不同時期的相關技術、不同產品的相互組成、不同的系統(tǒng)方面的目的、以及不同生產廠家的相關技術等，對于這樣的復雜情況是允許他們進行交換操作的。分布交互化仿真技術（DIS）通過采用計算機網(wǎng)絡將分布在不同地點的仿真設備進行連接起來，這樣便可以通過實體之間的數(shù)據(jù)方面的交換構成時空到合成仿真環(huán)境的一種比較先進的仿真技術。如今，在我國制造業(yè)中已經產生了虛擬企業(yè)或者類似于DIS的虛擬研究開發(fā)中心等。就目前來講，比較出名的就是香港城市大學與香港生產力方面的促進局共同構建的快速科技中心，它就是虛擬研究開發(fā)中心。由于當今社會是動態(tài)快速發(fā)展變化的，人們的需求更多轉向個性化、多樣化等方向，因此，對于制造企業(yè)來講，它們就要抓住市場的需求，然后采取方式（如柔性生產制造）來快速響應市場需求，這樣才能夠為企業(yè)獲取更多的市場利潤，但是，通常情況之下，由于企業(yè)在短期內存在相關資源欠缺等方面的局限性，在這樣的背景下，企業(yè)要想獲得市場機會，它們就有可能通過互聯(lián)網(wǎng)來臨時連接成一種動態(tài)方面的聯(lián)盟-也就是所謂的虛擬企業(yè)。

4結束語

隨著我國社會的不斷發(fā)展，導致計算機仿真技術的發(fā)展也日新月異。在制造業(yè)中，對于整個產品的生命周期來講，仿真技術都表現(xiàn)出其強大的發(fā)展?jié)摿?。在當今制造業(yè)競爭激烈的社會，計算機仿真技術在制造領域的應用及發(fā)展在不斷的擴展，其功能也更多的面向可視化、智能化生產、綠色制造等方面不斷發(fā)展。

參考文獻

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篇4

【關鍵詞】電子仿真技術 電氣維修 軟件 應用

隨著社會經濟的突飛猛進，電子仿真技術逐漸進入到人們的視野當中。就現(xiàn)階段而言，電子仿真技術作為一項新型的解決電氣維修問題的手段，逐漸受到更多的關注和重視。但隨著電氣維修中的問題越來越多，涉及的范圍也越來越廣泛，電子仿真技術的應用恰好能幫助解決一些電氣維修問題，并為之提供高效的工作環(huán)境。電子仿真技術操作性強，在電氣維修領域有很大的功能，如進行電路設計、處理、解決電路問題以及對出現(xiàn)故障的設備進行問題分析，加強電氣維修工作對電子仿真技術的學習力度，是新時代提升電氣維修工作者實際工作技能的手段之一，也是跟隨時代步伐、與時俱進的一大體現(xiàn)。

1 電子仿真技術

電子仿真技術是一門涵蓋了PSpice、Edison仿真軟件、電路圖工作過程當中所要運用到的圖像編輯和圖像處理程序以及電路文本文件等綜合性技術軟件。換言之，電子仿真技術是一門包含了多種軟件和技術的綜合技術，其工作原理是以現(xiàn)有信息技術和系統(tǒng)理論為指南，以計算機和其它設備為依托，進行實際操作和演練。

信息化時代已悄悄進入我們的生活當中，基于信息化的時代背景，電子信息技術及計算機技術早已廣泛被應用在各大行業(yè)和領域當中，電子仿真軟件是將集電子信息技術和計算機技術結合起來，組成一個由真實設備和其它計算機系統(tǒng)組成的結構。隨著社會的發(fā)展和計算機的越來越普及，電子仿真技術也在慢慢的突破傳統(tǒng)工業(yè)生產的領域，開始往更廣泛的領域發(fā)展，如生物、經濟領域等。電子仿真技術主要分為硬件和軟件，仿真硬件即以計算機系統(tǒng)為基礎，其它多媒體軟件為輔助，計算機系統(tǒng)包括模擬和數(shù)字計算機兩種形式，這兩種形式是計算機系統(tǒng)軟件應用的一種特殊體現(xiàn)形式。通過將電子仿真軟件應用電氣維修領域中，有利于快速解決問題，大大的提高工作效率，降低成本。

2 電子仿真技術在電氣維修中的應用

由于電子時代的到來和各種電子技術的發(fā)展，傳統(tǒng)的電氣維修技術已得不到滿足，因此對于新的電氣維修技術就有了急切的渴求。基于此，一種集高科技及應用性強的維修技術即電子方針技術隨之而衍生并備受關注，這就是雖處于起步階段但早已被業(yè)內人士看重并熟知的電子仿真技術。除此之外，電氣維修行業(yè)除了要對基本維修技能及電路設計、處理等有系統(tǒng)的了解和對問題進行快速的判斷和診斷，還需要能夠通過實際電氣設計維修熟悉的參數(shù)測量和處理優(yōu)勢，因此這導致電氣維修人員需要通過熟練掌握其中問題設置參數(shù)才能完善處理各種一環(huán)和問題，電子仿真技術恰好能幫助電氣維修工作者傳達設置參數(shù)，從而提高工作者的工作效率。目前電子仿真技術在電氣維修中的應用主要分為如下兩種：

2.1 電子仿真軟件在電氣維修中的應用

將電子仿真軟件應用到電氣維修當中不僅能節(jié)約維修成本，而且能鍛煉和提升維修工作者應用電子軟件的能力。對于電子仿真軟件在實際電氣維修操作過程首先是將電路中的元件找出來再通過電子仿真軟件匹配相應的參數(shù)最后運用示波器觀察各個點的輸出波形的結果。通過電子仿真軟件的應用能減少儀器的損壞和節(jié)約維修師傅的時間，節(jié)省了大量人力物力及財力，原理是傳統(tǒng)電氣維修所使用的方法會讓對于接觸示波器比較少的使用者在使用真實的示波器時可能由于陌生或緊張造成示波器的損壞，從而導致成本的增加。相反地，電子仿真軟件在電氣維修中的應用則不會出現(xiàn)上述現(xiàn)象，通過電子仿真軟件可以非常清楚的看到波形結果，這是由于電子仿真軟件中裝載的示波器和真實示波器相似，非常容易上手，這樣就能減少儀器的損壞和節(jié)約維修師傅的時間，同時也能提升電氣維修工作者能力。

