導語：如何才能寫好一篇仿真技術論文，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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（一）multisim13簡介

multisim13是一款專用于電子線路仿真的軟件，是計算機上虛擬出的一個電子工作平臺。它擁有豐富的元件庫和儀器庫，采用直觀的圖形界面創(chuàng)建電路，按下仿真按鈕就可仿真電路的運行狀態(tài)。軟件中的虛擬儀器控制面板外形、操作方式都與實物相似并可實時顯示測量結(jié)果，元件庫中的三維元件和實物相似，讓使用者有身臨其境的真實感受。

（二）multisim13引入教學的必要性

筆者認為，基于動手的學習是幫助學生鞏固理論概念并讓他們?yōu)殚_發(fā)未來工業(yè)應用或開展先進的科研項目做好準備的最佳方法。任何成功的職業(yè)道路或者人生決定往往是受到啟發(fā)的，參與和準備就是將這種啟發(fā)變成真正可實現(xiàn)的東西。啟發(fā)孩子以職業(yè)運動員為夢想非常簡單，只要打開電視或去看一場現(xiàn)場的專業(yè)體育賽事。這個道理同樣適用于激勵學生成為一個電子工程師。我們對未來科學家和工程師的教育方式往往只局限于與實踐脫節(jié)的純理論和公式，即使燃燒最旺盛的火苗也會被這種教育方式所熄滅。而讓學生參與實際的開發(fā)，又受到現(xiàn)實條件的限制，multisim13恰恰提供了這樣一個折中的方案：以課堂學習技能為主，一個與工業(yè)應用相銜接的平臺為輔，兩者結(jié)合可幫助學生為應對未來的重大挑戰(zhàn)做好準備。multisim13是將工業(yè)標準的技術集成到一個專門針對教學而設計的平臺中，學生可以結(jié)合基于工業(yè)技術的教學硬件平臺和教學實驗室虛擬儀器套件來學習基本的工程和系統(tǒng)設計概念。將multisim13引進課堂，可以將抽象的、空洞的理論教學變?yōu)閯討B(tài)的、可視的直觀演示，這不但可以有效地增強學生對電路工作狀態(tài)的感性認識，提高課堂教學效率，還可以激發(fā)學生的學習興趣，克服學生的畏難情緒。學生自己可以在電子平臺上按照自己的想法隨意設計電路，仿真印證自己的設想，培養(yǎng)了學生設計電路的創(chuàng)新意識；在multisim13電子平臺下，可以先觀察實驗現(xiàn)象，然后帶著疑問、好奇探究現(xiàn)象背后的理論與規(guī)律。這樣順應認知規(guī)律，提高了學生學習興趣和對知識的理解程度。

二、multisim13在教學中應用實例

(一)傳統(tǒng)二極管結(jié)構(gòu)和單向?qū)щ娦灾v授過程

利用PPT圖片展示一個二極管結(jié)構(gòu)示意圖，語言表述“將PN結(jié)兩端各引出一個電極，并加以封裝就制成了一個二極管”；給出二極管的電路符號。二極管重要特性就是單向?qū)щ娦?，流過電流的方向就是符號箭頭所指的方向，二極管的導通電壓鍺管0.3，硅管0.7V。

（二）采用

multisim13進行課堂教學過程在multisim13元件庫中調(diào)出3D虛擬器件，如圖2所示?！皩N結(jié)兩端各引出一個電極，并加以封裝就制成了二極管”。對于圖中U4管，灰環(huán)的一側(cè)是陰極，另外一側(cè)是陽極；對于直插的發(fā)光二極管U5，長引腳的是正極，短的是陰極；也可以仔細觀察管子內(nèi)部的電極，較小的是陽極，大的類似于碗狀的是陰極。在軟件電子平臺上調(diào)出電阻、二極管、開關和萬用表搭成圖3所示電路。故意將二極管接反向電壓，雙擊兩塊萬用表，彈出圖示右側(cè)的顯示表盤，按下仿真按鈕。這時提醒學生注意：電流表示數(shù)為0，說明電路沒有通，“為什么”。吸引學生注意力的同時教師將二極管轉(zhuǎn)向，陽極接電源正極，陰極接電源負極，按仿真按鈕，電流表示數(shù)為2.429mA，電壓表示數(shù)為581.428mV，說明二極管導通。這時點題：（1）這就是二極管單向?qū)щ娦裕褐挥嘘枠O接電源正極（高電位）陰極接電源負極（低電位）才能夠?qū)?。?）導通電壓在0.7V左右。進一步提問，電阻起什么作用？不放電阻可以么？帶著問題修改電路：二極管換成LED發(fā)光管，如圖4所示，電阻選擇4.7K，按下仿真按鈕，LED燈根本沒亮！但是電流值為2.139mA，壓降是1.711V；將電阻換成1.0K，再一次仿真燈亮了！電流值為10.209mA、電壓值為1.791V。

（三）兩種教學方法的比較

通過對兩種教學過程的對比發(fā)現(xiàn)，通過仿真平臺進行課堂教學，學生可以獲得更多的信息量，比如二極管的實物形態(tài)、二極管的導通電壓并不一定是0.7V、發(fā)光二極管并不是導通就發(fā)光、二極管在電路中必須配合限流電阻來使用等。傳統(tǒng)教學采用語言描述來傳遞知識，優(yōu)點是講課速度快，但是文字、語言信息很難在學生頭腦中建立明確的形象概念，也缺乏學生的思考和參與。引入multisim13輔助教學，可通過multisim13組建電路進行仿真，讓學生看到生動的現(xiàn)象，將枯燥的語言符號變成了鮮活的現(xiàn)象過程，在這個過程中學生需要觀察、思考，需要參與。在這種以學生為主體、以問題為主線的教學模式下，學生的主動性、學習積極性更高，教學效果自然更好。引入multisim13軟件輔助教學的突出特點是使學生置身于真實的工程環(huán)境，能增強學生對電路的感性認識，掌握各種儀器的基本使用和電路參數(shù)的測試方法。通過人機對話的方式，能使每個學生動手接觸電路，進行元件接線，參數(shù)設定，通過調(diào)試和測量，把實驗與理論有機地結(jié)合起來，加深對理論的理解，提高學生的工程實踐能力和創(chuàng)新能力。

三、結(jié)束語

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對于教學安全主要是針對實踐操作部分，機床作為機械結(jié)構(gòu)，一旦出現(xiàn)事故，輕則機器損壞，重則出現(xiàn)傷亡事件，這樣的事件已經(jīng)給了我們血的教訓。例如，某高校機械專業(yè)學生在企業(yè)實習期間由于操作失誤，直接導致手臂被機械結(jié)構(gòu)嚴重損傷，最終不得不截肢。如何避免機械事故發(fā)生是學生在實踐操作部分最需要注意的問題，因此很多學校非常強調(diào)安全問題。傳統(tǒng)教學中，由于學生在上機床實際操作之前并沒有對機床的運動情況有很清楚的了解，很容易導致事故的發(fā)生，因此很多院校在進行數(shù)控實訓操作的時候，多是恐懼危險的發(fā)生而走走形式，真正實際進行操作，并能夠加工出零件的比較少，除非是學校為了讓學生參加比賽而培訓數(shù)量比較少的學生，難以達到教學計劃中關于實踐教學部分的實際要求。而采用計算機仿真技術的數(shù)控教學，可以在實際操作之前充分了解數(shù)控機床面板的操作和數(shù)控機床的運動運行規(guī)律，某種意義上說就是真正的數(shù)控機床操作的演習，為實習實訓部分做好充分的準備工作，即使在仿真中出現(xiàn)操作錯誤或者操作失誤，既不會導致機床的損壞，更不會導致人員的傷亡。

