時間:2023-04-06 18:46:35
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切削加工仿真技術(shù)的發(fā)展動向包括兩個方面,其一是開發(fā)NC仿真軟件,借以顯示刀具運動軌跡,并判斷刀具、刀夾與工件及其夾具是否產(chǎn)生干涉。
在進行立銑加工時,最基本的任務(wù)是切除刀具切削刃包絡(luò)面通過部分的被加工材料,使保留下來的部分成為已加工面。完成這類加工所用的軟件應(yīng)包括如下內(nèi)容:刀具、刀具夾頭、工件、夾具等的協(xié)調(diào),機床主軸的構(gòu)成及其可工作的范圍,能真實地仿真機床和刀具的動作等。特別是近幾年來,由于五坐標切削加工的不斷增加,在實際加工前應(yīng)進行NC仿真的重要性日益突出。這類NC仿真軟件中,有不少軟件具有極為優(yōu)異的性能,如可從金屬切除體積計算出加工效率;根據(jù)金屬切除體積來判斷切削加工是否產(chǎn)生過載;如果負荷固定,由于進給速度過高而產(chǎn)生過載,仿真軟件可調(diào)整進給速度,防止過載產(chǎn)生,并可縮短切削加工時間等。
切削加工仿真技術(shù)的另一發(fā)展動向是研究解析切削加工過程中的物理現(xiàn)象,如被加工材料因塑性變形而產(chǎn)生熱量,被切除材料不斷擦過刀具前刀面形成刀屑后被排出,以及由刀具切削刃切除不需要的材料而在工件上形成已加工面等,并將這一系列切削過程通過計算機模擬出來,目前能達到這種理想目標的產(chǎn)品還為數(shù)不多。Thirdwavesystems公司的“advantedge”是采用有限元法對切削加工進行特殊優(yōu)化解析的軟件產(chǎn)品,與用于構(gòu)造解析的有限元法程序包比較,其最大優(yōu)點是用戶界面優(yōu)良,機械加工的技術(shù)人員能方便地進行解析。美國scientificformingtechnologies公司的“deform”是鍛造等塑性變形加工用有限元法解析程序包,最近已被轉(zhuǎn)用于切削加工。
切削過程是切屑、被加工材料的彈性變形和塑性變形的變形過程,與沖壓、鍛造等塑性變形比較,變形速度(單位時間產(chǎn)生的變形量)非常大,由此產(chǎn)生的塑性變形能量和前刀面上由摩擦產(chǎn)生的能量將引起發(fā)熱,從而使溫度大幅度升高,刀尖在連續(xù)而狹小的范圍使被加工材料破壞、分離成切屑和已加工面等,這是切削過程的顯著特征。而這些現(xiàn)象彼此間存在復(fù)雜的相互影響。
如果用有限元解析方式,需輸入下列內(nèi)容:被加工材料特性及摩擦狀態(tài)等物理特性;切削條件及刀具形狀等邊界條件。通過有限元解析剛性方程,可輸出切削力、剪切角、切削溫度等帶有切屑生成狀態(tài)特征的量化參數(shù),在此過程中,無需建立數(shù)學(xué)模型或提出假設(shè)。根據(jù)有限元解析的結(jié)果,還易于將切屑生成過程、應(yīng)力、變形等物理量實現(xiàn)可視化。
要獲得高精度解析結(jié)果,最為重要的輸入內(nèi)容是反映被加工材料應(yīng)力——變形關(guān)系的材料特性,而材料特性的獲取是極為費力的工作。今后,隨著計算機功率的增大,這種切削過程的物理仿真技術(shù)將會逐漸普及。能否迅速普及的關(guān)鍵在于能否及時向用戶提供所需的被加工材料的材料特性。
按需開發(fā)切削加工仿真技術(shù)軟件
目前,許多科技人員正在進行生產(chǎn)工程中最基礎(chǔ)的切削加工技術(shù)的研究,其中多數(shù)研究的目的是在弄清楚加工現(xiàn)象的同時,對加工過程進行預(yù)測。如果這些研究內(nèi)容實現(xiàn)了系統(tǒng)的計算機軟件化,就意味著能形成一個切削仿真技術(shù)軟件。如東京農(nóng)工大學(xué)機械學(xué)院的實驗室就正在進行幾種預(yù)測性的有關(guān)切削加工仿真技術(shù)軟件的研究。工藝流程和實用仿真采用了橫向和縱向相匹配的研究體系,橫向與產(chǎn)品設(shè)計到加工工序相對應(yīng);在縱向上越往上,實用性越好,往下則不僅是實用性,還包括加工現(xiàn)象的解析和實現(xiàn)可視化。
1.刀具信息數(shù)據(jù)庫和解析仿真技術(shù)并用的切削條件選擇系統(tǒng)
在實際的切削過程中,不應(yīng)照搬工具廠提供的推薦切削條件,而應(yīng)根據(jù)機床、工具系統(tǒng)、工件裝卡等具體情況,反復(fù)進行試切削來修正切削條件。同時還應(yīng)將過去加工中積累的行之有效的參考數(shù)據(jù)輸入數(shù)據(jù)庫,在有效利用這些數(shù)據(jù)的同時,借助解析方法使切削條件達到最佳化;對于沒有參考數(shù)據(jù)的新的切削加工,則應(yīng)開發(fā)與此相關(guān)的切削條件選擇系統(tǒng)。該系統(tǒng)中把振動、加工精度、刀具升溫、刀具壽命、殘余應(yīng)力等設(shè)定為解析內(nèi)容,在解析的基礎(chǔ)上,就能選擇出最佳的刀具和調(diào)整切削條件。
本系統(tǒng)的數(shù)據(jù)大致分為三個部分:刀具信息數(shù)據(jù)、工具系統(tǒng)組成、切削條件。在切削條件中可積累有效的切削加工技術(shù)參數(shù)。
本文擬用圖例表示平頭立銑刀加工的最佳銑削效率和最佳化側(cè)面的形狀誤差。根據(jù)數(shù)據(jù)庫選擇所需刀具和刀夾,預(yù)測由立銑刀和刀夾的彎曲度及卡頭和主軸錐度結(jié)合部分的旋轉(zhuǎn)變化所導(dǎo)致的加工誤差。切削力的預(yù)測采用刀尖處的切削力乘以比切削抗力的模式。這是一種最簡便的的方法,但卻得到了切削力波形與實測值一致的良好結(jié)果。計算出每一瞬間由切削力引起的刀具撓曲量,將其和形成已加工面的切削刃位置的位移相連就能得到已加工面的形狀。與大規(guī)模有限元法的計算比較,計算時間是非常少的,輸入刀具信息和切削條件信息,就能容易地仿真加工誤差。
盡管數(shù)據(jù)庫里已具有確實適應(yīng)的切削加工條件,人們?nèi)韵MM一步減少加工誤差,提高加工效率。實例表明,用這種仿真和實現(xiàn)最佳化方式來修正切削條件是完全可能的。
2.立銑刀加工時的刀具溫度
近年來,高速銑削已很普遍,由經(jīng)驗得知,它適用于小切深、大進給的銑削條件,而把握最佳條件卻相當(dāng)困難。銑削加工與車削加工不同,前者屬于斷續(xù)切削,在加工過程中,刀具升溫和冷卻高速地反復(fù)進行。由于熱傳導(dǎo)給刀具-切屑接觸部分是斷續(xù)進行的,必須根據(jù)這一特征來解析刀具溫度的變化。熱傳導(dǎo)量對預(yù)測精度影響很大,但不需要對切屑生成狀態(tài)的變形和熱解析相聯(lián)系進行大規(guī)模計算,因此可快速獲得解析結(jié)果。切削速度、切深、進給的組合將影響最高溫度,當(dāng)加工效率一定時,提高進給速度,刀具溫度就會降低,溫度降低往往會使進給速度的提高達到極限,而提高進給速度,加工表面就會變得粗糙。因此,如果能很好地平衡粗糙度和溫度的關(guān)系,就能夠選擇到兩者相互平衡的切削條件。