2.2 電子仿真軟件網(wǎng)絡虛擬實驗室在電氣維修中的應用

作為當前的一項熱門技術，虛擬技術擁有廣闊的應用前景，涉及領域廣，在軍事、航空、通信以及醫(yī)療、電氣維修等方面有應用十分廣泛，而在電氣維修領域也有應用的地方，即虛擬實驗室，是指通過新興技術，如多媒體、電子計算機以及電子仿真技術為電氣維修者實現(xiàn)一個安全可靠的工作環(huán)境，這種虛擬制造出來的工作環(huán)境與真實的環(huán)境相似，那么就可以讓工作者熟識工作內容并且在問題和狀況發(fā)生之前有所察覺。就現(xiàn)階段而言，我國網(wǎng)絡虛擬技術還不太成熟，正處于起步階段，較之國外而言還有許多需要改進的地方。目前我國對網(wǎng)絡虛擬實驗室的探討和研究可從以下兩方面來分析：

2.2.1 軟件仿真形式的網(wǎng)絡虛擬實驗室

軟件仿真形式的網(wǎng)絡虛擬實驗室指的是通過以電子仿真軟件為出發(fā)點，創(chuàng)造出與真實工作環(huán)境相似的虛擬工作環(huán)境，從而讓電氣維修工作者通過網(wǎng)絡途徑進行研究學習以及電路編輯、設計以及問題處理等。這種形式既能節(jié)約成本，同時也能降低實際操作過程問題的發(fā)生機率。

2.2.2 直接操作遠程試驗的網(wǎng)絡虛擬實驗室

這種直接操作遠程試驗的網(wǎng)絡虛擬實驗室與軟件仿真形式最大的區(qū)別在于，前者是所借助的真實存在的實驗設備。其工作原理就是：電氣維修工作者在實際操作過工程中通過接收電子仿真軟件傳達出來的具體參數(shù)及對實際問題進行仿真分析，在相關電子仿真軟件對其進行分析并取得實際解決方案和具體參數(shù)之后傳達給電氣維修工作者，最后由電氣維修工作對操作設備進行調試，一般采用邊調整邊觀看設備運行狀態(tài)及輸出結果。這樣能最大限度的提高電氣維修工作者的工作效率，并有效減少資源的浪費。

電子仿真技術操作性強，在電氣維修領域有很大的功能，如進行電路設計、處理、解決電路問題以及對出現(xiàn)故障的設備進行問題分析，加強電氣維修工作對電子仿真技術的學習力度，是新時代提升電氣維修工作者實際工作技能的手段之一，也是跟隨時代步伐、與時俱進的一大體現(xiàn)。電子仿真技術不僅對電氣維修領域有著非同凡響的意義，也能拓展電氣維修工作的事業(yè)，提升他們的工作積極性，從而促進電氣維修行業(yè)的飛速發(fā)展。

參考文獻

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[3]王迎軍.電子仿真技術在電工維修中的應用探討[J].中國電子商務，2014，（16）：245.

篇5

1虛擬仿真技術的概念

虛擬仿真技術也叫做模擬技術，是利用計算機系統(tǒng)模擬出另一個系統(tǒng)，可以與人們進行交互，虛擬仿真技術是一種遵循自然界發(fā)展規(guī)律的高新技術。虛擬仿真技術可以對工程施工方案進行虛擬驗證和優(yōu)化，極大程度上降低了施工安全事故的發(fā)生機率，實現(xiàn)了的建筑工程施工成本的有效控制。虛擬仿真技術具有交互性，而且非常的逼真，它可以結合圖形技術、仿真技術以及傳感技術建立起虛擬的信息空間，進行人性化的模擬仿真互動，虛擬仿真技術是一種對系統(tǒng)動態(tài)模型的試驗方法，在建立數(shù)字城市、室內設計、建筑工程施工等很多方面都應用的非常廣泛。

2虛擬仿真技術在建筑工程施工中的應用意義

虛擬仿真技術可以對建筑工程的施工過程進行模擬，在工程正式施工之前，就可以對建筑工程結構構件的位置和相對關系進行驗證，準確的計算出建筑工程相關結構的應力情況，以便可以及時的對建筑工程施工方案進行優(yōu)化。在選擇建筑工程施工方案時，需要有一定的施工經驗，這種優(yōu)化方式需要建筑工程施工開始之后才能進行優(yōu)化，具有一定的局限性。應用虛擬仿真技術可以在建筑工程施工之前就展現(xiàn)出施工效果，以便有效的選擇施工方案，實現(xiàn)建筑工程施工的最優(yōu)化。虛擬仿真技術在建筑工程施工中的應用有助于施工技術的創(chuàng)新，同時縮短了建筑工程的施工周期，降低了建筑工程的施工風險。虛擬仿真技術可以對建筑工程的施工全過程進行模擬，發(fā)現(xiàn)建筑工程存在的施工質量問題，同時也幫助施工人員對整個施工流程進行了解，可以保證施工人員的人身安全。虛擬仿真結果可以幫助設計人員對不合理的施工結構進行改進，使這個建筑工程的施工流程更加規(guī)范。

3虛擬仿真技術在建筑工程施工中的應用

3.1虛擬仿真施工技術在建筑工程中的應用

虛擬仿真技術可以在虛擬模型上完成建筑工程的虛擬施工，對建筑工程的施工方案合理性進行驗證，確定具體施工環(huán)節(jié)的進度。傳統(tǒng)建筑工程的施工需要根據(jù)設計人員的工作經驗來制定詳細的施工方案，這種根據(jù)經驗制定的方案很容易產生施工漏洞，造成建筑工程的施工進度或者施工質量出現(xiàn)問題，施工方案存在一定的局限性。在建筑工程中應用虛擬仿真技術可以提前建立起建筑工程的仿真模型，對設計完成的施工方案進行驗證，尋找施工方案中存在的漏洞，以便制定更加完善的施工方案。建筑工程中應用虛擬仿真技術有效的降低了工程施工的成本，并保證了建筑工程的施工質量。虛擬仿真技術還可以根據(jù)施工現(xiàn)場的具體情況，對建筑物周邊的道路、場景等進行渲染處理，并利用計算機對建筑工程的具體環(huán)境進行實時交互，也可以深入到整個建筑模型當中，對建筑物的內在環(huán)境進行觀察，有利于建筑工程設計人員對建筑圖紙進行有效的修改。設計人員可以感受到自己設計的成果建設完成后的景象，并對建筑結構的相關功能進行檢測，使設計者可以更加精確的了解建筑工程中各個結構部件的位置以及相對關系，使設計人員對建筑工程設計的更加全面，實現(xiàn)了對建筑工程施工過程的全面控制。某建筑工程在施工之前制定了三種圍護結構方案，通過虛擬仿真技術對三種圍護方案的能耗進行分析，最終可以選擇出最佳的節(jié)能圍護方案。