二、教學效果和效率

數(shù)控程序編寫是數(shù)控類課程的主要教學內(nèi)容之一，如何正確地編寫數(shù)控程序也是數(shù)控類課程的重要任務。在傳統(tǒng)課堂上，教師主要利用PPT課間插入動畫、圖片、文字等內(nèi)容進行講解，雖然利用了一些多媒體資源，但是并沒有充分發(fā)揮多媒體最大的功用。在講解過程中往往比較枯燥乏味，難以更加形象具體地表述數(shù)控代碼控制刀具、機床主軸的運動情況。特別是對于一些比較復雜的循環(huán)指令只是通過這樣的講解方式往往很難準確地表達。雖然目前有些教師可以采用一些三維軟件、動畫軟件制作一些比較詳細的動畫，但是這種動畫往往就是固定設置好的動作，缺乏參數(shù)的變化，不能通過修改參數(shù)來觀察刀具運動的變化。目前大多數(shù)計算機數(shù)控仿真數(shù)控系統(tǒng)都是模擬實際的數(shù)控機床操作，幾乎完全和實際的數(shù)控機床操作相同。教師在授課過程中可以編寫實際的數(shù)控程序，再輸入到數(shù)控仿真系統(tǒng)中進行驗證，在驗證的過程中，可以隨時改變數(shù)控程序中的參數(shù)，來講解數(shù)控指令中參數(shù)控制刀具的運動規(guī)律，也可以改變數(shù)控程序中的程序指令，來講解不同指令刀具的運行軌跡；這樣就可以更加清楚形象地講解數(shù)控編程中的各種程序指令和指令中各個參數(shù)的含義。在斯沃數(shù)控仿真系統(tǒng)模擬加工零件過程中，在操作界面的左側(cè)顯示編寫的數(shù)控程序，仿真操作過程中根據(jù)刀具的運行軌跡，自動跳轉(zhuǎn)相應的程序段，幫助學生理解程序中控制對象的運行情況，并且利用不同的顏色來展示不同刀具的運動軌跡，在直觀地展示運動軌跡的同時也可以隨時更改數(shù)控程序或程序中的參數(shù)來獲取不同的軌跡。

三、數(shù)控工藝部分體現(xiàn)

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摘要：在研究生的計算機仿真技術課程教學中，針對機械工程類研究生的專業(yè)方向、課程體系的設置以及工科研究生自身特點，為培養(yǎng)研究生的自主學習能力、創(chuàng)新能力以及增強其工程應用意識，通過在計算機仿真技術課程教學的經(jīng)驗積累，逐步探索出以項目驅(qū)動為主要教學方法，通過實踐應用，取得良好的教學效果。

關鍵詞：項目教學法；計算機仿真；創(chuàng)新；實踐

中圖分類號：G642.4 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）24-0144-02

一、前言

研究生教學有其突出的特點，他們中多數(shù)人理論基礎扎實，獲取書本知識能力強。但同時也存在創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力不足、工程應用背景不夠的缺點。本人通過十多年研究生教學的實踐，結(jié)合本學院研究生專業(yè)方向、課程內(nèi)容針對性強等特點，對如何在研究生教學改革中突出培養(yǎng)學生的自學能力、創(chuàng)新能力，增強學生的創(chuàng)新意識與工程應用能力等問題進行了一些改革創(chuàng)新。

二、課程定位及課程特點

隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，科學研究的深入與計算機軟、硬件的發(fā)展，計算機仿真技術已成為分析、綜合各類系統(tǒng)，特別是大系統(tǒng)的一種有效研究方法和有力的研究工具，計算機仿真技術已經(jīng)廣泛應用在各技術領域、各學科內(nèi)容和各工程部門。仿真技術已經(jīng)在國防軍事、國民經(jīng)濟、社會生活的眾多領域發(fā)揮了重要的作用，國內(nèi)外眾多學者認為，仿真技術“正在成為與理論、實驗并列的第三種認識和改造客觀世界以及科學研究的手段”，因此仿真技術

被認為是“使能”技術。計算機仿真技術是仿真科學與技術涉及到的有關具體仿真技術中最為基礎的部分，具有綜合性、多學科交叉等特點。

為了拓寬機械工程專業(yè)基礎，提高培養(yǎng)對象的整體素質(zhì)，更好地適應社會對機械工程專業(yè)人才的需求，高校工科專業(yè)的研究生應掌握一定的計算機仿真知識與技能。計算機仿真技術課程是我校機械工程學院面向所有研究生各專業(yè)方向的研究生開設的一門專業(yè)基礎課程，考慮專業(yè)應用需求并結(jié)合教學實踐情況，課程目的是通過本課程的學習，要求學生掌握計算機仿真技術方面的基本理論，基本知識和基本技能，培養(yǎng)學生分析問題和解決問題的能力，為今后分析、綜合各類工程系統(tǒng)或非工程系統(tǒng)提供一種有力的工具，以便能靈活應用所學的計算機仿真技術為本專業(yè)工作服務。

一方面，基于仿真技術課程的內(nèi)容方法較多，實踐性強的特點；另一方面，授課對象專業(yè)方向較多、授課學時有限等特點，如何解決在有限的教學課時內(nèi)講授內(nèi)容繁多的仿真內(nèi)容、對計算機仿真技術課程進行教學方法和手段的改革探索和實踐，以達到計算機仿真技術教學目標。

三、教學內(nèi)容的設置和教學方法的選擇

課程開設初期，由于只是機械電子工程專業(yè)方向的同學選修，所以所講內(nèi)容基本針對該專業(yè)方向進行設置。隨著選修人數(shù)的不斷增加，以及選修學生所屬專業(yè)方向的擴大，專業(yè)方向包括：機械制造及其自動化、機械電子工程、機械設計及理論、車輛工程、機械工程（專業(yè)學位）等，基本涵蓋了機械工程學院的所有專業(yè)方向。

計算機仿真技術課程涉及多個交叉學科，緊密相關的課程包括數(shù)值計算方法、計算機編程、計算機圖形學、高等數(shù)學、自動控制原理、現(xiàn)代控制理論、優(yōu)化設計等課程。如何講出本課程的特點，并充分結(jié)合相關課程內(nèi)容，必須在教學內(nèi)容的選排上下功夫。

項目教學法是一種以任務驅(qū)動、以項目為基本教學單元，將理論教學和實踐教學有機融合在一起，強調(diào)綜合能力的培養(yǎng)在研究生教育中的重要性，突出學生在整個教學過程中的主體地位。因此，為了滿足各個專業(yè)方向?qū)W生的要求，使他們能夠掌握一門工程分析技術，為后續(xù)的學術論文和碩士學位論文的撰寫提供計算、分析和仿真手段，本人在講授該門課程的過程中，逐年對教學內(nèi)容、教學手段和教學考核方法等不斷進行調(diào)整和完善。

1.采取項目專題方式進行教學內(nèi)容的講授，調(diào)整授課內(nèi)容，采用專題教學方法使課程主題內(nèi)容分明，有利于將仿真方法講深、講透。

2.擴展所授課程內(nèi)容涵蓋的范圍，包括數(shù)值計算、優(yōu)化設計、圖形可視化、控制系統(tǒng)特性仿真、控制系統(tǒng)設計以及與外部軟件的接口等內(nèi)容，以滿足各專業(yè)方向?qū)W生的需求。

3.增加與課程相結(jié)合的實驗教學內(nèi)容。計算機仿真技術本來是實踐性很強的綜合性技術，仿真技術本身是在對控制系統(tǒng)分析的過程中不斷完善和發(fā)展起來的。因此并結(jié)合各個專業(yè)研究生的不同研究方向，靈活設計若干個專題實驗，使學生學以致用，培養(yǎng)學生將該門課程應用于實際工程的能力。