3.用有限元法進行切削過程的物理仿真
在用有限元法進行切削過程的物理仿真中,作為切削條件輸入的內(nèi)容包括:切削速度、切削厚度、刀具前角、刀具后角、工件材料特性等。對這些參數(shù)進行解析后,就能獲得切削力、切屑形狀、刀具和切屑上的溫度分布、應(yīng)力分布、形變分布、殘余應(yīng)力分布等物理特性輸出結(jié)果。
虛擬仿真(VR)即虛擬現(xiàn)實,是一種采用計算機為核心的現(xiàn)代高科技生成逼真的視、聽、觸覺一體化的特定范圍的虛擬環(huán)境,用戶借助必要的設(shè)備以自然的方式與虛擬環(huán)境中的對象進行交互作用、相互影響,從而產(chǎn)生如同真實環(huán)境的感受和體驗。盡管該環(huán)境并不真實存在,但它作為一個逼真的三維環(huán)境仿佛就在我們周圍。由于用戶對計算機環(huán)境的虛擬物體產(chǎn)生了類似于對現(xiàn)實物體的存在意識或幻覺,用戶在計算機所創(chuàng)建的三維虛擬環(huán)境中處于一種全身心投入的感覺狀態(tài)。
2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
2.1國內(nèi)研究現(xiàn)狀
盡管國內(nèi)虛擬仿真技術(shù)起步較晚,但是隨著信息技術(shù)在社會各領(lǐng)域中的廣泛應(yīng)用,信息化教學(xué)已成為信息技術(shù)和信息資源與教學(xué)相結(jié)合的教學(xué)形態(tài),以計算機仿真技術(shù)、多媒體技術(shù)和虛擬現(xiàn)實技術(shù)為特征的虛擬仿真實驗室開始逐步滲透到教學(xué)領(lǐng)域。虛擬仿真技術(shù)在醫(yī)學(xué)教學(xué)及某些醫(yī)學(xué)手術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域得到不同程度的應(yīng)用和研究。在護理學(xué)教學(xué)中,作為實踐性很強的綜合性應(yīng)用學(xué)科-護理學(xué)基礎(chǔ),其護理專業(yè)實踐教學(xué)約占該課程總學(xué)時的一半,也是培養(yǎng)護生臨床實踐能力的主要途徑之一。然而傳統(tǒng)的由教師演示-學(xué)生練習(xí)-教師指導(dǎo)的護理實踐教學(xué)模式已經(jīng)不能滿足學(xué)生的需要,非常有必要對護理實訓(xùn)教學(xué)進行改革和創(chuàng)新。隨著虛擬仿真技術(shù)在一些實踐性要求高的專業(yè)中的大量應(yīng)用及研究,國內(nèi)某些醫(yī)學(xué)院校的護理學(xué)基礎(chǔ)實驗教學(xué)也不同程度地開展了仿真技術(shù)在護理實踐教學(xué)中的應(yīng)用與研究,如高仿真模擬人技術(shù)早已投入護理專業(yè)實踐教學(xué)中,并被應(yīng)用在《內(nèi)科護理》教學(xué)中并收到良好的效果,還有以主要訓(xùn)練護生的單項護理操作技能為目的的專項護理技能訓(xùn)練,如手臂模型可以模擬人類真實的血管,穿刺過程中有落空感和模擬真實血液流出,高級電腦心肺復(fù)蘇模型可以進行心肺復(fù)蘇的模擬訓(xùn)練,大小與真人相仿,在操作時可有語音提示和報警聲來顯示其操作的正確性。虛擬仿真技術(shù)還可以使用在一些不宜在真人身上實練(如鼻飼法、導(dǎo)尿術(shù)等)的護理實訓(xùn)課的應(yīng)用。2007年大連大學(xué)職業(yè)技術(shù)學(xué)院以“探索出適合中等職業(yè)技術(shù)教育的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)模式,提高中等職業(yè)教育運用現(xiàn)代教育技術(shù)手段水平”為目的開展的“護理技術(shù)模擬教學(xué)系統(tǒng)”項目的研發(fā)卓有成效,該研發(fā)項目提出了包括13個模塊,每個模塊由教學(xué)演示、模擬操作、考核測評三大部分構(gòu)成的護理技術(shù)計算機虛擬仿真實訓(xùn)教學(xué)軟件系統(tǒng),該教學(xué)軟件系統(tǒng)的研發(fā)為虛擬仿真技術(shù)在護理實訓(xùn)練習(xí)中的開展和推廣應(yīng)用提供了參考。2009年貴州遵義醫(yī)學(xué)院護理系進行了護理學(xué)基礎(chǔ)虛擬實驗室的研發(fā),是一次將虛擬仿真技術(shù)應(yīng)用于基礎(chǔ)護理實踐教學(xué)的一種有效嘗試,可推廣應(yīng)用于國內(nèi)各護理院校和各大醫(yī)院的實驗教學(xué)和繼續(xù)教育培訓(xùn)與考核,有著較廣闊的應(yīng)用前景。重慶市衛(wèi)生學(xué)校已經(jīng)開展并建成仿真急救護理實訓(xùn)室,為其他護理院校提供了可借鑒的急救實訓(xùn)基地模式和實訓(xùn)方法。同時,虛擬仿真技術(shù)在職業(yè)技能培訓(xùn)中發(fā)揮的作用越來越大,也正被廣大的職業(yè)教育工作者所接受。目前高職院校招生人數(shù)逐年增加,學(xué)校實驗室及傳統(tǒng)的教學(xué)模式已經(jīng)遠遠不能滿足師生的需要,尋找一種行之有效的技術(shù)手段來緩解傳統(tǒng)實踐教學(xué)模式所帶來的壓力,是許多高職院校的當(dāng)務(wù)之急,將虛擬仿真技術(shù)應(yīng)用于護理實踐教學(xué)是解決以上問題的關(guān)鍵,更是培養(yǎng)最優(yōu)秀的護理畢業(yè)生的必由之路。
2.2國外研究現(xiàn)狀