3.2虛擬仿真技術在復雜鋼結構施工中的應用

建筑工程中的復雜鋼結構是整個施工過程中最為關鍵的環(huán)節(jié)，因為建筑鋼結構是單獨的鋼制構件拼接在一起，不同鋼結構的受力情況和承載力都是不同的，在不同的施工階段鋼結構的平衡性也是不同的。鋼結構的特殊性就需要保證安裝過程的嚴謹，一旦鋼結構的設計或者安裝出現(xiàn)差錯，會導致建筑工程的整體受力情況受到影響。鋼結構的精準施工可以實現(xiàn)對建筑工程的施工指導，避免增加無效的施工成本。在對復雜鋼結構進行施工時，僅依靠施工人員的經驗是不可能完成的，但是虛擬仿真技術彌補了復雜鋼結構施工中存在的不足，可以對復雜鋼結構的構件位置進行精準定位，并實現(xiàn)對鋼結構施工的全過程跟蹤，實現(xiàn)施工過程的有效控制，降低建筑工程施工事故的發(fā)生機率，有效提高建筑工程的經濟效益。在對復雜鋼結構進行施工時，虛擬仿真技術可以使建筑工程實現(xiàn)最優(yōu)化施工。

3.3建筑工程施工過程中三維動畫技術的應用

傳統(tǒng)的建筑工程施工，施工進度只能依靠施工人員的經驗進行判斷，不能對施工過程進行針對性指導。而在建筑施工過程中應用三維動畫技術，可以將施工全過程利用高仿真動畫的形式展現(xiàn)出來，并著重體現(xiàn)出施工過程中的重點和難點，使施工人員在建筑工程施工之前就可以了解到施工過程中的每個細節(jié)，注意到施工過程中的注意事項。三維動畫技術在虛擬仿真技術中屬于比較低端的技術，可以降低建筑工程的施工成本，避免了建筑工程的重復更改和修理，加快了建筑工程的施工進度，使建筑工程的施工質量得到有效的提升。中央電視臺新址以及上海環(huán)球金融中心在施工過程中都應用了三維動畫技術。

3.4模擬仿真技術在建筑工程施工安全中的應用

模擬仿真技術可以實現(xiàn)對建筑施工方案的最優(yōu)化控制，傳統(tǒng)的施工安全控制不能對施工方案進行優(yōu)化分析，所以不能發(fā)現(xiàn)施工方案中存在的問題，但是通過虛擬仿真技術可以對建筑工程的施工方案進行模擬演練，發(fā)現(xiàn)施工過程中可能出現(xiàn)問題的部位，并利用三維動畫技術對問題部位進行動畫演示，以便制定有效的安全預案和相關的應急措施，以便發(fā)生安全事故時可以將建筑工程的損失降至最低，避免造成嚴重的施工安全事故。施工人員也可以借助虛擬仿真技術進行安全演練，增加施工人員的安全防護能力，進一步提高了建筑工程的安全水準。

4虛擬仿真技術在建筑工程施工中的實現(xiàn)

在建筑工程施工中應用虛擬仿真技術首先要建立起虛擬場景，并各具各個結構部位的不同特征，建立起相應的細節(jié)模型。在所有的細節(jié)模型建立完成后，通過內部聯(lián)節(jié)點將所有的結構部件拼接成一個整體，并將地物造型與原有的地形結構緊密結合在一起，完成整體效果圖的建立。虛擬仿真場景中，為了增加建筑工程虛擬模型的真實感，可以對虛擬模型進行交互設計，通過不同的指令，設計人員可以在模型中進行自由移動。設計人員可以在虛擬方則仿真平臺內對建筑工程相關結構的施工軌跡進行定位，例如在對復雜鋼結構進行施工時，仿真模型可以對吊裝過程進行交互仿真，將各種二維數(shù)據(jù)全部輸入到三維模型中，實現(xiàn)復雜鋼結構的虛擬施工。這種方法提高了建筑工程施工的可視化效果，使相關施工方案可以更加直觀的表達出來，同時也可以對施工過程中重點位置進行分析，制定針對性的施工措施，有效保證建筑工程施工項目的順利進行，讓建筑工程的技術交底更加全面，促進了建筑工程施工的發(fā)展。

5結論

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（1）計算機仿真計算在產品模型為中心的應用：在產品模型引入計算機仿真技術可以對產品的靜態(tài)及動態(tài)性能、可制造型、可裝配性等情況進行分析。一個產品的研究與開發(fā)，需要考慮其實用功能、實際需求、產品外觀、產品尺寸、產品的可制造型、產品的可批量生產性等方面的因素，計算機仿真技術很好的完成這些工作，在產品模型中發(fā)揮作用。

（2）計算機仿真技術在制造系統(tǒng)模型為中心的應用：制造業(yè)中的制造系統(tǒng)模型中包括了制造設備的高仿真智能運用。復雜制造系統(tǒng)的模擬等過程，計算機仿真系統(tǒng)在檢測設備的運行能力、監(jiān)控設備的實際運行狀況中發(fā)揮著巨大的作用。

（3）計算機仿真技術在開發(fā)過程模型為中心的應用：在這個分類中，計算機仿真技術主要是在產品設計和制造中起到作用。產品的制造過程引入計算機仿真技術就是利用仿真技術將制造系統(tǒng)模型和產品模型進行有效的結合，進行多方位的模擬、全面的運算，以及全面的考慮生產批量、產品成本等問題，開發(fā)出合格并且滿足需求的產品。

二、計算機仿真技術在制造業(yè)中的應用

計算機仿真技術作為一種高新的科學技術在制造業(yè)中具有廣泛的應用，在工業(yè)、軍事、醫(yī)療等汗液都有應用，特別是在航空行業(yè)、國防行業(yè)等大規(guī)模、復雜的系統(tǒng)研發(fā)中具有很高的應用價值。計算機仿真技術在制造行業(yè)中的應用可以減少不必要的損失、節(jié)約經費、縮短產品開發(fā)周期、提高產品質量。在制造行業(yè)中，計算機仿真技術涵蓋了產品的設計、制造、測試運行的全過程，已經成為了制造業(yè)不可或缺的重要技術手段?！∮嬎銠C仿真技術中的虛擬現(xiàn)實技術可以使用戶通過電腦屏幕進入一個三維世界，其可以為產品提供一個可視化的三維環(huán)境，對物體進行交互操作，從而對質量和數(shù)量進行綜合決策，這種可視化的解決策略可以對快速化及批量化生產的發(fā)展起到推動作用[2]。虛擬現(xiàn)實技術可以實現(xiàn)人機互動，對產品的性能和運行狀況進行測試與監(jiān)控，這種技術將計算機圖文學、高仿真技術、計算機傳感技術等多種技術手段進行了結合，這種技術對產品的各個階段都可以進行支持，使用者通過操作可以檢驗產品的各個部件是否合格，檢驗產品的各個性能進的穩(wěn)定性，檢驗產品功能的實用性?！∮嬎銠C仿真技術中的虛擬制造技術將三維模型和虛擬仿真進行有有效的集成，從而可以對實際世界中的物體進行操作，是一種計算機輔助系統(tǒng)技術，是一種實現(xiàn)生產制造過程的應用技術[3]。虛擬制造技術在制造業(yè)中的引入可以實現(xiàn)實際生產線或車間中少人力、物力、財力并在短時間內進行產品的設計驗證[4]，為產品的生產奠定堅實的基礎。