4.采用多個工程應用實例進行教學，從系統(tǒng)應用、數(shù)學建模、仿真建模、模型求解以及特性分析等，使學生從生產(chǎn)實際認知的研究對象，提升到理論高度的學習，應用所學的各科理論知識和技術手段，進行數(shù)學建模、仿真建模的建立，并對模型求解以及特性進行分析，獲得直觀結(jié)果，提高學生學習興趣，最終解決實際工程問題，培養(yǎng)學生解決工程實例問題的能力。

5.結(jié)合學科前沿，進行課堂討論。研究生在初步掌握了對系統(tǒng)的模型、仿真算法設計、仿真及結(jié)果分析這一流程后，為強化計算機仿真在實際工程的應用概念，在此基礎上，以項目形式，開展課程學科前沿以及⒏妹趴緯逃胂執(zhí)技術融合等專題討論。

6.增加實驗環(huán)節(jié)，培養(yǎng)研究生工程實際應用能力。利用各種平臺，擴充計算機仿真技術資料，提供最新的仿真案例，結(jié)合教學團隊的科研課題，設計實驗項目，培養(yǎng)研究生工程實際應用能力。

四、項目教學法的教學效果

基于項目教學法計算機仿真技術課程的教學方法改革與實踐，滿足機械工程學院各個專業(yè)方向研究生的需求，教學方法和手段的完善，使研究生自主學習能力、創(chuàng)新能力和工程應用能力等得到了進一步的提高。

計算機仿真技術作為工科研究生的必備研究手段和技術，使學生掌握一門工程分析技術，為后續(xù)的課題研究、學術論文和學位論文的撰寫提供計算、分析和仿真手段。

近五年的每年30―40人研究生選課，工程碩士每年20人左右選課，課程得到了各專業(yè)方向研究生的普遍認同。本人指導的研究生，發(fā)表與該課程相關的學術論文近20篇，撰寫的碩士論文均用到計算機仿真技術。

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    【論文摘要將虛擬仿真技術引進教學領域后對傳統(tǒng)教學手段產(chǎn)生了強烈沖擊。本文針對航空電子裝備教學中如何應用虛擬仿真技術給出了應用方法和心得。

    1.引言

    自 20世紀 9O年代以來,以計算機仿真技術 、多媒體技術和虛擬現(xiàn)實技術為特征的“虛擬仿真實驗室”開始在世界各地出現(xiàn),并逐步滲透到教學領域。作為一種新型的實驗教學手段,虛擬仿真教學對傳統(tǒng)的教學手段產(chǎn)生了強烈沖擊,并引發(fā)了教學領域一系列深刻的變化。種種跡象表明,虛擬仿真教學將是今后實驗教學改革的一個重要發(fā)展方向。本文結(jié)合多年來在航空電子裝備教學中應用虛擬仿真技術的經(jīng)驗,探索在航空電子裝備教學軟件中應用虛擬仿真技術的方法和心得。

    2.虛擬仿真技術簡介

    虛擬仿真技術是對虛擬現(xiàn)實技術和系統(tǒng)仿真技術的合稱。

    2.1虛擬現(xiàn)實技術

    虛擬現(xiàn)實技術就是利用三維建模技術,構(gòu)建一個和現(xiàn)實世界的物體和環(huán)境相同或相似的虛擬三維場景,并能響應用戶的輸進,根據(jù)用戶的不同動作做出相應的反應。虛擬現(xiàn)實的關鍵技術主要有動態(tài)環(huán)境建模技術、實時三維圖形 天生技術、立體顯示和傳感器技術等。虛擬現(xiàn)實技術主要側(cè)重于對真實物體物理特征的仿真,也稱為視景仿真,它主要用于產(chǎn)品設計和展示、貿(mào)易廣告、游戲設計等。

    在航空電子裝備教學中,大量用 到對裝備的外觀 、結(jié)構(gòu) 、組成 、連接 、機安裝位置的展示 ,傳統(tǒng)教學大都采用實物展示 的方法 。近年來隨著大量航空電子裝備 的更新?lián)Q代,因受經(jīng) 費、場地及使用壽命等因素的限制 ,傳統(tǒng)教學方法 已遠遠不能滿足要求 ,而采 用虛擬現(xiàn)實技術的展示方法則 以其廉價 、無場地限制和效果 良好得以廣泛應用。

    目前有大量成熟的軟件平臺可以進行視景仿 真的開發(fā),主流平臺Creator Vega Vega Prime VTree OPENGVS QUEST3D VRTOLLS EON、WEB3D、JAVA3D、GLStudio等。其中,MULTIGEN公司的虛擬現(xiàn)實數(shù)據(jù)庫 OPENFLIGHT已經(jīng)成為 了產(chǎn)業(yè)標準 ,在軍事 、航空航天等領域應用都 比較成熟 。在航空 電子裝備虛擬仿真軟件的開發(fā)中我們采用r Vega Prime、GLStudio和 EON作為視景仿 真開發(fā)的技術平臺 ,解決物理模型的創(chuàng)建、場景顯示等新題目。該平臺可以達到照片級 的視景仿真效果 .同時采用嵌進 OPENGL技術來解決物理模型 的交互新題目。

    2.2系統(tǒng)仿真技術

    系統(tǒng)仿真技術是伴隨著計算機技術的發(fā)展而逐步形成的一門新興學科 .它通過建立實際系統(tǒng) 的數(shù)學模 型 ,利用計算機運算來達到對被仿真系統(tǒng)的分析、探究、設計等目的。系統(tǒng)仿真技術主要側(cè)重于對真實系統(tǒng)的內(nèi)在機理、運動方式 的仿真,也稱為行為仿真。系統(tǒng)仿真技術最初主要用于航空、航天、原子反應堆等價格昂貴、周期長、危險性大實際系統(tǒng)試驗難以實現(xiàn)等少數(shù)領域,后來逐步發(fā)展到電力、石油、化工、冶金、機械等一些主要產(chǎn)業(yè)部分,并進一步擴大到社會系統(tǒng)、經(jīng)濟系統(tǒng)、交通運輸系統(tǒng)、生態(tài)系統(tǒng)等一些非工程系統(tǒng)領域。 在航空電子裝備教學中,對裝備工作原理的講解既是重點也是難點。傳統(tǒng)教學方法主要通過教員的講述,配合一些靜態(tài)的圖形幫助學員理解 .教學效果主要依靠于教員的授課水平和技巧 。近年來.我們嘗試將系統(tǒng)仿 真技術應用到航空電子裝備教學中,根據(jù)被仿真裝備的工作原理,建立系統(tǒng)的數(shù)學模型,并根據(jù)裝備的不同工作狀態(tài),對模型進行動態(tài)運行.結(jié)合虛擬現(xiàn)實技術實現(xiàn)的逼真場景.較好地模擬實際裝備的工作情況。利用該技術開發(fā)、研制的教學軟件不但可供教員教學使用.也可供學員自學,并達到了較好的教學效果。

    目前,有很多成熟的系統(tǒng)仿真開發(fā)平臺軟件.如 Simulink、SystemView等,這些軟件以其功能強大和使用方便、易用性受到廣大用戶歡迎.但價格較為昂貴,且大多未提供對外的仿真數(shù)據(jù)接口.仿真系統(tǒng)應用的靈活性、擴展性和可變性受到很多限制。當然也可自行開發(fā)適用 的仿真開發(fā)平臺軟件。在航空電子裝備虛擬仿真軟件的開發(fā)中我們采用的是自行開發(fā)的系統(tǒng)仿真平臺軟件。