美國在培養(yǎng)護生的過程中由于醫(yī)院及患者等方面的原因,護生在臨床實習(xí)中很少有機會在患者身上進行練習(xí)操作技能,同時護理院校理論課程的增加及實踐教學(xué)課程的壓縮也大大減少了護生們開展實踐練習(xí)的機會。鑒于此,開展虛擬仿真技術(shù)在護理實踐教學(xué)中的應(yīng)用也是非常有必要的。美國的虛擬仿真技術(shù)在不同行業(yè)的運用,包括在護理教學(xué)中的應(yīng)用開展的都比較早。美國紐約州立大學(xué)護理學(xué)院早在1996年就開展了虛擬仿真技術(shù)在靜脈輸液中的應(yīng)用研究,虛擬仿真技術(shù)在護理實踐中的作用是一些模型、錄像帶等所不能比擬的,后者不能給護生帶來真實的感覺,而虛擬仿真可以,并且大大減少了護生在真實的臨床護理操作中給患者帶來的不適。常用的虛擬仿真技術(shù)有兩種,身臨其境式和非身臨其境式,前者技術(shù)要求較高,需要利用一些傳感工具,如頭盔、手套、跟蹤器等,讓用戶置身于虛擬境界中,雖然設(shè)備昂貴,但因其具有很逼真的護理情境而對護理教學(xué)產(chǎn)生深遠的影響,非身臨其境式,因其實用性和實惠性被廣泛運用到護理教學(xué)中。隨著從事護理教育的工作人員數(shù)量的減少,虛擬仿真技術(shù)同樣運用在一些護理學(xué)遠程教學(xué)、成人繼續(xù)教育、護理技能培訓(xùn)等項目。虛擬災(zāi)害環(huán)境的護理措施的研究更是拓展了虛擬仿真技術(shù)在護理教學(xué)領(lǐng)域中的運用。20世紀80年代,美國便應(yīng)用虛擬仿真技術(shù)建立了用于考試和教學(xué)的臨床病例庫,即虛擬臨床瀏覽(VCE)。到目前為止,在護理教育領(lǐng)域,虛擬臨床瀏覽系列教學(xué)軟件和指導(dǎo)手冊已發(fā)展到覆蓋內(nèi)外科護理學(xué)、婦產(chǎn)科護理學(xué)、兒科護理學(xué)和護理學(xué)技術(shù)等課程,并且提供網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)資源。虛擬臨床瀏覽結(jié)合護理教科書,建立了虛擬醫(yī)院,進入虛擬醫(yī)院,可以學(xué)習(xí)溝通、記錄、評估和安全給藥。虛擬醫(yī)院的建立可以幫助護生熟悉日常護理工作,從而提高臨床判斷和批判性思維能力。還有已經(jīng)在英美許多醫(yī)學(xué)院校使用的CathSim靜脈穿刺訓(xùn)練系統(tǒng)包括軟件和觸覺反饋裝置即靜脈穿刺用的胳膊和一臺電腦,可設(shè)置在實際工作中可能遇到的不同年齡、血管狀況以及疾病嚴重程度的各類患者。由日本NEC公司研制的“SimCoeur”軟件系統(tǒng)可以模擬急診患者每分鐘的臨床表現(xiàn),還可以設(shè)置1000余種患者情境,可以使護生面對不同的患者,很好的鍛煉了護生的應(yīng)變能力,并且能夠快速地對護生所進行的操作進行反饋。同時該公司研制的“SimNursing”模擬急診患者軟件系統(tǒng),已于1998年投入日本市場,該軟件系統(tǒng)可進行護理程序的模擬訓(xùn)練,學(xué)生能按照完整的護理程序?qū)颊哌M行全程護理。多款軟件的研發(fā)和應(yīng)用為虛擬實驗室的建設(shè)提供了技術(shù)支持,其中最有代表性的就是Mathworks公司推出的MAllAB語言,美國NI公司推出的LabVIEW圖形化編程語言及美國ELANIX公司推出的SystemView軟件。
3發(fā)展趨勢
論文關(guān)鍵詞:三維虛擬仿真技術(shù),物流,教學(xué)
當(dāng)前,仿真技術(shù)已經(jīng)成為分析、研究各種復(fù)雜系統(tǒng)的重要工具教育學(xué)論文,它廣泛用于工程領(lǐng)域和非工程領(lǐng)域。高職院校的物流實訓(xùn)中心大多數(shù)是基于軟件模擬的物流實訓(xùn)室,這類實訓(xùn)室是以物流軟件模擬來搭建物流模擬平臺,如倉儲管理軟件、運輸管理軟件、ERP、MRP、國際貨代軟件、TPL軟件或基于上述幾個軟件集成起來的供應(yīng)鏈軟件等;然而對于基于設(shè)備的物流實訓(xùn)室來說,由于資金等方面的限制,比較先進的設(shè)備還尚欠缺教育學(xué)論文,這就造成了學(xué)生對立體庫、高速分揀機、巷道式堆垛機、AGV、碼垛機器人等先進的物流設(shè)備缺乏足夠的感性認識論文格式模板。三維虛擬仿真技術(shù)等夠?qū)}庫、配送中心、企業(yè)生產(chǎn)線等進行簡單的建模,能夠加深學(xué)生對各種物流設(shè)備的認識,幫助學(xué)生理解工業(yè)、企業(yè)、生產(chǎn)線的布置與產(chǎn)出平衡、物料需求計劃、企業(yè)資源計劃等相關(guān)知識,更好地找出生產(chǎn)瓶頸,加深對現(xiàn)代化立體倉庫、配送中心的了解。因此三維虛擬仿真技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用教育學(xué)論文,對于學(xué)生更好地學(xué)習(xí)物流專業(yè)理論知識、培養(yǎng)相應(yīng)的職業(yè)技能是大有裨益的。
一、三維虛擬仿真技術(shù)概述
三維虛擬仿真(3D Virtual Simulation)就是利用三維建模技術(shù),構(gòu)建現(xiàn)實世界的三維場景并通過一定的軟件環(huán)境驅(qū)動整個三維場景,響應(yīng)用戶的輸入,根據(jù)用戶的不同動作做出相應(yīng)的反應(yīng),并在三維環(huán)境中顯示出來。三維仿真的關(guān)鍵技術(shù)主要有動態(tài)環(huán)境建模技術(shù)、實時三維圖形生成技術(shù)、立體顯示和傳感器技術(shù)、應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)工具、系統(tǒng)集成技術(shù)等論文格式模板。該軟件提供了原始數(shù)據(jù)擬合、圖形化的模型構(gòu)建、虛擬現(xiàn)實顯示、運行模型進行仿真的實驗、對結(jié)果進行優(yōu)化、生產(chǎn)3D動畫影像文件等功能。
利用三維虛擬仿真技術(shù)教學(xué)具有以下優(yōu)點:
1、教學(xué)內(nèi)容視覺化
2、學(xué)習(xí)中的交互性好
3、沉浸感真實感強
二、三維虛擬仿真技術(shù)在物流教學(xué)中的應(yīng)用
基于青海交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院物流實訓(xùn)中心3D實訓(xùn)室的應(yīng)用系統(tǒng)及操作流程。
1.開機步驟
開機順序依次為:
2 AP轉(zhuǎn)換器(數(shù)量兩臺):
按下電源按鈕教育學(xué)論文,
2 工作站(數(shù)量兩臺)
2 投影機(數(shù)量四臺)
進入控制工作站,進入中控程序,點擊投影機控制,選擇開
等投影機啟動完畢后再進入下一步
2 邊緣融合機(數(shù)量兩臺):
按下電源按鈕
關(guān)機順序依次為:
立體圖像工作站——邊緣融合機——AP轉(zhuǎn)換器——投影機——控制工作站
2.基本操作設(shè)置
立體圖像工作站設(shè)置
(1)多顯示器設(shè)置
鼠標在桌面上右鍵
進入NVIDIA控制面板
點擊設(shè)置多個顯示器
設(shè)置作為一個大水平桌面(水平平移模式)
顯示的結(jié)果是,顯卡雙頭輸出兩個通道的桌面。
(2)分辨率設(shè)置
單屏分辨率1024×768教育學(xué)論文,重疊像素為192
整體分辨率為1856×768(含邊緣重疊區(qū)192個像素)
重疊像素設(shè)置圖如下:
立體設(shè)置為管理3D設(shè)置里面,基本設(shè)置,選用立體啟用
3 .基本演示操作
(1)立體電影
檢查左右眼是否正確?