三、制造業(yè)中計算機仿真技術的研究展望

計算機仿真技術實現(xiàn)了企業(yè)的生產過程的信息化、數(shù)字化、以及網(wǎng)絡化，為企業(yè)產品的設計與制造提供了包含生產源、工藝流程、管理等多種動態(tài)信息的分析方法。在傳統(tǒng)的制造方法卻無法對生產線進行快速化設計，無法進行小批量多品種的產品的生產，對于產品的設計、制造、控制都很難達到預期的效果，而計算機仿真技術的引入就可以很好地解決這些問題。

現(xiàn)階段應用比較廣發(fā)的物流仿真軟件有DEL-MIA/QUEST、EM-Plant等，這些軟件都是面向對象的、圖形化集成建模仿真軟件，可以搭建系統(tǒng)仿真模型，通過參數(shù)輸入而獲得系統(tǒng)的參數(shù)輸出，對制造企業(yè)的實際生產具有很高的參考性。隨著仿真軟件在制造業(yè)中的需求的不斷增大，計算機仿真技術會不斷的發(fā)展，三維建模軟件與物流仿真軟件會得到更好的結合，并以快速、簡單的建模建立、工藝仿真以及優(yōu)化算法等一步一步的集成，這將是制造業(yè)中計算機仿真技術的發(fā)展方向。

四、結論

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[關鍵詞]游戲引擎；機械動力仿真；虛擬現(xiàn)實技術

中圖分類號：TP391.9；TD672 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2014）33-0225-02

一、引言

三維游戲由于引擎技術在建模技術、物理引擎技術、復雜環(huán)境的高質量實時渲染技術、動畫技術、人工智能技術、對象的行為控制技術等各方面不斷的完善和強大，已經極大地引起了人們的關注和重視。游戲引擎不再僅用于游戲娛樂產業(yè)的開發(fā)，更多的滲透到了教育軟件開發(fā)、虛擬現(xiàn)實應用、動畫影視（特技）制作、軍事訓練、實時模擬等人類生活的各個領域。極大地改變了人們的生活方式和思維方式。

游戲引擎技術尤其物理引擎技術不斷的研究發(fā)展，讓我們意識到仿真虛擬機械動力的可能性。利用游戲引擎虛擬機械運動，將為開發(fā)教育游戲中的虛擬物理實驗、網(wǎng)上數(shù)字科技館、娛樂型游戲中的機械道具和多樣化游戲任務等具有重要的應用價值和研究意義。

傳統(tǒng)的機械動力仿真技術和虛擬現(xiàn)實技術雖然在一定程度上也能虛擬機械的運動，但是由于那些技術不可避免的弊端對機械動力仿真技術應用在其他領域形成了瓶頸。傳統(tǒng)的機械工業(yè)仿真技術缺乏交互性，設計復雜，表現(xiàn)單調。隨著多媒體技術、計算機動畫技術、虛擬現(xiàn)實技術、網(wǎng)絡技術等技術的滲入，以VRML（Virtual Reality Modeling Language虛擬現(xiàn)實造型語言）或Cult3D為代表的技術給機械仿真領域帶來了交互性，但是由于傳統(tǒng)的虛擬現(xiàn)實技術固有的特性，如運動行為的硬編碼、交互性差、畫面不流暢、系統(tǒng)實現(xiàn)復雜等，使得基于游戲引擎技術虛擬機械動力的技術具有很大的優(yōu)勢和更大的發(fā)展前景。

本論文研究的技術充分利用了游戲平臺的優(yōu)勢，它不僅具有傳統(tǒng)虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)所有的優(yōu)點，而且具有3D游戲般的交互性和逼真的動力學模擬。從開發(fā)角度而言，游戲引擎的實時渲染能力、快速的計算能力、組件化、可重用性以及面向對象的編程方式等，都使得應用游戲引擎成為一種非常便捷和有效的仿真技術手段。本文描述了利用游戲引擎模擬簡單的機械動力實例的核心技術。

二、機械動力仿真技術研究背景

概念設計是機械設計過程中的最初階段，主要目的是獲得產品的本質形狀。[3]機械仿真技術的發(fā)展為機械工業(yè)概念設計注入了新的活力。計算機運算處理能力的提高為機械系統(tǒng)的仿真提供了更好的基礎。

我國機械系統(tǒng)傳統(tǒng)的計算機輔助工具多數(shù)是AutoCAD， Pro/E， Solid Works， Solid Edge， 3D MAX等2D和3D軟件，此類建模軟件含有大量的圖形文件，容量較大，不利于網(wǎng)上傳輸和遠程控制。同時這種方式建立的三維模型是靜態(tài)的，動畫是設計者事先設計好的一副副二維動畫，用戶只是被動的接受，而不能按照自己的意愿進行實時交互式仿真。

虛擬現(xiàn)實技術作為一種更為人性化的交互技術，近幾年來逐漸滲透到各個應用領域。虛擬現(xiàn)實技術的沉浸特征、交互特征和構想特征，剛好彌補了上述傳統(tǒng)方法的不足。因此，運用虛擬現(xiàn)實的方法實現(xiàn)機械設計系統(tǒng)成為必然。傳統(tǒng)的機械仿真都是代碼編寫控制的運動效果，沒有實現(xiàn)通過物體間力的作用而讓物體產生運動，所以不免比較生硬，不能具有可復用性和柔性。

綜上可知，機械工業(yè)虛擬仿真技術由于其復雜性、綜合性決定了開發(fā)的困難，因此勢必需要一些工具來輔助開發(fā)，游戲引擎由于其本身的特點，成為開發(fā)機械工業(yè)虛擬系統(tǒng)的有力工具。

三、游戲引擎技術

1.三維游戲引擎

一般而言，三維游戲引擎包括：引擎內核、三維圖形引擎、物理引擎、人工智能系統(tǒng)、3D模型和圖像庫、網(wǎng)絡引擎、輸入系統(tǒng)。三維游戲引擎中各子系統(tǒng)關系可由（圖1）表示。