    3.虛擬仿真技術在航空電子裝備教學中的應用方法和步驟

    3.1建立仿真模型

    這里所說的仿真模型既包括反映航空電子裝備外觀、結(jié)構(gòu)的三維物理模型 ,也包括揭示其內(nèi)在工作機理及行為的數(shù) 學模 型。對三維物理模型的建立,主要依據(jù)裝備本身的物理狀態(tài),其原則就是在盡量減小面數(shù)的同時進步逼真度。對系統(tǒng)數(shù)學模型的建立,則需要視系統(tǒng)的復雜程度進行取舍和優(yōu)化,本著夠用為度的原則 ,以盡量減小運算量。建立數(shù)學模型時 ,還應考慮到系統(tǒng)運行時的參數(shù)調(diào)整。

    3.2創(chuàng)建仿真裝備的虛擬場景并驅(qū)動

    對于虛擬場景的驅(qū)動,根據(jù)使用方式的不同采用了不同的方式假如進行的僅是裝備外觀、結(jié)構(gòu)的展示,可使用EON進行動作的編輯和驅(qū)動;假如需要對裝備進行虛擬操縱仿真,則使用 GLStudio軟件先進行操縱面板、虛擬儀表的編輯和制作,然后再利用 Vega Prime驅(qū)動以實現(xiàn)更復雜的交互操縱。

    3.3系統(tǒng)集成

    系統(tǒng)集成就是將上述做好的模型、場景按照教學軟件所需的形式將其有機的整合在一起,使之成為_個完整的 、規(guī)范的教學軟件。系統(tǒng)集成可以使用目前常用的軟件開發(fā)平臺如 VB、vc++等。由于上述虛擬現(xiàn)實驅(qū)動軟件如 EON、GLStudio及Vega Prime等均以ActiveX控件方式提供 了可用 于常用 軟件開發(fā)平臺的運行插件,因此,系統(tǒng)集成變得十分方便。編寫程序時,只需考慮軟件功能的布置,注重程序間的兼容性即可。

    系統(tǒng)集成時,還需要將系統(tǒng)行為仿真的結(jié)果通過視景仿真表現(xiàn)出來,即用行為仿真的數(shù)據(jù)來驅(qū)動三維物理模型的動作。由于系統(tǒng)行為仿真采用了專門的運行平臺,和視景仿真處于不同的系統(tǒng)進程中.因此這種驅(qū)動是通過兩進程間的實時通訊來完成的。這里還需要考慮進程間的同步新題目。

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【關鍵詞】水下機器人；視景仿真；運動模型；OGRE0.引言

發(fā)展海洋是新時代的必然趨勢，水下機器人對海洋開發(fā)、海洋調(diào)查測繪及相當多水下作業(yè)都有舉足輕重的作用。水下機器人系統(tǒng)的研究和開發(fā)中，仿真技術可以縮短其研制周期、提高研發(fā)質(zhì)量和減少經(jīng)費，避免因系統(tǒng)故障時導致其丟失的嚴重后果。三維視景仿真技術廣泛應用于軍事、航海、航空航天、游戲及醫(yī)療等領域，是集圖形學、圖像處理、模式識別、網(wǎng)絡等計算機技術高度發(fā)展的一門綜合性技術。

3Dmax與OGRE（Open-source Graphics Rendering Engine）是近年來得到迅速發(fā)展的嵌入Windows三維模型仿真技術。它性能卓越，API具有良好的可移植性。本文通過3Dmax建模和OGRE 3D引擎作為仿真平臺，及Qt設計窗口，在Visual Studio2008環(huán)境下完成仿真。

首先配置好VS2008和OGRE開發(fā)環(huán)境，主要是一些插件和動態(tài)鏈接庫，定義OGRE將要使用的資源，選擇并設置渲染系統(tǒng)。通過初始化使用一些資源，并用這些建立一個場景，啟動渲染循環(huán)。

1.仿真的一般流程

通常我們先用軟件Creator、3Dmax、Photoshop和Auto CAD等畫出一維、二維及三維的仿真圖形庫。一些特殊的如仿生魚水下機器人建立時圖形仿真時用到了自由變形計軸變形及其他樣條曲線理論的支持完成。到最后顯示的視景仿真一般都是通過Vega或者OpenGL再通過Visual studio編譯執(zhí)行寫好的虛擬現(xiàn)實代碼等來實現(xiàn)仿真，而且3D仿真大都需要進行碰撞檢測。為了設計窗口的方便可能運用MFC或其它工具來設計人機交互窗口，最終形成一個完整的仿真系統(tǒng)。

2.模型的建立

通過3Dmax所得到的水下機器人三維模型。

根據(jù)國際水池會議推薦，建立固定坐標系（慣性坐標系）和運動坐標系（附體坐標系）上圖的水下機器人也將按此坐標系[1]。

由于完整的六自由度運動方程具有極強的非線性和耦合性，所以需要我們進行解耦進而進行求解。對于方程的簡化與求解大多數(shù)專家并沒有給出，不過我們通常根據(jù)不同的水下機器人的形狀等特點來適當減少式中的未知量及個數(shù)，一般將各方向的運動都簡化為平面運動。簡化得到的方程式不但有的時候能讓我們更容易的得到未知量來實現(xiàn)仿真，而且對于水動力系數(shù)等得求解也簡單的多。三自由度、五自由度及六自由度的操縱性方程是最常見的，有的為了方便甚至直接簡化為一維的線性方程，再通過一些其他的算法來趨緊真實的結(jié)果。

水動力模型相對復雜，最簡單就是力、力矩對速度、加速度、舵角等的一階偏導數(shù)即線性流體水動力導數(shù)。這里就不諸一列舉各項研究所用的水動力方程，水動力系數(shù)的選取與獲得現(xiàn)在一般是通過經(jīng)驗公式、拖曳實驗及CFD技術。其中拖曳實驗應該是最準確的，但是它也受到實驗環(huán)境及未知因素的影響。CFD技術已經(jīng)被張赫等人驗證了其具有一定的準確性[2]。

其中附加質(zhì)量及附加質(zhì)量所形成的力及力矩經(jīng)常被放到質(zhì)量矩陣里面。張赫也提過用面緣法來對慣性水動力系數(shù)進行估算。張曉頻采用現(xiàn)有的比較成熟的商業(yè)流體力學軟件FLUENT模擬潛水器的粘性繞流流場，模擬阻力試驗、斜航試驗和平面運動機構(gòu)（PMM）試驗，求解操縱性水動力系數(shù)。建立多功能潛水器六自由度運動的數(shù)學模型，編寫仿真程序，預報其操縱性能[3]。

帶有均衡潛伏系統(tǒng)的數(shù)學模型的建立，推進器的推力模型，舵的水動力系數(shù)模型及升降系數(shù)模型，海流模型、海浪模型及帶纜的數(shù)學模型等。這些模型有的時候?qū)Ψ抡嫦到y(tǒng)的仿真結(jié)果影響不大，有的時候卻是起到主要影響作用，因此我們要視情況而定以達到仿真的最佳效果。梁宵構(gòu)建了舵、翼、槳聯(lián)合操縱的微小型水下機器人運動仿真系統(tǒng)，討論PDCE運動控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及主要組成部分并通過外場試驗來驗證其可行性及可靠性[4]。

3.視景仿真的應用

不論我們研究什么理論到最后都要進行試驗的驗證，仿真就是為了使得試驗更簡單，更直觀，風方便，甚至可以做到一些現(xiàn)實中無法做到的假設試驗。

張赫過定常流動和非定常流動這兩種情況進行不同試驗形式的模擬計算，在得到模擬結(jié)果的同時，給出相應循環(huán)水槽試驗結(jié)果，最后做出對比結(jié)果的分析。其中定常運動包括模擬直航試驗和模擬斜航試驗，非定常試驗包括模擬平面運動機構(gòu)進行的五種操縱性試驗。最后在結(jié)論分析中對上述三種數(shù)值計算方法進行了總體的比較和分析，并由試驗結(jié)果給出了用于建立潛水器空間運動方程的各個系數(shù)。為了我們的研究需要，可以發(fā)揮我們自己的想象合理的去做仿真試驗，會得到意想不到的好處與突破創(chuàng)新。