2 將圖像移動分別移動到第一個通道和第二個通道進行檢查論文格式模板。
如果第一個通道和第二個通道都不正常,點擊一下軟件里面L/R
2 如果圖像只在第一個通道出現(xiàn)左右眼反的現(xiàn)象?
在第一臺AP轉(zhuǎn)換器后面的綠色按鈕按兩次切換左右眼
2 如果圖像只在第二個通道出現(xiàn)左右眼反的現(xiàn)象?
在第二臺AP轉(zhuǎn)換器后面的綠色按鈕按兩次切換左右眼
(綠色按鈕按兩次表示切換左右眼)
(2)NVSG演示軟件
同樣觀看立體是否正常,可以通過軟件切換左右眼
(3)VEGA演示軟件
同樣觀看立體是否正常教育學(xué)論文,可以通過軟件切換左右眼
4系統(tǒng)連接圖如下
5投影機圖像不正確的調(diào)試方法
(1)首先檢查畫面比例是否正確
再點擊高級:
水平位置和垂直位置,如圖所示。
6融合機出現(xiàn)故障處理方法
出現(xiàn)基本問題首先重新啟動融合機來解決
如重新無法解決可以采取如下步驟:
(1)找到是那臺融合機出現(xiàn)的問題,并接入鍵盤鼠標
(2)ALT+F4退出融合服務(wù)軟件
(3)點擊桌面上的blend文件夾
(4)復(fù)制setting.cfg文件到其他地方
(5)將備份的該文件copy到blend這個文件夾下面
(6)雙擊STEREO_CAP程序
(7)按ESC,再點擊開始撲捉、全屏幕、下一次開機啟動,保存設(shè)置、開始
(8)重新啟動
7注意事項
(1)投影機開啟后遙控器上的auto、aspect兩個按鍵不能按教育學(xué)論文,正常使用情況下不需要遙控器;
(2)投影機機械結(jié)構(gòu)不能輕易觸碰
(3)屏幕位置不能挪動,屏幕表面不能觸碰,灰塵可用干凈的柔軟布沾水擦;
(4)投影機關(guān)機后不能立即斷電,同時投影機電源需接入UPS穩(wěn)壓電源,UPS后備電池時間不小于10分鐘;
(5)不能隨意拔插設(shè)備連接線纜;
(6)立體工作站顯卡、立體、分辨率等設(shè)置不能改變
(7)控制工作站IP:192.168.1.10不能改變。
開機先后順序要嚴格按照技術(shù)要求順利
三、結(jié)束語
三維虛擬仿真技術(shù)軟件在高職的教學(xué)中能發(fā)揮出積極的作用,一方面能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中能夠?qū)}儲、運輸、配送、生產(chǎn)加工等有一個感性的認識,同時也提高了學(xué)生分析問題、解決問題的能力,實踐證明三維虛擬仿真技術(shù)軟件的應(yīng)用對于高職物流專業(yè)的教學(xué)具有積極的意義。
參考文獻:
[1]呂明哲,物流系統(tǒng)仿真,東北財經(jīng)大學(xué)出版社,2008.10。
[2]賀國先,現(xiàn)代物流系統(tǒng)仿真,中國鐵道出版社,2008.12.1。
[3]青海交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院物流實訓(xùn)中心3D實訓(xùn)室操作手冊
(一)符合電子技術(shù)課程教學(xué)的特點
中職電子技術(shù)的教學(xué)理論性較強,波形變化分析復(fù)雜,課程教學(xué)較為枯燥,一些理解能力較差或者基礎(chǔ)較差的學(xué)生,可能會無法跟上電子技術(shù)課程教學(xué)的節(jié)奏。虛擬仿真技術(shù)在中職電子技術(shù)教學(xué)中的應(yīng)用,能夠使學(xué)生在一個仿真的情境下,進行電子電路的實驗和操作,這種模式能夠為中職學(xué)生帶來更多的電子技術(shù)學(xué)習(xí)體驗,將學(xué)生的實踐操作和理論知識的學(xué)習(xí)相結(jié)合,借助實踐活動,不斷豐富學(xué)生的理論知識體系,借助理論知識的學(xué)習(xí),不斷提升中職學(xué)生的實踐操作能力。虛擬仿真技術(shù)在中職電子技術(shù)教學(xué)中的應(yīng)用,符合中職電子技術(shù)教學(xué)的特點,是時展和進步的必然要求。
(二)創(chuàng)新中職電子技術(shù)教學(xué)的模式
電子技術(shù)教學(xué)中應(yīng)用仿真虛擬仿真技術(shù),可以使學(xué)生將所學(xué)習(xí)的Windowsxp內(nèi)容和仿真軟件結(jié)合起來。虛擬仿真技術(shù)在中職電子技術(shù)教學(xué)中的應(yīng)用,能夠改善傳統(tǒng)的教學(xué)方式中單一的教學(xué)氛圍,更加關(guān)注學(xué)生的實踐體驗,在實踐中,使學(xué)生獲得更多的知識,并使中職學(xué)生能夠通過實踐活動,形成一定的思維想法和創(chuàng)新意識,真正展現(xiàn)中職電子技術(shù)教學(xué)的價值和電子技術(shù)教學(xué)的意義。
(三)提升學(xué)生的電子技術(shù)綜合能力
很多中職院校中的學(xué)生,普遍具有文化基礎(chǔ)較差、學(xué)習(xí)積極性較差等方面的問題,中職學(xué)生的動手能力和實踐能力較強,但是他們的學(xué)習(xí)熱情較差,不愿意積極、主動參與到教學(xué)活動當(dāng)中,無法感受中職電子技術(shù)學(xué)習(xí)的樂趣和電子技術(shù)的魅力之處。虛擬仿真技術(shù)在中職電子技術(shù)教學(xué)中的應(yīng)用,能夠有效改善這一問題,通過有趣的情景創(chuàng)建,快速吸引中職學(xué)生的注意力,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和參與實踐活動的熱情,并使中職學(xué)生在參與實踐活動的過程中,形成一定的電子技術(shù)實踐操作能力和電子技術(shù)思維想法,改善傳統(tǒng)電子技術(shù)教學(xué)中的缺點,更加關(guān)注學(xué)生思維的發(fā)展,為中職學(xué)生未來的工作和發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)。
二、虛擬仿真技術(shù)在中職電子技術(shù)教學(xué)中應(yīng)用的具體策略
虛擬仿真技術(shù)在中職電子技術(shù)教學(xué)中的應(yīng)用,可以通過將虛擬引進課堂,激發(fā)中職學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、創(chuàng)設(shè)仿真電子技術(shù)教學(xué)實驗,增強學(xué)生的實踐操作能力與開展虛擬項目合作實驗,提升中職學(xué)生的綜合素養(yǎng)等方式來開展教學(xué)活動。
(一)將虛擬引進課堂,激發(fā)中職學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣
在傳統(tǒng)的中職電子技術(shù)教學(xué)過程中,教師較為注重對學(xué)生理論知識的傳授,而忽視了實踐技能指導(dǎo)對中職學(xué)生電子技術(shù)操作能力提升的重要影響。單純的電子技術(shù)理論知識講解,多數(shù)是一些原理和公式推導(dǎo),在這種教學(xué)模式下,中職學(xué)生可能會產(chǎn)生一定的厭學(xué)情緒,無法將注意力完全集中在電子技術(shù)學(xué)習(xí)活動當(dāng)中。虛擬仿真技術(shù)在中職電子技術(shù)教學(xué)中的應(yīng)用,能夠改善傳統(tǒng)的教學(xué)方式中單一的教學(xué)氛圍,更加關(guān)注學(xué)生的實踐體驗,在實踐中,使學(xué)生獲得更多的知識,并使中職學(xué)生能夠通過實踐活動,形成一定的思維想法和創(chuàng)新意識。虛擬仿真技術(shù)能夠使學(xué)生在一個仿真的情境下,進行電子電路的實驗和操作,這種模式能夠為中職學(xué)生帶來更多的電子技術(shù)學(xué)習(xí)體驗,使學(xué)生將實踐操作和理論知識的學(xué)習(xí)結(jié)合起來,借助實踐活動,不斷豐富學(xué)生的理論知識體系;借助理論知識的學(xué)習(xí),不斷提升中職學(xué)生的實踐操作能力。中職電子技術(shù)理論知識教學(xué)需要結(jié)合實際展示才能夠加深學(xué)生對電子技術(shù)理論知識的深入理解,從而為接下來的課堂教學(xué)活動和實踐教學(xué)活動奠定良好的基礎(chǔ)。但是,如果一味通過實驗操作展現(xiàn),不僅浪費時間,同時也很浪費材料。虛擬仿真技術(shù)能夠完美地解決這一問題,通過將虛擬仿真技術(shù)引入到中職電子技術(shù)教學(xué)中,通過多媒體等信息技術(shù)軟件,進行仿真模擬實驗,借助多媒體等信息技術(shù)軟件,將抽象化的內(nèi)容變得更加直觀,使學(xué)生對抽象化的理論知識一目了然,深化學(xué)生對中職電子技術(shù)知識的理解與掌握。
(二)創(chuàng)設(shè)仿真電子技術(shù)教學(xué)實驗,增強學(xué)生的實踐操作能力
正所謂“實踐是檢驗真理的唯一標準”,在中職電子技術(shù)教學(xué)中,教師可以借助虛擬仿真技術(shù),引導(dǎo)學(xué)生在模擬的場景中,進行電子電路的實驗和操作,這種模式能夠為中職學(xué)生帶來更多的電子技術(shù)學(xué)習(xí)體驗,在電子技術(shù)的實驗過程當(dāng)中,提升學(xué)生的實踐操作能力。在中職電子技術(shù)教學(xué)實驗中,教師可以結(jié)合學(xué)生的性格特點和中職電子技術(shù)教學(xué)的特點進行教學(xué)實驗活動的創(chuàng)新,將虛擬仿真技術(shù)融入中職電子技術(shù)的教學(xué)活動當(dāng)中。例如,在指導(dǎo)學(xué)生對《彩色電視機原理與維修》這一項內(nèi)容的學(xué)習(xí)過程中,教師可以首先借助多媒體等信息技術(shù)軟件,為學(xué)生展現(xiàn)70年代至今,電視機逐步發(fā)展的過程,為學(xué)生介紹全球彩電市場的特點。彩色電視機與學(xué)生的實際生活密切相關(guān),是學(xué)生所熟悉的事物。在課堂教學(xué)中,教師可以結(jié)合實際生活,提問學(xué)生“家中所使用的是什么樣的電視機”等問題,構(gòu)建互動型的中職電子技術(shù)教學(xué)模式。在此基礎(chǔ)上,教師可以通過多媒體等信息技術(shù)軟件,為學(xué)生展現(xiàn)一個立體化的電視機模型,借助模型引導(dǎo)學(xué)生認識彩色電視機的整體結(jié)構(gòu)以及具體的元器件。在教學(xué)指導(dǎo)完成之后,可以組織學(xué)生自行實驗,借助虛擬仿真技術(shù)進行完整電視機零件和部件的整合。
(三)開展虛擬項目合作實驗,提升中職學(xué)生的綜合素養(yǎng)
一些仿真軟件(例如加拿大IIT公司所開發(fā)的Multisim軟件)能夠為中職學(xué)生創(chuàng)建一個類似于真實的電子電路實驗工作平臺,學(xué)生可以在這個仿真的電子電路實驗工作平臺中,進行各種各樣的電子電路實驗。這些軟件當(dāng)前被應(yīng)用于國內(nèi)外的各大高等院校當(dāng)中,并取得了較為理想的實踐應(yīng)用效果。電子技術(shù)教學(xué)中,教師不僅僅要指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)電子技術(shù),掌握電子技術(shù),更加需要通過一定的電子技術(shù)教學(xué)活動,提升中職學(xué)生的綜合能力和綜合素養(yǎng)。在電子技術(shù)教學(xué)活動當(dāng)中,教師可以借助一些虛擬的電子技術(shù)合作實驗項目,引導(dǎo)學(xué)生通過電子技術(shù)實踐活動,增進彼此之間的感情,形成良好的電子技術(shù)操作能力和合作意識。例如,在指導(dǎo)學(xué)生對《組合邏輯電路的分析與設(shè)計》相關(guān)內(nèi)容的學(xué)習(xí)中,教師可以在完成教學(xué)指導(dǎo)的基礎(chǔ)上,組織學(xué)生通過小組合作的方式,集中學(xué)習(xí)組合邏輯電路的分析方法。在共同合作和分析的過程中,增進彼此之間的感情,提升學(xué)生的綜合能力和綜合素養(yǎng)。
三、結(jié)語
【摘要】隨著時代的發(fā)展,科技的進步,虛擬仿真技術(shù)在實訓(xùn)教學(xué)中的作用也越來越明顯。虛擬仿真技術(shù)的應(yīng)用可以有效地提高教學(xué)的質(zhì)量和效率。本論文通過闡論虛擬仿真實訓(xùn)系統(tǒng)的虛擬仿真機器人機械臂模型用到的三維建模技術(shù)及軟件(如Maya、Max等)、原理以及虛擬仿真技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域和發(fā)展趨勢,從而研究它的價值和市場經(jīng)濟效益,并探析了虛擬仿真實訓(xùn)系統(tǒng)開發(fā)的技術(shù)在實訓(xùn)教學(xué)中的應(yīng)用。
【關(guān)鍵詞】虛擬仿真技術(shù)/平臺;虛擬仿真訓(xùn)練系統(tǒng);實訓(xùn)教學(xué)
一、虛擬仿真實訓(xùn)系統(tǒng)的三維建模技術(shù)及軟件研究
虛擬仿真系統(tǒng)的功能主要體現(xiàn)在它可以讓使用者借助于專用的視、聽、觸覺等具有感知功能的設(shè)備,進入仿真系統(tǒng)制造的虛擬空間,并且還能夠與虛擬環(huán)境中的人和物體進行實時交互,從而感知和操作虛擬環(huán)境中的各種對象,最終達到身臨其境的效果。它的組成主要是把計算機作為主要的部分,其次綜合利用三維圖形、多媒體、仿真等技術(shù)構(gòu)建起一個逼真的虛擬系統(tǒng)。從它的組成部分和應(yīng)用程序來看,虛擬仿真實訓(xùn)系統(tǒng)對三維圖形的利用還是十分頻繁的,因此我們應(yīng)當(dāng)對其進行重點研究。虛擬仿真實訓(xùn)系統(tǒng)在工業(yè)機器人上的應(yīng)用設(shè)計主要是利用三維建模軟件,通過虛擬現(xiàn)實標準語言建立虛擬環(huán)境中的實體模型表現(xiàn)出來,最后通過描述它們之間的結(jié)構(gòu)關(guān)系,快速、真實地顯示三維虛擬工業(yè)機器人,并為工業(yè)機器人控制系統(tǒng)提供一個研究觀察平臺。本段主要通過對虛擬仿真實訓(xùn)系統(tǒng)的三維建模技術(shù)及軟件研究,來發(fā)現(xiàn)虛擬仿真技術(shù)的優(yōu)點和研究其未來的發(fā)展方向。
Maya軟件是美國Autodesk公司出品的世界頂級的三維動畫軟件,通過對Maya軟件的運用,能夠使虛擬仿真實訓(xùn)系統(tǒng)在一定程度上提高制作三維動畫的效率和品質(zhì),調(diào)節(jié)出仿真的角色動畫,使其得出更加真實的效果。這是因為Maya軟件不僅僅包括一般三維和視覺效果制作的功能,而且還能夠和世界上最先進的建模、數(shù)字化布料模擬、毛發(fā)渲染、運動匹配技術(shù)相結(jié)合,使得虛擬仿真實訓(xùn)系統(tǒng)所創(chuàng)造出的畫面更加真實有立體感。
二、虛擬仿真技術(shù)在各領(lǐng)域內(nèi)的作用
隨著科技的發(fā)展,虛擬仿真技術(shù)在一些高科技等高端領(lǐng)域的地位越來越凸顯出來,地位與作用也逐漸提升。尤其是在移動互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用與開發(fā)、手機游戲設(shè)計及其所用到的一些主流引擎甚至高端引擎方面的價值更為突出。