2.游戲引擎技術的優(yōu)勢

（1）利用游戲引擎可以簡化系統(tǒng)制作的復雜度，縮短開發(fā)時間，降低制作成本。

（2）游戲引擎中強大的物理引擎為該機械動力仿真系統(tǒng)提供了保障，這也是不同于其他虛擬現(xiàn)實技術的閃光點。

（3）該游戲引擎能快速嵌入到網(wǎng)頁中運行，因此，極大的活躍了網(wǎng)頁式三維虛擬現(xiàn)實技術，因為傳統(tǒng)的三維網(wǎng)頁虛擬技術在WEB中運行效果不是很好，運行緩慢，效果單調，交互性差，游戲引擎技術的支持在一定程度上可彌補這些不足。

（4）游戲引擎的最大特點是可以實時渲染，這樣使得開發(fā)者可以及時瀏覽和調整系統(tǒng)。Unity3D游戲引擎甚至可以支持在程序運行時改動場景中物體的屬性。這樣的實時性改變，使得開發(fā)者能迅速獲得最佳的設置效果值。

（5）基于游戲引擎技術開發(fā)的機械動力仿真系統(tǒng)，具有游戲般的交互能力，活躍了機械展示的表達方式。

（6）在游戲引擎平臺上的二次編程代碼被稱為“腳本”，大多數(shù)腳本語言都是面向對象的編程特點，具有封裝、多態(tài)、可復用性等特性。簡單易學，使虛擬系統(tǒng)設計者易于開發(fā)應用。

四、主要結論

3D游戲引擎技術最大的特點就是它把一個程序中可以重復利用的部分，以精巧的模塊組織起來，將其規(guī)格化、最佳化，以利于程序重用技術。利用引擎不僅可以開發(fā)出“景物真實、動作真實、感覺真實”的三維系統(tǒng)，更重要的是利用它我們可以節(jié)省大量的人員和資金，簡化系統(tǒng)制作的復雜度，縮短開發(fā)時間，降低制作成本，并且游戲引擎普遍具有的FPS（First Person Shooting第一人稱射擊游戲）特性，這一特點可以巧妙的應用于交互設計中。游戲引擎的實時渲染、動態(tài)編譯和可視化編輯功能有效解決了傳統(tǒng)的虛擬現(xiàn)實技術中存在的渲染耗費時間和硬件成本的問題。

3D游戲引擎最吸引人的是它的強大的PhysX物理引擎和真實的圖形渲染引擎。強大的功能會提升研究的成功性。從開發(fā)方面考慮，該引擎的腳本語言近似c#或javascript，使得開發(fā)輕車熟路，而且腳本是動態(tài)編譯的，運行速度和匯編接近，不會因為腳本的問題而影響系統(tǒng)的執(zhí)行效率。從方面考慮，該引擎支持跨平臺，而且用該引擎開發(fā)的作品可以通過網(wǎng)頁直接運行，是3D虛擬現(xiàn)實作品輕松實現(xiàn)網(wǎng)頁漫游的良好解決方案。

參考文獻

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關鍵詞：虛擬仿真技術；房建施工；應用研究

中圖分類號：TU74 文獻標識碼：A 文章編號：

我國在將虛擬仿真技術應用在房建施工方面，有許多成功的案例，比如中央電視臺新址、上海的環(huán)球金融中心以及廣州珠江新城西塔等等。在房建施工中，應用虛擬仿真技術具有很多的優(yōu)勢，可以對其進行推廣和應用。

1、虛擬仿真技術

虛擬仿真技術指的是人們借助于計算機技術、傳感技術、仿真技術以及多媒體技術等，來研究外界環(huán)境感知模型。以往的系統(tǒng)仿真技術很少涉及到這個領域，因此，可以說虛擬仿真技術是一項重大的科技突破。

2、虛擬仿真技術在房建施工中的應用

虛擬施工技術的應用研究：從理論層面上來講，依據(jù)相關的要求來將施工設計圖具體的實施，是非常簡單的過程，但是，在實際的施工中，這個過程卻是十分困難的。因為，在具體的施工中，會遇到各種各樣的地質情況，會選擇各種各樣的施工方法，那么在施工的過程中，必然會遇到一些突發(fā)的事情。在以往，我們遇到困難的時候，總是依靠施工經驗來進行解決，優(yōu)化施工方法和施工組織，但是施工經驗會有一定的局限存在，那么在局限的經驗下指導施工，就很可能出現(xiàn)一些失誤。特別是隨著建筑風格和結構的多樣化，這種全新的建筑是沒有經驗可循的，如果依然走過去那種老路，就會產生很多的問題，施工的質量和施工的安全得不到保證，此外，還會增加施工成本和能源資源消耗。

在建筑施工中應用虛擬施工技術，就可以有效的解決這些問題；利用虛擬施工技術，可以依據(jù)相關的工程情況來建立幾何模型，有著高度的仿真性和交互性。工作人員可以依據(jù)相關的要求來進行模擬施工，在施工中尋找最為合適的方法和手段。相對于傳統(tǒng)的方法，這種方法可以有效的降低施工成本，縮短工期，并且還可以有效的提升施工質量。目前，很多的企業(yè)都開始應用虛擬施工技術，他們只需要建立一個三維模型，可視化模擬施工的全過程，在實際施工之前，就可以對各種構件的關系和位置進行準確的把握，這樣施工安全控制參數(shù)就可以依據(jù)比對來有效地的出來。

仿真技術在建筑施工中的應用研究：在建筑施工中應用仿真技術，主要的作用就是讓虛擬的建筑物更加的真實。應用仿真技術，可以讓建筑物周圍環(huán)境的外景十分逼真。只需要按照設計圖紙的樣本來進行建筑物的施工，就可以建模渲染建筑物和周圍的各種元素，比如周圍的建筑、場景和道路等等。在仿真場景中，任何一個物體的高度都和現(xiàn)實中一樣，并且有靜有動，有著十分強烈的真實感，讓人仿佛身臨其境。設計人員要想體驗其中，只需要從多個角度來觀察仿真環(huán)境即可。目前，在很多的建筑中都應用了這種仿真技術，并且取得了不錯的效果。

虛擬仿真技術在復雜空間鋼結構施工中的應用：現(xiàn)代建筑中鋼結構施工十分常見，它非常重要，并且十分復雜；它的復雜性指的是鋼結構并不是一下子完成的，需要一個部分一個部分來進行，在不同的施工階段，會有著不同的結構形態(tài)、受力特性、邊界條件和負載情況，那么下一個環(huán)節(jié)施工的時候，平衡狀況可能就達不到相應的要求。并且，再接著進行下一個階段的施工時，新的平衡又會產生。也就是說，接下來的每一個階段都需要重新尋找平衡。要想保證這么復雜的工程質量，就需要在實施的過程中認真的把握每一個微小細節(jié)，對所有的因素進行綜合的考慮。鋼結構工程對建筑整體十分的重要，如果在這個工程的施工分析中出現(xiàn)了問題，那么就不能有效的指導具體的施工，從而增加資源浪費和施工成本，還有可能導致一些重大安全事故的發(fā)生。如果依然采用的是傳統(tǒng)的施工方法和經驗，那么就不能保證這個工程的質量，針對這種情況，就可以采用虛擬仿真技術；通過實踐研究證明，在工程施工中采用虛擬仿真技術，可以全程跟蹤分析復雜的空間鋼結構施工，這樣比較危險的階段就可以及時的找出來，從而采取一系列的措施來進行控制和防范，降低事故發(fā)生的幾率。