4.結(jié)論

建立了動力學模型，研究了對象的水動力性能，得到運動方程所需的水動力、重力、浮力、推進器作用力等，并在此基礎上建立了以推進器為主要操縱方式的運動仿真系統(tǒng)，對水下機器人的運動完成視景仿真，得到視景仿真的效果圖。我們不但可以做不同的試驗來獲得水下機器人的操縱性能、適航性及受力變化情況，還可以此來對其進行結(jié)構(gòu)上分析與設計。之后我們還可以將水下機器人的高度智能化進行視景仿真來驗證與設計。還可以對某些重要的系數(shù)進行參數(shù)識別的仿真實驗，還要繼續(xù)加強視景仿真的真實性，來適應需求更高的仿真。 [科]

【參考文獻】

[1]賈欣樂，楊延生.船舶運動數(shù)學模型.大連海事大學出版社，1999.

[2]張曉頻.多功能潛水其操縱性能與運動仿真研究.哈爾濱工程大學碩士學位論文，2008.

篇6

Abstract: The overall milling error prediction model is obtained, including the thermal deformation errors of the workpiece, the tool thermal deformation error, the wear error of the tool and the tool deformation error.

關鍵詞：工件受熱變形；刀具受熱變形；刀具磨損；刀具受力

Key words: workpiece heating；tool heating；tool wear；tool stress

中圖分類號：TG54文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2011）23-0026-01

1加工誤差影響因素及分類

在數(shù)控銑削加工過程中，用戶期望生產(chǎn)加工后的工件與設計人員所設計的圖紙完全吻合一致，但這只是一個脫離實際的理論想法。在實際的生產(chǎn)加工中，由于受到加工操作規(guī)程、加工工藝系統(tǒng)、加工原理、加工測量、工件和刀具的材質(zhì)、工件和刀具的溫度、刀具受力變形、刀具磨損等因素的影響，實際生產(chǎn)加工后的工件與理論圖紙會存在一定的偏差，進而產(chǎn)生了加工誤差。

一般來講，一個完整的數(shù)控銑削加工系統(tǒng)主要由機床、夾具、刀具和工件構(gòu)成，也可以稱之為加工工藝系統(tǒng)。在實際的數(shù)控銑削加工過程中，存在很多影響因素引起加工誤差，進而影響加工工件的質(zhì)量。在前人研究的基礎上，按照誤差的來源可以將加工誤差分為三類：幾何誤差、物理誤差和其它誤差，其中幾何誤差是指機床或夾具或刀具本身存在的誤差和加工過程中由磨損而引起的誤差；物理誤差是指數(shù)控銑削加工工藝系統(tǒng)由于受熱和受力而產(chǎn)生的彈性變形和塑性形變而引起的誤差；其它誤差包括的范圍較大，隨機性較強，主要是指加工工人在數(shù)控銑削加工操作過程中，由于采用哪一種加工原理、操作是否嚴格遵守規(guī)程、重新調(diào)整工藝系統(tǒng)、定位刀具或待加工工件的精確程度、測量的準確度和加工工人的實踐經(jīng)驗等因素所引起的誤差。

2單因素加工誤差模型

參考文獻：

[1]周德生.基于計算機仿真技術的銑削加工精度控制研究[D].武漢理工大學，碩士學位論文，2006.

篇7

    論文摘要：介紹了工程技術訓練中心數(shù)控設備與教學的概況，以及科研項目對機械加工的需求及其特點。分析表明，工程訓練中心與科研團隊存在巨大的合作前景，可以在改善教學的同時推進科研項目的進展。 

一、引 言 

工程訓練中心是培養(yǎng)工科學生的一個重要基地，各學校在工程訓練中心的建設過程中投入巨大，除基本的金屬切削機床、材料成型設備外，各種數(shù)控機床、特種加工機床、精密測量等設備也已經(jīng)成為工程實踐教學的主力裝備。2008年11月，國家機械制造基礎及工程訓練課程指導委員會就《普通高校工程訓練中心建設基本要求》作了詳細闡述，其中數(shù)控設備至少應有：6臺數(shù)控車床、3臺數(shù)控銑床、2臺數(shù)控切割機床，并且各學校可根據(jù)實際教學需要，增加一定數(shù)量的加工中心，工程訓練中心除教學任務外，還有巨大的潛力可以挖掘。同時，隨著我國經(jīng)濟的迅速發(fā)展，國家在科學研究上的投入力度越來越大，這些科研項目對機械加工都有著巨大的需求，但這些需求一般為單件或者小批量，并且設計尚未完善或者一直處于改進之中，與現(xiàn)代企業(yè)的大批量生產(chǎn)存在一定脫節(jié)，而工程訓練中心的硬件設施與任務恰好能夠滿足科研項目中機械加工的需求，同時又能改善學生的學習條件。 

二、數(shù)控機床的特點及教學 

數(shù)控機床是指可以通過計算機編程，進行自動控制的機床。與普通機床相比，數(shù)控機床具有很多優(yōu)點：高柔性，適合單件、小批量生產(chǎn)，適合新產(chǎn)品的開發(fā)；加工精度高、加工質(zhì)量穩(wěn)定可靠、生產(chǎn)率高，數(shù)控機床的加工自動化，免除了普通機床上工人的疲勞、粗心、估計等人為誤差，提高了產(chǎn)品的一致性；并且數(shù)控機床對操作工人的要求降低，一個普通機床的高級技工，不是短時間內(nèi)可以培養(yǎng)的，而相對來說數(shù)控機床操作工人培養(yǎng)時間極短（如數(shù)控車工需要一周即可，還會編寫簡單的加工程序）。 

由于數(shù)控技術教學和培訓都離不開數(shù)控機床，而數(shù)控機床本身價格比較昂貴，同時訓練過程不可避免地存在誤操作過程，這對機床安全是一個巨大的隱患，同時數(shù)控機床的數(shù)量有限，難以滿足大量學生實踐訓練的需求。而隨著計算機技術的發(fā)展，數(shù)控機床加工仿真技術得到了迅猛發(fā)展，很好地解決了這些矛盾。數(shù)控加工仿真是一種先進的計算機人機交互技術，具有生動的界面和強大的顯示功能，圖形大小、顏色、觀察視角以及刀具的形狀等都可由操作者自行設計以滿足不同的監(jiān)控與學習要求；仿真系統(tǒng)的通用性較強，其語法診斷功能可以幫助學生學習編程。在模擬過程中，系統(tǒng)能及時提供錯誤信息以及刀具相對移動軌跡的顯示以及最終加工的立體效果，很容易發(fā)現(xiàn)和修改編寫程序的錯誤，高仿真界面及動態(tài)的模擬仿真系統(tǒng)可有效地顯示代替機床實際運行狀況并且還能夠提示操作信息，使數(shù)控機床的編程操作易于課堂化教學，從而既節(jié)省了機床設備和實習消耗，降低了實做危險，又大大提高了教學效率，規(guī)避了實習人員的操作風險。數(shù)控加工仿真系統(tǒng)采用了與數(shù)控機床操作系統(tǒng)相同的模擬界面，使其具備了整個加工過程的模擬仿真能力，即使仿真系統(tǒng)在模擬中出現(xiàn)人為的編程或操作失誤也不會危及學生和機床安全，學生反而還可以從中吸取大量的經(jīng)驗和教訓，所以說它是初學者理想的實驗、實踐工具。因此，數(shù)控加工仿真技術在數(shù)控教學領域的應用日益廣泛［1］［2］。 