Maya軟件是虛擬仿真技術(shù)的一種,它應(yīng)用的對象是專業(yè)的影視廣告,角色動畫,電影特技等。它能夠在工作的過程中展現(xiàn)的比較靈活,易學(xué)易用,制作出動畫的效率非常高,渲染出畫面的真實效果比較強,它對畫面中角色動作的捕捉尤為清晰,與畫面角色的綁定的聯(lián)系性也十分緊密,是虛擬仿真實訓(xùn)系統(tǒng)中一個比較不錯的系統(tǒng)軟件。MAX軟件它最開始的應(yīng)用是在電腦游戲中的動畫制作,后來又進一步的開始參與影視片的特效制作,MAX軟件還被廣泛地應(yīng)用于廣告、影視、工業(yè)設(shè)計、建筑設(shè)計、多媒體制作、游戲、輔助教學(xué)以及工程可視化等領(lǐng)域,也就是虛擬仿真實訓(xùn)系統(tǒng)當(dāng)中。它強大的立體三維功能被新媒體、影視動畫、游戲動畫等領(lǐng)域廣泛運用。
三、虛擬仿真技術(shù)為機器智能實驗課帶來的好處
虛擬仿真技術(shù)的應(yīng)用為現(xiàn)代化的社會帶來了許多的方便,讓機器實驗課、項目實訓(xùn)的智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)實驗教學(xué)越來越豐富化。虛擬仿真技術(shù)的應(yīng)用可以有效地提高教學(xué)的質(zhì)量和效率。通過對虛擬仿真技術(shù)的應(yīng)用,使得上級和下級、老師和學(xué)生的客戶信息以及實訓(xùn)項目、實訓(xùn)指導(dǎo)、模擬操作、技能測評等等的信息存儲在管理信息庫中,與此同時,上級和下級或是老師和學(xué)生之間就可以通過客戶機對下級或者學(xué)生之間的實訓(xùn)進行遠程的指導(dǎo)與管理。
隨著時代的發(fā)展,科技的進步,虛擬仿真技術(shù)在在現(xiàn)代職業(yè)技能教學(xué)中的作用也越來越明顯。虛擬仿真技術(shù)的不斷完善和發(fā)展,將為機器智能實驗課等實訓(xùn)課程帶來更多的方便和益處。由于它能夠為人們提供一種高級的人機接口,具備交互性、想象性、沉浸性等特點,所以它主要的應(yīng)用領(lǐng)域在政府、企業(yè)、學(xué)校等這些需要實訓(xùn)學(xué)習(xí)環(huán)境的地方。
四、虛擬仿真實訓(xùn)系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域和發(fā)展趨勢
作為一項新興的科學(xué)技術(shù),虛擬仿真技術(shù)還處在一個不斷探索前進與不斷完善的階段當(dāng)中,其發(fā)展趨勢呈一個不斷上升的大幅增長的趨勢。從目前來看,雖然目前政府、教育部門、學(xué)校、教師都已經(jīng)認識到了虛擬仿真技術(shù)對于職業(yè)教育實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)的重要作用和發(fā)展前景,但在實際中,依然存在著許多問題亟待解決,因此虛擬仿真技術(shù)正在與教育、培訓(xùn)等領(lǐng)域不斷地相適應(yīng)和匹配。
其次,雖然目前政府、教育部門、學(xué)校、教師都已經(jīng)認識到了虛擬仿真技術(shù)對于職業(yè)教育實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)的重要作用和發(fā)展前景,但在實際中,依然存在著許多問題亟待解決。雖然目前政府、教育部門、學(xué)校、教師都認識到了虛擬仿真技術(shù)對于職業(yè)教育實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)的重要作用和發(fā)展前景,但在實際中,依然存在著許多問題亟待解決。例如:虛擬仿真技術(shù)對計算機及相關(guān)硬件的要求比較高,但是這些方面的發(fā)展不能夠滿足人們對虛擬仿真技術(shù)的需要,虛擬仿真軟件數(shù)據(jù)是一個龐大的數(shù)據(jù)庫,三維立體仿真軟件的應(yīng)用對顯卡和顯示器等也有很高的要求,也就是說,虛擬仿真系統(tǒng)對硬件的要求較高。因此需要對計算機及相關(guān)硬件的發(fā)展有一個更高的要求。最后,教學(xué)類虛擬仿真軟件的質(zhì)量還有待提高、對虛擬仿真技術(shù)的研發(fā)標準也不統(tǒng)一和對虛擬仿真技術(shù)應(yīng)用不夠廣泛等等,這些都是需要發(fā)展改善的地方,也是未來虛擬仿真技術(shù)發(fā)展的一個大的趨勢。
五、虛擬仿真實訓(xùn)系統(tǒng)的價值和市場經(jīng)濟效益
虛擬仿真實訓(xùn)系統(tǒng)作為一個高端的科技系統(tǒng),對政府、企業(yè)、學(xué)校等的發(fā)展,起到了至關(guān)重要的作用,并為其創(chuàng)造了更大的價值。同時虛擬仿真技術(shù)的不斷發(fā)展,也在打開了市場,擴大了市場份額的同時為市場創(chuàng)造了更多的經(jīng)濟利益。
在市場經(jīng)濟為主導(dǎo)的今天,虛擬仿真實訓(xùn)系統(tǒng)也為市場經(jīng)濟的發(fā)展做了一定的貢獻,為市場經(jīng)濟的發(fā)展添磚加瓦,在自己發(fā)展得同時也促進了市場經(jīng)濟的發(fā)展。因此,我們應(yīng)當(dāng)不斷地發(fā)展虛擬仿真實訓(xùn)系統(tǒng),使其深入到更多的地方,讓更多的地方和人們體會到虛擬仿真實訓(xùn)系統(tǒng)為人們帶來的價值。
總結(jié)
虛擬仿真實訓(xùn)系統(tǒng)的日漸完善,使得人們的生活也不斷的豐富活躍起來,政府、企業(yè)、學(xué)校等地方對其的應(yīng)用,也促進了虛擬仿真實訓(xùn)系統(tǒng)的發(fā)展。本論文通過闡論虛擬仿真實訓(xùn)系統(tǒng)的虛擬仿真機器人機械臂模型用到的三維建模技術(shù)及軟件(如Maya、Max等)、原理以及虛擬仿真技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域和發(fā)展趨勢的研究,探討了虛擬仿真實訓(xùn)系統(tǒng)的價值和市場經(jīng)濟價值,同時也為虛擬仿真實訓(xùn)系統(tǒng)的發(fā)展奠定了理論基礎(chǔ)。
參考文獻:
[1]劉仲波 李瑞濤 《擬仿真技術(shù)在城市軌道交通工程實訓(xùn)中的應(yīng)用》 吉林大學(xué)交通學(xué)院、吉林交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院 2012年第12期
Abstract: In the actual teaching of project cost, if take the simulation technology in engineering cost course to construct the three-dimensional panoramic display of highways, bridges and tunnels in civil engineering, we can freely control the viewing angle and picture zoom, with real pictures, the effect is direct and can improve the effect of learning. This paper, taking the tunnel project as an example, talks about the applications of simulation technology in engineering cost courses.