虛擬仿真的三維動畫在施工中的應用：在以往，分析研究工程進度的時候，依據(jù)的是主觀的判斷和經驗，這樣研究出來的結果也不具備指導意義，因為它沒有足夠的科學性。而在建筑施工中應用了虛擬仿真技術中的三維動畫，就可以科學合理的分析施工的全過程。采用虛擬仿真技術的三維動畫，可以詳細的表現(xiàn)出施工過程中的每一個細節(jié)；那么設計員、業(yè)主和專家就可以迅速的找到工程施工中的一些重難點、關鍵環(huán)節(jié)以及注意事項等等；并且依據(jù)具體的需要來及時的調整和修改施工方案。虛擬仿真技術不需要投入大量的資金，也沒有很大的難度，因此，可以進行積極的推廣和應用。

虛擬仿真技術在施工安全方面的應用：主要體現(xiàn)在兩個方面，一是可以實現(xiàn)施工安全控制方案的最優(yōu)化；如果采用傳統(tǒng)的模式，很可能會遺漏一些安全隱患；而采用虛擬仿真技術就不會出現(xiàn)這個問題，因為它可以模擬演練各種各樣的施工安全管理方案，對演練效果進行分析，采用科學的手段來綜合比較施工中不安全的人、物以及可能存在的一些安全隱患等等，制定出合理的施工方案，既能夠減小安全事故發(fā)生幾率，又可以保證工程施工的質量。二是可以實現(xiàn)安全預防和演練的最優(yōu)化，首先依據(jù)虛擬仿真模擬，工程師就可以及時發(fā)現(xiàn)一些可能存在安全隱患的環(huán)節(jié)和部位，并且，三維動態(tài)仿真模型的建立，也可以起到協(xié)助的作用，總結本次現(xiàn)場模擬的分析和演示結果，避免日后發(fā)生類似的事故；其次，緊急逃生可以用三維動態(tài)仿真模型來進行有效的模擬，現(xiàn)場人員可以依據(jù)在模型中出現(xiàn)的建筑物事故模型，來充分的了解并且有效的選擇事故發(fā)生現(xiàn)場的應急措施、自救方式以及逃生路線，從而在很大程度上降低事故所造成的損失。

3、結語

通過大量的實踐研究表明，在建筑施工中應用虛擬仿真技術，可以有效的控制施工成本和安全風險，提高施工質量。隨著時代的發(fā)展和社會經濟的進步，虛擬仿真技術的應用范圍將會越來越廣。本文簡要分析了虛擬仿真技術在房建施工中的應用，希望可以提供一些有價值的參考意見。

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電子仿真技術是一種包含了Edison仿真軟件、PSPICE仿真軟件、電路圖編輯器、電路原理圖編輯程序、圖形后處理程序、電路的文本文件等部分的綜合性軟件。電子仿真技術的應用必須在結合信息技術、系統(tǒng)理論作為引導的前提下，利用計算機或其他專門工具來使其功能得到使用，通過對電子仿真軟件的電路進行相關設計，可以很好的提高電工的電子設計和開發(fā)能力。社會經濟的發(fā)展使電子計算機技術應用到了社會生產生活的各個方面中，其在電工維修方面的應用，有效的解決了各種其中問題，并優(yōu)化和完善了各種電工維修技術，促進了電工事業(yè)的發(fā)展。電子仿真技術一般是通過調查分析實際情況，來獲得實際參數(shù)，再利用電子計算機或其它專門工具，模擬出實際情況來方便維修人員操作的工作流程，它能有效的調動工作人員的積極性，提高使用者的動手能力。

2電子仿真技術在電工維修中的應用

2.1電子仿真軟件網(wǎng)絡虛擬實驗室的應用

通過借助一些新興的技術，如多媒體技術、電子仿真技術、顯示虛擬技術等，來實現(xiàn)電工維修工作者的實際軟硬件的工作環(huán)境，這就是虛擬實驗室。虛擬實驗室是目前虛擬技術在電工維修領域上的應用表現(xiàn)。電子仿真軟件網(wǎng)絡虛擬實驗室目前主要分為兩種，一種是直接操作遠程試驗形式的網(wǎng)絡虛擬實驗室，另外一種是軟件仿真形式的網(wǎng)絡虛擬實驗室。前者是對真實的實驗設備進行控制的一種仿真技術，它主要是利用相關的電子仿真軟件，對接收的來自客戶端的故障問題和參數(shù)設置進行分析，然后將得到的解決方案和新的參數(shù)設置再通過實驗室傳送給客戶端，使用這種方式能有效的提高工作效率并節(jié)省資源。后者是完全依托在仿真軟件基礎上的，使用仿真軟件為電工維修人員創(chuàng)造虛擬實驗室，提供虛擬的工作環(huán)境供其學習和進行電路設計，使用這種方式解決了實踐過程中出現(xiàn)的操作失誤而導致的資源浪費問題。不過目前虛擬網(wǎng)絡實驗室研究的重點為直接操作遠程試驗的網(wǎng)絡虛擬實驗室技術，因其能利用有限的資源提高電工維修人員的工作效率，電工維修人員能同時進行對實際的實驗設備的參數(shù)調整和觀看真實的運行過程及輸出結果這兩項活動。

2.2電子仿真軟件electronicsworkbench的應用

在電工維修中，最常見的一項工作就是電路連接，而這項工作也是最容易出現(xiàn)問題的環(huán)節(jié)。利用electronicsworkbench軟件進行電路設計，具有提升電工維修工作者電子設計、開發(fā)能力和節(jié)約成本的優(yōu)點。使用電子仿真軟件electronicsworkbench設計電路時，在實際工作中，首先進行的是搭建電路，具體操作為尋找電路中的各個元件，然后將各個元件進行連接并設定相應的參數(shù)，最后運用示波器觀察各個點的輸出波形結果。采用這種電子仿真軟件，即使是對于那些接觸示波器較少的使用者，在使用真正的示波器時，也不會因為陌生或緊張的情緒而損壞示波器，這樣就不會浪費電工維修者的時間，同時也節(jié)約了成本。electronicsworkbench電子仿真軟件的示波器和真實的示波器外觀相似，電工維修人員在熟悉了電子仿真軟件的示波器后，便能很快的上手真實的示波器，有效的避免了人為因素造成的設備損壞和時間浪費等問題，既節(jié)約了成本，又鍛煉了電工維修人員的設計和開發(fā)能力，還能培養(yǎng)其創(chuàng)新精神。