當然，數(shù)控加工仿真技術同真正的數(shù)控機床存在一定的差別，容易引起以下弊端：（1）過于依賴計算機完成所有的操作，因為圖紙繪制、g代碼生成、仿真加工都可在計算機上完成，仿真與實際機床之間存在各種差異；（2）忽略加工工藝，仿真系統(tǒng)的仿真加工過程速度一般為5倍（調(diào)節(jié)范圍：1-100），使得操作人員忽略進給速度、刀具轉(zhuǎn)速和加工質(zhì)量等；（3）無法保證加工質(zhì)量，由于仿真軟件只能仿真加工過程，對于零件的表面粗糙度和尺寸精度等無法保證。 

因此，數(shù)控教學必須采用數(shù)控加工仿真與實訓操作相結(jié)合的方法，即先通過仿真系統(tǒng)讓學生對數(shù)控編程有一定的了解，再通過實訓操作使學生理解仿真與機床實訓的差別，不能僅僅為了學生和機床安全廢除實訓操作，這樣既可大大減少學生理解錯誤而產(chǎn)生的各種機床損壞及人身傷害，又可提高學生的實際操作技能。 

三、科研團隊與工程訓練中心的合作前景 

隨著中國經(jīng)濟的迅速發(fā)展，國家和其他組織在科研上的投入力度越來越大，其中理工類的科研對機械加工有著巨大的需求。絕大部分新產(chǎn)品開發(fā)或者新技術在開發(fā)過程中，對產(chǎn)品的需求并不明確或者存在一個逐漸深化的過程，對零部件的定型需要一個漫長的、反復的過程，需要對零件進行單件或者小批量的試制、修改。一般的科研團隊在機械加工方面的人員、設備力量非常薄弱，如果把這些任務交給企業(yè)去做，往往價格昂貴而又費時。而這恰恰是工程訓練中心的強項，并且科研團隊中往往有一大批計算機基礎很好的研究生，利用數(shù)控機床的仿真軟件，可以較快地學習數(shù)控設備的操作技術。一般說來，在工程訓練中心學習的主要群體是低年級的學生，也有少數(shù)高年級的學生，這些學生在此學習的目標往往比較簡單，僅僅是學習基本的操作技術，加工零件也僅僅是作為練習。如果科研團隊與工程訓練中心合作，對科研團隊的研究生進行培訓，訓練他們自己進行機械加工的能力，不僅能節(jié)省大量時間促進科研進程，更重要的是積累了加工經(jīng)驗，這有助于后續(xù)的設計與改進。同時，對本科生來說，與研究生一起操作數(shù)控機床不僅僅是練習了，而是在生產(chǎn)在科研，能夠極大地提高他們的積極性，培養(yǎng)自信心，增加他們的知識面，能夠進一步推動高年級本科生進實驗室的潮流，部分優(yōu)秀的低年級學生也能參與到科研中，這對本科生的其他課程學習是非常有益的。 

四、結(jié) 論 

數(shù)控機床加工仿真技術已經(jīng)成為數(shù)控教學的重要方法，這種方法功能強大、成本低、安全可靠，可在短時間內(nèi)大量培訓數(shù)控操作工，這些特點與科研項目存在互補之處，雙方合作是互惠互利的，既能改善教學條件，又能推動科研項目的進展。 

參考文獻： 

篇8

摘要：隨著經(jīng)濟全球化的快速發(fā)展，我國制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級成為必然，發(fā)展現(xiàn)代制造服務業(yè)，是加快制造業(yè)產(chǎn)業(yè)升級和轉(zhuǎn)型升級的重要途徑。文章以公共服務平臺建設為例，簡要闡述了發(fā)展現(xiàn)代制造服務業(yè)的模式和途徑，并提出了企業(yè)發(fā)展現(xiàn)代制造服務業(yè)的建議。

關鍵詞 ：現(xiàn)代制造服務業(yè) 制造業(yè) 轉(zhuǎn)型升級

一、現(xiàn)代制造服務業(yè)的內(nèi)涵及發(fā)展現(xiàn)狀

2014年08月國務院《國務院關于加快發(fā)展生產(chǎn)業(yè)促進產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整升級的指導意見》，進一步明確了生產(chǎn)業(yè)是全球產(chǎn)業(yè)競爭的戰(zhàn)略制高點。現(xiàn)代制造服務業(yè)融合了互聯(lián)網(wǎng)、通信、計算機等信息化手段和現(xiàn)代管理思想與方法，圍繞制造業(yè)的各個環(huán)節(jié)所開展的各類專業(yè)的服務活動，屬于生產(chǎn)業(yè)范疇。發(fā)展現(xiàn)代制造服務業(yè)，是從生產(chǎn)型制造向服務型制造轉(zhuǎn)變的戰(zhàn)略需求，是加快制造業(yè)產(chǎn)業(yè)升級和結(jié)構(gòu)調(diào)整的重要途徑。

當前，我國現(xiàn)代制造服務業(yè)仍處于剛起步和較為新興的發(fā)展階段，服務業(yè)總體規(guī)模仍然偏小，發(fā)展程度尚較低，服務水平不高，結(jié)構(gòu)不合理，機制創(chuàng)新滯后，整體發(fā)展水平與發(fā)達國家相比還有較大的差距。

二、建設公共服務平臺是發(fā)展現(xiàn)代制造服務業(yè)的重要手段

《意見》指出建立專業(yè)化、開放型的公共服務平臺是當前我國發(fā)展現(xiàn)代制造服務業(yè)的主要任務之一。公共服務平臺是根據(jù)區(qū)域經(jīng)濟、科技、社會發(fā)展需求，以科技資源集成開放和共建共享為目標，通過有效優(yōu)化和整合各類科技資源，向社會提供開放共享的一類科技創(chuàng)新服務載體。公共服務平臺為企業(yè)發(fā)展提供技術開發(fā)、試驗、推廣以及產(chǎn)品設計、加工、檢測、中試、信息共享、技術基礎設施等以及投資融資、教育培訓等公共服務。以企業(yè)為主體建立的公共服務平臺可顯著地強化企業(yè)的服務供給、提升企業(yè)服務水平、優(yōu)化企業(yè)資源、促進企業(yè)由生產(chǎn)型企業(yè)向服務型企業(yè)轉(zhuǎn)型升級。

三、公共服務平臺發(fā)展模式探討

為了研究公共服務平臺的發(fā)展模式，本文以株洲時代新材料科技股份有限公司（以下簡稱時代新材）建設的“高速鐵路機械系統(tǒng)仿真技術服務平臺”為案例進行分析。

1.高速鐵路機械系統(tǒng)仿真技術服務平臺介紹

時代新材主要從事高分子減振降噪產(chǎn)品、高分子復合改性材料和特種涂料及新型絕緣材料三大系列產(chǎn)品的研制開發(fā)、生產(chǎn)、銷售和服務，是目前我國交通機械裝備行業(yè)整體科技實力最強的高分子復合材料減振降噪技術專業(yè)研究、開發(fā)基地。2013年公司依托強大的高速鐵路機械仿真核心技術建立了高速鐵路機械系統(tǒng)仿真技術服務平臺。平臺由高性能計算平臺和機械設計仿真的功能平臺組成，承擔各高速鐵路產(chǎn)業(yè)相關單位新產(chǎn)品研發(fā)、基礎性和前沿性技術研究中的機械設計計算與仿真分析任務，整合機械結(jié)構(gòu)仿真分析方向的技術和人力資源，為基礎性研究的產(chǎn)業(yè)化應用提供理論和技術基礎。