關(guān)鍵詞:三維空間結(jié)構(gòu);模擬仿真技術(shù);課程教學(xué);應(yīng)用
Key words: three-dimensional structure;simulation technology;teaching;application
中圖分類號:G42文獻標識碼:A文章編號:1006-4311(2011)05-0161-02
1工程造價課程的發(fā)展瓶頸
在實際的工程造價課程教學(xué)中,學(xué)生由于缺乏空間想象,對工程結(jié)構(gòu)沒有感性認識,無法理解抽象的理論,給教師教學(xué)及學(xué)生學(xué)習(xí)帶來了瓶頸。因此,我們希望通過虛擬仿真系統(tǒng)來解決傳統(tǒng)工程造價教學(xué)中存在的種種弊端。在教學(xué)中使用仿真技術(shù),可以充分調(diào)動學(xué)習(xí)者的感覺和思維器官,使所觀察的事物栩栩如生地展現(xiàn)在面前,任學(xué)習(xí)者正面、側(cè)面、反面仔細觀察仿真技術(shù)的發(fā)展被認為是解決傳統(tǒng)工程造價教學(xué)瓶頸的一把利器。
本文正是從當(dāng)前工程造價教學(xué)的基本情況以及教學(xué)難點出發(fā),將仿真技術(shù)引入到開發(fā)工程造價教學(xué)軟件的過程中。本研究選擇隧道工程作為研究的案例,通過利用目前比較成熟的計算機模擬仿真技術(shù),為老師和學(xué)生提供一個模型展示平臺。
2模擬仿真技術(shù)的應(yīng)用的效果
模擬是指用一個數(shù)據(jù)處理系統(tǒng),來全部或部分地模仿某一數(shù)據(jù)處理系統(tǒng),使得模仿的系統(tǒng)能像被模仿的系統(tǒng)一樣接受同樣的數(shù)據(jù),執(zhí)行同樣的程序,獲得同樣的結(jié)果。有時也簡稱為仿真,是用模型(物理模型或數(shù)學(xué)模型)來模仿實際系統(tǒng),代替實際系統(tǒng)進行實驗和研究,是產(chǎn)品設(shè)計和制造中的常用技術(shù)手段。
從國內(nèi)外職業(yè)教育專業(yè)信息化可以看出,模擬仿真技術(shù)具有先進、便捷、安全等優(yōu)點,仿真教學(xué)系統(tǒng)向工程類職業(yè)學(xué)校提供了培訓(xùn)學(xué)生的高技術(shù)工具,將專業(yè)課程和實習(xí)環(huán)節(jié)相結(jié)合,培養(yǎng)學(xué)生了解生產(chǎn)操作、熟悉生產(chǎn)原理的能力,提高了學(xué)生動手操作的興趣與水平。以較少的投入滿足了學(xué)生的實踐需要。許多專業(yè)課程由于受到設(shè)備、場地和經(jīng)費等條件的限制,可以選擇采用模擬仿真技術(shù)。但模擬仿真技術(shù)應(yīng)用于工程造價課程教學(xué)實踐的研究很少,可參考的研究成果幾乎沒有。
3研究方法
3.1 文獻研究法在研究中,通過對多種學(xué)習(xí)資料的閱讀、分析,了解到了當(dāng)前研究的發(fā)展?fàn)顩r,為論文的撰寫奠定了必要的理論基礎(chǔ)。
3.2 個案研究法在研究中,通過具體的案例,對工程造價教學(xué)進行研究,發(fā)現(xiàn)問題、解決問題、優(yōu)化教學(xué)策略,設(shè)計教學(xué)軟件開發(fā)方案,最終完成系統(tǒng)的設(shè)計與開發(fā)。(圖1)
4模擬仿真技術(shù)在造價教學(xué)中的應(yīng)用
重點是構(gòu)建土木工程中公路、橋梁、隧道的立體全景展示。在三維仿真動畫展示過程中,可自由控制觀看角度及畫面縮放,配合實景照片,效果直觀。施工流程部分以簡單的工程施工3D動畫,配以實景圖片及施工工藝文本說明,使學(xué)生能更直觀地了解工程施工的流程步驟。公路、橋梁、隧道的分解結(jié)構(gòu)模塊通過點擊結(jié)構(gòu)圖中的交互熱點,顯示該局部結(jié)構(gòu)的名稱、所在位置以及該結(jié)構(gòu)的詳細說明窗口,其中包含局部結(jié)構(gòu)3d展示、工程量復(fù)核、定額、工程圖紙。為了滿足課堂教學(xué)的需要,支持文本和圖紙的縮放、自由拖動功能,以增強課堂教學(xué)實際效果。人性化的人機交互界面及流程分類設(shè)計,學(xué)生在課余時間也能通過簡單直觀的軟件操作進行學(xué)習(xí)。選題立足于公路工程造價專業(yè),重點在于利用該模擬仿真技術(shù)將造價及工程量復(fù)核等內(nèi)容更加形象地展示出來,使課程的實效性更強(表1)。
5隧道工程案例
在傳統(tǒng)課程教學(xué)中,教師都會按照既定的教學(xué)過程來實施教學(xué)活動,那么在仿真公路系統(tǒng)中,學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)活動應(yīng)當(dāng)如何開展?隧道模型概述為由以下幾個部分:
5.1 用戶界面呈現(xiàn)在工程仿真系統(tǒng)中,學(xué)習(xí)者必須是通過用戶界面與仿真系統(tǒng)進行交互。因此,構(gòu)建和諧友好、方便操作、逼近工程實體虛擬系統(tǒng)要解決的首要問題。仿真系統(tǒng)的真實性可以豐富學(xué)習(xí)者在虛擬情境中的體驗,方便性主要表現(xiàn)在學(xué)習(xí)中按照學(xué)習(xí)者的進度,適時的為其提出指導(dǎo)性建議(圖2)。
5.2 仿真情景設(shè)計仿真系統(tǒng)要依據(jù)學(xué)習(xí)者的經(jīng)驗、知識背景及需求,呈現(xiàn)具體的公路工程、橋梁工程、隧道工程等信息。設(shè)計工程實例,仿真場景和工程對象,通過情境設(shè)計,以激發(fā)學(xué)習(xí)者的興趣(圖3)。
5.3 工程造價數(shù)據(jù)分析通過仿真系統(tǒng)的現(xiàn)象觀察,具體進行工程造價結(jié)果的分析,處理工程數(shù)據(jù),并根據(jù)反饋信息及時調(diào)整策略,這有助于提高學(xué)習(xí)者對造價編制過程的反應(yīng)能力以及對因果關(guān)系的敏感性。該過程中須關(guān)注在工程內(nèi)容的一致性、工程過程的交互性等問題(圖4)。
6實用價值和重要的現(xiàn)實意義
6.1 課件制作方法的探索使用直觀的設(shè)計方法取代繁瑣的傳統(tǒng)編程式的課件制作,老師把更多精力放在課程本身的教學(xué)設(shè)計上,只需根據(jù)實際教學(xué)需求,設(shè)計課件,向?qū)W生展示工程結(jié)構(gòu);體現(xiàn)新一代課件的廣闊應(yīng)用前景。
6.2 促進學(xué)生探索性的學(xué)習(xí)現(xiàn)在的教學(xué)所采用的方法比較單一,學(xué)生在上課中往往很被動,面對各種各樣的公路、橋梁、擋土墻,結(jié)構(gòu)物感覺一片茫然,老師怎么說,學(xué)生就照著怎么做。很多時候上課只停留在不動腦的機械勞動階段,達不到提高學(xué)生動手能力的目的,這樣的知識傳遞過程較為單調(diào),效果也不明顯。在仿真平臺上,學(xué)生可以擺脫了原有模型設(shè)備條件的約束,在更形象的知識領(lǐng)域內(nèi)自主探索,促進了學(xué)生創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。
6.3 降低了各類開支費用工程仿真系統(tǒng)降低了科研成本,節(jié)省研究經(jīng)費,并能夠充分發(fā)揮現(xiàn)有計算機技術(shù)、,提高使用效率。