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關鍵詞：機械制造；仿真技術；結構設計；加工設計

1機械設計制造與仿真技術概述

1.1機械設計制造

機械設計制造具有工作內容復雜等性質，機械設計制造過程中需要電氣自動化、電子工程等技術的支持，相關科技的快速進步，也推動機械設計與制造工作向更多元化的方向發(fā)展。以往的機械設計一般以設備零件、工業(yè)器械為主要內容，在制造中需要先建構模型，進行多種科學實驗，才能保證機械模型的合理性。利用各種自動化技術和仿真技術，能更科學、高效地進行標準化、非標準化的零件設計與加工。

1.2仿真技術

仿真技術應用多種硬件、軟件工具，基于仿真實驗、相關算法及問題求解，達到構建反映系統(tǒng)某一運行過程或行為的仿真模型的目的。仿真硬件以計算機和相關硬件為主，包括數(shù)字計算機、混合計算機、模擬計算機，以及目標仿真器、環(huán)境仿真器、運動仿真器等多種物理仿真設備；仿真軟件包括各類仿真語言及相關數(shù)據(jù)庫。在應用仿真技術過程中，為了構建基于仿真目標的系統(tǒng)模型，必須進行仿真實驗，一般會進行離散事件的系統(tǒng)仿真實驗和連續(xù)系統(tǒng)仿真實驗。在機械設計和制造中應用仿真技術，能大幅度提升機械設備研發(fā)速度，減少制造中花費的時間、資金，從而幫助相關機械生產企業(yè)獲得更高的經濟收益。

2仿真技術在機械設計制造中的應用意義

2.1節(jié)約設計與制造成本

在機械產品的研究開發(fā)過程中，企業(yè)需要投入大量資金及人力，特別是在大型機械設備的研發(fā)中，因為工程量大、結構復雜，需要統(tǒng)籌全方位的設計工作，因此設計成本相當高，而設計的合理性、效率與研發(fā)成本息息相關。應用仿真技術，能夠基于相關設計參數(shù)建立產品的二維、三維模型，對機械產品的全過程進行相應的模擬和實驗；還能基于計算機完成傳統(tǒng)研發(fā)過程中煩瑣復雜的內容，有利于降低工作人員的研發(fā)難度和勞動強度。利用機械模型研發(fā)產品，能不斷調整參數(shù)，降低利用實體模型等方法進行研發(fā)的經濟成本，從而提升產品的研發(fā)質量與效率，節(jié)約設計與制造成本。

2.2提升參數(shù)的準確性

我國各行各業(yè)均向機械化、自動化等方向快速發(fā)展，當前所需的機械產品類型越來越多，結構越來越復雜，對零部件精密程度也提出了更高的要求，機械設計的過程也變得更為多元、復雜，對相關零部件參數(shù)的準確性提出了更高要求。利用傳統(tǒng)機械設計方法難以滿足當前的標準要求，利用傳統(tǒng)計算機技術手段分析大量數(shù)據(jù)，不僅處理效率低，還無法直觀地顯示和調節(jié)相關數(shù)據(jù)，一旦出現(xiàn)數(shù)據(jù)計算失誤或數(shù)據(jù)傳遞失真，就會降低產品的技術性能。利用仿真技術，能124夠通過模型更直觀、準確地分析和優(yōu)化大量設計參數(shù)，降低設計難度與出錯率，幫助設計人員快速完善產品設計和加工方案。

2.3確保設計方案的合理性

在傳統(tǒng)機械設計研發(fā)過程中，設計方案的制訂過程相當復雜，需要進行大量的人工分析，既浪費時間和精力，又難以保證設計方案的合理性、科學性，這主要體現(xiàn)在方案精細化程度不足，設計師未能全面分析制造過程等方面，導致最終制造出的機械產品在性能等方面往往與設計預期相去甚遠，甚至達不到相關技術要求。科學應用各項仿真技術，能使設計人員更合理地整合相關數(shù)據(jù)，確定機械產品的各項參數(shù)，如基于各項仿真實驗，獲取環(huán)境、運動等仿真數(shù)據(jù)，構建機械設備在實際工作環(huán)境下的三維模型，從而更便捷、直觀地調整相關參數(shù)，對比分析各個設計方案、制造方案，最終選擇最優(yōu)方案。

3仿真技術在機械設計制造中的應用優(yōu)勢

仿真技術在機械設計制造中得到廣泛應用，在機械產品的設計、制造、檢測等環(huán)節(jié)均發(fā)揮了重要的作用，這使得仿真技術在機械設計和制造中占據(jù)重要地位。仿真技術不僅能夠更好地把控產品的質量與制造效率，還有利于優(yōu)化相關技術，更快地進行產品的更新迭代，制造出符合市場要求的高質量、高性能產品，提升生產企業(yè)的經濟收益。如今仿真技術應用范圍仍在擴大，仿真對象、仿真目標更為清晰準確，進一步提升了仿真技術在制造行業(yè)的應用有效性。

3.1集成度高

仿真技術的集成化屬性能更好地適應當前機械設計與制造工作的需求。仿真技術融合了多種科技與理念，本身十分復雜、多樣，因此能夠模擬不同類型機械產品的各個復雜模塊，進行模塊化、集成化的產品設計與制造，從而滿足當前市場對機械產品提出的模塊化、靈活組裝等要求。

3.2分布性強

仿真技術的分布特性十分明顯，這是由于仿真技術十分依賴網(wǎng)絡技術、計算機技術及各種電氣自動化技術。技術的不斷發(fā)展，使仿真技術的分布特性不斷加強。對仿真技術各軟硬件工具及相應的運行環(huán)節(jié)進行分析，可以發(fā)現(xiàn)各種仿真功能的實現(xiàn)充分應用了各種網(wǎng)絡技術、制造技術，整個技術的運行環(huán)節(jié)均需要配合各種理論和圖形規(guī)定進行。分布性強這一特點會在一定程度上強化仿真技術在機械設計制造中發(fā)揮的積極作用，更好地保障設計工作的合理性和設備的制造質量。