2.高速鐵路機械系統(tǒng)仿真技術服務平臺服務模式

經(jīng)過探索和實踐，時代新材建立了“技術研發(fā)、技術推廣、技術信息一體化服務”的服務模式，即在企業(yè)本身開展研發(fā)的同時，為其它企業(yè)提供技術研發(fā)、產(chǎn)品檢測等服務，并向企業(yè)提供相關技術信息、技術培訓等。通過一體化技術服務和市場化推廣策略的結(jié)合，初步實現(xiàn)了平臺的組織網(wǎng)絡化、功能社會化、服務產(chǎn)業(yè)化、手段現(xiàn)代化的運營目標。技術服務平臺由依托層、核心層以及應用層組成。

（1）服務依托層。服務依托層圍繞長沙國家超算中心，由研發(fā)與技術數(shù)據(jù)庫、專業(yè)技術人才庫組成。研發(fā)與技術數(shù)據(jù)庫是對湖南省內(nèi)乃至全國近三年來高速鐵路機械設計領域內(nèi)新登記的科技成果、專利及論文，進行收集與進度跟蹤，整理形成最新的研發(fā)技術與數(shù)據(jù)庫。專業(yè)技術人才庫的建設主要包括兩個方面的內(nèi)容，一方面是專業(yè)人才庫共建工程；二是專業(yè)技術人才的培養(yǎng)工程。專業(yè)技術人才庫共建工程是通過收集高速鐵路機械仿真技術領域一批熟練掌握專業(yè)技術知識、具有精湛操作技能的專業(yè)技術人才；針對企業(yè)人才需求，及時推薦最適合企業(yè)發(fā)展的技術人才。其次是做好人才儲備服務，通過與提供專業(yè)技術人才的院校和科研機構(gòu)合作，建立人才對接機制，源源不斷地為企業(yè)提供急需的專業(yè)技術人才。

（2）服務核心層。此層充分發(fā)揮公司的優(yōu)勢，構(gòu)成公共服務平臺的技術服務核心力量，由仿真計算平臺、仿真管理平臺、仿真驗證平臺三部分組成。

（3）服務應用層。服務平臺以長沙國家超算中心、研發(fā)與技術數(shù)據(jù)庫、專家人才庫為依托，以時代新材料公司的仿真管理平臺、仿真技術平臺、仿真驗證平臺為核心，通過多種措施與途徑向高速鐵路產(chǎn)業(yè)領域機械仿真設計企業(yè)提供技術服務。

3.高速鐵路機械系統(tǒng)仿真技術服務平臺效益分析

公共服務平臺的建設，在整合、發(fā)揚湖南省高速鐵路這一優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)，優(yōu)化集群內(nèi)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，提升關鍵材料與制品研發(fā)、試驗、生產(chǎn)及配套能力，解決行業(yè)關鍵技術問題，促進高速鐵路行業(yè)整體技術水平提高的基礎上，有效的提升了相關企業(yè)的產(chǎn)品開發(fā)成功率、縮短了開發(fā)周期；提升了公司的服務水平和服務能力，促進了公司由傳統(tǒng)制造業(yè)向現(xiàn)代制造服務業(yè)的轉(zhuǎn)變。

四、企業(yè)發(fā)展現(xiàn)代制造服務業(yè)的建議

時代新材公司依托核心技術、以信息化建設為紐帶，整合優(yōu)勢資源，立足于區(qū)域產(chǎn)業(yè)特色，實現(xiàn)傳統(tǒng)制造業(yè)向現(xiàn)代服務制造業(yè)的轉(zhuǎn)變。

1.核心技術服務化，逐步由傳統(tǒng)制造業(yè)向現(xiàn)代制造服務業(yè)轉(zhuǎn)化

現(xiàn)代制造服務業(yè)對技術有較高的要求，只有掌握差別化的核心技術，才能提供差異化、個性化的集成服務。制造企業(yè)應依托自身的核心技術發(fā)展制造服務業(yè)，逐漸將經(jīng)營重心從加工制造轉(zhuǎn)向提供技術服務、流程控制、產(chǎn)品研發(fā)等生產(chǎn)。

2.加強企業(yè)信息化建設，提升企業(yè)制造服務能力

制造業(yè)正在向全面信息化邁進，研發(fā)、設計、采購、制造、服務等各個環(huán)節(jié)都與信息技術密切相關；從產(chǎn)品的發(fā)展特征來看，產(chǎn)品的知識化、智能化、系統(tǒng)化、信息化、服務化得到全面提升。企業(yè)發(fā)展現(xiàn)代制造服務業(yè)必定要加強企業(yè)信息化建設，利用信息技術改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，實現(xiàn)高效益、高可靠性、提高企業(yè)制造服務能力。

3.轉(zhuǎn)化觀念，提升現(xiàn)代制造服務業(yè)的戰(zhàn)略地位

企業(yè)要進一步打破“大而全”、“小而全”的格局，分離和外包非核心業(yè)務，提升現(xiàn)代制造服務業(yè)的戰(zhàn)略地位，制定服務業(yè)務發(fā)展的戰(zhàn)略和規(guī)劃，分階段、有重點地開展服務業(yè)務，培育企業(yè)品牌競爭優(yōu)勢向價值鏈高端延伸，促進企業(yè)逐步由生產(chǎn)制造型向生產(chǎn)服務型轉(zhuǎn)變。

參考文獻

[1]李浩,顧新建,祁國寧,紀楊建,陳笈熙.現(xiàn)代制造服務業(yè)的發(fā)展模式及中國的發(fā)展策略[J].中國工程機械,2012(7)

[ 2 ] 薛金山.中國制造業(yè)轉(zhuǎn)型路徑與階段性探討[ J ] .中國機電工業(yè),2010(10)

篇9

關鍵詞：建環(huán)專業(yè);實驗教學;虛擬仿真

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）05-0106-02

引言

虛擬仿真技術是20世紀末才興起的一門嶄新的信息技術，能夠模擬真實設備或系統(tǒng)的工作過程，具有信息量大、生動形象、身臨其境、實時交流等特征。虛擬仿真實驗教學是虛擬仿真技術在教育領域的應用，是高等教育信息化建設的重要內(nèi)容[1]，促進當前教育模式、教學方法和學習方式的深刻變革。

建筑環(huán)境與能源應用工程是一個典型工科類的專業(yè)，在人才培養(yǎng)中普遍存在“重設計、輕實踐”等問題，強化專業(yè)實驗教學內(nèi)容，培養(yǎng)應用型、復合型和創(chuàng)新型的實用人才，是社會對建環(huán)專業(yè)教學改革的迫切要求。將虛擬仿真技術的引入到建環(huán)專業(yè)實驗教學中，解決目前實驗教學中的存在問題，提高建環(huán)專業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量，是值得研究和探索的課題。

一、建環(huán)專業(yè)實驗的教學現(xiàn)狀

目前，建環(huán)專業(yè)實驗教學基本上是傳統(tǒng)模式[2]，存在實驗課時少、教學內(nèi)容陳舊、實驗教學方法和手段單一等諸多問題。實驗類型多以驗證性、演示型為主，學生學習被動，往往敷衍了事。為了改進實驗教學效果，很多學校做出積極探索和改革[3-4]，如獨立設置專業(yè)實驗課程、改革實驗考核模式、開設創(chuàng)新實驗、增加生產(chǎn)實習等。雖然這些努力對提高實驗教學質(zhì)量起到了一定作用，但是，建環(huán)專業(yè)實驗教學改革發(fā)展中存在瓶頸：

1.受實驗室條件限制，很難開設交叉性專業(yè)實驗。

暖通空調(diào)系統(tǒng)形式多樣、構(gòu)成復雜、設備龐大、維護費用高，受實驗室空間和資金的限制，很難建設較為綜合的暖通空調(diào)實驗平臺，使學生對系統(tǒng)整體性和在工程中的實際運行缺少全面性認識。