【關(guān)鍵詞】計算機仿真技術(shù) 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(shù)領(lǐng)域,經(jīng)常采用系統(tǒng)仿真技術(shù)來研究相關(guān)事物,如通過系統(tǒng)模型的相關(guān)實驗來研究設(shè)計或者存在的某個系統(tǒng)。
2對計算機仿真技術(shù)在制造業(yè)中的應(yīng)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(jīng)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(shù)的發(fā)展。隨著我國科學(xué)技術(shù)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(shù)作為工程領(lǐng)域里面的一個重要手段,其被大量應(yīng)用到我國制造業(yè)進行研究及實踐,從而產(chǎn)生出一些先進制造技術(shù)。對于系統(tǒng)仿真技術(shù)而言,如果從本質(zhì)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(shù)。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(guān)技術(shù)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(shù)的進一步發(fā)展,開始出現(xiàn)了面向?qū)ο蟮牟l(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(chǔ)之上來對實驗及模型數(shù)據(jù)、以及實驗仿真的結(jié)果等進行統(tǒng)一的管理,與此同時,人工智能等相關(guān)的先進技術(shù)也開始應(yīng)用到仿真建模、運行以及對仿真的結(jié)果進行分析之中。另外,廣義的制造系統(tǒng)的相關(guān)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(qū)動等相關(guān)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(guān)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(chǎn)品生產(chǎn)周期不斷縮短,這樣就導(dǎo)致系統(tǒng)仿真技術(shù)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(shù)”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(chǎn)品的設(shè)計及制造過程,這樣便于發(fā)現(xiàn)各種問題,并且在產(chǎn)品制造之前就把問題解決掉,從而提高生產(chǎn)效率及產(chǎn)品質(zhì)量。隨著制造業(yè)的發(fā)展,仿真技術(shù)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(chǎn)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(shù)(CE)在對產(chǎn)品進行開發(fā)之前就對產(chǎn)品的整個生命周期進行全面的考慮,這樣,對解決相關(guān)產(chǎn)品的設(shè)計以及開發(fā)之間的矛盾是非常有益的。而虛擬產(chǎn)品開發(fā)是在并行工程的指導(dǎo)下,把大規(guī)模的產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)以及CAD等產(chǎn)品設(shè)計系統(tǒng)等進行綜合起來,從而進一步的形成虛擬產(chǎn)品的開發(fā)環(huán)境,這樣就可以在該環(huán)境下進行產(chǎn)品的策劃、設(shè)計等,以及預(yù)測產(chǎn)品在真實環(huán)境下的相關(guān)特征、功能及性能等,這樣在進行實際設(shè)計、生產(chǎn)的過程中,可以減少反復(fù)或者變更等的次數(shù)。VPD技術(shù)能夠深入到各種復(fù)雜產(chǎn)品的制造之中,從而為企業(yè)產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟效益。隨著計算機技術(shù)的高度快速發(fā)展,對仿真技術(shù)的相關(guān)應(yīng)用已由單一的形式向復(fù)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(chǎn)生了分布交互化仿真技術(shù)(DIS)。對于這種仿真系統(tǒng)來講,它所包括的內(nèi)容有:構(gòu)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(guān)技術(shù)、不同產(chǎn)品的相互組成、不同的系統(tǒng)方面的目的、以及不同生產(chǎn)廠家的相關(guān)技術(shù)等,對于這樣的復(fù)雜情況是允許他們進行交換操作的。分布交互化仿真技術(shù)(DIS)通過采用計算機網(wǎng)絡(luò)將分布在不同地點的仿真設(shè)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(gòu)成時空到合成仿真環(huán)境的一種比較先進的仿真技術(shù)。如今,在我國制造業(yè)中已經(jīng)產(chǎn)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(xué)與香港生產(chǎn)力方面的促進局共同構(gòu)建的快速科技中心,它就是虛擬研究開發(fā)中心。由于當(dāng)今社會是動態(tài)快速發(fā)展變化的,人們的需求更多轉(zhuǎn)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(chǎn)制造)來快速響應(yīng)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(nèi)存在相關(guān)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(jié)束語
隨著我國社會的不斷發(fā)展,導(dǎo)致計算機仿真技術(shù)的發(fā)展也日新月異。在制造業(yè)中,對于整個產(chǎn)品的生命周期來講,仿真技術(shù)都表現(xiàn)出其強大的發(fā)展?jié)摿?。在?dāng)今制造業(yè)競爭激烈的社會,計算機仿真技術(shù)在制造領(lǐng)域的應(yīng)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(chǎn)、綠色制造等方面不斷發(fā)展。
參考文獻
[1]戴金海等.并行工程與仿真技術(shù)[J].計算機仿真,2013(23):54-59.
[2]熊光楞.計算機仿真及其在制造業(yè)中的應(yīng)用[J].計算機仿真,2012,2(14):20-27.
[3]鄭力,盧繼平等.虛擬制造技術(shù)[J].計算機輔助設(shè)計與制造,2013(09):62-67.