4仿真技術在機械設計制造中的應用前景及發(fā)展方向

4.1應用前景仿真技術

隨著各類計算機技術、電氣技術的進步而迅速發(fā)展，一些仿真硬件設備及軟件的水平快速提升，使數(shù)字化仿真技術的優(yōu)勢進一步凸顯，當前主要體現(xiàn)在超小型計算機、處理器等工具相互配合方面，能夠降低傳統(tǒng)仿真技術中對大型仿真設備和實際仿真實驗的依賴性，從而有效降低研發(fā)成本。在仿真軟件方面，仿真技術正與AI技術融合，有利于提升仿真軟件的精確性、全面性，推動機械設計向虛擬設計與制造方向發(fā)展，虛擬設計與制造將更多地應用虛擬仿真技術，在更多的機械產品設計及制造內容中應用計算機對仿真對象、目標進行全過程結構設計、參數(shù)調整及資源調配，從而顯著提升機械產品研發(fā)水平和研發(fā)過程的管理水平，顯著降低機械設備設計與制造的周期及成本[1]。由此可見，仿真技術在機械設計領域具有廣闊的前景。

4.2發(fā)展方向仿真技術

在機械制造中的應用將向精確化、智能化方向快速發(fā)展。仿真過程的精確化發(fā)展體現(xiàn)在機械制造中的數(shù)控加工等過程將與仿真技術進行更深入的結合，通過模擬加工過程，可以更好地調整相關的加工參數(shù)或產品參數(shù)，從而以更低成本優(yōu)化加工方案，使各項加工參數(shù)更精確、合理。仿真過程的智能化發(fā)展體現(xiàn)在機器人技術和網(wǎng)絡通信等技術與機械設計仿真過程更深入融合，將使仿真過程更自動化、智能化，技術人員將更多地通過計算機軟件進行仿真過程的設計與控制，基于各種通信技術進行數(shù)據(jù)交換和實時控制、監(jiān)測。另外，仿真技術在機械領域的應用內容也將更為廣泛、精細化。

5仿真技術在機械設計制造中的應用流程和具體應用

5.1仿真技術的一般應用流程

仿真技術的應用涉及圖形學、幾何造型學知識，在對目標產品進行實質抽象化的數(shù)學模型處理時，需遵循一般的應用流程。首先，應確定目標產品的結構和相關參數(shù)，建構基礎的模型?；诟鞣抡婀ぞ呓嬆苣７抡鎸嵀h(huán)境及產品的可靠系統(tǒng)，加上邊界條件、約束條件等參數(shù)。其次，應用電氣工程、自動化、網(wǎng)絡通信等方面的技術，將數(shù)學模型中的參數(shù)進行相應的闡述，并結合時空關系劃分模型，構建每種環(huán)境下的動態(tài)模型與靜態(tài)模型。以構建動態(tài)模型為例，需要構建連續(xù)時間下的仿真模型、離散時間下的仿真模型、混合時間下的仿真模型，并重視各模型之間變換層面的構建[2]。再次，應用相關算法、仿真軟件及計算機語言，對仿真模型開展全面的分析。需要滿足模型自由變換、參數(shù)分析全面等要求。最后，進行仿真模型實驗工作，即將創(chuàng)建的仿真模型輸入搭載某一實驗環(huán)境的計算機中，使仿真模型虛擬運行，由此得到產品仿真運行的結果[3]。開展仿真實驗前，需要進行先期設計，并對實驗方案進行預運行，根據(jù)仿真實驗想要達到的實驗結果確定具體的衡量指標和標準，對仿真實驗結果進行合理的分析。為驗證實驗結果的可靠性，需要通過反向驗證等方法進行檢驗。經過這一系列的應用流程，才能保證仿真技術被合理地應用于機械設計制造。

5.2仿真技術在機械設計制造中的具體應用

5.2.1仿真技術在機械產品結構設計中的應用根據(jù)機械產品結構設計的一般工作流程可知，機械產品結構由完成不同功能的多個結構協(xié)同組建而成。結構設計直接關系到機械設備運行的安全性、效率及其他重要性能，研發(fā)人員在利用仿真技術進行結構設計時，需要優(yōu)化產品結構的模擬實驗等工作，如通過高負荷環(huán)境下的功能性實驗來測試產品結構的安全性、可靠性等性能，然后基于各項測試最終確定最優(yōu)的產品結構模型。與此同時，研發(fā)人員需要借助仿真技術、三維設計軟件及運動學理論，對產品結構設計模型進行多角度、多維度的展示、觀測和測試，在保證產品結構的運動狀態(tài)可靠性符合設計標準的基礎上，對不同零部件進行干涉實驗和細化分析，從而發(fā)現(xiàn)各零部件存在的金屬疲勞等問題或技術瓶頸，然后進行參數(shù)、材料等方面的優(yōu)化調整，以全方位提升機械設備結構設計的合理性[4]。三維設計軟件在機械設計中已較為普遍，將運動仿真與三維設計進行更高程度的融合，能夠使研發(fā)人員實時地觀測機械結構在具體運動環(huán)境下的各項性能，有效提升結構設計質量，節(jié)約設計所需的時間和物料成本。例如，在一些機械設備的齒輪設計中，研發(fā)人員利用仿真技術能提升這些重要部件的質量和設計的合理性。齒輪是一些機械設備的關鍵部件，其性能直接影響整個機械產品的使用壽命與生產效率。應用仿真技術，能對齒輪結構設計及相應設計參數(shù)進行測試，判斷齒輪設計能否滿足產品的設計目標和相應的加工要求[5]。在具體應用中，基于仿真軟件模擬齒輪在相應環(huán)境中的工作環(huán)境，以此檢測齒輪結構設計、參數(shù)設計是否符合規(guī)范。若發(fā)現(xiàn)設計問題，還能進行相關參數(shù)的調試，最終完善齒輪設計。如利用仿真技術模擬和測試圓弧針齒的運行軌跡，測試齒輪是否能在相應環(huán)境下正常運行，并基于仿真技術深入完善各齒輪轉動接觸點的相關參數(shù)。5.2.2仿真技術在機械產品加工設計中的應用機械產品從設計到制造需歷經多個步驟，許多步驟的流程較復雜，特別是在設計和生產大型、超大型機械設備時，其過程尤為復雜，而應用仿真技術能在一定程度上使這一過程更加便捷[6]。機械加工設計過程中應用仿真技術，能切實優(yōu)化研發(fā)設備的各項性能和工作效率。例如，在數(shù)控加工工作中，需要編寫相應的加工方案，而應用仿真技術能更便捷地完成加工方案的編寫，調試機床運行程序，生成相應的二維、三維圖形及加工數(shù)據(jù)，在機械設備生產中合理選擇刀具等加工工具，利用合理的流程、準確的加工指令高效完成設備加工作業(yè)。此外，應用仿真技術還能有效減少人為操作、降低失誤率。

6結束語

綜上所述，仿真技術已在多領域得到應用，具有很強的技術優(yōu)越性，推動其在機械設計制造中的應用，能夠為機械制造領域帶來新的活力和發(fā)展機會。因此，相關企業(yè)需要積極、合理地應用仿真技術，優(yōu)化相關的設計、制造工作，提升機械產品的質量與研發(fā)效率。

參考文獻

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