2.受生產(chǎn)與安全條件限制，生產(chǎn)實習教學效果很難達到預期要求。

為了彌補交叉性專業(yè)實驗的不足，很多學校加強了生產(chǎn)實習環(huán)節(jié)。但是，由于實際工程環(huán)境復雜、危險大、操作安全要求高，企業(yè)出于經(jīng)濟效益和安全考慮，不可能同意把在工程現(xiàn)場進行實驗教學，只能是走馬觀花的參觀式教學，實際教學效果不佳。

3.受師資力量和實驗設備限制，實驗教學質(zhì)量大打折扣。

大多數(shù)學校建環(huán)專業(yè)每年招生2個班以上，有的學校甚至達到4個班。當學生人數(shù)多時，而師資力量有限、實驗設備數(shù)量有限時，如何安排好學生進行實驗，并且能夠激發(fā)學生主動性、積極性是一件非常困難的事情。

二、建環(huán)專業(yè)虛擬仿真實驗教學的必要性

虛擬仿真技可以生動形象地復現(xiàn)各類復雜的暖通空調(diào)系統(tǒng)，有效解決建環(huán)專業(yè)實驗改革的瓶頸問題。虛擬仿真實驗不受實驗室條件的限制、生產(chǎn)與安全條件的限制、師資與實驗設備的限制，可以實現(xiàn)在課堂和實驗室中無法實現(xiàn)的教學過程，拓展實驗類型，開展豐富多樣的專業(yè)交叉性、創(chuàng)新性實驗。

建環(huán)專業(yè)開展虛擬仿真實驗教學，將帶來如下優(yōu)勢：①能營造出一種仿真式與交互式的實驗環(huán)境，不用考慮實驗室面積、投資、運行、維護費用，使得實驗經(jīng)費大大降低。②能展現(xiàn)建環(huán)專業(yè)的最前沿技術，擴展實驗項目。③擴展實驗內(nèi)容和深度，突破課堂教學難點。④去除了繁雜的實驗準備工作，節(jié)省去人力、物力，更有效利用師資力量。⑤可以反復訓練，為學生自主學習提供平臺，提高學習興趣，促進主動思考。

對于實踐教學而言，不同層次的實踐教學可以用不同層次的虛擬仿真技術進行模擬。在專業(yè)基礎課程中的實踐教學可以使用簡單、高效、成本低廉的傳統(tǒng)仿真技術來完成，對于專業(yè)核心課程的實踐教學或綜合性實驗，可采用虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)來實現(xiàn)。

三、建環(huán)專業(yè)領域的常用仿真技術

仿真技術以低成本、高開放性和廣泛適用性等優(yōu)勢，已經(jīng)在建環(huán)專業(yè)相關的科研領域有了廣泛應用和研究，很多仿真軟件被用于暖通空調(diào)的仿真建模，主要分為以下三個方面：

1.建筑室內(nèi)環(huán)境的仿真。主要有Fluent、Airpak、Phoenics和Flovent等軟件，其中Fluent和Airpak最具代表性。Fluent軟件包含豐富而先進的物理模型，能夠準確模擬所研究對象內(nèi)的空氣流動、傳熱和污染等物理現(xiàn)象。Airpak則是專門面向HVAC領域的室內(nèi)環(huán)境仿真軟件，在功能上沒有Fluent全面，但是比Fluent更易于建環(huán)專業(yè)人員使用。

2.建筑或空調(diào)系統(tǒng)能耗的仿真。主要有EnergyPlus、DeST、DOE-2和BLAST等軟件，其中EnergyPlus和DeST在我國應用最多。EnergyPlus吸收了DOE-2和BLAST的優(yōu)點，采用集成同步的負荷/系統(tǒng)/設備的模擬方法。DeST基于狀態(tài)空間法理論，利用多區(qū)熱質(zhì)平衡算法和三維動態(tài)傳熱算法模擬建筑能耗。

3.暖通空調(diào)系統(tǒng)性能的仿真。主要有TRNSYS、SIMULINK、HVACSIM+和DYMOLA等軟件。TRNSYS模塊化結(jié)構(gòu)的動態(tài)系統(tǒng)模擬軟件，內(nèi)置了200多個功能性子程序，目前應用最為普遍。DYMOLA是基于方程式的多物理系統(tǒng)模擬軟件，能夠很好解決因果類仿真平臺的代數(shù)循環(huán)問題，而且具備將建模和數(shù)值方法的理想解耦，適用于開發(fā)復雜的空調(diào)系統(tǒng)仿真模型。

可見，仿真技術已經(jīng)在建環(huán)專業(yè)科研領域有廣泛應用，可以模擬建筑室內(nèi)復雜的熱環(huán)境，仿真各種復雜的空調(diào)系統(tǒng)，為暖通空調(diào)虛擬仿真實驗的開發(fā)奠定了技術基礎。

四、建環(huán)專業(yè)虛擬仿真實驗教學的發(fā)展狀況

仿真技術是用來構(gòu)建仿真系統(tǒng)的物理模型，真實反映出實際系統(tǒng)的特性。對于虛擬仿真實驗來說，必須有交互式界面，通常用Vega、U3D、Eclipse、CATIA、WebBuilder、Visual Studio、LabVIEW等軟件平臺開發(fā)，使學生可直接參與，探索仿真對象的變化過程。目前，雖然建環(huán)專業(yè)領域的仿真研究很多，但主要應用于科研領域;建環(huán)專業(yè)的虛擬仿真實驗研究相對很少，尚處于初步探索階段。

美國可持續(xù)建筑性能研究所開發(fā)了LearnHVAC軟件，如圖1所示。學生可以對空調(diào)系統(tǒng)進行模擬操作，包括短期控制模擬，長期能耗模擬，分析系統(tǒng)故障。教師可以自定義暖通空調(diào)系統(tǒng)的模擬場景，對學生的實驗進行管理。目前，LearnHVAC只是可發(fā)了變風量系統(tǒng)一項實驗內(nèi)容。

在國內(nèi)，山東建筑大學開發(fā)了太陽能系統(tǒng)、地源熱泵系統(tǒng)等虛擬仿真實驗軟件，只側(cè)重于對原理的認識和體驗，實驗功能簡單;合肥工業(yè)大學楊善林教授將組件技術應用于中央空調(diào)的計算機仿真培訓系統(tǒng)研發(fā)過程中，其開發(fā)方法能夠?qū)μ摂M仿真軟件有一個很好的參考作用[5];湖北工業(yè)大學以BIM技術、信息技術為支撐，組建了綠色建筑全生命周期虛擬仿真實驗教學中心[6]。

目前，虛擬仿真實驗教學已經(jīng)逐漸得到重視，很多大學已經(jīng)開展了相關調(diào)研，建設虛擬仿真實驗室、開發(fā)虛擬仿真實驗項目、研究虛擬仿真教學方法等工作已經(jīng)逐步開展。

五、結(jié)束語

虛擬仿真技術是當前高等教育的重要教學手段，虛擬仿真實驗建設必將推動建環(huán)專業(yè)實驗教學發(fā)展，如何與傳統(tǒng)實驗項目有機結(jié)合，設置合理的實踐教學計劃，開發(fā)創(chuàng)新性虛擬仿真實驗項目，提高人才培養(yǎng)質(zhì)量，將是近年來建環(huán)專業(yè)實驗教學改革的重點內(nèi)容。

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篇10

每篇論文的寫作都是建立在他人的研究成果之上的，這樣就難免要引用他人的勞動成果來論證自己的學術觀點，這樣的科學論文是有繼承性的，下面是學術參考網(wǎng)的小編整理的關于物流專業(yè)畢業(yè)論文參考文獻，希望給大家在寫作當中帶來幫助。

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